CN107064236A - 一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置及方法 - Google Patents

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CN107064236A CN201611178700.5A CN201611178700A CN107064236A CN 107064236 A CN107064236 A CN 107064236A CN 201611178700 A CN201611178700 A CN 201611178700A CN 107064236 A CN107064236 A CN 107064236A
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石绍渊
曹宏斌
李玉平
盛宇星
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid

Abstract

本发明提供了一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置及方法，所述装置包括至少一组电极对、数据采集器和数据处理及显示装置；每组电极对的两个电极分别设置于电渗析装置中的一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧；所述数据采集器通过导线与每组电极对中的两个电极分别相连，所述数据处理及显示装置通过数据传输线与数据采集器相连。所述装置及方法解决了电渗析离子交换膜污染的在线检测问题，为维持电渗析堆脱盐性能、提高系统运行稳定性和适时进行化学清洗提供依据，并且所述装置和方法的检测精度和准确度高，可实现在线检测。

Description

一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置及方法
技术领域
本发明属于在线检测技术领域，涉及一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置及方法，尤其涉及一种通过在线检测中单张或多张离子交换膜两侧的电压(电位差)变化，经换算出对应离子交换膜的电阻变化，实现离子交换膜污染的在线检测装置及方法。
背景技术
电渗析技术是以电位差作为推动力的膜分离过程。在外加直流电场作用下，利用荷电离子膜的反离子选择透过性使水中阴阳离子做定向迁移，从水溶液及其它不带电组份中分离带电离子组份。相比反渗透等其他脱盐技术，电渗析法具有淡水回收率高、浓水浓缩倍数高，设备操作简便，不需酸、碱再生，无二次污染的特点，目前已广泛应用于海水淡化、苦咸水脱盐等。
随着水资源日益短缺、用水成本不断增加，以及环境保护政策的不断加强和环境保护标准的不断提高，工业废水处理由传统的达标排放逐渐转变为“零排放”处理，因此对于工业废水的深度回用处理意义重大。由于采用常规超滤-反渗透双膜法处理工业废水，其淡水回收率只有60％左右，还剩余40％左右的浓盐水仍需要进一步处理。电渗析对原水水质要求不高，相对于其他除盐工艺，预处理简单；电渗析耗电量与原水含盐量成正比，处理废水含盐量在一定范围内，与其他脱盐法相比运行费用较低，而且废水脱盐率在一定范围内可调。电渗析进水预处理简便易行，而且通过倒极、在线清洗等方法，可减小电渗析膜污染，提高系统运行稳定性和降低运行和维护费用。因此，电渗析技术用于工业废水深度处理与脱盐回用越来越受到重视。
由于工业废水中普遍包含有机物、钙镁离子、悬浮物、胶体和微生物等多种杂质，采用电渗析技术处理这类工业含盐废水，仍然会导致电渗析过程形成离子交换膜污染。由于目前还缺乏适用于电渗析离子交换膜污染在线检测的装置和方法，导致电渗析过程中无法实时判断离子交换膜的污染情况，以及无法确定适当的化学清洗周期。因此，研发适用于电渗析离子交换膜污染在线检测的装置和方法具有重要意义。
近年来，李建新(膜科学与技术,2007,27(4):96-101)介绍了超声时域反射法应用于反渗透(RO)污染的研究。Mairal等人(Butterfield,Elsevier,2003:65-88)采用5MHz和10MHz的超声传感器检测，发现随着污染层在膜表面开始出现并生长时，膜反射信号的振幅不断回落。然而，污染层厚度测量是不能用超声信号振幅的降低来获得的，不足之处是并没有得到污染层的反射信号。金鹏康等(环境科学与技术,2010,33(10):97-100)采用光散射颗粒分析仪(PDA)对截留液中颗粒物的浓度变化进行在线检测，并利用过滤体系中颗粒的质量守恒分析原理，建立了超滤膜污染的光学在线检测分析系统。然而，这些现有方法只适用于压力驱动膜，而不适用于电渗析离子交换膜污染的在线检测。
