一种反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价装置及评价方法
【专利摘要】本发明公开了一种反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价装置及评价方法，其特征是：设置原水箱的出水管路经超滤水泵接入自清洗过滤器的入水端，在自清洗过滤器的出水管路上，自自清洗过滤器的出水口起、依次串联设置超滤膜、超滤水箱、反渗透低压泵、反渗透保安过滤器、反渗透高压泵和反渗透膜；反渗透膜的产水口一路接总回流口A，另一路接集水池；反渗透膜的浓水口一路与总回流口A相连通，另一路接集水池；总回流口A接超滤水箱形成回流。本发明能够确定反渗透系统在指定评定条件下的最大回收率；不同种阻垢剂在相同操作条件下阻垢性能的优劣，以及阻垢剂对不同种成垢物质的阻垢能力。
【专利说明】一种反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价装置及评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价装置及评价方法。
技术背景
[0002]目前反渗透如技术由于其能耗低、运行操作简便、系统占地面积小、运行经济性好等突出优点被广泛运用于水处理领域中，但是反渗透系统的膜结垢问题是一个长期影响反渗透系统安全运行的重要问题。采用添加阻垢剂的方式来防止和控制反渗透膜结垢在反渗透运行过程中起着重要作用。
[0003]目前广泛使用的反渗透阻垢剂的评价方法主要有两类，一类是静态阻垢剂性能评价，包括静态阻垢法、极限碳酸盐硬度法、鼓泡法、浊度法、电化学法、电导法、玻璃电极法、恒定组分技术等；另一类是采用专门仪器的阻垢剂评价方法，包括扫描电子显微镜、原子力显微镜、X—衍射法、粒径分布仪法等。但已有的方法均无法模拟反渗透系统的实际运行工况，考虑因素较为单一，与实际运行存在着一定的偏差。
【发明内容】
[0004]本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价装置及评价方法，以便能够确定反渗透系统在指定评定条件下的最大回收率、分析不同种类的阻垢剂在相同操作条件下阻垢性能的优劣，以及判断阻垢剂对于不同种类成垢物质的阻垢能力。
[0005]本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
[0006]本发明反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价装置，其结构特点是:
[0007]设置原水箱的出水管路经超滤水泵接入自清洗过滤器的入水端，在所述自清洗过滤器的出水管路上，自所述自清洗过滤器的出水口起、依次串联设置超滤膜、超滤水箱、反渗透低压泵、反渗透保安过滤器、反渗透高压泵和反渗透膜；
[0008]在所述超滤水箱的内部设置有恒液位控制器，顶部设置有反渗透阻垢剂加药口 ；
[0009]所述反渗透膜的产水口一路经产水回流管0八与总回流口八相连通，另一路经产水排水管08接集水池；所述反渗透膜的浓水口一路经浓水回流管？八与总回流口八相连通，另一路经浓排水管接集水池；
[0010]所述总回流口八通过总回流管仙接入超滤水箱的顶部，在所述总回流管仙上分别设置有热交换器和总回流流量计。
[0011]本发明反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价装置，其结构特点也在于:
[0012]在所述原水箱与超滤水泵之间的出水管路上设置有与杀菌剂计量箱相连通的杀菌剂计量泵；
[0013]在所述超滤膜的入水管口分别设置有第一压力表和第一流量计；在所述超滤膜的出水管口分别设置有第二压力表和第二流量计；
[0014]在所述反渗透低压泵的入口管口上设置有第三压力表，在所述反渗透低压泵与反渗透保安过滤器之间的出水管路上设置有301测点；
[0015]在所述反渗透保安过滤器的进水管口设置有第四压力表，反渗透保安过滤器的出水管口设置有第五压力表；
