CN117105343B - 可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及水处理技术领域，尤其涉及一种可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法。本公开提供的可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法。包括：步骤一、在中空纤维纳滤膜组开启运行过滤时，程控系统根据预设工况与第一监测模块实时监测获得的电费单价和进水水温给定过滤流量；步骤二、在中空纤维纳滤膜组过滤过程中，第二监测模块监测记录当前过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度，当过滤结束时，程控系统根据本次过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度给定清洗系统冲洗方式和冲洗强度；可在良好稳定运行的前提下节省电耗。
Description
技术领域
本公开涉及水处理技术领域，尤其涉及一种可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法。
背景技术
在进行水处理时，尤其涉及到给水深度处理时，纳滤是常见的膜分离处理工艺。当前工程应用上，纳滤膜多数为常规卷式结构，但卷式纳滤需要严格的预处理工艺，且面临微生物有机物污染、前端工艺出水残留铝污堵导致的膜污染问题，导致给水深度处理系统整体建设投资与运行成本较高。当前出现一种新的纳滤膜，为中空纤维结构，无需严格的预处理，且可以有效减缓膜污染问题，可以有效降低深度处理系统整体建设投资与运行成本。中空纤维纳滤膜系统受水温影响，导致所需过滤克服的阻力变化较大。相比卷式纳滤变化幅度为30%~65%，中空纤维纳滤变化幅度更大为70%~120%，从而影响水泵运行功率变化下的电耗波动更大。
实际工程应用时，1）电费单价不是固定的，通常不同地区根据当地使用需求划分为高峰时刻、低谷时刻、平时时刻，高峰时刻电费单价较高，平时时刻次之，低谷时刻电费较低。中空纤维纳滤膜系统恒量运行条件下，当高峰时刻较长且高峰时刻与低谷时刻的平均单价高于平时时刻单价，则中空纤维纳滤膜系统电费会相对较高；2）中空纤维纳滤进水水温会随着日常气温变化而变化，水温较高时，水体粘度较低，过滤阻力较低，有利于系统运行过滤，产水量高，电耗低；水温较低时，水体粘度较高，过滤阻力较高，不利于系统运行过滤，产水量低，电耗高。
综合来看，恒量运行限制了中空纤维纳滤膜系统的产水优势与节能能力，进水压力较大，提高了系统运行负荷，增大了系统电耗，导致运行成本相对较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本公开提供了一种可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法。
本公开第一方面提供的可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法，使用中空纤维纳滤膜系统，所述中空纤维纳滤膜系统包括中空纤维纳滤膜组、清洗系统、用于监测电费单价和进水水温的第一监测模块、用于监测当前过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度第二监测模块、程控系统，包括：
步骤一、在中空纤维纳滤膜组开启运行过滤时，程控系统根据预设工况与第一监测模块实时监测获得的电费单价和进水水温给定过滤流量；
步骤二、在中空纤维纳滤膜组过滤过程中，第二监测模块监测记录当前过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度，当过滤结束时，程控系统根据本次过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度给定清洗系统冲洗方式和冲洗强度；
重复步骤一和步骤二多次后，进行维护性化学清洗，维护性化学清洗结束后，完成一个运行过程周期，程控系统步序与计时归零。
进一步的，在所述步骤二中，
设定中空纤维纳滤膜组过滤过程初始1min内的平均进水压力为初始进水压力，记作p1；
中空纤维纳滤膜组过滤结束冲洗前1min内的平均进水压力为末段进水压力，记作p2；进水压力变化幅度为p=（p2-p1）/p1；
