[0003] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"设置"、 "安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一 体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接 相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理 解上述术语在本发明中的具体含义。
[0004] 下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0005] 如图1至8所示:为本发明实施例提供的一种一体化膜过滤特性评价与自动控制实 验装置，包括由支撑框架组成的柜体100,柜体100前端面设置有左柜门101和右柜门102,其 中：柜体100上表面一侧设置有工控机106,柜体100上表面另一侧设置有储液罐110、搅拌器 112以及过滤器111，搅拌器112设置在过滤器111底部;柜体100内中部设置有支撑板119,柜 体100内还设置有液氮压力罐103,液氮压力罐103上端贯穿柜体100上表面且向外延伸，液 氮压力罐103贯穿支撑板119设置在柜体100内部的一侧，液氮压力罐103通过压力输出管 121与设置在其外部一侧的两联件104、比例调节阀105相连;储液罐110上端设置有进气管 108,进气管108另一端通过比例调节阀105、两联件104及压力输出管121与液氮压力罐103 相连通，液氮压力罐103中的加压氮气经压力输出管121传送至两联件104、比例调节阀105 以及进气管108向储液罐110加压;柜体100内支撑板119上设置有电子天平116,电子天平 116位于搅拌器112下方，且其上设置有锥形瓶114,如图8所示，搅拌器112设置在过滤器111 底部，该搅拌器为磁力搅拌器，该过滤器111包括壳体130,壳体130的上部一侧设置有进液 管136,壳体130下部一侧设置有出液管122,壳体130内设置有磁力搅拌子133以及设置其上 的搅拌轴132,该壳体内上部固定设置有固定杆131，该搅拌轴132的上端设置在该固定杆 131中心，壳体130内位于磁力搅拌子133下方由上至下依次设置有过滤膜134以及配有导流 槽(图中未画）的支撑板135,该支撑板135设置在壳体130内底部，出液管122与支撑板135上 的导流槽相连通，由于进液管中为溶液或悬浊液，其中除水外，含有的杂质包括有高分子 (如藻酸钠）、固体颗粒(如二氧化硅)等可以通过过滤膜进行截留，从而净水经膜过滤后流 出。因此，在过滤过程中在膜表面上就会堆积这些杂质，通常称之为膜污染，由于膜污染的 产生，过滤速度不断下降。当开启搅拌器后，过滤膜上方的磁力搅拌子将转动，从而通过扫 流作用，将过滤膜表面堆积的杂质去除，即膜污染得到去除，过滤速度将升高;储液罐110通 过其上端设置的液体传输管109与过滤器111的进液管相连通，过滤器111的底部设置有出 液管122，出液管122的末端设置在电子天平116上设置的锥形瓶114上方，储液罐110中的溶 液或悬浊液经过液体传输管109输送至过滤器111中，经过滤器111中设置的过滤膜134的分 离作用后，滤液经出液管122滴入电子天平116上的锥形瓶114中；柜体100内位于支撑板119 的下方设置有控制柜117,控制柜117内设置有控制器（图中未画），控制器可选为PLC，比例 调节阀105与控制器117电连接，控制器117、两联件104以及比例调节阀105分别与工控机 106电连接，比例调节阀105与储液罐110之间的管路上设置有压力传感器120,压力传感器 120与控制器117电连接，压力传感器120设置在柜体100内且位于比例调节阀105-侧，该压 力传感器120用于检测样品的膜过滤压力，电子天平116测得的滤液质量和压力传感器120 检测的压力数值实时地传输至装有PLC的控制柜117，控制柜117中的PLC与工控主机106之 间实时地进行数据交换与传递;储液罐110清洗时，通过排液管113排除废液，图2为本发明 实施例提供的一体化膜过滤特性评价与自动控制实验装置的原理框图；由于过滤器111中 所加压力与滤出的液体质量可以实时地检测，因此利用可编程式逻辑控制器(PLC)与工控 主机中视窗控制中心(WinCC)软件可实现膜过滤过程实时监控。