[0016]在所述反渗透膜的进水口设置进水调节阀，在所述进水调节阀的进水管路上分别设置有第三流量计、第一电导率表和第六压力表；
[0017]在所述反渗透膜的产水回流管0八上分别设置产水回流流量调节阀、产水流回流流量计和回流产水电导率；在所述反渗透膜的产水排放管08中分别设置产水排放流量调节阀和产水排放流量计；
[0018]在所述反渗透膜的浓水回流管？八上分别设置浓水回流流量调节阀、浓水回流流量计和浓水回流压力表；在所述反渗透膜的浓水排放管？0中分别设置浓水排放流量调节阀和浓水排放流量计。
[0019]利用本发明反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价装置进行反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价的方法的特点是:在添加某种反渗透阻垢剂后，测定反渗透系统的极限回收率；以及评价特定回收率下不同种反渗透阻垢剂阻垢性能的优劣。
[0020]本发明反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价的方法的特点也在于:所述在添加某种反渗透阻垢剂后，测定反渗透系统的极限回收率是按如下方法进行:定期调节产水排放流量调节阀，控制排出的产品水流量，同时使得浓水经过浓水回流管路？八、总回流管路仙回流至超滤水箱中，同时通过水箱中的恒液位控制器保持超滤水箱的液位恒定，在反渗透阻垢剂浓度不变的情况下不断提高反渗透膜的进水浓度，增加反渗透系统的结垢趋势；达到评价系统极限回收率的目的。
[0021]本发明反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价的方法的特点也在于:所述评价特定回收率下不同种反渗透阻垢剂阻垢性能的优劣的方法是:定期调节产水排放流量调节阀，控制排出的产品水流量，同时使得浓水经过浓水回流管路？八、总回流管路仙回流至超滤水箱中，同时通过水箱中的恒液位控制器保持超滤水箱的液位恒定，在反渗透阻垢剂浓度不变的情况下不断提高反渗透膜的进水浓度，当进水浓度提高到某一特定值时，关闭产水排放流量调节阀，控制此时其它所有阀门开度不变，通过此种条件下膜运行时间的长短来实现特定回收率下不同种反渗透阻垢剂阻垢性能优劣的评价。
[0022]与已有技术相比，本发明有益效果体现在:
[0023]1、本发明通过反渗透系统产品水的定期定量的排放和浓缩液全部回流，使得反渗透系统的回收率不断提高，从而判断出在一定的加药量的条件下，系统的极限回收率和反渗透阻垢剂极限结垢条件。
[0024]2、本发明能够通过提高反渗透进水离子的浓度和调节反渗透产品水排放量达到使系统达到指定的回收率，并在指定的回收率的条件下运行，通过运行时间的长短来判断不同种反渗透阻垢剂在同种运行工况下的性能优劣。
[0025]3、本发明通过在总回流管中设置热交换器，用来冷却回流管路中的水，消除了由于高压泵的运转使系统热量增加从而使得水温升高，影响结垢趋势的判断的这一难题。
[0026]4、本发明通过在超滤水箱中设置恒液位控制器，保证超滤水箱中的水位在试验的过程中保持不变，因此在带有药剂的浓水回流到超滤水箱后始终可以保持系统中的药剂浓度不变，克服了在不断循环过程中由于水箱水量不断减少使得药剂浓度不断增加的问题， 与实际运行的情况更加吻合。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明装置结构示意图；
[0028]图中标号:1原水箱、2自清洗过滤器、3超滤膜、4超滤水箱、5反渗透保安过滤器、6反渗透膜、7超滤水泵、8反渗透低压泵、9反渗透高压泵、10热交换器、？八浓水回流管、？0浓水排放管、0八产水回流管、08产水排放管、仙总回流管，41恒液位控制器、42反渗透阻垢剂加药口，101杀菌剂计量箱、111杀菌剂计量泵、133浓水回流流量调节阀，134浓水排放流量调节阀，135产水排放流量调节阀，136产水回流流量调节阀，141第一压力表、142第二压力表、143第三压力表、144第四压力表、145第五压力表、146第六压力表、147浓水回流压力表、151第一流量计、152第二流量计、153第三流量计、154浓水回流流量计、155产水回流流量计、156产水排放流量计，157总回流流量计，158浓水排放流量计、161第一电导率表、162产水回流电导率表。
