CN107308823A - 用于判断膜元件损坏的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种用于判断膜元件损坏的方法和装置，属于水处理领域。该方法包括：获取经过所述膜元件的出水样品；计算所述出水样品中的颗粒物粒径分布；判断所述出水样品中的颗粒物粒径分布是否符合预设标准；以及根据判断结果判断所述膜元件是否损坏。该装置包括：取样测量单元，包括：样水分配装置，用于获取经过所述膜元件的出水样品；以及计算装置，用于计算所述出水样品中的颗粒物粒径分布；以及智能诊断单元，包括：诊断评估模块，用于判断所述出水样品中的颗粒物粒径分布是否符合预设标准以及根据判断结果判断所述膜元件是否损坏。藉此，实现了判断膜元件是否损坏，监测膜元件的运行状况。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体地涉及一种用于判断膜元件损坏的方法和装置。
背景技术
超滤膜处理技术是利用多孔材料制成超滤膜的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的杂质颗粒。在压力驱动下，溶液中水、有机低分子、无机离子等尺寸小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧，溶液中菌体、胶体、颗粒物、有机大分子等大尺寸物质被截留，从而达到筛分溶液中不同组分的目的。与常规水处理工艺相比，超滤膜技术具有出水水质好、经济性、高效性和绿色环保等优点，超滤技术在反渗透预处理、饮用水处理、中水回用等领域发挥着越来越重要的作用。
目前超滤出水通常配备在线浊度仪监测出水水质，判断超滤膜原件损坏情况，正常运行时出水浊度在0.1NTU以下，若仅有极少的超滤膜丝损坏，出水浊度变化很小，无法准确判断，当发现出水浊度增大后，实际膜丝损坏较多。这时很多颗粒物透过超滤进入反渗透设备，很容易造成反渗透膜元件的污堵，严重威胁反渗透设备的安全运行。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种用于判断膜元件损坏的方法和装置，其可实现判断膜元件是否损坏，监测膜元件的运行状况。
为了实现上述目的，本发明实施例的一个方面提供一种用于判断膜元件损坏的方法，该方法包括：获取经过所述膜元件的出水样品；计算所述出水样品中的颗粒物粒径分布；判断所述出水样品中的颗粒物粒径分布是否符合预设标准；以及根据判断结果判断所述膜元件是否损坏。
可选地，该方法还包括：接收所述膜元件是否损坏的判断结果；显示所接收的判断结果；以及根据所接收的判断结果控制所述膜元件的工作状态。
可选地，所述膜元件为超滤膜元件，所述预设标准包括：大于20μm的颗粒数大于或等于2个/ml和大于2μm的颗粒数大于或等于50个*超滤膜通量矫正因子*进水颗粒数矫正因子/ml。
可选地，该方法还包括：根据所获取的出水样品计算所述出水样品的运行通量；根据所述运行通量和设计通量计算所述超滤膜通量矫正因子；获取未经过所述超滤膜元件的进水样品；计算所述进水样品中的颗粒物粒径分布；以及根据所述进水样品中的颗粒物粒径分布和预设颗粒物粒径分布计算所述进水颗粒数矫正因子。
本发明实施例的另一方面提供一种用于判断膜元件损坏的装置，该装置包括：取样测量单元，包括：样水分配装置，用于获取经过所述膜元件的出水样品；以及计算装置，用于计算所述出水样品中的颗粒物粒径分布；以及智能诊断单元，包括：诊断评估模块，用于判断所述出水样品中的颗粒物粒径分布是否符合预设标准以及根据判断结果判断所述膜元件是否损坏。
可选地，所述智能诊断单元还包括通信模块；该装置还包括超滤运行程控系统，经由所述通信模块与所述诊断评估模块通信，用于：接收所述膜元件是否损坏的判断结果；显示所接收的判断结果；以及根据所接收的判断结果控制所述膜元件的工作状态。
可选地，所述膜元件为超滤膜元件，所述预设标准包括：大于20μm的颗粒数大于或等于2个/ml和大于2μm的颗粒数大于或等于50个*超滤膜通量矫正因子*进水颗粒数矫正因子/ml。
