CN202237819U - 一种中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，包括：膜污染试验系统，其包括PLC控制系统和试验架，所述膜污染试验系统通过所述PLC控制系统和数据分析系统连接；多维调节系统，其包括样品台，所述膜污染试验系统固定在所述样品台上；光路系统，其包括光源、分束器和调节支杆，所述光源以调节支杆固定在图像采集系统侧壁上，所述分束器连接在所述光源下方；软件分析系统，其和所述图像采集系统连接。本实用新型无需中断膜污染试验，通过图像法对膜污染过程参数进行非接触式实时测试且具有测试精准、自动化高、运转可靠、使用便捷等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，特别地，涉及一种中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，它适应于膜法污水处理不同工艺条件下(微滤、超滤等)多种膜材料(聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚酰胺、陶瓷膜等)污染过程的微尺度测定。
背景技术
目前，通常对膜污染的相关研究是通过跨膜压差、膜通量变化情况等宏观运行参数来间接表征膜污染程度，目前因缺乏对膜装置宏观参数和膜污垢微观形态进行综合测试的装置，难以准确描述膜污染的真实机理，限制了对膜污染规律研究的进一步的解析。在实际运用时操作复杂，降低了测试精度，同时也浪费了大量的人力和时间。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，公开一种膜污染过程微尺度测试装置，通过测定膜污染胶体形态等微观结构与跨膜压差、膜通量等宏观运行参数，实现对膜污染形成机理的综合分析，为膜污染的有效控制提供依据。
本实用新型公开了一种中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，包括：膜污染试验系统，其包括PLC控制系统和试验架，所述膜污染试验系统通过所述PLC控制系统和数据分析系统连接；多维调节系统，其包括样品台，所述膜污染试验系统固定在所述样品台上；光路系统，其包括光源、分束器和 调节支杆，所述光源以调节支杆固定在图像采集系统侧壁上，所述分束器连接在所述光源下方；软件分析系统，其和所述图像采集系统连接。
优选的是，本实用新型的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，所述多维调节系统上设置有调节旋钮和校准旋钮。
优选的是，本实用新型的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，所述光源为半导体激光器，所述半导体激光器输出波长为532nm，输出功率为70mw。
优选的是，本实用新型的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，所述分束器为柱状板，所述柱状板直径为20cm，长为2cm。
优选的是，本实用新型的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，所述分束器螺结在所述光源下方。
优选的是，本实用新型的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，所述分束器上具有调节按钮。
优选的是，本实用新型的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，所述图像采集系统上设置有焦距放大旋钮和焦距缩小旋钮。
本实用新型的有益效果是：1、不受膜污染类型限制，不同污染膜可以选择不同的数据库模型进行分维计算。2、无需中断膜污染试验，通过图像法对膜污染过程参数进行非接触式实时测试。3、将膜污染胶体形态等微观结构与跨膜压差、膜通量等宏观参数相结合，对膜污染形成的机理进行综合研究。4、具有测试精准、自动化高、运转可靠、使用便捷等特点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员 参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本实用新型的一种中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，包括：膜污染试验系统1，其包括PLC控制系统2和试验架，所述膜污染试验系统1通过所述PLC控制系统2和数据分析系统6连接；多维调节系统3，其包括样品台，所述膜污染试验系统1固定在所述样品台上；光路系统4，其包括光源8、分束器9和调节支杆7，所述调节支杆7固定在图像采集系统5侧壁上，所述分束器9连接在所述光源8下方；软件分析系统，其和所述图像采集系统5连接。
本实用新型的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，所述多维调节系统3上设置有调节旋钮和校准旋钮。
本实用新型的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，所述光源8为半导体激光器，所述半导体激光器输出波长为532nm，输出功率为70mw。
本实用新型的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，所述分束器9为柱状板，所述柱状板直径为20cm，长为2cm。
本实用新型的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，所述分束器9螺结在所述光源8下方。
本实用新型的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，所述分束器上具有调节按钮。
本实用新型的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，所述图像采集系统上设置有焦距放大旋钮和焦距缩小旋钮。
下面以一个具体实施例来说明本装置的使用。实施例为计盒法中空纤维膜污染过程的微尺度测试方法。
1、开启测试装置总开关。通过PLC自动控制系统2调节膜污染试验系统1运行参数，使试验正常运行。
2、对膜材料添加荧光染色剂(Alexa Flour532、Propidium Iodide、ZeYellow1等)进行染色20min。
3、打开光路系统4、图像采集系统5及计算机主开关，等待数据分析系统6完成启动。调节多维调节系统3，使染色过的膜样品置于光路系统4的正下方，开启计算机“拍照”功能，将拍到的图像数据传输并快速下载到数据分析系统6上，将膜样品信息以数字图片的格式保存。
(1)开启光路系统4开关，转动调节支杆7以改变光源8照射角度；调节分束器9“大小”和“明暗”旋钮，改变光源8照射的范围和明暗度，使光源8均匀分布在膜污染试验系统1膜样品上。
(2)开启多维调节系统3“调节”旋钮，使膜污染试验系统1膜样品作平移、倾斜、转动等运动；调节“校准”旋钮，使膜样品染色部位清晰地展现在数据分析系统6显示器上。
(3)开启图像采集系统5，调节“调焦”旋钮增大或缩小，同时转动多维调节系统3“调节”旋钮，使样品台移动，采集到的图像分辨率相应提高或降低，使图像清晰度至最佳。