发明内容
针对目前缺乏用于电渗析离子交换膜污染在线检测的装置与方法，而工业废水电渗析脱盐容易出现膜污染的问题，尤其是工业废水中的有机物容易导致电渗析膜污染严重、膜电阻升高而显著降低电渗析的脱盐性能，但如何确定电渗析离子交换膜污染程度，以及如何确定污染膜的清洗周期也缺乏明确依据，本发明提供了一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置与方法，所述装置及方法解决了电渗析离子交换膜污染的在线检测问题，为维持电渗析堆脱盐性能、提高系统运行稳定性和适时进行化学清洗提供依据，并且所述装置和方法的检测精度和准确度高，可实现在线实时检测。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置，所述装置包括至少一组电极对、数据采集器和数据处理及显示装置；
每组电极对的两个电极分别设置于电渗析装置中的一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧；
所述数据采集器通过导线与每组电极对中的两个电极分别相连，用于采集所述一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧的电压(电位差)信号，并将所述电压信号发送给数据处理及显示装置；
所述数据处理及显示装置通过数据传输线与数据采集器相连，用于接收数据采集器发送的电压信号，处理所述电压信号，从而显示电压-时间曲线，以判断离子交换膜的污染情况。
所述数据处理及显示装置能够记录接收所述电压信号时的时间，从而显示电压-时间曲线。
实际使用时，所述数据处理及显示装置可为计算机，所述计算机的CPU(数据处理器)中安装有能够实现上述功能的软件。
处理所述电压信号是指将电压信号转换成数据，并将所述电压信号与接收所述电压信号时的时间对应起来。
电压-时间曲线中电压升高即表示离子交换膜被污染。
所述电极对可为1组、2组、3组、4组、5组、6组、7组、8组、9组或10组等。可以根据实际的需要进行确定，优选为包括1-5组电极对，每组电极对的两个电极分别通过导线与数据采集器相连。每组电极对仅得到一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧的电压信号。当有多个电极对时，数据采集器可将多个电压信号同时独立采集，并发送给数据处理及显示装置。
所述多张离子交换膜是指至少2张离子交换膜，如2张、3张、4张、5张、6张、7张、8张或10张等。
优选地，所述电极对为铂片电极对。
优选地，所述铂片电极对中铂片电极的长度为2-20cm，如3cm、4cm、5cm、8cm、10cm、12cm、15cm、17cm或19cm等，宽度为0.5-1cm，如0.6cm、0.7cm、0.8cm或0.9cm等。所述铂片电极在不同电解质溶液都非常稳定，可获得准确的测试结果。
所述数据采集器采集离子交换膜两侧的电压的量程为0-20V，采集精度为1mV以下，如0.8mV、0.6mV、0.5mV、0.4mV、0.3mV、0.2mV或0.1mV等。
所述数据采集器与数据处理及显示装置之间还依次连接有板载继电器板、中间继电器和直流电压信号转换板。所述板载继电器板、中间继电器和直流电压信号转换板与数据采集器和数据处理及显示装置共同实现离子交换膜两侧电压差的在线采集、数据转换与信号传输等。
所述数据处理及显示装置包括计算机。所述计算机的CPU中安装有软件，能够对接收到的电压(电位差)信号进行数据处理。所述计算机的显示屏能够对处理后得到的电压-时间曲线或电阻-时间曲线进行显示。当接收到多个电压信号时，所述计算机中的数据处理器能够将各个离子交换膜两侧的电压信号区分开。
优选地，所述数据传输线包括USB传输线。
由于电渗析装置中的电流恒定，也可利用数据处理及显示装置将电压-时间曲线转换为电阻-时间曲线，利用电阻的变化来判断离子交换膜的污染情况。优选地，所述数据处理及显示装置还对电压-时间曲线进行转化，显示电阻-时间曲线。通过电阻的变化判断离子交换膜是否被污染：电阻升高即表示离子交换膜被污染。