在工控机中的膜过滤模式 选择的人机交互面板中可以进行系统设置，然后选择相应的膜过滤模式包括定压模式、定 速模式、变压变速模式以及手动模式，手动模式主要用于在膜过滤过程中实时地手动调节 相关参数如数据的存储间隔、过滤压力、过滤速度等。在工控机中的膜过滤模式选择的人机 交互面板中点击定压模式、定速模式或变压变速模式方框，同时可以设定存储数据至EXCEL 表格，包括数据读取的时间间隔、过滤压力、流速、选择压力表文件以及输入各实验参数，所 有参数均自动保存于对应的EXCEL表格中，膜过滤过程中过滤压力与滤液质量亦实时地保 存于该EXCEL表格中，可生成如图3(a)和3(b)、图4(a)和4(b)、图5、图6以及图7所示图表结 果。
[0006] 作为上述实施例的优选实施方式，左柜门101和右柜门102分别通过铰链与柜体 1〇〇铰接。
[0007] 作为上述实施例的优选实施方式，柜体100上表面一侧还设置有压力表107,压力 表107与进气管108相连通，用于检测并显示进气管108中的压力，其压力读数与压力传感器 120测定的压力相同。
[0008] 作为上述实施例的优选实施方式，柜体100的长宽高分别为60~100cm、40~80cm 和60~100cm，优选为80cm、60cm和80cm，柜体100底部四角分别设置有一滚轮118,根据需要 可对该一体化膜过滤特性评价与自动控制实验装置进行便携式移动。
[0009] 作为上述实施例的优选实施方式，柜体100的支撑框架为不锈钢板。
[0010] 作为上述实施例的优选实施方式，柜体100内壁一侧设置有日光灯115。
[0011] 作为上述实施例的优选实施方式，储液罐110底部设置有排液管113，排液管113末 端的排液口（图中未画)设置在柜体1〇〇侧壁上。
[0012] 作为上述实施例的优选实施方式，左柜门101和右柜门102上相对的一侧分别设置 有把手(图中未画），方便打开该柜体的左柜门和右柜门。
[0013] 实施例1
[0014] 在工控主机中的人机交互面板中输入某一过滤压力值，实现定压膜过滤过程，压 力传感器120中测得的压力值传送至装有PLC的控制柜117,经工控机106与设定的过滤压力 值进行比对，过滤压力若高于设定值，则通过装有PLC的控制柜117将信号传送至比例调节 阀105，以调低过滤压力;反之亦然。
[0015] 图3(a)和图3(b)是定压模式时压力与流速随时间变化的实验结果一例。从图3(a) 可知，采用截留分子量为lkDa的超滤膜进行死端膜过滤，设定压力为lOOkPa，过滤样品为超 纯水时，通过该膜过滤自动控制装置能够实现恒定压力，即定压模式；同样地，当设定压力 为300kPa，过滤样品为2g/L的海藻酸钠(分子量：1.2~8万）溶液时，压力保持在300kPa恒定 不变。
[0016] 如前所述，该发明提供的一体化膜过滤特性评价与自动控制实验装置可对滤液质 量实现实时监测，因此，在滤液密度与膜过滤面积已知的情况下，单位时间单位过滤面积上 的过滤滤液体积，即过滤速度(流速)随时间的变化能够获得，实验结果如图3(b)所示。从图 中可知，过滤样品为超纯水时，流速基本保持不变，说明过滤膜没有被污染;相反，过滤样品 为海藻酸钠溶液时，由于膜的截留分子量小于海藻酸钠的分子量，因此流速不断的减少，说 明随着过滤的不断进行，滤膜上堆积的海藻酸钠构成的滤饼不断增厚，膜污染加剧，膜阻抗 不断增大。
[0017] 实施例2
[0018] 在工控主机中的人机交互面板中输入某一质量流量值(单位时间的滤液质量），实 现定速膜过滤过程。装有PLC的控制柜117中可编程式逻辑控制器是通过某一时间段内电子 天平116检测的质量读数增量来计算质量流量，例如，在1、2、3min等用户输入的时间间隔内 读取质量增量，将设定值与之对比；单位时间的质量增量值若高...