CN113340701A - 一种水中阻垢剂的富集检测装置及富集检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水中阻垢剂的富集检测装置及富集检测方法,富集检测装置包括氮氮气瓶,压力调节阀,压力排放阀和压力表;还包括富集管,富集管上管段的中部设置有布水器,下端设置有带有内螺纹的上连接管;富集管下管段的中上部设置有膜片支撑骨架、下垫圈、过滤膜片和上垫圈,下管段的上端设置有带有内螺纹的下连接管;中管段的中上部设置有大径孔,下部设置有小径孔,中管段分别与上连接管和下连接管螺纹密闭连接;在富集管下方设置有滤液收集池。本发明的装置小巧和便携,实现了阻垢剂的就地富集。极大的提高了富集过程的灵活性。通过装置的调整,实现了富集和检测过程的一体化,极大的提高了检测过程的精确程度和便捷程度。

Description

一种水中阻垢剂的富集检测装置及富集检测方法
技术领域
本发明涉及水中阻垢剂的富集检测领域。具体涉及一种水中阻垢剂的富集检测装置及富集检测方法。
背景技术
阻垢剂作为一种抑制水中无机盐沉淀形成的化学添加剂,由于较强的金属离子络合效应,可以减缓金属离子的沉淀从而提高反渗透回收率,同时由于其投加方式简单,能效高而被广泛的应用于反渗透脱盐过程当中。然而,由于反渗透进水水质的复杂性和波动性。阻垢剂的适宜投加浓度往往难以准确控制。而对此现象实际工业水处理过程中通常采用加入较高浓度阻垢剂的方式以避免结垢形成保守方法。这无形之中极大的提高了运行成本。同时过量的阻垢剂在脱盐过程中没有被消耗而被排入到天然水体中会形成极大的环境污染甚至会影响水体生态平衡。因此实现溶液中阻垢剂的有效检测是避免此现象的必需手段。但实际过程阻垢剂浓度较低,浓水排放液中阻垢剂剩余含量甚至会低于1mg/L。因此常规的检测手段往往难以实现阻垢剂的有效检测。同时能够实现痕量物质检测的仪器如液相,质谱,核磁等仪器投资成本极高。操作要求复杂,难以实现快速检测。因此研发一种能够实现对水中痕量阻垢剂便捷检测的装置和方法对提高反渗透运行效益和减少环境污染都具有极其重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种水中阻垢剂的富集检测装置。
本发明的第二个目的是提供一种水中阻垢剂的富集检测方法。
本发明的技术方案概述如下:
一种水中阻垢剂的富集检测装置,包括氮氮气瓶1,所述氮气瓶通过管道与压力调节阀2连接,压力调节阀2通过管道分别与压力排放阀3和压力表4连接;还包括富集管,所述富集管包括上管段5、中管段6和下管段7;所述上管段5的中部设置有布水器8,上管段5的下端设置有带有内螺纹的上连接管9;所述下管段7的中上部设置有膜片支撑骨架16,所述膜片支撑骨架16上表面依次设置有下垫圈14、过滤膜片15和上垫圈13,下管段的上端设置有带有内螺纹的下连接管12;所述中管段6的中上部设置有大径孔10,中管段6的下部设置有小径孔11,所述大径孔和小径孔贯通,中管段6的上、下两端外表面设置有外螺纹,并分别与上连接管9和下连接管12螺纹密闭连接;所述压力表4通过管道分别与上管段5的顶端和进液阀21连接;在富集管下方设置有滤液收集池17。
一种水中阻垢剂的富集检测方法,包括如下步骤:
1)使用上述一种水中阻垢剂的富集检测装置;将含有阻垢剂的溶液通过进液阀21定量地加入到富集管,关闭压力排放阀,打开压力调节阀,加压过滤,过滤膜片15截留了含有阻垢剂的溶液中的阻垢剂,滤液经膜片支撑骨架16,进入滤液收集池17中收集;当含有阻垢剂的溶液全部过滤完成,关闭压力调节阀,打开压力排放阀;拆除上管段5,室温环境下干燥过滤膜片;
2)将紫外光纤探头20插到中管段6的大径孔10中,紫外光纤探头20的顶部与紫外光源18电联接;所述紫外光源18与电脑19电联接;紫外光纤探头20对截留在过滤膜片15的上表面的阻垢剂进行检测。
本发明的优点:
1、本发明的装置在富集过程中,由于富集装置的小巧和便携性,实现了阻垢剂的就地富集。极大的提高了富集过程的灵活性。
2、本发明的装置在富集及检测步骤转换过程中,通过装置的调整,实现了富集和检测过程的一体化,极大的提高了检测过程的精确程度和便捷程度。