冲洗方式由进水压力变化幅度决定，当p＜0.2时，冲洗方式为正冲+反洗；当0.2≤/>p＜0.3时，冲洗方式为正冲+气洗+反洗；当0.3≤/>p＜0.4时，冲洗方式为加药正冲+反洗；/>p≥0.4时，冲洗方式为加药正冲+气洗+反洗。
进一步的，在所述步骤二中，
设定中空纤维纳滤膜组过滤过程初始1min内的平均标准渗透率为初始渗透率，记作S1；
中空纤维纳滤膜组过滤结束冲洗前1min内的平均标准渗透率为末段渗透率，记作S2；渗透率变化幅度为S=（S1-S2）/S1；
冲洗强度由渗透率变化幅度决定，设定单支膜正冲流量为Q正冲，反洗膜通量为Q反洗，冲洗时间为T冲洗，则Q正冲=2+8S，Q正冲≤4.0m3/h；Q反洗=2+40/>S，Q反洗≤30lmh；冲洗时间T冲洗=40+80/>S。
进一步的，2.0 m3/h≤Q正冲≤4.0m3/h；
和/或，20 lmh≤Q反洗≤30lmh；
和/或，40S≤T冲洗≤60S。
进一步的，在所述步骤一中，
根据电费单价不同，设定高峰时刻、平时时刻、低谷时刻对应的电费单价分别为R1、R2、R3，对应的时长分别为t1、t2、t3，对应的运行过滤流量分别为Q1、Q2、Q3，对应的进水水温分别为T1、T2、T3，每天供水总流量为Q；
Q2为平均过滤流量，由对应的预设平均过滤膜通量给定，且Q1=A*B*Q2，A为流量系数，B为温度常量，Q=Q1*t1+Q2*t2+Q3*t3；
根据预设的平均过滤膜通量给定对应的平均过滤流量Q2的具体数值；
根据第一监测模块监测得到的电费单价信息确定当前时刻为高峰时刻、平时时刻还是低谷时刻，以确定当前的过滤流量为Q1、Q2或Q3；
根据第二监测模块监测的当前时刻所处时间和水温数据判定当前水温状态为高温状态、中温状态、低温状态，对于高温状态、中温状态、低温状态，温度常量B默认为0.95、0.90、0.85，相对应的Q1依次设定为0.95 A*Q2、0.90 A*Q2、0.85 A*Q2，则Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3。
进一步的，设定一个运行过程周期中累计电耗为K，高峰时刻、平时时刻、低谷时刻中的累计电耗分别为K1、K2、K3，则K=K1+K2+K3，运行过程中的吨产水电费为F=（K1*R1+K2*R2+K3*R3）/Q；
设定一个运行过程周期中的平均水温为T，平均水温T由程控系统自动监测计算得出，运行过程中转换为标准水温20℃时的吨产水电费为F’，水温系数为C=1+（20-T）*2.15%，则F’=F/C。
进一步的，设定运行过程周期累计次数为N，则当N为1时，F1’=F1/ C1；
当N为2时，F2’=F2/ C2；
当N≥3时，FN’=FN/ CN。
进一步的，设定第N个运行周期时的流量系数为AN且关联调整量，其中，A1与A2默认为1，当第2运行过程周期结束，第3运行过程周期开始时，则根据已运行的吨产水电费来进一步关联调整新运行过程周期的流量系数与过滤流量；
当F2’≤F1’时，流量系数保持不变，即A3为1，此时Q1=B*Q2，Q2不变，Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3；
当F2’＞F1’，则流量系数进行调整，调整幅度为5%，则A3=（1-5%）*A2=0.95A2，此时，第3运行过程周期的Q1=（1-0.05）*A2*B *Q2=0.95 B *Q2，Q2不变，Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3。
进一步的，
若N≥4；
当FN-1’≤FN-2’时，流量系数保持不变，AN= AN-1第N运行周期的Q1==AN-1*B*Q2，Q2不变，Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3；
当FN-1’＞FN-2’时，流量系数进行调整，AN= 0.95AN-1，第N运行周期的Q1=0.95AN-1*B*Q2，Q2不变，Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本公开实施例提供的中空纤维纳滤膜系统的其控制方法，在面对电费单价变化与来水水温变化时，程控系统可根据实时电费价格与来水水温、中空纤维纳滤膜系统运行累计电耗和产水量，实时进行相应分析，自动调整运行工况参数，同时选择适宜的冲洗方式与强度优化冲洗效果，减小进水压力，降低膜系统运行负荷，改善中空纤维纳滤膜系统运行状态，在保证供水量需求的同时维持中空纤维纳滤膜系统的良好稳定运行，从而降低中空纤维纳滤膜系统运行成本尤其是电耗成本。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例所述可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法的流程图；
