CN109987761A - 一种高品质饮用水处理方法实验平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高品质饮用水处理方法实验平台，包括：储水罐；包括：恒温装置，与储水罐连接，用于调节储水罐中的温度；砂滤装置，输入端通过第一输水泵连接储水罐的输出端；纳滤实验装置，包括依次连接的进水流量调节阀、装置主体和出水流量调节阀，进水流量调节阀连接砂滤装置的输出端，进水流量调节阀的分流输出端和装置主体的浓水输出端连接储水罐的输入端；紫外线发生器，该紫外线发生器的输入端连接出水流量调节阀，输出端连接净水存储容器；控制系统，分别连接恒温装置、第一输水泵、进水流量调节阀、出水流量调节阀和净水存储容器，用于控制各部分工作及采样分析净水存储容器中的水质。与现有技术相比，本发明具有适用范围广等优点。
Description
技术领域
本发明涉及水质净化设备技术领域，尤其是涉及一种高品质饮用水处理方法实验平台。
背景技术
随着经济的发展与科技水平的提高，人们对生活用水，尤其是饮用水水质的要求越来越高，高品质饮用水正逐步得到重视。在此背景下，常规的饮用水处理方法的局限性越发凸显，而砂滤+纳滤+紫外消毒这一高品质饮用水处理方法应用前景巨大，需要经过大量实验来确定其在实际生产中的工艺参数。为确定工艺参数，需要一种能够灵活调节处理流量和装置操作压力，并能实现实验检测同步进行的水处理系统实验平台。现有的水处理系统实验平台大多不能实现砂滤+纳滤+紫外消毒这一高品质饮用水处理方法的完整模拟，并且操作繁琐，需要其他仪器来完成运行试验之后的水质检测工作。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高品质饮用水处理方法实验平台。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高品质饮用水处理方法实验平台，包括：
储水罐；
包括：
恒温装置，与储水罐连接，用于调节储水罐中的温度；
砂滤装置，输入端通过第一输水泵连接至储水罐的输出端；
纳滤实验装置，包括依次连接的进水流量调节阀、装置主体和出水流量调节阀，所述进水流量调节阀连接至所述砂滤装置的输出端，所述进水流量调节阀的分流输出端连接至所述储水罐的输入端，所述装置主体的浓水输出端连接至所述储水罐的输入端；
紫外线消毒装置，至少包括紫外线发生器，该紫外线发生器的输入端连接至所述出水流量调节阀，输出端连接至净水存储容器；
控制系统，分别连接所述恒温装置、第一输水泵、进水流量调节阀、出水流量调节阀和净水存储容器，用于控制各部分工作及采样分析净水存储容器中的水质。
所述装置主体包括纳滤膜容器和容器密封结构，所述容器密封结构包括膜容器上盖和膜容器下盖，所述纳滤膜容器放置在容器密封装置中，所述膜容器上盖和膜容器下盖在液压装置的带动下将纳滤膜容器压紧在其中。
所述液压装置提供的压力范围为0～40bar。
所述紫外线消毒装置还包括储水池和第二输水泵，所述储水池的输入端连接至所述出水流量调节阀的输出端，所述第二输水泵设于紫外线发生器和储水池之间，并将储水池中的水输入至紫外线发生器；
所述储水池中的水量达到设定体积时，第二输水泵自动启动，抽取储水池中的水进入紫外线发生器进行消毒，并将消毒后的水排入净水存储容器中，当储水池中的水量下降至设定体积时，第二输水泵自动停止运行。
所述控制系统包括控制组件和水质检测组件，所述控制组件连接至所述恒温装置、第一输水泵、进水流量调节阀和出水流量调节阀，所述水质检测组件连接至所述净水存储容器。
所述水质检测组件包括上位机、消解器和分光光度计，所述消解器和分光光度计均与上位机连接。
所述控制系统对第一输水泵进行功率控制，对第二输水泵进行起停控制。
所述上位机为计算机。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)提供一种可实现模拟砂滤、纳滤和紫外消毒结合工艺并自由调节工艺参数的饮用水处理方法实验平台，具有一体化程度高、可实现实验检测同步进行、可模拟多种饮用水生产工艺参数、操作自动化程度高、易于组装拆卸等优点。
2)可以自动记录系统流量、压力、通量、温度等信息，并可在水处理进行的同时对储水罐和净水储存容器中的水进行取样、检测。
3)支持对最佳操作参数、水质处理效果、膜选型、系统污染及预防等方面的研究。