可选地，所述样水分配装置还用于获取未经过所述超滤膜元件的进水样品；所述计算装置还用于计算所述进水样品中的颗粒物粒径分布；所述诊断评估模块还用于根据所获取的出水样品计算所述出水样品的运行通量；根据所述运行通量和设计通量计算所述超滤膜通量矫正因子；以及根据所述进水样品中的颗粒物粒径分布和预设颗粒物粒径分布计算所述进水颗粒数矫正因子。
可选地，所述样水分配装置包括：取样管道，用于连接所述进水样品的管道和所述出水样品的管道至所述计算装置以使所述进水样品和所述出水样品进入所述计算装置；以及切换电磁阀，用于控制所述取样管道的通断以控制所述进水样品和所述出水样品进入所述计算装置。
可选地，所述计算装置为激光颗粒计数仪。
通过上述技术方案，计算经过膜元件的出水样品中的颗粒物粒径分布，根据颗粒物粒径分布是否符合预设标准判断膜元件是否损坏。如此，实现了判断膜元件是否损坏，监测膜元件的运行状况。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的用于判断膜元件损坏的方法的流程图；
图2是本发明另一实施例提供的用于判断膜元件损坏的方法的流程图；
图3是本发明一实施例提供的用于判断膜元件损坏的装置的结构框图；
图4是本发明另一实施例提供的用于判断膜元件损坏的装置的结构框图；以及
图5是本发明一实施例提供的用于判断膜元件损坏的装置的应用示意图。
附图标记说明
1 取样测量单元 2 样水分配装置
3 计算装置 4 智能诊断单元
5 诊断评估模块 6 通信模块
7 超滤运行程控系统 8.1、8.2 取样管道
9.1、9.2 切换电磁阀 10 在线激光颗粒计数仪
11 进水样品管道 12 出水样品管道
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
本发明实施例的一个方面提供一种用于判断膜元件损坏的方法。图1是本发明一实施例提供的用于判断膜元件损坏的方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
步骤S10：获取经过膜元件的出水样品；
步骤S11：计算颗粒物粒径分布，即计算出水样品中的颗粒物粒径分布；
步骤S12：判断是否符合预设标准，即判断出水样品中的颗粒物粒径分布是否符合预设标准；以及
步骤S13：根据判断结果判断膜元件是否损坏，即若出水样品中的颗粒物粒径分布符合预设标准，膜元件损坏，输出膜元件损坏报警；若出水样品中的颗粒物粒径分布不符合预设标准，膜元件未损坏，输出膜元件未损坏。
如此，实现了判断膜元件是否损坏，实时监测膜元件的运行状况。其中，在该实施例中，颗粒物粒径分布包括悬浮颗粒物的数量和粒径分布指标。
图2是本发明另一实施例提供的用于判断膜元件损坏的方法的流程图。图2所示的方法与图1所示的方法的不同之处在于，图2所示的方法还包括：
步骤S24：接收膜元件是否损坏的判断结果；
步骤S25：显示接收的判断结果；以及
步骤S26：控制膜元件的工作状态，即根据接收的判断结果控制膜元件的工作状态。其中，工作状态包括运行状态、反洗状态、清洗状态和停机状态。当判断结果为膜元件未损坏时，控制膜元件处于正常运行状态；当判断结果为膜元件损坏时，控制膜元件处于反洗、清洗或停机状态。
如此，提高了膜元件的运行水平，保证出水水质。
在本发明实施例中，膜元件可以为超滤膜元件，预设标准包括大于20μm的颗粒数大于或等于2个/ml和大于2μm的颗粒数大于或等于50个*超滤膜通量矫正因子*进水颗粒数矫正因子/ml。当出水样品中大于20μm的颗粒数大于或等于2个/ml时，判断超滤膜元件存在损坏，输出膜元件损坏报警，此时，在出水样品中大颗粒物超标。当出水样品中大于2μm的颗粒数大于或等于50个*超滤膜通量矫正因子*进水颗粒数矫正因子/ml时，判断超滤膜元件可能存在损坏，输出膜元件损坏报警，此时，在出水样品中小颗粒物超标。如此，实现了更加准确的判断超滤膜元件是否损坏，提高监测灵敏度。