一种自动超滤系统及该系统在恒定跨膜压下的超滤方法
【专利摘要】本发明公开了一种自动超滤系统，包括隔膜泵、超滤膜包和PLC控制器，超滤膜包具有进液口、出液口和回液口，隔膜泵的出口端和超滤膜包的进液口之间连接有第一压力传感器，超滤膜包的回液口连接有第二压力传感器，第二压力传感器连接截流阀，超滤膜包的出液口与第三压力传感器连接，第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器及截流阀分别与PLC控制器连接。本发明还公开了一种利用该自动超滤系统实现在恒定跨膜压下的超滤方法，超滤系统实现了以恒定的跨膜压和流量持续运行，得到最合理的超滤条件，实现连续超滤过程，提高超滤效率，相比于现有的超滤系统，超滤效率可提高30-50%。
【专利说明】一种自动超滤系统及该系统在恒定跨膜压下的超滤方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超滤系统，特别涉及一种自动超滤系统及该系统在恒定跨膜压下的超滤方法。
【背景技术】
[0002]超滤是一种以筛分为分离原理，以压力为推动力的膜分离过程，过滤精度在
0.005-0.01 ii m范围内，可有效去除水中的微粒、胶体、细菌、热源及高分子有机物质，可广泛应用于物质的分离、浓缩、提纯。目前的超滤系统无法自动的调节跨膜压和流量，无法达到最合理的超滤条件，膜透过率和样品收率低，超滤效率低。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可以提高样品膜透过率、样品收率和超滤效率的自动超滤系统及该系统在恒定跨膜压下的超滤方法。
[0004]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:一种自动超滤系统，包括隔膜泵、超滤膜包和PLC控制器，隔膜泵通过伺服电机驱动，隔膜泵的入口端连接一样品容器，所述超滤膜包具有三个接口，分别为进液口、出液口和回液口，隔膜泵的出口端和超滤膜包的进液口之间通过管路连接有第一压力传感器，超滤膜包的回液口通过管路连接有第二压力传感器，第二压力传感器连接一截流阀，截流阀又连接第一电导检测器，经过第一电导检测器后出来的流路分为两路，一路通过回流控制阀与样品容器连通，另一路通过浓液排出控制阀与一浓液收集容器连接，所述超滤膜包的出液口依次与第三压力传感器及第二电导检测器连接后与滤液收集容器连接，所述伺服电机、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器及截流阀分别与所述PLC控制器连接。
[0005]进一步的，所述回流控制阀、浓液排出控制阀分别连接有先导电磁阀，先导电磁阀的气源输入端连接有动力气源，先导电磁阀还与PLC控制器连接。
[0006]进一步的，所述第一电导检测器和第二电导检测器分别与工业触摸控制电脑连接。
[0007]本发明提供的一种自动超滤系统在恒定跨膜压下的超滤方法，包括如下步骤:
(1)首先通过PLC控制器设定恒定跨膜压和初始流量，超滤系统以初始流量开始运行，截流阀的开度为100%，待超滤样品溶液通过隔膜泵泵入超滤系统，使样品溶液自动注满整个系统；
(2)保持超滤系统的恒定流量不变，PLC控制器根据第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器的反馈信号降低截流阀的开度，从而跨膜压逐渐增大，达到系统所设定的恒定跨膜压，超滤系统以恒定的跨膜压和流量持续运行；
(3)超滤后的滤液经超滤膜包的出液口排出后，由滤液收集容器收集，PLC控制器可以调节回流控制阀的打开或关闭，当打开回流控制阀时，回流样品溶液经过回流控制阀再一次进入样品容器进行循环超滤，PLC控制器通过调节浓液排出控制阀的开启和关闭，进行浓缩液的连续收集或批量收集。
[0008]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
(1)本发明提供的自动超滤系统可以在传统的超滤系统基础上，只需配备一个隔膜泵和超滤膜包，实现整个超滤过程；
(2)本发明提供的自动超滤系统可以通过PLC控制器内置的软件进行简单的参数设置，修改合适的跨膜压；
(3)PLC控制器根据超滤膜包所连接的三个压力传感器来调节截流阀开度和泵流量，实现恒定的跨膜压，得到最合理的超滤条件，可实现连续超滤过程，提高超滤效率，相比于现有的超滤系统，超滤效率可提高30-50% ；
(4)系统可自动切阀实现系统流路的循环和样品收集，可以通过电导检测器，实时监测溶液电导值，实时掌握超滤完成进度，方便处理已过滤好的样品。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明中自动超滤系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0011]如图1所示，一种自动超滤系统，包括隔膜泵1、超滤膜包3和PLC控制器15，隔膜泵I通过伺服电机2驱动，隔膜泵I的入口端连接一样品容器12，所述超滤膜包3具有三个接口，分别为进液口 31、出液口 33和回液口 32，隔膜泵I的出口端和超滤膜包3的进液口31之间通过管路连接有第一压力传感器4，超滤膜包3的回液口 32通过管路连接有第二压力传感器5，第二压力传感器5连接一截流阀7，截流阀7又连接第一电导检测器10，经过第一电导检测器10后出来的流路分为两路，一路通过回流控制阀9与样品容器12连通，另一路通过浓液排出控制阀8与一浓液收集容器14连接，所述超滤膜包3的出液口 33依次与第三压力传感器6及第二电导检测器11连接后与滤液收集容器13连接，所述伺服电机2、第一压力传感器4、第二压力传感器5、第三压力传感器6及截流阀7分别与所述PLC控制器15连接。