图2为中空纤维纳滤膜系统的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
中空纤维纳滤膜系统典型特点是：（1）直接运行成本（电耗+药耗）中药耗费用极低。相比卷式纳滤的药耗费用占比不低于20~30%，中空纤维纳滤膜系统药耗费用占比不高于10%，最低可为5%。因此，中空纤维纳滤膜系统直接运行成本主要为电耗费用。（2）受水温影响，导致所需过滤克服的阻力变化较大。相比卷式纳滤变化幅度为30%~65%，中空纤维纳滤变化幅度更大为70%~120%，从而影响水泵运行功率变化下的电耗波动更大。（3）采用原水正冲，冲洗效果一般且耗水量大。而工程应用上中空纤维纳滤膜系统多是恒量运行，且未与来水水温、电耗等关联，进水压力较大，系统运行负荷相对较高，运行电耗处于相对较高的水平，增大了直接运行成本，未能充分发挥出其应有优势。
实际工程应用时，1）电费单价不是固定的，通常不同地区根据当地使用需求划分为高峰时刻、低谷时刻、平时时刻，高峰时刻电费单价较高，平时时刻次之，低谷时刻电费较低。中空纤维纳滤膜系统恒量运行条件下，当高峰时刻较长且高峰时刻与低谷时刻的平均单价高于平时时刻单价，则中空纤维纳滤膜系统电费会相对较高；2）中空纤维纳滤进水水温会随着日常气温变化而变化，水温较高时，水体粘度较低，过滤阻力较低，有利于系统运行过滤，产水量高，电耗低；水温较低时，水体粘度较高，过滤阻力较高，不利于系统运行过滤，产水量低，电耗高。
综合来看，恒量运行限制了中空纤维纳滤膜系统的产水优势与节能能力，进水压力较大，提高了系统运行负荷，增大了系统电耗，导致运行成本相对较高。
基于此，本公开实施例提供了一种中空纤维纳滤膜系统的其控制方法。
本公开实施例提供的中空纤维纳滤膜系统包括中空纤维纳滤膜组、清洗系统、用于监测电费单价和进水水温的第一监测模块、用于监测当前过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度第二监测模块、程控系统；中空纤维纳滤膜组用于将原水进行固液分离，截留污染物，产出清水；清洗系统分别与中空纤维纳滤膜组连接，为中空纤维纳滤膜组提供物理性清洗和化学性清洗；程控系统分别与第一监测模块、第二监测模块、中空纤维纳滤膜组和清洗系统连接，程控系统用于根据预设工况与第一监测模块获得的电费单价和进水水温给定中空纤维纳滤膜组的过滤流量，程控系统用于根据第二监测模块获得的当前过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度给定清洗系统的冲洗方式和冲洗强度。
在面对电费单价变化与来水水温变化时，程控系统可根据第一监测模块检测的实时电费价格与来水水温、中空纤维纳滤膜系统运行累计电耗和产水量，实时进行相应分析，自动调整运行工况参数，同时使用产水并选择适宜的冲洗方式与强度优化冲洗效果，减小进水压力，降低中空纤维纳滤膜系统运行负荷，改善中空纤维纳滤膜系统运行状态，在保证供水量需求的同时维持中空纤维纳滤膜系统的良好稳定运行，从而降低中空纤维纳滤膜系统运行成本尤其是电耗成本。
本公开实施例中，中空纤维纳滤膜组的产水可以作为冲洗水，本实施例中，使用产水并选择适宜的冲洗方式与强度优化冲洗效果，减小进水压力，降低中空纤维纳滤膜系统运行负荷，改善中空纤维纳滤膜系统运行状态，在保证供水量需求的同时维持中空纤维纳滤膜系统的良好稳定运行，从而降低中空纤维纳滤膜系统运行成本尤其是电耗成本。
进一步的，还包括加药系统，加药系统与清洗系统连接， 用于为清洗系统提供酸液、碱液或杀菌剂的投加。
第一监测模块和第二监测模块均与控制系统连接。
程序控制系统包括系统运行过程状态监测模块、加药系统投加量监测模块、水质在线监测模块和控制模块；其中，控制模块用于接收第一监测模块、第二监测模块、系统运行过程状态监测模块、加药系统反馈的信息；控制模块根据反馈的信息控制供水系统、产水系统、清洗系统和加药系统的运行。控制模块包括控制器。水质在线监测模块用于监测电导率、温度、pH值、脱盐率等，加药系统投加量监测模块用于监测酸液、碱液或杀菌剂的投加量。