【具体实施方式】
[0029]参见图1，本实施例中反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价装置的结构形式是:
[0030]设置原水箱1的出水管路经超滤水泵7接入自清洗过滤器2的入水端，在所述自清洗过滤器2的出水管路上，自所述自清洗过滤器2的出水口起、依次串联设置超滤膜3、超滤水箱4、反渗透低压泵8、反渗透保安过滤器5、反渗透高压泵9和反渗透膜6 ；
[0031]在所述超滤水箱4的内部设置有恒液位控制器41，用来保证在实验的全过程中水箱的液位保持不变从而使得在实验全过程中系统内的阻垢剂浓度保持不变，顶部设置有反渗透阻垢剂加药口 42 ；
[0032]所述反渗透膜6的产水口一路经产水回流管0八与总回流口八相连通，另一路经产水排水管08接集水池；所述反渗透膜6的浓水口一路经浓水回流管？八与总回流口八相连通，另一路经浓排水管？0接集水池；
[0033]所述总回流口 I通过总回流管仙接入超滤水箱4的顶部，在所述总回流管仙上分别设置有热交换器10和总回流流量计157。
[0034]具体实施中，相应的设置也包括:
[0035]在所述原水箱1与超滤水泵7之间的出水管路上设置有与杀菌剂计量箱101相连通的杀菌剂计量泵111，实施过程中向杀菌剂计量箱101中加入某种杀菌剂，并通过杀菌剂计量泵111加入超滤进水管路中，从而达到抑制细菌滋生，防止污堵超滤膜的作用；
[0036]在所述超滤膜3的入水管口分别设置有第一压力表141和第一流量计151 ；在所述超滤膜3的出水管口分别设置有第二压力表142和第二流量计152 ；
[0037]在所述反渗透低压泵8的入口管口上设置有第三压力表143，在所述反渗透低压泵8与反渗透保安过滤器5之间的出水管路上设置有301测点；
[0038]在所述反渗透保安过滤器5的进水管口设置有第四压力表144，反渗透保安过滤器5的出水管口设置有第五压力表145 ；
[0039]在所述反渗透膜6的进水口设置进水调节阀131，在所述进水调节阀131的进水管路上分别设置有第三流量计153、第一电导率表161和第六压力表146 ；
[0040]在所述反渗透膜6的产水回流管0八上分别设置产水回流流量调节阀136、产水流回流流量计155和回流产水电导率162 ；在所述反渗透膜6的产水排放管08中分别设置产水排放流量调节阀135和产水排放流量计156，通过调节产水排放流量调节阀135排出一定体积的产品水，使得系统中离子浓度增加；
[0041]在所述反渗透膜6的浓水回流管？八上分别设置浓水回流流量调节阀133、浓水回流流量计154和浓水回流压力表147 ；在所述反渗透膜6的浓水排放管？0中分别设置浓水排放流量调节阀134和浓水排放流量计158。
[0042]通过定期调节产水排放流量调节阀135，控制排出的产品水流量，同时使得浓水经过浓水回流管路？八，总回流管路仙回流至超滤水箱4中，同时通过水箱4中的液位控制装置保持超滤水箱4的液位恒定，从而在反渗透阻垢剂浓度不变的情况下不断提高反渗透膜6的进水浓度，增加反渗透系统的结垢趋势；达到评价系统极限回收率的目的。
[0043]利用本实施例中反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价装置进行反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价的方法是:在添加某种反渗透阻垢剂后，测定反渗透系统的极限回收率；以及评价特定回收率下不同种反渗透阻垢剂阻垢性能的优劣。