所述电压-时间曲线是指以时间为横坐标，以电压(电位差)为纵坐标的曲线，其反映电压随时间的变化；所述电阻-时间曲线是指以时间为横坐标，以电阻为纵坐标的曲线，其反映电阻随时间的变化。
本发明的目的之一还在于提供一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)电渗析装置接通稳压直流电源，确保电渗析装置内部处于恒电流状态，并且电渗析装置中的淡水室和浓水室中的溶液浓度、溶液组成和溶液流速恒定；
(2)采集电渗析装置中的一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧的电压(电位差)信号，处理所述电压信号，显示电压-时间曲线，以判断离子交换膜的污染情况。
本领域技术人员应明了，步骤(1)所述溶液浓度、溶液组成和溶液流速需满足电渗析过程的工艺条件，这些条件相对恒定。
由于测试过程中各条件(溶液浓度、溶液组成、溶液流速、稳压直流电源以及电流密度)是恒定的，如果离子交换膜不被污染，其两侧的电位差应该保持恒定，因此，电压-时间曲线中电压升高即表示离子交换膜被污染。
步骤(1)所述电渗析装置内部的电流密度为1-100mA/cm2，如2mA/cm2、5mA/cm2、8mA/cm2、10mA/cm2、20mA/cm2、30mA/cm2、40mA/cm2、50mA/cm2、60mA/cm2、70mA/cm2、80mA/cm2或90mA/cm2等。
优选地，步骤(1)所述稳压直流电源的电压为1-300V，如2V、5V、8V、10V、15V、25V、35V、45V、55V、65V、75V、85V、95V、100V、120V、150V、180V、200V、220V、250V或280V等。
步骤(2)所述采集电渗析装置中的一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧的电压(电位差)信号通过如下方法实现：将一组电极对的两个电极分别放置于一张离子交换膜或多张离子交换膜的两侧并分别与数据采集器相连；所述数据采集器用于采集一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧的电压(电位差)信号，并将所述电压信号发送。
优选地，所述电极对为铂片电极对。
优选地，所述铂片电极对中铂片电极的长度为2-20cm，如3cm、4cm、5cm、8cm、10cm、12cm、15cm、17cm或19cm等，宽度为0.5-1cm，如0.6cm、0.7cm、0.8cm或0.9cm等。所述铂片电极在不同电解质溶液都非常稳定，可获得准确的测试结果。
优选地，所述数据采集器与至少一组电极对中的两个电极分别相连，所述电极对可为1组、2组、3组、4组、5组、6组、7组、8组、9组或10组等，可以根据实际的需要进行确定，优选为1-5组电极对，每对电极对的两个电极分别通过导线与数据采集器相连。
优选地，步骤(2)通过数据处理及显示装置处理所述电压信号，显示电压-时间曲线。
所述数据处理及显示装置能够接收所述电压信号，并处理所述电压信号，进而显示电压-时间曲线。处理所述电压信号是指将电压信号转换成数据，并将所述电压信号与接收所述电压信号时的时间对应起来。
优选地，步骤(2)还包括：将电压-时间曲线转化为电阻-时间曲线。通过电阻的变换判断离子交换膜是否被污染，离子交换膜的电阻升高，则离子交换膜被污染。
由于电渗析装置中的电流恒定，也可利用数据处理及显示装置将电压-时间曲线转换为电阻-时间曲线，利用电阻的变化来判断离子交换膜的污染情况，电阻升高，则离子交换膜被污染。
所述电压-时间曲线是指以时间为横坐标，以电压(电位差)为纵坐标的曲线；所述电阻-时间曲线是指以时间为横坐标，以电阻为纵坐标的曲线。
步骤(2)所述数据采集器采集离子交换膜两侧的电压的量程为0-20V，采集精度为1mV以下，如0.8mV、0.6mV、0.5mV、0.4mV、0.3mV、0.2mV或0.1mV等。
作为优选的技术方案，所述在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的方法包括如下步骤：
(1)电渗析装置接通电压为1-300V的稳压直流电源，确保电渗析装置内部处于恒电流状态，电流密度为1-100mA/cm2，并且电渗析装置中的淡水室和浓水室中的溶液浓度、溶液组成和溶液流速恒定；