[0012]其中，回流控制阀9、浓液排出控制阀8分别连接有先导电磁阀17，先导电磁阀17的气源输入端连接有动力气源，先导电磁阀17还与PLC控制器15连接。回流控制阀9、浓液排出控制阀8均为气动阀。先导电磁阀17连接气动二联件18和消声器19。PLC控制器15控制先导电磁阀17的开启和关闭，从而控制动力气源的进入，进而控制回流控制阀9和浓液排出控制阀8的开启和关闭。
[0013]第一电导检测器10和第二电导检测器11分别与工业触摸控制电脑16连接，可以实时监测溶液电导值，实时掌握超滤完成进度，方便处理已过滤好的样品。
[0014]利用本发明的自动超滤系统实现在恒定跨膜压下的超滤方法，包括如下步骤:
(I)首先通过PLC控制器15设定恒定跨膜压和初始流量，超滤系统以初始流量开始运
行，截流阀7的开度为100%，待超滤样品溶液通过隔膜泵I泵入超滤系统，使样品溶液自动注满整个系统； (2)保持超滤系统的恒定流量不变，PLC控制器15根据第一压力传感器4、第二压力传感器5和第三压力传感器6的反馈信号降低截流阀7的开度，从而跨膜压逐渐增大，达到系统所设定的恒定跨膜压，超滤系统以恒定的跨膜压和流量持续运行；
(3)超滤后的滤液经超滤膜包3的出液口33排出后，由滤液收集容器13收集，PLC控制器15可以调节回流控制阀9的打开或关闭，当打开回流控制阀9时，回流样品溶液经过回流控制阀9再一次进入样品容器12进行循环超滤，PLC控制器15通过调节浓液排出控制阀8的开启和关闭，进行浓缩液的连续收集或批量收集。在浓缩液未达到一定的浓缩程度时，浓液排出控制阀8处于关闭状态，当浓缩液浓缩到一定的程度时，通过PLC控制器15打开浓液排出控制阀8，浓缩液通过管路进入浓液收集容器14进行连续收集。另外，也可以在样品各器12中的待超滤样品溶液完全超滤结束后，PLC控制器15再控制打开浓液排出控制阀8，进行浓缩液的批量收集。
[0015]本发明可以通过PLC控制器15内置的软件进行简单的参数设置，修改合适的跨膜压。本发明的超滤方法中，PLC控制器15根据超滤膜包3所连接的三个压力传感器来调节截流阀7的开度和泵流量，实现恒定的跨膜压，得到最合理的超滤条件，可实现连续超滤过程，提高超滤效率，相比于现有的超滤系统，超滤效率可提高30-50%。本发明的自动超滤系统可用于各种超滤，脱盐，提纯，浓缩应用以及系统中试和生产级规模。
[0016]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种自动超滤系统，其特征在于:包括隔膜泵、超滤膜包和PLC控制器，隔膜泵通过伺服电机驱动，隔膜泵的入口端连接一样品容器，所述超滤膜包具有三个接口，分别为进液口、出液口和回液口，隔膜泵的出口端和超滤膜包的进液口之间通过管路连接有第一压力传感器，超滤膜包的回液口通过管路连接有第二压力传感器，第二压力传感器连接一截流阀，截流阀又连接第一电导检测器，经过第一电导检测器后出来的流路分为两路，一路通过回流控制阀与样品容器连通，另一路通过浓液排出控制阀与一浓液收集容器连接，所述超滤膜包的出液口依次与第三压力传感器及第二电导检测器连接后与滤液收集容器连接，所述伺服电机、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器及截流阀分别与所述PLC控制器连接。
2.根据权利要求1所述的自动超滤系统，其特征在于:所述回流控制阀、浓液排出控制阀分别连接有先导电磁阀，先导电磁阀的气源输入端连接有动力气源，先导电磁阀还与PLC控制器连接。
3.根据权利要求1所述的自动超滤系统，其特征在于:所述第一电导检测器和第二电导检测器分别与工业触摸控制电脑连接。
4.一种权利要求1所述的自动超滤系统在恒定跨膜压下的超滤方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)首先通过PLC控制器设定恒定跨膜压和初始流量，超滤系统以初始流量开始运行，截流阀的开度为100%，待超滤样品溶液通过隔膜泵泵入超滤系统，使样品溶液自动注满整个系统； (2)保持超滤系统的恒定流量不变，PLC控制器根据第一压力传感器、第二压力传感器和第三压力传感器的反馈信号降低截流阀的开度，从而跨膜压逐渐增大，达到系统所设定的恒定跨膜压，超滤系统以恒定的跨膜压和流量持续运行； (3 )超滤后的滤液经超滤膜包的出液口排出后，由滤液收集容器收集，PLC控制器可以调节回流控制阀的打开或关闭，当打开回流控制阀时，回流样品溶液经过回流控制阀再一次进入样品容器进行循环超滤，PLC控制器通过调节浓液排出控制阀的开启和关闭，进行浓缩液的连续收集或批量收集。
【文档编号】B01D61/22GK103691322SQ201310730213
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】周胜, 王勇, 徐慧欣, 卞鄂敏 申请人:利穗科技(苏州)有限公司