[0044]本实施例中，在添加某种反渗透阻垢剂后，测定反渗透系统的极限回收率是按如下方法进行:定期调节产水排放流量调节阀135，控制排出的产品水流量，同时使得浓水经过浓水回流管路？八、总回流管路仙回流至超滤水箱4中，同时通过水箱4中的恒液位控制器41保持超滤水箱4的液位恒定，在反渗透阻垢剂浓度不变的情况下不断提高反渗透膜6的进水浓度，增加反渗透系统的结垢趋势；达到评价系统极限回收率的目的。
[0045]本实施例中，评价特定回收率下不同种反渗透阻垢剂阻垢性能的优劣的方法是:定期调节产水排放流量调节阀135，控制排出的产品水流量，同时使得浓水经过浓水回流管路？八、总回流管路仙回流至超滤水箱4中，同时通过水箱4中的恒液位控制器41保持超滤水箱4的液位恒定，在反渗透阻垢剂浓度不变的情况下不断提高反渗透膜6的进水浓度，当进水浓度提高到某一特定值时，关闭产水排放流量调节阀135，控制此时其它所有阀门开度不变，通过此种条件下膜运行时间的长短来实现特定回收率下不同种反渗透阻垢剂阻垢性能优劣的评价。
[0046]实验一:测定添加某种反渗透阻垢剂后反渗透系统的极限回收率
[0047]步骤1:向原水箱1中加入一定量的现场用水作为试验用水，开启所有水泵，包括超滤水泵7、反渗透低压泵8和反渗透高压泵9，同时通过反渗透阻垢剂加药口 42向超滤水箱4中加入一定量的反渗透阻垢剂，关闭浓水排放流量调节阀134和产水排放流量调节阀135，使得试验用水一次经过超滤水泵7、自清洗过滤器2、超滤膜组件3、超滤水箱4、反渗透低压泵8、反渗透保安过滤器5、反渗透高压泵9、反渗透膜6、浓水回流管和产水回流管0八、以及换热器10回流至超滤水箱4，保持循环30分钟。
[0048]步骤2:打开产水排放阀135，排出体积V的产品水，同时保持超滤水箱4的液位恒定不变运行1小时，其间每间隔20分钟记录通过反渗透膜6的压力降、并分别读取第一电导率表161、产水回流电导率表162、第三流量计153、产水排放流量计156，产水回流流量计155、以及浓水回流流量计154的示值，同时测定超滤水箱4中的成垢离子浓度，利用记录和读取的各数据分别计算成垢物质的结垢指数、膜渗透系数和系统回收率。
[0049]步骤3:重复步骤2，直到产水回流电导率162的数值开始突降，反渗透膜6的压力开始升高，膜渗透系数下降，表示试验结束，反渗透膜已经明显表现出结垢趋势，此时的回收率即为反渗透系统的极限回收率。
[0050]实验2:评价特定回收率下不同种反渗透阻垢剂阻垢性能优劣
[0051]步骤一:同实验1的步骤1，并测定原始超滤水箱中试验水的01—浓度0。，打开产水排放阀135排出产品水，同时保持超滤水箱4的液位恒定不变，使得浓水全部回流至超滤水箱，每间隔10分钟测定浓水中(:1-浓度I，当0/1达到设定值八时，系统的回收率为(1-八)％，此时关闭产水排放阀135，使得产水与浓水一同回流至超滤水箱4 ；随后，每间隔20分钟记录通过反渗透膜6的压力降，并读取电导率表162读数、电导率表161读数，第三流量计153、产水排放流量计156，产水回流流量计155、浓水回流流量计154的示值，同时测定超滤水箱4中的成垢离子浓度，利用获得的数据计算成垢物质的结垢指数、膜渗透系数并记录运行时间，直到电导率表162数值开始突降，反渗透膜6的压力降开始升高，膜渗透系数开始突降，结束试验，通过运行时间的长短来比较不同种反渗透阻垢剂在同种回收率条件下的阻垢性能的优劣。
【权利要求】
1.一种反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价装置，其特征是: 设置原水箱(I)的出水管路经超滤水泵(7)接入自清洗过滤器(2)的入水端，在所述自清洗过滤器(2)的出水管路上，自所述自清洗过滤器(2)的出水口起、依次串联设置超滤膜(3)、超滤水箱(4)、反渗透低压泵(8)、反渗透保安过滤器(5)、反渗透高压泵(9)和反渗透膜⑶; 在所述超滤水箱(4)的内部设置有恒液位控制器(41)，顶部设置有反渗透阻垢剂加药口 (42)； 所述反渗透膜(6)的产水口一路经产水回流管OA与总回流口 A相连通，另一路经产水排水管OB接集水池；所述反渗透膜(6)的浓水口一路经浓水回流管PA与总回流口 A相连通，另一路经浓排水管H)接集水池； 所述总回流口 A通过总回流管AE接入超滤水箱(4)的顶部，在所述总回流管AE上分别设置有热交换器(10)和总回流流量计(157)。
