膜元件测试装置的制作方法

本实用新型属于废水处理及海水淡化领域，特别涉及一种膜元件测试装置。

背景技术：

反渗透膜元件、纳滤膜元件具有在高流速下应具有高效脱盐率、较高机械强度和使用寿命、能在较低操作压力下发挥功能、能耐受化学或生化作用的影响、受pH值和温度等因素影响较小等优点，因此被广泛用于电力、石油、化工、钢铁、电子、医药、食品饮料、市政及环保等领域，在海水及苦咸水淡化，锅炉给水、工业纯水及电子级超纯水制备，饮用纯净水生产，废水处理及特种分离过程中发挥着重要作用。其中工业级反渗透膜元件、纳滤膜元件多采用螺旋卷式的形式生产和使用。

目前工业级反渗透膜元件、纳滤膜元件测试装置存在的主要问题包括：自动化程度低、设备结构复杂、操作流程繁琐、工作量大、测试效率低、测试结果误差大等。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的缺陷，提供一种膜元件测试装置，适用于螺旋卷式膜元件，特别适用于工业级反渗透膜元件、纳滤膜元件测试装置，可实现在线采集产水电导率、纯水通量等参数。

具体技术方案如下：膜元件测试装置：包括纯水泵、测试液箱、原水泵、过滤器、增压泵、膜元件测试单元；纯水泵的入口连接纯水管路，出口连接测试液箱；测试液箱、原水泵、过滤器、增压泵、膜元件测试单元依次连接，并形成第一回路；原水泵的出口连接测试液箱，形成第二回路；各部件之间连接的管道中均装有阀门，并在膜元件测试单元的浓水管和产水管上分别装有浓水管路清洗排放阀和产水管路清洗排放阀；在膜元件测试单元的进水口侧设有第一测试装置，浓水口侧设有第二测试装置，产水口测设有第三测试装置，用于测试各支膜元件的性能参数；在第一回路中过滤器的输入端和相邻阀门之间装有在线流量计。

进一步的，纯水泵的出口还连接至膜元件测试单元的前端，并在连接管路中装有阀门，与膜元件测试单元、排放阀形成冲洗管路。

进一步的，第一测试装置包括电导测试仪、在线流量计和压力表；第二测试装置包括在线流量计和压力表；第三测试装置包括电导测试仪、在线流量计。

进一步的，增压泵采用变频增压泵，用于提供不同测试所需的标准压力。

进一步的，清洗排放阀包括浓水管路清洗排放阀和产水管路清洗排放阀，分别用于排放浓水管路清洗液和产水管路清洗液，防止清洗液进入测试液箱，导致测试液浓度发生变化。

进一步的，在增压泵和膜元件测试单元之间的管路装有取样阀，用于采集膜元件测试前的测试液，在膜元件测试单元的产水口测装有取样阀，用于采集膜壳内测试液。

进一步的，膜元件测试单元包括至少两组膜元件测试子单元，膜元件测试子单元包括并联的至少两个膜壳；各膜元件测试子单元的前后端均装有阀门；各膜壳进水口侧、浓水口侧和产水口侧也均装有阀门。

进一步的，膜元件测试子单元并联的各膜壳的产水汇集到产水总管路并连接至测试液箱，在产水总管路的汇集口和测试液箱之间设有阀门、在线流量计和产水管路清洗排放阀；各膜壳的浓水汇集到浓水总管路并连接至测试液箱，在浓水总管路的汇集口和测试液箱之间装有阀门、第二测试装置和浓水管路清洗排放阀；各膜壳产水口测均设有第三测试装置。

进一步的，各膜壳的产水口侧均两端和阀门之间装有取样阀。

进一步的，各膜壳内至少可装填两支膜元件，且膜元件之间采用实心密闭不透水结构的专用连接件连接，以保证两支相连的膜元件产水中心管不连通。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)采用本实用新型所述的装置，可实现在线检测，测试数据可直接读取或远传至计算机，减少人为操作误差；