(2)将每组电极对的两个电极分别放置于一个离子交换膜或多张离子交换膜的两侧；
(3)将数据采集器与每组电极对的两个电极通过导线分别相连，采集所述一个离子交换膜或多张离子交换膜的两侧的电压信号，并将所述电压信号发送给数据处理及显示装置；其中，数据采集器采集离子交换膜两侧的电压的量程为0-20V，采集精度为1mV以下；
(4)数据处理及显示装置接收数据采集器发送的电压(电位差)信号，处理所述电压信号，从而显示电压-时间曲线，再将电压-时间曲线转换为电阻-时间曲线，以判断离子交换膜的污染情况。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置和方法，可实现电渗析装置中离子交换膜污染的在线检测，并且其检测精度和准确度分别达到1mV和99.9％以上，可实时获得电渗析的膜污染程度，并根据膜污染程度确定电渗析膜堆的化学清洗周期。
(2)本发明提供的在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置和方法，可以实时检测化学清洗的清洗效果及膜性能的恢复程度，可进一步为电渗析系统优化化学清洗工艺和清洗剂等提供依据。
(3)本发明提供的在线检测电渗析装置中离子交换膜的装置和方法，可以避免通过拆装电渗析膜堆来确定离子交换膜污染程度，从而节省劳动力和避免拆装膜堆造成离子交换膜的损毁。
附图说明
图1为实施例1提供的在线检测电渗析离子交换膜污染的装置的结构示意图。
其中，1，计算机；2，电极对；3，多功能数据采集器；4，板载继电器板；5，中间继电器；6，直流电压信号转换器。
图2为实施例2提供的不同离子交换膜两侧的电位差-时间曲线；
其中，P0为原始阴离子交换膜；M1、M2、M3和M4分别为不同改性条件下获得的表面修饰阴离子交换膜。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置，如图1所示，所述装置包括：计算机1、多功能数据采集器3、板载继电器板4、中间继电器5、直流电压信号转换器6和至少一组电极对2，所述电极对2为铂片电极对；
所述多功能数据采集器3主要用于电渗析装置中多路直流电压(电位差)信号进行采集与记录；所述多路是指至少两路；
所述板载继电器板4、控制中间继电器5和直流电压信号转换器6可集成到多功能数据采集器3中，共同实现电渗析体系中多路电压的在线采集、数据转换和信号传输；
所述USB数据线用于把多功能数据采集器3采集到的信号传输到计算机1中保存；
所述导线用于连接多功能数据采集器3和铂片电极，实现对电渗析离子交换膜污染的在线检测；
每组电极对的两个电极分别设置于电渗析装置中的一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧；
所述多功能数据采集器3通过导线与每组电极对中的两个电极分别相连，用于采集所述一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧的电压(电位差)信号，并发送采集的所述电压信号；
所述计算机1用于数据处理及显示，通过USB数据线与多功能数据采集器3相连，用于接收多功能数据采集器3发送到的电压信号，处理所述电压信号，并根据接收所述电压信号时的时间，显示电压-时间(V-t)曲线，以判断离子交换膜的污染情况；
所述多功能数据采集器3与计算机1之间还依次连接有板载继电器板4、中间继电器5和直流电压信号转换器6；
图1为设置5组电极对2的情况，且多功能数据采集器3同时分别采集5张不同离子交换膜两侧的电压信号。
所述铂片电极对中铂片电极的长度为2-20cm，宽度为0.5-1cm；
所述多功能数据采集器3采集离子交换膜两侧的电压的量程为0-20V，采集精度为1mV以下；
利用如上所述的装置进行电渗析装置中离子交换膜的在线检测方法，包括如下步骤：
(1)电渗析装置接通电压为1-300V的稳压直流电源，确保电渗析装置内部处于恒电流状态，电流密度为1-100mA/cm2，并且电渗析装置中的淡水室和浓水室中的溶液浓度、溶液组成和溶液流速相对恒定，其中溶液浓度、溶液组成、溶液流速满足电渗析过程的工艺条件；
(2)将每组电极对的两个电极分别放置于一个离子交换膜的两侧；
(3)将多功能数据采集器3与每组电极对的两个电极通过导线分别相连，采集每每个离子交换膜两侧的电压信号，并将所述电压信号发送给计算机1；其中，数据采集器采集离子交换膜两侧的电压的量程为0-20V，采集精度为1mV以下；