在中空纤维纳滤膜系统运行时，完整的一个运行过程为过滤-冲洗-CEB(维护性化学清洗)，系统默认一个完整的运行过程为24h。
首先，在膜系统开启运行过滤时，程控系统根据第一监测模块监测的当前时段的电费单价和水温、预设的主要工况，自动选择设定过滤产水流量。
然后，中空纤维纳滤膜系统运行过滤过程中，第二监测模块实时监测膜进水压力和渗透率变化，并将监测的信息传递给控制系统。当过滤接近终点即将冲洗时，程控系统根据计算结果，给出本次过滤结束时冲洗方式与冲洗强度。
最后，当系统运行多个过滤-冲洗过程后进行CEB，CEB结束，则一个完整的运行过程周期完成，程控系统步序与计时归零，重复以上步骤，继续运行进行下一个运行过程周期。
在进行新的运行过程后，程控系统会根据已有的运行过程中的吨产水电耗成本进行分析，并对新的运行过程中的过滤流量进行进一步关联选择性调整，以使整个运行过程中的吨产水电耗成本均处于较低水平。
其中，预设的主要工况为平均过滤膜通量（20~30lmh），对应平均过滤流量；冲洗方式为：正冲+反洗、正冲+气洗+反洗、加药正冲+反洗、加药正冲+气洗+反洗，冲洗强度为：单支膜正冲流量2.0~4.0m3/h，反洗膜通量20~30lmh，冲洗时间40~60S。
可优选的，平均过滤膜通量为25lmh。
可优选的，冲洗方式为正冲+气洗+反洗，冲洗强度为：单支膜正冲流量3.0m3/h，反洗膜通量25lmh，冲洗时间50S。
通过以上程控系统自匹配自调整，形成根据电费价格、进水水温情况与运行工况状态的智能运行关联控制方法，使中空纤维纳滤膜系统运行处于较低的运行负荷时，可以满足系统供水量需求，同时使用产水冲洗优化冲洗效果，改善膜系统运行状态，从而降低膜系统运行成本。相比恒量运行控制方法，系统电耗成本可降低13~19%左右。
根据电费单价不同，设定高峰时刻、平时时刻、低谷时刻对应的电费单价为R1、R2、R3，对应的时长为t1、t2、t3，对应的运行过滤流量为Q1、Q2、Q3，对应的进水水温为T1、T2、T3。每天供水总流量为Q。
其中，Q2为平均过滤流量，由对应的预设平均过滤膜通量给定，且Q1=A*B*Q2，A为流量系数，B为温度常量，Q=Q1*t1+Q2*t2+Q3*t3。
在中空纤维纳滤系统运行时，完整的一个运行过程为过滤-冲洗-CEB，系统默认一个完整的运行过程为24h。
结合图1和图2所示，本公开实施例提供的可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法，使用本公开实施例提供的中空纤维纳滤膜系统，中空纤维纳滤膜系统包括中空纤维纳滤膜组、清洗系统、用于监测电费单价和进水水温的第一监测模块、用于监测当前过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度第二监测模块、程控系统，包括：
步骤一、在中空纤维纳滤膜组开启运行过滤时，程控系统根据预设工况与第一监测模块实时监测获得的电费单价和进水水温给定过滤流量；
步骤二、在中空纤维纳滤膜组过滤过程中，第二监测模块监测记录当前过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度，当过滤结束时，程控系统根据本次过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度给定清洗系统冲洗方式和冲洗强度；
重复步骤一和步骤二多次后，进行维护性化学清洗，维护性化学清洗结束后，完成一个运行过程周期，程控系统步序与计时归零。
本发明基于程控系统的自匹配自调整关联控制，在同步实时监测电费单价、系统进水水温情况与运行工况状态的同时，自动计算分析给出系统过滤流量与冲洗方式及强度，在满足系统供水需求量的同时，减小系统进水压力，降低了系统运行负荷，优化了系统冲洗效果，改善了中空纤维纳滤膜系统运行状态，从而降低中空纤维纳滤膜系统运行成本。在提高中空纤维纳滤膜系统运行稳定性的同时，实现了中空纤维纳滤膜系统的节能降耗。在面对电费单价变化与来水水温变化时，程控系统可根据第一监测模块检测的实时电费价格与来水水温、中空纤维纳滤膜系统运行累计电耗和产水量，实时进行相应分析，自动调整运行工况参数，同时使用产水并选择适宜的冲洗方式与强度优化冲洗效果，减小进水压力，降低中空纤维纳滤膜系统运行负荷，改善中空纤维纳滤膜系统运行状态，在保证供水量需求的同时维持中空纤维纳滤膜系统的良好稳定运行，从而降低中空纤维纳滤膜系统运行成本尤其是电耗成本。