(2)通过调节增压泵的压力以及控制阀等配合，可实现在不同测试标准条件下测定膜元件的性能参数，尤其是工业级反渗透膜元件和纳滤膜元件；

(3)可实现批量测定，降低工作量消耗，测试单元交替工作和拆装，可显著提高工作效率；

(4)每个测试子单元内的膜壳互相独立，可根据需要灵活选择测试膜元件数量；

(5)可实现每次测定前管路冲洗，保证测试结果准确性；

(6)膜元件测试装置占地小、操作简便、具备可扩展性。

附图说明

图1.本实用新型的结构示意图。

其中：1.纯水泵，2.测试液箱，3.原水泵，4.精密过滤器，5.变频增压泵，6～11.膜壳，12～50.阀门，51～54.清洗排放阀，55～67.取样阀，68～70.压力表,71～88.在线流量计，89～101.在线电导率仪，102.纯水管路。

图2.膜壳结构示意图。

其中：103.进水口，104.浓水口，105～106.产水口，107～108.膜元件，109.连接件。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型针对现有技术存在的缺陷，提供一种膜元件测试装置，适用于螺旋卷式膜元件，特别适用于工业级反渗透膜元件、纳滤膜元件测试装置，可实现在线采集产水电导率、纯水通量等参数；可提供不同的测试条件；可同时测定多支膜元件性能，实现批量测试；还可实现每次测定前管路冲洗，提高测试结果的准确性。

图1为本实用新型的一种工业级反渗透膜元件、纳滤膜元件测试装实施例结构示意图。

膜元件测试装置包括纯水泵、测试液箱、原水泵、精密过滤器、变频增压泵、膜元件测试单元；纯水泵的入口连接纯水管路，出口连接测试液箱；测试液箱、原水泵、精密过滤器、变频增压泵、膜元件测试单元依次连接，并形成第一回路；原水泵的出口连接测试液箱，形成第二回路；各部件之间连接的管道中均装有阀门，并在膜元件测试单元的浓水管和产水管上分别装有浓水管路清洗排放阀和产水管路清洗排放阀；在膜元件测试单元的进水口侧设有电导测试仪、在线流量计和压力表，浓水口侧设有在线流量计和压力表，产水口测设有电导测试仪、在线流量计，用于测试各支膜元件的性能参数；在第一回路中精密过滤器的输入端和相邻阀门之间装有在线流量计。纯水泵的出口还连接至膜元件测试单元的前端，并在连接管路中装有阀门，与膜元件测试单元、排放阀形成冲洗管路。其中，增压泵采用变频控制，用于提供不同测试所需的标准压力，如采用额定流量32m³，扬程189m的离心泵。清洗排放阀包括浓水管路清洗排放阀和产水管路清洗排放阀，分别用于排放浓水管路清洗液和产水管路清洗液，防止清洗液进入测试液箱，导致测试液浓度发生变化。在增压泵和膜元件测试单元之间的管路装有取样阀，用于采集膜元件测试前的测试液，在膜元件测试单元的产水口测装有取样阀，用于采集膜壳内测试液。

膜元件测试单元包括两组膜元件测试子单元，膜元件测试子单元包括并联的三个膜壳；各膜元件测试子单元的前后端均装有阀门；各膜壳进水口侧、浓水口侧和产水口侧也均装有阀门。膜元件测试子单元并联的各膜壳的产水汇集到产水总管路并连接至测试液箱，在产水总管路的汇集口和测试液箱之间设有阀门、在线流量计和产水管路清洗排放阀；各膜壳的浓水汇集到浓水总管路并连接至测试液箱，在浓水总管路的汇集口和测试液箱之间装有阀门、第二测试装置和浓水管路清洗排放阀；各膜壳产水口测均设有电导测试仪、在线流量计。在各膜壳的产水口侧均两端和阀门之间装有取样阀。各膜壳内可装填两支膜元件，且膜元件之间采用实心密闭不透水结构的专用连接件连接，以保证两支相连的膜元件产水中心管不连通。

