可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法与流程

本公开涉及水处理，尤其涉及一种可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法。

背景技术：

1、在进行水处理时，尤其涉及到给水深度处理时，纳滤是常见的膜分离处理工艺。当前工程应用上，纳滤膜多数为常规卷式结构，但卷式纳滤需要严格的预处理工艺，且面临微生物有机物污染、前端工艺出水残留铝污堵导致的膜污染问题，导致给水深度处理系统整体建设投资与运行成本较高。当前出现一种新的纳滤膜，为中空纤维结构，无需严格的预处理，且可以有效减缓膜污染问题，可以有效降低深度处理系统整体建设投资与运行成本。中空纤维纳滤膜系统受水温影响，导致所需过滤克服的阻力变化较大。相比卷式纳滤变化幅度为30%~65%，中空纤维纳滤变化幅度更大为70%~120%，从而影响水泵运行功率变化下的电耗波动更大。

2、实际工程应用时，1）电费单价不是固定的，通常不同地区根据当地使用需求划分为高峰时刻、低谷时刻、平时时刻，高峰时刻电费单价较高，平时时刻次之，低谷时刻电费较低。中空纤维纳滤膜系统恒量运行条件下，当高峰时刻较长且高峰时刻与低谷时刻的平均单价高于平时时刻单价，则中空纤维纳滤膜系统电费会相对较高；2）中空纤维纳滤进水水温会随着日常气温变化而变化，水温较高时，水体粘度较低，过滤阻力较低，有利于系统运行过滤，产水量高，电耗低；水温较低时，水体粘度较高，过滤阻力较高，不利于系统运行过滤，产水量低，电耗高。

3、综合来看，恒量运行限制了中空纤维纳滤膜系统的产水优势与节能能力，进水压力较大，提高了系统运行负荷，增大了系统电耗，导致运行成本相对较高。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本公开提供了一种可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法。

2、本公开第一方面提供的可控制电耗的中空纤维纳滤膜系统的控制方法，使用中空纤维纳滤膜系统，所述中空纤维纳滤膜系统包括中空纤维纳滤膜组、清洗系统、用于监测电费单价和进水水温的第一监测模块、用于监测当前过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度第二监测模块、程控系统，包括：

3、步骤一、在中空纤维纳滤膜组开启运行过滤时，程控系统根据预设工况与第一监测模块实时监测获得的电费单价和进水水温给定过滤流量；

4、步骤二、在中空纤维纳滤膜组过滤过程中，第二监测模块监测记录当前过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度，当过滤结束时，程控系统根据本次过滤过程中的进水压力与渗透率变化幅度给定清洗系统冲洗方式和冲洗强度；

5、重复步骤一和步骤二多次后，进行维护性化学清洗，维护性化学清洗结束后，完成一个运行过程周期，程控系统步序与计时归零。

6、进一步的，在所述步骤二中，

7、设定中空纤维纳滤膜组过滤过程初始1min内的平均进水压力为初始进水压力，记作p1；

8、中空纤维纳滤膜组过滤结束冲洗前1min内的平均进水压力为末段进水压力，记作p2；进水压力变化幅度为p=（p2-p1）/p1；

9、冲洗方式由进水压力变化幅度决定，当p＜0.2时，冲洗方式为正冲+反洗；当0.2≤p＜0.3时，冲洗方式为正冲+气洗+反洗；当0.3≤p＜0.4时，冲洗方式为加药正冲+反洗；p≥0.4时，冲洗方式为加药正冲+气洗+反洗。

10、进一步的，在所述步骤二中，

11、设定中空纤维纳滤膜组过滤过程初始1min内的平均标准渗透率为初始渗透率，记作s1；

12、中空纤维纳滤膜组过滤结束冲洗前1min内的平均标准渗透率为末段渗透率，记作s2；渗透率变化幅度为s=（s1-s2）/s1；

13、冲洗强度由渗透率变化幅度决定，设定单支膜正冲流量为q正冲，反洗膜通量为q反洗，冲洗时间为t冲洗，则q正冲=2+8s，q正冲≤4.0m3/h；q反洗=2+40s，q反洗≤30lmh；冲洗时间t冲洗=40+80s。