进一步的，在步骤二中，设定中空纤维纳滤膜组过滤过程初始1min内的平均进水压力为初始进水压力，记作p1；中空纤维纳滤膜组过滤结束冲洗前1min内的平均进水压力为末段进水压力，记作p2；进水压力变化幅度为p=（p2-p1）/p1；
冲洗方式由进水压力变化幅度决定，当p＜0.2时，冲洗方式为正冲+反洗；当0.2≤/>p＜0.3时，冲洗方式为正冲+气洗+反洗；当0.3≤/>p＜0.4时，冲洗方式为加药正冲+反洗；/>p≥0.4时，冲洗方式为加药正冲+气洗+反洗。
进一步的，在步骤二中，
设定中空纤维纳滤膜组过滤过程初始1min内的平均标准渗透率为初始渗透率，记作S1；
中空纤维纳滤膜组过滤结束冲洗前1min内的平均标准渗透率为末段渗透率，记作S2；渗透率变化幅度为S=（S1-S2）/S1；
冲洗强度由渗透率变化幅度决定，设定单支膜正冲流量为Q正冲，反洗膜通量为Q反洗，冲洗时间为T冲洗，则Q正冲=2+8S，Q正冲≤4.0m3/h；Q反洗=2+40/>S，Q反洗≤30lmh；冲洗时间T冲洗=40+80/>S。
进一步的，
2.0 m3/h≤Q正冲≤4.0m3/h；
和/或，20 lmh≤Q反洗≤30lmh；
和/或，40S≤T冲洗≤60S。
进一步的，在步骤一中，
根据电费单价不同，设定高峰时刻、平时时刻、低谷时刻对应的电费单价分别为R1、R2、R3，对应的时长分别为t1、t2、t3，对应的运行过滤流量分别为Q1、Q2、Q3，对应的进水水温分别为T1、T2、T3，每天供水总流量为Q。
Q2为平均过滤流量，由对应的预设平均过滤膜通量给定，且Q1=A*B*Q2，A为流量系数，B为温度常量，Q=Q1*t1+Q2*t2+Q3*t3。
根据预设的平均过滤膜通量给定对应的平均过滤流量Q2的具体数值。
根据第一监测模块监测得到的电费单价信息确定当前时刻为高峰时刻、平时时刻还是低谷时刻，以确定当前的过滤流量为Q1、Q2或Q3。
根据第二监测模块监测的当前时刻所处时间和水温数据判定当前水温状态为高温状态、中温状态、低温状态，对于高温状态、中温状态、低温状态，温度常量B默认为0.95、0.90、0.85，相对应的Q1依次设定为0.95 A*Q2、0.90 A*Q2、0.85 A*Q2，则Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3。
进一步的，设定一个运行过程周期中累计电耗为K，高峰时刻、平时时刻、低谷时刻中的累计电耗分别为K1、K2、K3，则K=K1+K2+K3，运行过程中的吨产水电费为F=（K1*R1+K2*R2+K3*R3）/Q。
设定一个运行过程周期中的平均水温为T，平均水温T由程控系统自动监测计算得出，运行过程中转换为标准水温20℃时的吨产水电费为F’，水温系数为C=1+（20-T）*2.15%，则F’=F/C。
进一步的，
设定运行过程周期累计次数为N，则当N为1时，F1’=F1/ C1；
当N为2时，F2’=F2/ C2；
当N≥3时，FN’=FN/ CN。
进一步的，
设定第N个运行周期时的流量系数为AN且关联调整量，其中，A1与A2默认为1，当第2运行过程周期结束，第3运行过程周期开始时，则根据已运行的吨产水电费来进一步关联调整新运行过程周期的流量系数与过滤流量。
当F2’≤F1’时，流量系数保持不变，即A3为1，此时Q1=B*Q2，Q2不变，Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3；
当F2’＞F1’，则流量系数进行调整，调整幅度为5%，则A3=（1-5%）*A2=0.95A2，此时，第3运行过程周期的Q1=（1-0.05）*A2*B *Q2=0.95 B *Q2，Q2不变，Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3。
进一步的，
若N≥4；
当FN-1’≤FN-2’时，流量系数保持不变，AN= AN-1，第N运行周期的Q1=AN-1*B*Q2，Q2不变，Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3；
当FN-1’＞FN-2’时，流量系数进行调整，AN= 0.95AN-1，第N运行周期的Q1=0.95AN-1*B*Q2，Q2不变，Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3。
