一种反渗透膜装置污染状况的在线判定装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种反渗透膜装置的污染状况的在线判定装置。这种装置主要是选用现有的成熟的家用反渗透膜元件作为反渗透装置浓水污染状况判定载体；将家用反渗透膜元件、家用反渗透膜壳，配备相应的进出水管道、压力调节阀、压力检测仪表、流量检测仪表组成在线污染判定装置；然后将此在线污染判定装置并联在大型的反渗透膜装置的浓水侧。利用家用反渗透膜元件再一次的污染物富集作用，通过在线污染判定装置的压力变化、流量变化可以判定反渗透装置的污染趋势。这种装置构成简单，使用方法快速灵活，可以减少污染物判断过程对现场运行反渗透装置的影响，而且可以准确的找出反渗透膜污染物类别和解决方法，具备较好的工业运用前景。
【专利说明】
一种反渗透膜装置污染状况的在线判定装置
技术领域
[0001]本实用新型属于水处理应用领域，涉及工业大型反渗透膜装置运行维护和污染控制，尤其是一种工业反渗透膜装置污染状况在线判断，完成污染物鉴定和污染物清洗方案判定的装置。
【背景技术】
[0002]反渗透膜装置是一种广泛应用的物料分离、溶液净化方法。尤其是在海水淡化、苦咸水淡化、苦咸水软化、地表水处理、工业废水处理、城市污水回用处理、工业纯水处理、工业物料浓缩等领域广泛使用。一般，该系统选用卷式结构的膜元件，设计中采用单段、多段或多级的系统配置。为了保证系统的正常运行，一般会选用混凝沉降、多介质过滤器、活性炭过滤器、超滤、保安过滤器、杀菌系统等进行预处理，其工艺核心是防止反渗透膜或纳滤膜出现严重的膜污染。但是即使采用上述工艺或设备，反渗透膜系统或纳滤膜系统因为本身的高浓缩特性，仍然会受到水体中的污染物的污染。因此在反渗透膜或纳滤膜系统的实际应用中，污染防治仍然是其重中之中。
[0003]在一般反渗透膜的污染问题中，通常都会涉及两大类:第一类是可逆的膜污染状况，例如由于反渗透膜对于离子成分的截留，而在膜表面的边界层内形成浓差极化层。这种污染类型通常都可以通过表面流速提升、回收率下降等流体力学的条件优化或运行控制来予以控制或改善;第二类是不可逆的膜污染状况，例如因为膜表面荷电性或分子的范德华力而形成膜表面污染沉积等，这种污染状况通常都由于水质的条件变化而不同。反渗透膜装置配备的很多前置处理设备都是为了削减这类污染的形成。这两类污染状况很难严格区分开来，通常是协同作用。
[0004]目前有很多学者和水处理工程师都对于反渗透膜的污染状况给予了很大的重视，并针对相关状况进行了研究和思考。中国专利申请号201110424602.6公开了一种反渗透膜微生物污染的判定方法。该方法利用平板计数的远离，采用Petrifilm纸片法准确、快速检测反渗透膜系统进水、产水及浓水中的微生物量，结合浓水中菌落总数与钠离子或氯离子之间浓缩倍率的比值可以准确、迅速判定反渗透膜微生物污染程度。中国专利申请号201210517285.7公开了一种评价反渗透膜受有机物污染的方法。首先通过配置标准污染溶液，获取当Pn值为0.5时的测试天数η;采用实际水源重复污染试验获取测试天数η时的Pn’值，通过判断的Pn’与0.5值的大小来判定反渗透膜的受污染趋势。
[0005]这些方法都探讨了如何获取反渗透膜装置污染状况的方法，但是都集中在实验室的水质诊断工作，对于反渗透膜装置的运行指导有间接意义。但是大型实际运行的反渗透装置在运行过程中很难保证只受到单一类别的污染，通常都是复合型污染。而且操作人员对于反渗透膜装置的关心内容更集中在运行参数和现场清洗恢复。采用上述方法较难以实现这些目标。
[0006]目前从实际应用来看，基于现场运行装置的膜污染判断方法主要集中在两种:一是以现场的大型反渗透装置为参考对象，通过装置的运行数据来判断膜的污染趋势和污染状况。一旦发生膜污染就采用集中化学清洗的方式来解决，或者需要对现场的实际4寸或8寸膜元件进行拆卸、解剖来完成污染物鉴定和污染物清洗方案判定。这种方法有一些不足:每次清洗或污染判断时都必须要停止正常产水，削减了系统的得水率;同时，每次都要拆卸系统上已安装的膜元件，将大型元件送至专用实验室进行检测，花费代价巨大。