(4)计算机1通过USB数据线与多功能数据采集器3相连，用于接收多功能数据采集器发送的电压信号，处理所述电压信号后在显示器上显示电压-时间(V-t)曲线，以判断离子交换膜的污染情况：电压升高即代表离子交换膜被污染。
通过对记录的直流电压与施加的电流信号进行换算，可同时获得单张或多张离子交换膜在电渗析过程的电阻变化，由此反映所测试离子交换膜在电渗析过程的膜污染程度(电阻升高即表示离子交换膜被污染)，为电渗析膜污染清洗及过程优化控制提供依据。
实施例2
利用实施例1提供的装置对常规电渗析装置进行不同离子交换膜污染的在线检测，目的是考察经过不同表面改性阴离子交换膜对十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的抗污染性能，实验检测的离子交换膜主要针对原始阴离子交换膜和经过不同表面改性的阴离子交换膜。
阴离子交换膜污染的在线检测实验是实验室规模的小型电渗析装置进行，每组测试所采用的电极对为一对50mm×5mm的铂片。为了避免不同测试过程造成的误差，在该测试体系中原始阴膜(P0)和4种不同表面改性阴膜(M1、M2、M3和M4)进行同时测试，其中5对电极及电极连接导线分别放在待测试膜的两侧，其中经过改性后的阴膜面朝向膜堆淡室。电渗析膜堆中电极室采用0.5L 0.1M Na2SO4溶液，0.5L 0.1M NaCl和50mg/L SDBS分别由蠕动泵驱动后流过电渗析膜堆的淡室和浓室，其中溶液流速都为100mL/min。为了避免由于溶液离子浓度改变而导致离子交换膜电阻的测量误差，在实验过程中流经不同隔室的溶液再汇集到同一个储液槽中，以保证测试过程中不同隔室的溶液电阻不变。在电渗析离子交换膜污染在线检测体系中，通过精密直流稳压电源给膜堆体系施加的直流电流密度为5mA/cm2，经过连续120min的测试，结果如图2所示。
图2测试结果表明，根据不同阴离子交换膜在测试过程的变化，指示原始阴离子交换膜很快被SDBS污染，而经不同表面改性阴膜的抗污染性能会存在显著差别。其中一种经表面改性的阴离子交换膜抗污染改善非常有限，在电渗析运行约15min后也很快发生膜污染，另一种改性阴膜在电渗析运行到70min后才产生明显的膜污染，另两种经表面改性的离子膜在电渗析运行过程中一直能保持较好的抗污染。其测试结果与实际情况相符，测量准确度可达99.9％以上。
经试验证实，电渗析装置内部的电流密度为1-100mA/cm2，如5mA/cm2、10mA/cm2、30mA/cm2、50mA/cm2、80mA/cm2或90mA/cm2等；直流稳压电源的电压为1-300V，如5V、10V、30V、40V、60V、80V、90V、100V、120V、130V、150V、180V、200V、220V、250V、280V或290V等；铂片电极的长度为2-20cm，如5cm、8cm、10cm、12cm、15或18cm等，宽度为0.5-1cm，如0.6cm、0.7cm、0.8cm或0.9cm等的情况下，均能准确地检测出离子交换膜两侧的电压变化，准确地判断出离子交换膜的污染状况，测量精度和测量准确度可达1mV和99.9％以上，其中，所述测量精度由数据测量与采集模块的精度决定，测量准确度通过重复测量与对比实验的测量数据比较获得，所述对比试验是指使用非在线的方法检测离子交换膜的污染状况，用于与在线检测的结果进行对比。
进一步地，本领域技术人员也可将电压-时间曲线转换成电阻-时间曲线，通过电阻的变化判断离子交换膜的污染情况：电阻升高即代表离子交换膜污染。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置，其特征在于，所述装置包括至少一组电极对、数据采集器和数据处理及显示装置；
每组电极对的两个电极分别设置于电渗析装置中的一张离子交换膜或多张离子交换膜的两侧；
所述数据采集器通过导线与每组电极对中的两个电极分别相连，用于采集所述一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧的电压信号，并将所述电压信号传输给数据处理及显示装置；
所述数据处理及显示装置通过数据传输线与数据采集器相连，用于接收所述电压信号，处理所述电压信号，从而显示电压-时间曲线，以判断单张离子交换膜或多张离子交换膜的污染情况。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括1-5组电极对，每组电极对的两个电极分别通过导线与数据采集器相连；