4)控制系统对第一输水泵进行功率控制，对第二输水泵进行起停控制，可以提高测试效率，并更加节能，从而提高实验平台的适用范围。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为装置主体的结构示意图；
图3为装置主体的正视示意图；
其中：1、储水罐，2、恒温装置，3、第一输水泵，4、砂滤装置，5、纳滤实验装置，6、紫外线消毒装置，7、净水存储容器，51、进水流量调节阀，52、装置主体，53、出水流量调节阀，54、液压装置，61、紫外线发生器，62、储水池，63、第二输水泵，521、膜容器上盖，522、膜容器下盖，523、膜，524、渗透端支撑片，525、进液端支撑片，526、弯曲垫片，527、流量调节阀门，528、净水出口，529、进水口，529’、进水分流出口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种高品质饮用水处理方法实验平台，如图1所示，包括：
储水罐1；
包括：
恒温装置2，与储水罐1连接，用于调节储水罐1中的温度；
砂滤装置4，输入端通过第一输水泵3连接至储水罐1的输出端；
纳滤实验装置5，包括依次连接的进水流量调节阀51、装置主体52和出水流量调节阀53，进水流量调节阀51连接至砂滤装置4的输出端，进水流量调节阀51的分流输出端连接至储水罐1的输入端，装置主体52的浓水输出端连接至储水罐1的输入端；
紫外线消毒装置6，至少包括紫外线发生器61，该紫外线发生器61的输入端连接至出水流量调节阀53，输出端连接至净水存储容器7；
控制系统，分别连接恒温装置2、第一输水泵3、进水流量调节阀51、出水流量调节阀53和净水存储容器7，用于控制各部分工作及采样分析净水存储容器7中的水质。
如图2和图3所示，装置主体52包括纳滤膜容器和容器密封结构，容器密封结构包括膜容器上盖521和膜容器下盖522，纳滤膜容器放置在容器密封装置中，膜容器上盖521和膜容器下盖522在液压装置54的带动下将纳滤膜容器压紧在其中。紫外线消毒装置6还包括储水池62和第二输水泵63，储水池62的输入端连接至出水流量调节阀53的输出端，第二输水泵63设于紫外线发生器61和储水池62之间，并将储水池62中的水输入至紫外线发生器61；
控制系统对第一输水泵3进行功率控制，对第二输水泵63进行起停控制，储水池62中的水量达到设定体积时，第二输水泵63自动启动，抽取储水池62中的水进入紫外线发生器61进行消毒，并将消毒后的水排入净水存储容器7中，当储水池62中的水量下降至设定体积时，第二输水泵63自动停止运行，其中，上位机为计算机。
控制系统包括控制组件81和水质检测组件82，控制组件81连接至恒温装置2、第一输水泵3、进水流量调节阀51和出水流量调节阀53，水质检测组件82连接至净水存储容器7。
水质检测组件82包括上位机、消解器和分光光度计，消解器和分光光度计均与上位机连接。
储水罐1中的水由恒温装置2恒定在实验所设定的温度，液压系统54可提供的压力范围为0～40bar。进水流量调节阀51通过调节进水管的分流支路的开闭程度，进而在砂滤装置4出水流量不变的情况下调节纳滤实验装置进水流量。出水流量调节阀53直接控制出水水管流量，进而实现随时调节纳滤膜的工作压力。通过进、出水流量调节阀，可实现的流量范围为0～10L/min，可实现的操作压力为0～35bar。储水罐1中的水会不间断地经由恒温装置2内循环以保持恒温，该恒温温度可由一体化监视控制系统(即控制组件81)设定。第一输水泵3的功率由一体化监视控制系统控制，以实时调整流入砂滤装置4的流量。纳滤实验装置的进出水流量和工作压力，由一体化监视控制系统对进、出水水流量调节阀的操控来设定。同时，一体化监视控制系统可以记录纳滤实验装置的进出水流量、工作压力、进水出水流量。紫外消毒装置的启停水量也由一体化监视控制系统控设定。当储水罐中的水经由砂滤+纳滤+紫外消毒这一工艺的处理，最终流入净水储存容器中后，可以直接对其取样，通过系统自带的消解器、分光光度计、计算机进行水质检测，实现实验检测同步进行。
实施例1
储水罐中加入上海市某水库中水样3L，纳滤膜实验装置中分别装入陶氏NF270、海德能ENSA1、碧水源NF8040、时代沃顿VNF2几种商用膜产品，操作压力设定为2.5bar，通过一体化监视控制系统调节纳滤膜实验装置进出水流量，使得纳滤膜实验装置的回收率从0％递进至90％，计算几种商用膜产品的平均产水量。实验结果表明，该实验平台可以在不同回收率条件下研究不同纳滤膜的产水效果，便于选择适合实际工程需要的纳滤膜和工艺参数，实验结果如表1所示：