进一步地，当出水样品中小颗粒物超标时，控制超滤膜元件处于化学清洗状态，并在清洗恢复运行后缩短运行周期，加强反洗超滤膜元件；当出水样品中大颗粒物超标时，控制超滤膜元件处于停机状态。此外，在该实施例中，用于判断膜元件损坏的方法还包括：根据所获取的出水样品计算出水样品的运行通量；根据运行通量和设计通量计算超滤膜通量矫正因子；获取未经过超滤膜元件的进水样品；计算进水样品中的颗粒物粒径分布；根据进水样品中的颗粒物粒径分布和预设颗粒物粒径分布计算进水颗粒数矫正因子。如此，通过试验调试确定超滤膜通量矫正因子和进水颗粒数矫正因子。超滤膜通量矫正因子与超滤膜元件及设计通量有关，超滤膜通量矫正因子＝(运行通量/设计通量)1/3；设计通量与超滤膜元件有关，超滤膜元件确定，设计通量确定。进水颗粒数矫正因子与进水样品颗粒物粒径分布(Xi，i＝1～n)和预设颗粒物粒径分布(Yi，i＝1～n)有关系，进水颗粒数矫正因子＝1/n*Σ(lgXi/lgYi)。颗粒物粒径分布表示粒径分布指标与悬浮颗粒物数量的关系，i代表在颗粒物粒径分布中的某一粒径分布指标，Xi和Yi分别代表在进水样品颗粒物粒径分布和预设颗粒物粒径分布中在i所代表的粒径分布指标内的悬浮颗粒物的数量。在判断超滤膜元件是否损坏的过程中，可实时计算超滤膜通量矫正因子和进水颗粒数矫正因子，实时变化预设标准。在进水样品中的颗粒物粒径分布变化不大，即进水样品的水质变化不大的情况下，可默认根据上一次进水样品颗粒物粒径分布进行进水颗粒数矫正因子计算。
本发明实施例的另一方面提供一种用于判断膜元件损坏的装置。图3是本发明一实施例提供的用于判断膜元件损坏的装置的结构框图。如图3所示，该装置包括取样测量单元1和智能诊断单元4。取样测量单元1包括样水分配装置2和计算装置3。智能诊断单元4包括诊断评估模块5。其中，样水分配装置2用于获取经过膜元件的出水样品。计算装置3用于计算出水样品中的颗粒物粒径分布。诊断评估模块5用于判断出水样品中的颗粒物粒径分布是否符合预设标准以及根据判断结果判断膜元件是否损坏，即若出水样品中的颗粒物粒径分布符合预设标准，膜元件损坏，输出膜元件损坏报警；若出水样品中的颗粒物粒径分布不符合预设标准，膜元件未损坏，输出膜元件未损坏。如此，实现了判断膜元件是否损坏，实时监测膜元件的运行状况。其中，计算装置3可以为激光颗粒计数仪，进一步地，可以为在线激光颗粒计数仪。诊断评估模块5可以由小型PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)或单片机组成。颗粒物粒径分布包括悬浮颗粒物的数量和粒径分布指标。
图4是本发明另一实施例提供的用于判断膜元件损坏的装置的结构框图。与图3所示的装置的不同之处在于，在图4所示的装置中，智能诊断单元4还包括通信模块6，该装置还包括超滤运行程控系统7。超滤运行程控系统7经由通信模块6与诊断评估模块5通信，用于接收膜元件是否损坏的判断结果；显示所接收的判断结果；以及根据所接收的判断结果控制膜元件的工作状态。其中，工作状态包括运行状态、反洗状态、清洗状态和停机状态。当判断结果为膜元件未损坏时，超滤运行程控系统7控制膜元件处于正常运行状态；当判断结果为膜元件损坏时，超滤运行程控系统7控制膜元件处于反洗、清洗或停机状态。通信模块6可通过通信接口与超滤运行程控系统7进行通信，也可通过其他方式通信。如此，提高了膜元件的运行水平，保证出水水质。其中超滤运行程控系统7可以为PLC或电脑。
在本发明实施例中，膜元件可以为超滤膜元件，预设标准包括大于20μm的颗粒数大于或等于2个/ml和大于2μm的颗粒数大于或等于50个*超滤膜通量矫正因子*进水颗粒数矫正因子/ml。当出水样品中大于20μm的颗粒数大于或等于2个/ml时，判断超滤膜元件存在损坏，输出膜元件损坏报警，此时，在出水样品中大颗粒物超标。当出水样品中大于2μm的颗粒数大于或等于50个*超滤膜通量矫正因子*进水颗粒数矫正因子/ml时，判断超滤膜元件可能存在损坏，输出膜元件损坏报警，此时，在出水样品中小颗粒物超标。