下面结合具体的实施例对本发明作说明。
例如某项目现场，高峰时刻、平时时刻、低谷时刻对应的电费单价为1.05元/kwh、0.70元/kwh、0.35元/kwh，对应的时长为8h、7h、9h，每天供水总流量Q为24000m3，设定平均过滤膜通量为25lmh，系统给定对应平均过滤流量为Q2=1000m3/h。
系统初始运行时的高峰时刻位于上午，此时检测到初始水温为中水温状态，则高峰时刻的过滤流量Q1为0.90Q2=900m3/h，则低谷时刻的过滤流量Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3=1088.9m3/h。
系统初始运行时的进水压力为3.0bar、渗透率为7.3 lmh/bar；第1个过滤周期末端进水压力为3.6bar、渗透率为6.9lmh/bar，进水压力变化幅度为（3.6-3.0）/3.0=0.20＜0.25、渗透率变化幅度为（7.3-6.9）/7.3=5.48%，则此次冲洗方式为正冲+反洗，冲洗强度为：正冲流量为2+8×5.48%=2.44m3/h，反洗膜通量为20+40*5.48%=22.19lmh，冲洗时间为40+80*5.48%=44.38取整为44S。
此后系统继续运行，第1运行过程周期内高峰时刻、平时时刻、低谷时刻对应的累计电耗为3709kw、3156kw、5680kw，则吨产水电费为F=（3709*1.05+3156*0.70+5680*0.35）/24000=0.337元：运行期间的平均水温为18.5℃，则水温系数为C=1+（20-18.5）*2.15%=1.032，标准水温20℃时的吨产水电费为F’=F / C=0.337 / 1.032=0.327元。
此后，系统继续运行，第2运行过程周期标准水温20℃时的吨产水电费为0.316元＜0.327元，第3运行过程周期过滤流量不进行微调。第3运行过程周期标准水温20℃时的吨产水电费为0.321元＞0.316元，第4运行过程过滤流量进行微调，Q1调整为855m3/h，Q3调整为1093.9m3/h，调整后第4运行过程周期标准水温20℃时的吨产水电费为0.319元＜0.321元，此后系统继续运行。
系统运行1个月，进水压力平稳在3.0~4.2bar，标准水温20℃时的吨产水电费平均为0.323元；同时期，恒量运行下的进水压力为3.0~4.8bar，标准水温20℃时的吨产水电费平均为0.379元。智能控制运行相比恒量运行，进水压力降低了0~0.6bar，电耗运行成本降低了14.78%。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法，使用中空纤维纳滤膜系统，所述中空纤维纳滤膜系统包括中空纤维纳滤膜组、清洗系统、用于监测电费单价和进水水温的第一监测模块、用于监测当前过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度第二监测模块、程控系统，其特征在于，包括：
步骤一、在中空纤维纳滤膜组开启运行过滤时，程控系统根据预设工况与第一监测模块实时监测获得的电费单价和进水水温给定过滤流量；
步骤二、在中空纤维纳滤膜组过滤过程中，第二监测模块监测记录当前过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度，当过滤结束时，程控系统根据本次过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度给定清洗系统冲洗方式和冲洗强度；
重复步骤一和步骤二多次后，进行维护性化学清洗，维护性化学清洗结束后，完成一个运行过程周期，程控系统步序与计时归零；
在所述步骤二中，设定中空纤维纳滤膜组过滤过程初始1min内的平均进水压力为初始进水压力，记作p1；
中空纤维纳滤膜组过滤结束冲洗前1min内的平均进水压力为末段进水压力，记作p2；进水压力变化幅度为p=（p2-p1）/p1；
冲洗方式由进水压力变化幅度决定，当p＜0.2时，冲洗方式为正冲+反洗；当0.2≤/>p＜0.3时，冲洗方式为正冲+气洗+反洗；当0.3≤/>p＜0.4时，冲洗方式为加药正冲+反洗；/>p≥0.4时，冲洗方式为加药正冲+气洗+反洗；
在所述步骤二中，设定中空纤维纳滤膜组过滤过程初始1min内的平均标准渗透率为初始渗透率，记作S1；
中空纤维纳滤膜组过滤结束冲洗前1min内的平均标准渗透率为末段渗透率，记作S2；渗透率变化幅度为S=（S1-S2）/S1；