3、采用本发明的方法,实现了阻垢剂的就地检测。
4、本发明进一步提高了阻垢剂的使用效率。
附图说明
图1为本发明一种水中阻垢剂的富集检测装置过中心线剖面结构示意图。
图2为本发明一种水中阻垢剂的富集检测装置中富集管分解示意图。
图3为本发明富集管使用除去富集管上管段5后,对水中阻垢剂进行检测示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
一种水中阻垢剂的富集检测装置,包括氮气瓶1,所述氮气瓶通过管道与压力调节阀2连接,压力调节阀2通过管道分别与压力排放阀3和压力表4连接;还包括富集管,所述富集管包括上管段5、中管段6和下管段7;所述上管段5的中部设置有布水器8,上管段5的下端设置有带有内螺纹的上连接管9;所述下管段7的中上部设置有膜片支撑骨架16,所述膜片支撑骨架16上表面依次设置有下垫圈14、过滤膜片15(以聚醚砜PES超滤膜为例,也可以选用聚偏氟乙烯PVDF超滤膜)和上垫圈13,下管段的上端设置有带有内螺纹的下连接管12;所述中管段6的中上部设置有大径孔10(直径以6mm为例),中管段6的下部设置有小径孔11(直径以4mm为例,提供紫外光纤探头承插位点,紫外光纤探头插入大径孔后探头与过滤膜片上表面的距离为1mm,也可以选用1-1.5mm中的任意值),所述大径孔和小径孔贯通,中管段6的上、下两端外表面设置有外螺纹,并分别与上连接管9和下连接管12螺纹密闭连接;所述压力表4通过管道分别与上管段5的顶端和进液阀21连接;在富集管下方设置有滤液收集池17。
水中阻垢剂以水中较为常见的络合性阻垢剂PESA为例(PESA:聚环氧琥珀酸)。
压力调节阀,用于调节过滤压力;
压力排放阀,用于排放管道内压力;
压力表,主要用于指示过滤压力;
上垫圈和下垫圈用于保证过滤过程的密封性,同时避免富集过滤过程中滤液侧面渗漏现象的出现;
一种水中阻垢剂的富集检测方法,包括如下步骤:
1)使用上述一种水中阻垢剂的富集检测装置;将含有阻垢剂的溶液通过进液阀21定量地(5ml,在有效过滤面积为0.785cm2背景下,可以选择的有效过滤体积为5ml-10ml,当膜面积发生改变时,滤液体积可以根据面积的变化而调整)加入到富集管,经上管段的布水器8后,依次进入中管段6的大径孔10和小径孔11,关闭压力排放阀,打开压力调节阀2,压力调节至0.03-0.05Mpa后,静置5分钟,若几乎无滤液渗出,则说明膜片安装正确,无渗漏现象。再次调整压力调节阀,过观察压力表4通气,将压力提升至0.2-0.25MPa后进行过滤。当5ml溶液全部过滤完成后,过滤膜片15截留了含有阻垢剂的溶液中的阻垢剂,滤液经膜片支撑骨架16,进入滤液收集池17中收集;当含有阻垢剂的溶液全部过滤完成,关闭压力调节阀,打开压力排放阀;当压力表指示压力降低为0后,旋转拆除上管段5,室温环境下干燥过滤膜片;
2)将紫外光纤探头20插到中管段6的大径孔10中,紫外光纤探头20的顶部与紫外光源18电联接;所述紫外光源18与电脑19电联接;紫外光纤探头20对截留在过滤膜片15的上表面的阻垢剂进行检测。(空白背景检测:对空白膜片进行空白背景检测)
紫外光纤探头、紫外光源和电脑19结合本发明的装置用于对待检测膜片上的水中阻垢剂进行紫外照射和紫外吸光度检测,记录过滤膜片吸收峰位置及强度。
3)结果分析阶段:在对样品检测之前建立浓度标准曲线,即建立溶液中阻垢剂浓度与紫外吸光度的关系式。其具体过程主要分为以下3步:
1.采用去离子水配置6组不同浓度阻垢剂标准液,分别为0,1,5,10,15,20mg/L。
2.按照操作步骤中富集检测方法对不同浓度的标准溶液进行富集过滤。检测并记录不同浓度条件下吸光度,为提高检测结果的准确性和有效性,应在每个过滤膜片检测面上进行三次测定,然后取平均值进行统计。
3.根据测定结果拟合吸光度—阻垢剂浓度关系曲线,并建立相应计算公式。
利用已建立的关系式和待检测膜表面吸光度计算得出待检测溶液中阻垢剂浓度。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨的情况下,还可以做出很多变形,这些均属于本发明的保护之内。