进一步地，当出水样品中小颗粒物超标时，超滤运行程控系统控制超滤膜元件处于化学清洗状态，并在清洗恢复运行后缩短运行周期，控制加强反洗超滤膜元件；当出水样品中大颗粒物超标时，超滤运行程控系统控制超滤膜元件处于停机状态。如此，实现了更加准确的判断超滤膜元件是否损坏，提高监测灵敏度。此外，在本发明实施例中，样水分配装置2还用于获取未经过超滤膜元件的进水样品；计算装置3还用于计算进水样品中的颗粒物粒径分布；诊断评估模块5还用于根据所获取的出水样品计算出水样品的运行通量；根据运行通量和设计通量计算超滤膜通量矫正因子；以及计算超滤膜通量矫正因子和进水颗粒数矫正因子。如此，通过试验调试确定超滤膜通量矫正因子和进水颗粒数矫正因子。超滤膜通量矫正因子与超滤膜元件及设计通量有关，超滤膜通量矫正因子＝(运行通量/设计通量)1/3；设计通量与超滤膜元件有关，超滤膜元件确定，设计通量确定。进水颗粒数矫正因子与进水样品颗粒物粒径分布(Xi，i＝1～n)和预设颗粒物粒径分布(Yi，i＝1～n)有关系，进水颗粒数矫正因子＝1/n*Σ(lgXi/lgYi)。颗粒物粒径分布表示粒径分布指标与悬浮颗粒物数量的关系，i代表在颗粒物粒径分布中的某一粒径分布指标，Xi和Yi分别代表在进水样品颗粒物粒径分布和预设颗粒物粒径分布中在i所代表的粒径分布指标内的悬浮颗粒物的数量。在判断超滤膜元件是否损坏的过程中，可实时计算超滤膜通量矫正因子和进水颗粒数矫正因子，实时变化预设标准。在进水样品中的颗粒物粒径分布变化不大，即进水样品的水质变化不大的情况下，为提高计算装置3工作稳定性，可关闭进水取样电磁阀，可默认根据上一次进水样品颗粒物粒径分布进行进水颗粒数矫正因子计算。
在本发明实施例中，样水分配装置包括：取样管道，用于连接进水样品的管道和出水样品的管道至计算装置以使进水样品和出水样品进入计算装置；以及切换电磁阀，用于控制取样管道的通断以控制进水样品和出水样品进入计算装置。
图5是本发明一实施例提供的用于判断膜元件损坏的装置的应用示意图。在该实施例中以判断超滤膜元件是否损坏为例。如图5所示，取样管道8.1与出水样品管道12之间设有切换电磁阀9.1以控制出水样品进入在线激光颗粒计数仪10，取样管道8.2与进水样品管道11之间设有切换电磁阀9.2以控制进水样品进入在线激光颗粒计数仪10。切换电磁阀9.2打开，切换电磁阀9.1关闭，进水样品进入在线激光颗粒计数仪10，在线激光颗粒计数仪10计算出进水样品中的颗粒物粒径分布，智能诊断单元4中的诊断评估模块根据根据所获取的出水样品计算出水样品的运行通量；根据运行通量和设计通量计算超滤膜通量矫正因子；根据进水样品中的颗粒物粒径分布和预设颗粒物粒径分布计算进水颗粒数矫正因子，根据计算出的超滤膜通量矫正因子和进水颗粒数矫正因子更正预设标准，大于20μm的颗粒数大于或等于2个/ml和大于2μm的颗粒数大于或等于50个*超滤膜通量矫正因子*进水颗粒数矫正因子/ml。切换电磁阀9.1打开，切换电磁阀9.2关闭，出水样品进入在线激光颗粒计数仪10，在线激光颗粒计数仪10计算出出水样品中的颗粒物粒径分布，智能诊断单元4中的诊断评估模块判断出水样品中的颗粒物粒径分布是否符合预设标准并根据判断结果判断超滤膜元件是否损坏。诊断评估模块经由智能诊断单元4中的通信模块将超滤膜元件是都损坏的判断结果传输到超滤运行程控系统7。超滤运行程控系统7接收并显示超滤膜元件是否损坏的判断结果，并根据接收的判断结果控制超滤膜元件的工作状态。在判断超滤膜元件是否损坏的过程中，切换电磁阀9.1和切换电磁阀9.2实时变换打开和关闭状态，以实时更新超滤膜通量矫正因子和进水颗粒数矫正因子，准确判断超滤膜元件是否出现损坏。若在线激光颗粒计数仪计算出的进水样品的颗粒物粒径分布变化不大，即进水样品水质变化不大的情况下，为提高在线激光颗粒计数仪工作稳定性，可关闭切换电磁阀9.2，仅打开切换电磁阀9.1，以默认根据上一次进水样品颗粒物粒径分布进行进水颗粒数矫正因子计算。