表1
| 商用膜产品 | 操作压力 | 平均产水量 |
| 陶氏NF270 | 2.5bar | 65LMH |
| 海德能ENSA1 | 2.5bar | 26LMH |
| 碧水源NF8040 | 2.5bar | 63LMH |
| 时代沃顿VNF2 | 2.5bar | 39LMH |
实施例2
膜片分别采用海德能ESNA1和时代沃顿VNF2纳滤膜，操作压力为2.5bar，流量为2LPM，储水罐中加入上海市某水库中水样3L，从净水储存容器中取得水样，经平台配备的消解器处理后，用分光光度计检测相关水质指标，并在计算机上对数据进行处理。实验结果表明，该实验平台可以研究在不同工艺参数下产水的水质情况，结果如表2所示
表2
| 水质指标 | 单位 | 陶氏NF90 | 时代沃顿 |
| 硫酸盐 | mg/L | 1.8 | 2.7 |
| 氯化物 | mg/L | 4.52 | 4.36 |
| 钙 | mg/L | 0.48 | 0.47 |
| 镁 | mg/L | 0.17 | 0.17 |
| 钠 | mg/L | 3.6 | 4 |
| COD<sub>Mn</sub> | mg O<sub>2</sub>/L | 2.2 | 4.49 |
Claims (8)
1.一种高品质饮用水处理方法实验平台，包括：
储水罐(1)；
其特征在于，包括：
恒温装置(2)，与储水罐(1)连接，用于调节储水罐(1)中的温度；
砂滤装置(4)，输入端通过第一输水泵(3)连接至储水罐(1)的输出端；
纳滤实验装置(5)，包括依次连接的进水流量调节阀(51)、装置主体(52)和出水流量调节阀(53)，所述进水流量调节阀(51)连接至所述砂滤装置(4)的输出端，所述进水流量调节阀(51)的分流输出端连接至所述储水罐(1)的输入端，所述装置主体(52)的浓水输出端连接至所述储水罐(1)的输入端；
紫外线消毒装置(6)，至少包括紫外线发生器(61)，该紫外线发生器(61)的输入端连接至所述出水流量调节阀(53)，输出端连接至净水存储容器(7)；
控制系统，分别连接所述恒温装置(2)、第一输水泵(3)、进水流量调节阀(51)、出水流量调节阀(53)和净水存储容器(7)，用于控制各部分工作及采样分析净水存储容器(7)中的水质。
2.根据权利要求1所述的一种高品质饮用水处理方法实验平台，其特征在于，所述装置主体(52)包括纳滤膜容器和容器密封结构，所述容器密封结构包括膜容器上盖(521)和膜容器下盖(522)，所述纳滤膜容器放置在容器密封装置中，所述膜容器上盖(521)和膜容器下盖(522)在液压装置(54)的带动下将纳滤膜容器压紧在其中。
3.根据权利要求2所述的一种高品质饮用水处理方法实验平台，其特征在于，所述液压装置(54)提供的压力范围为0～40bar。
4.根据权利要求1所述的一种高品质饮用水处理方法实验平台，其特征在于，所述紫外线消毒装置(6)还包括储水池(62)和第二输水泵(63)，所述储水池(62)的输入端连接至所述出水流量调节阀(53)的输出端，所述第二输水泵(63)设于紫外线发生器(61)和储水池(62)之间，并将储水池(62)中的水输入至紫外线发生器(61)；
所述储水池(62)中的水量达到设定体积时，第二输水泵(63)自动启动，抽取储水池(62)中的水进入紫外线发生器(61)进行消毒，并将消毒后的水排入净水存储容器(7)中，当储水池(62)中的水量下降至设定体积时，第二输水泵(63)自动停止运行。
5.根据权利要求1所述的一种高品质饮用水处理方法实验平台，其特征在于，所述控制系统包括控制组件(81)和水质检测组件(82)，所述控制组件(81)连接至所述恒温装置(2)、第一输水泵(3)、进水流量调节阀(51)和出水流量调节阀(53)，所述水质检测组件(82)连接至所述净水存储容器(7)。
6.根据权利要求5所述的一种高品质饮用水处理方法实验平台，其特征在于，所述水质检测组件(82)包括上位机、消解器和分光光度计，所述消解器和分光光度计均与上位机连接。
7.根据权利要求4所述的一种高品质饮用水处理方法实验平台，其特征在于，所述控制系统对第一输水泵(3)进行功率控制，对第二输水泵(63)进行起停控制。
8.根据权利要求6所述的一种高品质饮用水处理方法实验平台，其特征在于，所述上位机为计算机。
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