Claims (2)

1.一种水中阻垢剂的富集检测装置,包括氮氮气瓶(1),所述氮气瓶通过管道与压力调节阀(2)连接,压力调节阀(2)通过管道分别与压力排放阀(3)和压力表(4)连接;其特征是还包括富集管,所述富集管包括上管段(5)、中管段(6)和下管段(7);所述上管段(5)的中部设置有布水器(8),上管段(5)的下端设置有带有内螺纹的上连接管(9);所述下管段(7)的中上部设置有膜片支撑骨架(16),所述膜片支撑骨架(16)上表面依次设置有下垫圈(14)、过滤膜片(15)和上垫圈(13),下管段的上端设置有带有内螺纹的下连接管(12);所述中管段(6)的中上部设置有大径孔(10),中管段(6)的下部设置有小径孔(11),所述大径孔和小径孔贯通,中管段(6)的上、下两端外表面设置有外螺纹,并分别与上连接管(9)和下连接管(12)螺纹密闭连接;所述压力表(4)通过管道分别与上管段(5)的顶端和进液阀(21)连接;在富集管下方设置有滤液收集池(17)。
2.一种水中阻垢剂的富集检测方法,其特征是包括如下步骤:
1)使用权利要求1的一种水中阻垢剂的富集检测装置;将含有阻垢剂的溶液通过进液阀(21)定量地加入到富集管,关闭压力排放阀,打开压力调节阀,加压过滤,过滤膜片(15)截留了含有阻垢剂的溶液中的阻垢剂,滤液经膜片支撑骨架(16),进入滤液收集池(17)中收集;当含有阻垢剂的溶液全部过滤完成,关闭压力调节阀,打开压力排放阀;拆除上管段5,室温环境下干燥过滤膜片;
2)将紫外光纤探头(20)插到中管段(6)的大径孔(10)中,紫外光纤探头(20)的顶部与紫外光源(18)电联接;所述紫外光源(18)与电脑(19)电联接;紫外光纤探头(20)对截留在过滤膜片(15)的上表面的阻垢剂进行检测。
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Assignee: TIANJIN LIANTU TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: TIANJIN POLYTECHNIC University

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Denomination of invention: An Enrichment Detection Device and Enrichment Detection Method for Scale Inhibitors in Water

Granted publication date: 20230221

License type: Common License

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