综上所述，通过计算经过膜元件的出水样品中的颗粒物粒径分布，根据颗粒物粒径分布是否符合预设标准判断膜元件是否损坏，实现了判断膜元件是否损坏，实时监测膜元件的运行状况。具体地，膜元件为超滤膜元件，预设标准包括大于20μm的颗粒数大于或等于2个/ml和大于2μm的颗粒数大于或等于50个*超滤膜通量矫正因子*进水颗粒数矫正因子/ml。如此，实现了更加准确的判断超滤膜元件是否出现损坏，提高了判断灵敏度。综上，实现了在线监测膜元件的运行状况，为膜元件的损坏提供在线智能诊断，提高膜元件运行水平，保证出水水质。
以上结合附图详细描述了本发明例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。
Claims (10)
1.一种用于判断膜元件损坏的方法，其特征在于，该方法包括：
获取经过所述膜元件的出水样品；
计算所述出水样品中的颗粒物粒径分布；
判断所述出水样品中的颗粒物粒径分布是否符合预设标准；以及
根据判断结果判断所述膜元件是否损坏。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
接收所述膜元件是否损坏的判断结果；
显示所接收的判断结果；以及
根据所接收的判断结果控制所述膜元件的工作状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述膜元件为超滤膜元件，所述预设标准包括：大于20μm的颗粒数大于或等于2个/ml和大于2μm的颗粒数大于或等于50个*超滤膜通量矫正因子*进水颗粒数矫正因子/ml。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
根据所获取的出水样品计算所述出水样品的运行通量；
根据所述运行通量和设计通量计算所述超滤膜通量矫正因子；
获取未经过所述超滤膜元件的进水样品；
计算所述进水样品中的颗粒物粒径分布；以及
根据所述进水样品中的颗粒物粒径分布和预设颗粒物粒径分布计算所述进水颗粒数矫正因子。
5.一种用于判断膜元件损坏的装置，其特征在于，该装置包括：
取样测量单元，包括：
样水分配装置，用于获取经过所述膜元件的出水样品；以及
计算装置，用于计算所述出水样品中的颗粒物粒径分布；以及
智能诊断单元，包括：
诊断评估模块，用于判断所述出水样品中的颗粒物粒径分布是否符合预设标准以及根据判断结果判断所述膜元件是否损坏。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述智能诊断单元还包括通信模块；
该装置还包括超滤运行程控系统，经由所述通信模块与所述诊断评估模块通信，用于：
接收所述膜元件是否损坏的判断结果；
显示所接收的判断结果；以及
根据所接收的判断结果控制所述膜元件的工作状态。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述膜元件为超滤膜元件，所述预设标准包括：大于20μm的颗粒数大于或等于2个/ml和大于2μm的颗粒数大于或等于50个*超滤膜通量矫正因子*进水颗粒数矫正因子/ml。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述样水分配装置还用于获取未经过所述超滤膜元件的进水样品；
所述计算装置还用于计算所述进水样品中的颗粒物粒径分布；
所述诊断评估模块还用于：
根据所获取的出水样品计算所述出水样品的运行通量；
根据所述运行通量和设计通量计算所述超滤膜通量矫正因子；以及
根据所述进水样品中的颗粒物粒径分布和预设颗粒物粒径分布计算所述进水颗粒数矫正因子。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述样水分配装置包括：
取样管道，用于连接所述进水样品的管道和所述出水样品的管道至所述计算装置以使所述进水样品和所述出水样品进入所述计算装置；以及
切换电磁阀，用于控制所述取样管道的通断以控制所述进水样品和所述出水样品进入所述计算装置。
10.根据权利要求5-9中任意一项所述的装置，其特征在于，所述计算装置为激光颗粒计数仪。
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