参考图1，该膜元件测试装置在首次开机时，关闭装置所有阀门，开启阀12，开启纯水泵1，将测试所需量的纯水加入测试液箱2，进水到需要液位后，关闭阀12，将测试液溶质加入测试液箱，开启阀13、14，开启原水泵3，通过循环使测试液均匀混合后关闭原水泵3。

打开膜壳6～8的端板，将需要测试的膜元件依次推入各膜壳中，膜元件件采用实心密闭的专用连接件连接，安装膜壳端板并固定。

开启阀15～18，开启阀27～38，开启阀21、22，开启原水泵3，调节阀15，使在线流量计88读数略大于测试所需的标准流量。开启变频增压泵5，缓慢提高电机频率，缓慢调小阀22，使压力表68读数达到测试所需的标准压力，调节阀14和22，使在线流量计72和74的读数满足测定所需的回流比。预压2小时后，分别读取在线流量计76～81的读数，得到第一组膜元件测试单元中各支膜元件的流量数据；读取在线电导率仪90～95的读数，读取在线电导率仪89的读数，通过计算得到第一组膜元件测试单元中各支膜元件的脱盐率数据。

第一组膜元件测试单元预压过程中，可完成第二组膜元件测试单元中膜元件的安装，打开膜壳9～11的端板，将需要测试的膜元件依次推入各膜壳中，膜元件件采用实心密闭的专用连接件连接，安装膜壳端板并固定，开启阀20，开启阀39～50。

第一组膜元件测试单元的各在线流量计和在线电导率仪读数完成后，开启阀19，关闭阀17，关闭阀21、22，开启阀23、24，调节阀14和24，使在线流量计73和75的读数满足测定所需的回流比，预压2小时后，分别读取在线流量计82～87的读数，得到第二组膜元件测试单元中各支膜元件的流量数据；读取在线电导率仪96～101的读数，读取在线电导率仪89的读数，通过计算得到第二组膜元件测试单元中各支膜元件的脱盐率数据。

第二组膜元件测试单元预压过程中，打开膜壳6～8的端板，将第一组膜元件测试单元中已测试完成的膜元件依次推出各膜壳中，安装膜壳端板并固定。开启阀25，开启清洗排放阀51、52，持续开启纯水泵1半小时，将第一组膜元件测试单元的产水管路和浓水管路冲洗干净。冲洗完成后，关闭纯水泵1，关闭阀25，关闭清洗排放阀51、52，打开膜壳6～8的端板，将需要测试的膜元件依次推入各膜壳中，膜元件件采用实心密闭的专用连接件连接，安装膜壳端板并固定，开启阀18，开启阀27～38。

第二组膜元件测试单元的各在线流量计和在线电导率仪读数完成后，开启阀17，关闭阀19，关闭阀23、24，开启阀21、22，调节阀14和22，再次开始第一组膜元件测试单元预压和测试。

第一组膜元件测试单元预压过程中，打开膜壳9～11的端板，将第二组膜元件测试单元中已测试完成的膜元件依次推出各膜壳中，安装膜壳端板并固定。开启阀26，开启清洗排放阀53、54，持续开启纯水泵1半小时，将第二组膜元件测试单元的产水管路和浓水管路。冲洗完成后，关闭纯水泵1，关闭阀26，关闭清洗排放阀53、54，打开膜壳9～11的端板，将需要测试的膜元件依次推入各膜壳中，膜元件件采用实心密闭的专用连接件连接，安装膜壳端板并固定，开启阀20，开启阀27～38，准备下一组测试。

通过以上操作步骤，完成两组膜元件测试单元的循环交替使用。测试过程中如认为在线电导率仪的读数存在差异，可通过取样阀55～67分别取样核对。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。