14、进一步的，2.0 m3/h≤q正冲≤4.0m3/h；

15、和/或，20 lmh≤q反洗≤30lmh；

16、和/或，40s≤t冲洗≤60s。

17、进一步的，在所述步骤一中，

18、根据电费单价不同，设定高峰时刻、平时时刻、低谷时刻对应的电费单价分别为r1、r2、r3，对应的时长分别为t1、t2、t3，对应的运行过滤流量分别为q1、q2、q3，对应的进水水温分别为t1、t2、t3，每天供水总流量为q；

19、q2为平均过滤流量，由对应的预设平均过滤膜通量给定，且q1=a*b*q2，a为流量系数，b为温度常量，q=q1*t1+q2*t2+q3*t3；

20、根据预设的平均过滤膜通量给定对应的平均过滤流量q2的具体数值；

21、根据第一监测模块监测得到的电费单价信息确定当前时刻为高峰时刻、平时时刻还是低谷时刻，以确定当前的过滤流量为q1、q2或q3；

22、根据第二监测模块监测的当前时刻所处时间和水温数据判定当前水温状态为高温状态、中温状态、低温状态，对于高温状态、中温状态、低温状态，温度常量b默认为0.95、0.90、0.85，相对应的q1依次设定为0.95 a*q2、0.90 a*q2、0.85 a*q2，则q3=（q-q1*t1-q2*t2）/t3。

23、进一步的，设定一个运行过程周期中累计电耗为k，高峰时刻、平时时刻、低谷时刻中的累计电耗分别为k1、k2、k3，则k=k1+k2+k3，运行过程中的吨产水电费为f=（k1*r1+k2*r2+k3*r3）/q；

24、设定一个运行过程周期中的平均水温为t，平均水温t由程控系统自动监测计算得出，运行过程中转换为标准水温20℃时的吨产水电费为f’，水温系数为c=1+（20-t）*2.15%，则f’=f/c。

25、进一步的，设定运行过程周期累计次数为n，则当n为1时，f1’=f1/ c1；

26、当n为2时，f2’=f2/ c2；

27、当n≥3时，fn’=fn/ cn。

28、进一步的，设定第n个运行周期时的流量系数为an且关联调整量，其中，a1与a2默认为1，当第2运行过程周期结束，第3运行过程周期开始时，则根据已运行的吨产水电费来进一步关联调整新运行过程周期的流量系数与过滤流量；

29、当f2’≤f1’时，流量系数保持不变，即a3为1，此时q1=b*q2，q2不变，q3=（q-q1*t1-q2*t2）/t3；

30、当f2’＞f1’，则流量系数进行调整，调整幅度为5%，则a3=（1-5%）*a2=0.95a2，此时，第3运行过程周期的q1=（1-0.05）*a2*b *q2=0.95 b *q2，q2不变，q3=（q-q1*t1-q2*t2）/t3。

31、进一步的，

32、若n≥4；

33、当fn-1’≤fn-2’时，流量系数保持不变，an= an-1第n运行周期的q1==an-1*b*q2，q2不变，q3=（q-q1*t1-q2*t2）/t3；

34、当fn-1’＞fn-2’时，流量系数进行调整，an= 0.95an-1，第n运行周期的q1=0.95an-1*b*q2，q2不变，q3=（q-q1*t1-q2*t2）/t3。

35、本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

36、本公开实施例提供的中空纤维纳滤膜系统的其控制方法，在面对电费单价变化与来水水温变化时，程控系统可根据实时电费价格与来水水温、中空纤维纳滤膜系统运行累计电耗和产水量，实时进行相应分析，自动调整运行工况参数，同时选择适宜的冲洗方式与强度优化冲洗效果，减小进水压力，降低膜系统运行负荷，改善中空纤维纳滤膜系统运行状态，在保证供水量需求的同时维持中空纤维纳滤膜系统的良好稳定运行，从而降低中空纤维纳滤膜系统运行成本尤其是电耗成本。