[0007]另一种是现场加装侧线污染物提取和剖析方法。中国专利申请号201110340055.3公开了一种工业反渗透膜装置污染物在线提取及剖析方法，选用商用反渗透膜制作侧线膜组件，作为关键污染物提取的载体;将侧线膜组件并联到工业反渗透膜装置中，调节侧线膜组件的进出水阀门开度大小，以控制进水的膜面流速;运行过程中定时记录侧线膜组件的产水量变化，当产水量相对初始产水量下降50?95%，则认为被污染反渗透膜达到剖析要求;取出被污染反渗透膜进行污染物的观测和剖析;采用酸和碱分别对被污染反渗透膜进行浸泡清洗，检测清洗液中特定污染物的含量大小。这种方法减少第一种方法的一些弊端，但是仍然存在不足:侧线污染物与原有系统从原水开始并行操作，但是由于大型膜元件与小型侧线膜片元件的水力学条件不尽相同，因此污染不同步。有时大型膜元件已经污染十分严重，但是并行的小型膜片元件却污染较轻。
[0008]上述反渗透工业应用中的相关不足导致反渗透的实际应用仍然受到污染物的困扰，很多大型系统甚至被迫缩短膜的使用寿命，导致运行成本显著上升。
[0009]因此，本领域的技术人员致力于开发一种反渗透膜装置污染状况的在线判定装置，判断反渗透膜装置的污染，延长膜的寿命，提高膜系统的产水能力。
【实用新型内容】
[0010]有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是在大型反渗透膜装置实际运行条件下，如何完成反渗透膜装置污染状况的在线判定。
[0011]为实现上述目的，本实用新型提供了一种反渗透膜装置的污染状况的在线判定装置，包括家用反渗透膜元件、家用反渗透膜壳、进出水管道和管件、开断阀门、压力调节阀、压力检测仪表、流量检测仪表，所述在线判定装置通过所述进出水管道和管件并联在大型的反渗透膜装置的浓水侧，以运行的大型反渗透装置浓水作为进水，产水和二次浓水分别排入原有浓水储槽或放空管道。
[0012]进一步地，所述在线污染判定装置回收率选用8%?15%。
[0013]进一步地，所述在线污染判定装置被配置为利用家用反渗透膜元件再一次的污染物富集作用，通过在线污染判定装置的压力变化、流量变化可以判定反渗透装置的污染趋势。
[0014]进一步地，所述家用反渗透膜元件被配置为用于鉴定污染物和污染物清洗方案的判定。
[0015]进一步地，所述家用反渗透膜元件为卷式膜结构。
[0016]进一步地，所述家用反渗透膜元件为1812型或2012型。
[0017]本实用新型的技术解决方案在于:
[0018](I)选用现有的成熟的家用反渗透膜元件作为反渗透装置浓水污染状况判定载体；
[0019](2)将家用反渗透膜元件、家用反渗透膜壳，配备进水管道、产水管道、浓水管道、进水切断阀、进水压力调节阀、浓水压力调节阀、压力检测仪表、流量检测仪表组成在线污染判定装置；
[0020](3)将此在线污染判定装置并联在大型的反渗透膜装置的浓水侧。在线污染判定装置进水取自大型反渗透膜装置浓水泄压阀之前的管道;如果大型反渗透膜装置配备有压力回收装置，则在线污染判定装置进水取自大型反渗透膜装置浓水送入压力回收装置之前的管道。在线污染判定装置产水排入原有大系统的浓水储槽或放空管道。在线污染判定装置的二次浓水原有浓水储槽或放空管道。
[0021](4)在线污染判定装置采用错流操作。对在线污染判定装置进行数据跟踪，分析压力变化和产水流量变化。确定大型反渗透膜系统的浓缩倍数是否合适，若压差显著上升，例如短时间内上升15 %以上，或产水流量衰减明显，例如短时间内下降15 %以上，则可认为大型反渗透膜装置存在严重污染状况。需要对大型反渗透膜装置进行调控，降低系统回收率或检查反渗透预处理系统处理效果。
[0022](5)当需要对污染物进行分析判定时，关闭在线污染判定装置的进水切断阀，对家用反渗透膜壳进出口快接口进行拆卸，然后将家用反渗透膜从膜壳中取出，换上新的替换用家用反渗透膜。然后安装，原样恢复。