优选地，所述电极对为铂片电极对；
优选地，所述铂片电极对中铂片电极的长度为2-20cm，宽度为0.5-1cm。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述数据采集器采集离子交换膜两侧的电压的量程为0-20V，采集精度为1mV以下。
4.根据权利要求1-3之一所述的装置，其特征在于，所述数据采集器与数据处理及显示装置之间还依次连接有板载继电器板、中间继电器和直流电压信号转换板。
5.根据权利要求1-4之一所述的装置，其特征在于，所述数据处理及显示装置包括计算机；
优选地，所述数据传输线包括USB传输线；
优选地，所述数据处理及显示装置还对电压-时间曲线进行转化，显示电阻-时间曲线。
6.一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)电渗析装置接通稳压直流电源，确保电渗析装置内部处于恒电流状态，并且电渗析装置中的淡水室和浓水室中的溶液浓度、溶液组成和溶液流速恒定；
(2)采集电渗析装置中的一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧的电压信号，经电压信号处理后显示电压-时间曲线，以判断离子交换膜的污染情况。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述电渗析装置内部的电流密度为1-100mA/cm2；
优选地，步骤(1)所述稳压直流电源的电压为1-300V。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述采集电渗析装置中的一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧的电压信号通过如下方法实现：将一组电极对的两个电极分别放置于一张离子交换膜或多张离子交换膜的两侧并分别与数据采集器相连；所述数据采集器用于采集一张离子交换膜或多张离子交换膜的两侧的电压信号，并将所述电压信号发送；
优选地，所述电极对为铂片电极对；
优选地，所述铂片电极对中铂片电极的长度为2-20cm，宽度为0.5-1cm；
优选地，所述数据采集器与至少一组电极对中的两个电极分别相连，优选与1-5组电极对分别相连，每对电极对的两个电极分别通过导线与数据采集器相连；
优选地，步骤(2)通过数据处理及显示装置接收所述电压信号，并处理所述电压信号，显示电压-时间曲线；
优选地，步骤(2)还包括：将电压-时间曲线转化为电阻-时间曲线。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述数据采集器采集离子交换膜两侧的电压的量程为0-20V，采集精度为1mV以下。
10.根据权利要求6-9之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)电渗析装置接通电压为1-300V的稳压直流电源，确保电渗析装置内部处于恒电流状态，电流密度为1-100mA/cm2，并且电渗析装置中的淡水室和浓水室中的溶液浓度、溶液组分和溶液流速恒定；
(2)将每组电极对的两个电极分别放置于一张离子交换膜或多张离子交换膜的两侧；
(3)将数据采集器与每组电极对的两个电极通过导线分别相连，采集所述一张离子交换膜或多张离子交换膜的两侧的电压信号，并将所述电压信号发送给数据处理及显示装置；其中，数据采集器采集离子交换膜两侧的电压的量程为0-20V，采集精度为1mV以下；
(4)数据处理及显示装置接收数据采集器发送的电压信号，处理所述电压信号，从而显示电压-时间曲线，再将电压-时间曲线转换为电阻-时间曲线，以判断离子交换膜的污染情况。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110927799A (zh) * 2019-11-26 2020-03-27 中国科学院生态环境研究中心 水处理多孔膜膜孔堵塞程度及孔径的检测方法及系统
CN112114003A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 江苏宜青众博节能环保技术研究院有限公司 一种判断离子交换膜污染程度的设备及其使用方法