冲洗强度由渗透率变化幅度决定，设定单支膜正冲流量为Q正冲，反洗膜通量为Q反洗，冲洗时间为T冲洗，则Q正冲=2+8S，Q正冲≤4.0m3/h；Q反洗=2+40/>S，Q反洗≤30lmh；冲洗时间T冲洗=40+80/>S；
在所述步骤一中，根据电费单价不同，设定高峰时刻、平时时刻、低谷时刻对应的电费单价分别为R1、R2、R3，对应的时长分别为t1、t2、t3，对应的运行过滤流量分别为Q1、Q2、Q3，对应的进水水温分别为T1、T2、T3，每天供水总流量为Q；
Q2为平均过滤流量，由对应的预设平均过滤膜通量给定，且Q1= A*B*Q2，A为流量系数，B为温度常量，Q=Q1*t1+Q2*t2+Q3*t3；
根据预设的平均过滤膜通量给定对应的平均过滤流量Q2的具体数值；
根据第一监测模块监测得到的电费单价信息确定当前时刻为高峰时刻、平时时刻还是低谷时刻，以确定当前的过滤流量为Q1、Q2或Q3；
根据第二监测模块监测的当前时刻所处时间和水温数据判定当前水温状态为高温状态、中温状态、低温状态，对于高温状态、中温状态、低温状态，温度常量B默认为0.95、0.90、0.85，相对应的Q1依次设定为0.95 A*Q2、0.90 A*Q2、0.85 A*Q2，则Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3。
2.根据权利要求1所述的可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法，其特征在于，2.0 m3/h≤Q正冲≤4.0m3/h；
和/或，20 lmh≤Q反洗≤30lmh；
和/或，40S≤T冲洗≤60S。
3.根据权利要求1所述的可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法，其特征在于，
设定一个运行过程周期中累计电耗为K，高峰时刻、平时时刻、低谷时刻中的累计电耗分别为K1、K2、K3，则K=K1+K2+K3，运行过程中的吨产水电费为F=（K1*R1+K2*R2+K3*R3）/Q；
设定一个运行过程周期中的平均水温为T，平均水温T由程控系统自动监测计算得出，运行过程中转换为标准水温20℃时的吨产水电费为F’，水温系数为C=1+（20-T）*2.15%，则F’=F/C。
4.根据权利要求3所述的可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法，其特征在于，设定运行过程周期累计次数为N，则当N为1时，F1’=F1 / C1；
当N为2时，F2’=F2 / C2；
当N≥3时，F N’=FN / CN。
5.根据权利要求4所述的可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法，其特征在于，设定第N个运行周期时的流量系数为AN且关联调整量，其中，A1与A2默认为1，当第2运行过程周期结束，第3运行过程周期开始时，则根据已运行的吨产水电费来进一步关联调整新运行过程周期的流量系数与过滤流量；
当F2’≤F1’时，流量系数保持不变，即A3为1，此时Q1=B*Q2，Q2不变，Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3；
当F2’＞F1’，则流量系数进行调整，调整幅度为5%，则A3=（1-5%）*A2=0.95A2，此时，第3运行过程周期的Q1=（1-0.05）*A2*B *Q2=0.95 B *Q2，Q2不变，Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3。
6.根据权利要求5所述的可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法，其特征在于，
若N≥4；
当F N-1’≤F N-2’时，流量系数保持不变，AN= AN-1，第N运行周期的Q1=AN-1*B*Q2，Q2不变，Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3；
当F N-1’＞F N-2’时，流量系数进行调整，AN = 0.95AN-1，第N运行周期的Q1=0.95AN-1*B*Q2，Q2不变，Q3=（Q-Q1*t1-Q2*t2）/t3。
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