CN217425085U - 可移动式超滤膜模拟评价装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可移动式超滤膜模拟评价装置，其包括箱体、超滤膜组件、进水泵(1)、反洗泵(8)、称量组件(16)、以及控制器；其采用微型超滤膜组件表征水体可以快速评价水体对超滤膜的污染特性，对实际超滤膜组件的通量设计有重要意义。本实用新型采用一体式可移动设计广泛满足实验室、工厂、室外环境等各种场所的实验。

Description

可移动式超滤膜模拟评价装置

技术领域

本实用新型属于超滤膜性能评价领域，具体涉及一种可移动式超滤膜模拟评价装置。

背景技术

超滤膜可以截留水中的悬浮颗粒和浮游生物，从而实现水体的净化再生，被广泛应用于地表水、海水处理、废水再利用等水处理领域。随着超滤膜的连续运行，截留溶质在膜面形成污染物堆积，导致膜通量下降、跨膜压差升高等问题，此时常常采用反洗和化学清洗实现膜性能的再生。污堵形成的快慢受到水体污染物含量和过滤通量大小的影响，因此评价水体对超滤膜的污染特性对超滤膜的运行通量设计具有重要意义。运行通量过高会导致膜污染增长过快，不利于系统的稳定运行；运行通量过低会导致产水效率过低，成本大幅度增加。

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种可移动式超滤膜模拟评价装置，用于快速评价不同水体对超滤膜的污染特性，为实际超滤膜组件的通量设计提供依据。

实用新型内容

本实用新型提出了一种可移动式超滤膜模拟评价装置，用于快速评价不同水体对超滤膜的污染特性。

具体包括箱体、超滤膜组件、进水泵(1)、反洗泵(8)、称量组件(16)、以及控制器。所述超滤膜组件包括进水口(5)、产水口(6)、反洗进水口(12)、以及排水口(13)；所述进水泵(1)与超滤膜组件的进水口(5)通过管道连接，在进水泵(1)与进水口(5)之间的管道上设有进水压力调节阀(3)和进水电磁阀(4)，所述反洗泵(8)与超滤膜组件的反洗进水口(12)通过管道连接，在反洗泵(8)与反洗进水口(12)之间的管道上设有反洗压力调节阀(10)和反洗进水电磁阀(11)；产水口(6)上连接有产水管道，在产水管道上设有产水电磁阀(7)；排水口(13)通过三通阀分别连接有正冲排水管道和反洗排水管道，且在管道上分别设有正冲排水电磁阀(14)和反洗排水电磁阀(15)。所述控制器连接进水泵(1)、反洗泵(8)、进水电磁阀(4)、反洗进水电磁阀(11)、产水电磁阀(7)、正冲排水电磁阀(14)、以及反洗排水电磁阀(15)。

优选的，所述称量组件包括两台精密天平及其容器用于称量实验过程中产水质量和反洗排水质量，并通过有线或无线通信连接所述控制器。

优选的，所述进水管道上设有温度和压力传感器，并通过有线或无线通信连接所述控制器。

优选的，所述控制器是可编程逻辑控制器或电脑，控制器通过控制电磁阀的开合及泵的启停来控制过滤过程；同时通过称量组件及各类传感器可以实时采集进水压力、水温、产水质量和反洗水质量等数据。

优选的，所述超滤膜组件是特制微型组件，其全长不超过15cm并且所使用膜丝数量不超过10根。使用微型膜组件模拟实际商用膜组件有效减少了所需样品的量并可以快速获取实验结果。所使用膜丝种类应与所模拟的实际商用膜组件使用的膜丝种类保持一致。

优选的，所述微型超滤膜组件是一次性消耗品。

优选的，所有组件与管道的连接方式均选择卡扣或螺纹连接，便于膜组件的拆卸更换。

优选的进水泵和反洗泵选用出水压力在0.10～0.30MPa之间的恒压泵，进水泵和反洗泵的出口均设有三通调节阀，以保证实验期间进水压力维持恒定。

优选的，所述所有组件安装固定在箱体中，装置总重量不超过50Kg。且箱体为长宽高不超过45cm*70cm*30cm的立方体；所述箱体一侧设有滑轮，箱体上连接有拉杆或把手，可以在平整地面上进行拖行。该装置可以满足民用汽车、高铁等交通工具的运输要求。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种可以快速评价水体对超滤膜污染特性的实验装置，该装置操作简单、使用方便、易于携带到各类水体现场进行实验，仅需要少量水体样品就可以在短时间内获取水质污染参数来表征水体对超滤膜的污染特性，为实际超滤膜组件的通量设计提供依据。

附图说明

图1是可移动式超滤膜模拟评价装置的系统示意图。

其中，1、进水泵，2、进水三通调节阀，3、进水压力调节阀，4、进水电磁阀，5，进水口、6，产水口、7，产水电磁阀，8、反洗泵，9、反洗水进水三通调节阀，10、反洗压力调节阀，11、反洗进水电磁阀，12、反洗进水口，13、排水口，14、正冲排水电磁阀，15、反洗排水电磁阀，16、称量组件。