CN114665135A (zh) * 2022-01-30 2022-06-24 电子科技大学 一种高电压效率的液流电池体系
CN117504607A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 武汉工程大学 正渗透膜的抗污染性能检测方法、装置、系统和电子设备
CN114280106B (zh) * 2021-12-29 2024-04-26 杭州电子科技大学 工业污水处理过程中膜污染的在线判别系统及判别方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2549466Y (zh) * 2002-06-11 2003-05-07 武汉理工大学 一种离子交换膜电导率的测量装置
CN101344505A (zh) * 2008-09-01 2009-01-14 天津工业大学 一种中空纤维膜污染的在线监测方法及其监测装置
CN102455310A (zh) * 2010-10-14 2012-05-16 中国科学院过程工程研究所 一种采用交流电法测定离子交换膜面电阻的装置
CN104016528A (zh) * 2014-06-05 2014-09-03 中国科学院过程工程研究所 用于煤化工含盐废水脱盐的电渗析膜污染综合防治方法
CN104884510A (zh) * 2012-12-25 2015-09-02 可乐丽股份有限公司 离子交换膜及其制造方法、以及电渗析装置
CN206258410U (zh) * 2016-12-19 2017-06-16 中国科学院过程工程研究所 一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2549466Y (zh) * 2002-06-11 2003-05-07 武汉理工大学 一种离子交换膜电导率的测量装置
CN101344505A (zh) * 2008-09-01 2009-01-14 天津工业大学 一种中空纤维膜污染的在线监测方法及其监测装置
CN102455310A (zh) * 2010-10-14 2012-05-16 中国科学院过程工程研究所 一种采用交流电法测定离子交换膜面电阻的装置
CN104884510A (zh) * 2012-12-25 2015-09-02 可乐丽股份有限公司 离子交换膜及其制造方法、以及电渗析装置
CN104016528A (zh) * 2014-06-05 2014-09-03 中国科学院过程工程研究所 用于煤化工含盐废水脱盐的电渗析膜污染综合防治方法
CN206258410U (zh) * 2016-12-19 2017-06-16 中国科学院过程工程研究所 一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王婷 等: "不同相对分子质量聚合物（HPAM）对离子交换膜降低聚驱采油废水矿化度效能的影响及机制" *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112114003A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 江苏宜青众博节能环保技术研究院有限公司 一种判断离子交换膜污染程度的设备及其使用方法
CN110927799A (zh) * 2019-11-26 2020-03-27 中国科学院生态环境研究中心 水处理多孔膜膜孔堵塞程度及孔径的检测方法及系统
CN114280106B (zh) * 2021-12-29 2024-04-26 杭州电子科技大学 工业污水处理过程中膜污染的在线判别系统及判别方法
CN114665135A (zh) * 2022-01-30 2022-06-24 电子科技大学 一种高电压效率的液流电池体系
CN117504607A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 武汉工程大学 正渗透膜的抗污染性能检测方法、装置、系统和电子设备
CN117504607B (zh) * 2024-01-08 2024-03-22 武汉工程大学 正渗透膜的抗污染性能检测方法、装置、系统和电子设备

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