(4)开启计算机“拍照”功能菜单，在软件控制平台上，记录“当前放大倍数”，点击“拍照”目录下的“设置”选项，对图像采集方式及储存格式等进行设置，选择“聚焦”和“像散校正”按钮以确定所拍照图像，调节亮度和对比度，系统将按照设置的条件自动完成图像的采集与保存。
4、在计算机数据分析系统6打开“图片处理软件”，打开选定图片，对图片进行二值化处理。
(1)选定软件工具栏“图像”-“调整”-“阈值”，在弹出的菜单中设置“阈值色阶”为0～255之间。
(2)选定软件工具栏“滤镜”-“杂色”-“去斑”，对二值化后的图片进行清晰化处理，并进行保存。
5、利用自行研发的膜污染胶体分维数据库系统对图片进行模型分析，计算图片中膜污染胶体的分形维数。
(1)打开计算机数据分析界面“膜污染胶体分维数据库软件”，点击“程 序”目录下“盒子分维模型”选项，进入盒子维程序的计算平台。
(2)在“命令窗口”中读入选定的二值化图片，并转化为矩阵，计算二值化阈值，输出图像二值化矩阵；
(3)在程序中读取图像的灰度并绘出灰度级作为第三维信息，建立δ×δ×δ的立方体(盒子)，定义盒子边长δ；
(4)若选定图像不能被盒子边长整除，则舍去多余的“边幅”部分；
(5)计算该图片所包含的δ×δ×δ的立方体个数n(δ)，对图片中每一个δ×δ子图像均作以上同样的计算，可以得到一系列n(δ)值，求其均值，以E(n(δ))表示，则有N(δ)＝E(n(δ))×A/(δ×δ)。
(6)上式所得数据对(1/δ，N(δ))，其对数形式为(-logδ，logN(δ))，用最小二乘线性回归方法拟合直线，线性方程所得斜率即为图片中膜污染胶体的分形维数，点击“保存”。
6、打开计算机数据分析系统6“膜系统运行参数”菜单，调出PLC自动控制系统2实时反馈的参数(进水压力、产水压力、浓水压力、产水量等)，通过以下两个公式计算膜污染不同阶段的膜通量和跨膜压差；结合该阶段膜污染胶体分形维数，从宏观运行参数和污染胶体微观结构两个层面综合分析膜污染形成的真实机理。
Js＝产水量/膜面积·时间 (1)
TMP＝(进水压力+浓水压力)÷2-产水压力 (2)
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (7)
1.一种中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，其特征在于，包括
膜污染试验系统，其包括PLC控制系统和试验架，所述膜污染试验系统通过所述PLC控制系统和数据分析系统连接；
多维调节系统，其包括样品台，所述膜污染试验系统固定在所述样品台上：
光路系统，其包括光源、分束器和调节支杆，所述光源以调节支杆固定在图像采集系统侧壁上，所述分束器连接在所述光源下方；
软件分析系统，其和所述图像采集系统连接。
2.如权利要求1所述的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，其特征在于：所述多维调节系统上设置有调节旋钮和校准旋钮。
3.如权利要求1所述的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，其特征在于：所述光源为半导体激光器，所述半导体激光器输出波长为532nm，输出功率为70mw。
4.如权利要求1所述的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，其特征在于：所述分束器为柱状板，所述柱状板直径为20cm，长为2cm。
5.如权利要求1所述的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，其特征在于：所述分束器螺结在所述光源下方。
6.如权利要求1所述的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，其特征在于：所述分束器上具有调节按钮。
7.如权利要求1所述的中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置，其特征在于：所述图像采集系统上设置有焦距放大旋钮和焦距缩小旋钮。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011203578284U CN202237819U (zh) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | 一种中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置 |
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| CN2011203578284U CN202237819U (zh) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | 一种中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202237819U true CN202237819U (zh) | 2012-05-30 |
Family
ID=46099124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011203578284U Expired - Lifetime CN202237819U (zh) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | 一种中空纤维膜污染过程的微尺度测试装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN202237819U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108169232A (zh) * | 2018-02-14 | 2018-06-15 | 天津工业大学 | 一种用于评价中空纤维膜反洗效果的激光双射传感器 |
| CN108562635A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-09-21 | 天津工业大学 | 一种基于Zeta电位和电阻抗图谱技术的膜污染原位监测装置 |
-
2011
- 2011-09-22 CN CN2011203578284U patent/CN202237819U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108562635A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-09-21 | 天津工业大学 | 一种基于Zeta电位和电阻抗图谱技术的膜污染原位监测装置 |
| CN108169232A (zh) * | 2018-02-14 | 2018-06-15 | 天津工业大学 | 一种用于评价中空纤维膜反洗效果的激光双射传感器 |
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