具体实施方式

以下结合附图说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本实用新型可移动式超滤膜模拟评价装置的内部系统结构示意图，不包含外部箱体和控制器。所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容说明装置的运行原理和使用方法，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非代表实际的比例大小。

本实用新型采用可移动箱式设计，可以将该装置携带至河流、湖泊、海洋等自然环境以及工厂、污水厂等工业设施进行实验评价，并在半天内取得实验结果。

本实用新型在使用中通过控制器控制各电磁阀的开合，将过滤进程分为三个阶段。在实验前分别将进水泵的进水管通入待测水体，将反洗进水泵的进水管通入纯水或去离子水，并排除装置管道内的所有气泡。

在过滤阶段，进水泵启动，进水电磁阀、产水电磁阀开启，反洗进水电磁阀、正冲排水电磁阀、反洗排水电磁阀关闭。此时，原水经进水泵带动从进水口进入膜组件中，经超滤膜过滤后的产水经产水口进入称量组件。进水管路上的三通调节阀和压力调节阀用于调节进水的压力。称量组件会实时记录产水的质量变化。随着过滤时间的推进，污染物堆积在超滤膜丝表面，由于进水压力保持恒定，过滤通量会逐渐变慢，之后进入反洗阶段。

在反洗阶段，反洗进水泵启动，反洗进水电磁阀、反洗排水电磁阀开启，进水电磁阀、产水电磁阀、正冲排水电磁阀关闭。此时，纯水经反洗泵带动从反洗进水口进入膜组件中，污水经排水口从反洗排水管道进入称量组件。反洗进水管路上的三通调节阀和压力调节阀用于调节反洗过程中进水的压力。称量组件会实时记录反洗水的质量变化。

反洗完成后进入正冲洗阶段，进水泵启动，进水电磁阀、正冲排水阀开启，产水电磁阀、反洗进水电磁阀、反洗排水电磁阀关闭。此时，原水经进水口进入膜组件，冲刷掉反洗洗脱下来的污染物后经排水口从正冲排水管道排出。正冲洗完成后再次进入过滤阶段。

一次实验需要重复多个过滤进程。实验过程中全程记录产水的质量变化。通过以下公式可以求得过滤时的超滤膜的过滤阻力R

式中，ΔP表示跨膜压差，由于实验实行恒压运行，且产水侧压力为零，因此ΔP等于进水压力；ΔП表示溶液渗透压；

表示某一时刻的单位膜面积渗透通量，用产水质量变化率求得；η代表溶液的粘度。

实施例1：

采用本实用新型可移动式超滤膜模拟评价装置，其中使用长为12cm，内含膜丝数量为3根的微型膜组件模拟实际商用膜组件，比较不同水体对超滤膜的污染特性。并根据上述实施方式得到的一般地表水、一般海水、某工厂电子面板漂洗废水的水质污染参数。

实验结果如下表1所示：

表1

结果显示，某工厂电子面板漂洗废水的水质污染参数A值和B值更小，表明该水体对超滤膜的污染能力低，且反洗性能恢复效果较好，在商用膜组件的通量设计时推荐选择较高的设计通量。

使用本实用新型所述实验装置进行水质污染参数测定，快速便捷。仅需要少量的水体样品就可以在半天的时间内取得结果。并且其操作简单、使用方便、易于携带，广泛适用于实验室、工厂、室外环境等多种作业场所。

Claims (4)

1.一种可移动式超滤膜模拟评价装置，其特征在于，包括箱体、超滤膜组件、进水泵(1)、反洗泵(8)、称量组件(16)、以及控制器；所述超滤膜组件包括进水口(5)、产水口(6)、反洗进水口(12)、以及排水口(13)；所述进水泵(1)与超滤膜组件的进水口(5)通过管道连接，在进水泵(1)与进水口(5)之间的管道上设有进水压力调节阀(3)和进水电磁阀(4)，所述反洗泵(8)与超滤膜组件的反洗进水口(12)通过管道连接，在反洗泵(8)与反洗进水口(12)之间的管道上设有反洗压力调节阀(10)和反洗进水电磁阀(11)；产水口(6)上连接有产水管道，在产水管道上设有产水电磁阀(7)；排水口(13)通过三通阀分别连接有正冲排水管道和反洗排水管道，且在管道上分别设有正冲排水电磁阀(14)和反洗排水电磁阀(15)；所述控制器连接进水泵(1)、反洗泵(8)、进水电磁阀(4)、反洗进水电磁阀(11)、产水电磁阀(7)、正冲排水电磁阀(14)、以及反洗排水电磁阀(15)。

2.根据权利要求1所述的可移动式超滤膜模拟评价装置，其特征在于：所述超滤膜组件为全长不超过15cm并且使用膜丝数量不超过10根的微型组件。

3.根据权利要求1所述的可移动式超滤膜模拟评价装置，其特征在于：所述所有组件安装固定在箱体中，装置总重量不超过50Kg。

4.根据权利要求1所述的可移动式超滤膜模拟评价装置，其特征在于：所述箱体为长宽高不超过45cm*70cm*30cm的立方体；所述箱体一侧设有滑轮，箱体上连接有拉杆或把手，可以在平整地面上进行拖行。

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