2.根据权利要求1所述的反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价装置，其特征是: 在所述原水箱(I)与超滤水泵(7)之间的出水管路上设置有与杀菌剂计量箱(101)相连通的杀菌剂计量泵(111); 在所述超滤膜(3)的入水管口分别设置有第一压力表(141)和第一流量计(151);在所述超滤膜(3)的出水管口分别设置有第二压力表(142)和第二流量计(152)； 在所述反渗透低压泵(8)的入口管口上设置有第三压力表(143)，在所述反渗透低压泵(8)与反渗透保安过滤器(5)之间的出水管路上设置有SDI测点； 在所述反渗透保安过滤器(5)的进水管口设置有第四压力表(144)，反渗透保安过滤器(5)的出水管口设置有第五压力表(145)； 在所述反渗透膜(6)的进水口设置进水调节阀(131)，在所述进水调节阀(131)的进水管路上分别设置有第三流量计(153)、第一电导率表(161)和第六压力表(146)； 在所述反渗透膜￠)的产水回流管OA上分别设置产水回流流量调节阀(136)、产水流回流流量计(155)和回流产水电导率(162);在所述反渗透膜￠)的产水排放管OB中分别设置产水排放流量调节阀(135)和产水排放流量计(156)； 在所述反渗透膜￠)的浓水回流管PA上分别设置浓水回流流量调节阀(133)、浓水回流流量计(154)和浓水回流压力表(147);在所述反渗透膜(6)的浓水排放管H)中分别设置浓水排放流量调节阀(134)和浓水排放流量计(158)。
3.一种利用权利要求1所述反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价装置进行反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价的方法，其特征是:在添加某种反渗透阻垢剂后，测定反渗透系统的极限回收率；以及评价特定回收率下不同种反渗透阻垢剂阻垢性能的优劣。
4.根据权利要求3所述的反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价的方法，其特征是:所述在添加某种反渗透阻垢剂后，测定反渗透系统的极限回收率是按如下方法进行:定期调节产水排放流量调节阀(135)，控制排出的产品水流量，同时使得浓水经过浓水回流管路PA、总回流管路AE回流至超滤水箱(4)中，同时通过水箱(4)中的恒液位控制器(41)保持超滤水箱(4)的液位恒定，在反渗透阻垢剂浓度不变的情况下不断提高反渗透膜(6)的进水浓度，增加反渗透系统的结垢趋势；达到评价系统极限回收率的目的。
5.根据权利要求3所述的反渗透阻垢剂阻垢性能动态评价的方法，其特征是:所述评价特定回收率下不同种反渗透阻垢剂阻垢性能的优劣的方法是:定期调节产水排放流量调节阀(135)，控制排出的产品水流量，同时使得浓水经过浓水回流管路PA、总回流管路AE回流至超滤水箱(4)中，同时通过水箱(4)中的恒液位控制器(41)保持超滤水箱(4)的液位恒定，在反渗透阻垢剂浓度不变的情况下不断提高反渗透膜(6)的进水浓度，当进水浓度提高到某一特定值时，关闭产水排放流量调节阀(135)，控制此时其它所有阀门开度不变，通过此种条件下膜运行时间的长短来实现特定回收率下不同种反渗透阻垢剂阻垢性能优劣的评价。
【文档编号】G01N33/00GK104316653SQ201410577222
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】梁琳琳, 郑敏聪 申请人:安徽新力电业科技咨询有限责任公司, 国网安徽省电力公司电力科学研究院