[0023](6)对取下的家用反渗透膜元件进行结构解剖，继而进行膜片的污染物鉴定和污染物清洗方案判定，从而保证在不影响现有运行的反渗透膜装置的基础上，完成污染物在线判定。
[0024](7)根据判定结论对大型反渗透系统进行指导性工作，如化学清洗方案、反渗透预处理工序加强，反渗透操作条件修正等。
[0025]以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0026]图1为在线污染判定装置的系统示意图；包括:装置进水管道1、装置二次浓水管道
2、装置产水管道3、进水切断阀4、进水流量计5、进水压力调节阀6、家用反渗透膜壳7、家用反渗透膜元件8、产水流量计9、家用反渗透压差计10、二次浓水压力调节阀11。
[0027]图2为在线污染判定装置在普通的大型反渗透膜装置的安装系统示意图；包括:膜系统进水储槽1、增压栗2、保安滤器3、高压栗4、反渗透膜装置5、反渗透膜装置产水槽6、反渗透膜装置浓水槽7;反渗透浓水调节阀8、在线污染判定装置9。
[0028]图3为在线污染判定装置在带能量回收装置的大型反渗透膜装置的安装系统示意图；包括:膜系统进水储槽1、增压栗2、保安滤器3、高压栗4、压力回收装置5、压力回收二次增压栗6、反渗透膜装置7 ;反渗透膜装置产水槽8、反渗透膜装置浓水槽9、在线污染判定装置10。
【具体实施方式】
[0029]下面通过一个实施例并结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0030]如图1、图2和图3所示，本实施例涉及反渗透膜装置为一级两段式反渗透膜装置5，反渗透膜装置采用6芯装膜壳，共30支膜元件。进水设有进水储槽I，膜系统进水设有增压栗2、保安滤器3和高压栗4。反渗透装置5产水流经产水槽6，反渗透浓水管道装有手动调节截止阀8，运行过程中控制阀门开度。泄压后反渗透浓水自流进入浓水槽7。在手动调节截止阀8之前的浓水管道上焊接开口，引入一股水流进水在线污染判定装置9。
[0031]正常运行过程中，高压栗出口压力15bar，膜初始产水流量25立/时，反渗透浓水压力13.5bar。在线污染判定装置进水压力调节控制在3bar，进水流量控制为5L/h，初始回收率控制在12%。经过30d运行后，在线污染判定装置产水流量下降至0.45L/h。此时大装置系统尚未发生明显变化。再经过15d运行后，在线污染判定装置产水流量下降至0.35L/h，此时，大装置系统产水流量衰减至20立/时。通过拆装在线污染判定装置膜元件，进行清洗操作，采用0.1 %的盐酸清洗无效，采用P H为1的碱液清洗有效，若采用P H1的碱液结合
0.02%的表面活性剂联合清洗效果更佳。后将此清洗方案应用在大型系统上，清洗后反渗透膜装置产水流量恢复至24.5立/时。
[0032]以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种反渗透膜装置的污染状况的在线判定装置，其特征在于，包括家用反渗透膜元件、家用反渗透膜壳、进出水管道和管件、开断阀门、压力调节阀、压力检测仪表、流量检测仪表，所述在线判定装置通过所述进出水管道和管件并联在大型的反渗透膜装置的浓水侦U，以运行的大型反渗透装置浓水作为进水，产水和二次浓水分别排入原有浓水储槽或放空管道。2.如权利要求1所述的反渗透膜装置的污染状况的在线判定装置，其特征在于，所述在线污染判定装置回收率选用8%?15%。3.如权利要求1所述的反渗透膜装置的污染状况的在线判定装置，其特征在于，所述在线污染判定装置被配置为利用家用反渗透膜元件再一次的污染物富集作用，通过在线污染判定装置的压力变化、流量变化可以判定反渗透装置的污染趋势。4.如权利要求1所述的反渗透膜装置的污染状况的在线判定装置，其特征在于，所述家用反渗透膜元件被配置为用于鉴定污染物和污染物清洗方案的判定。5.如权利要求1所述的反渗透膜装置的污染状况的在线判定装置，其特征在于，所述家用反渗透膜元件为卷式膜结构。6.如权利要求1所述的反渗透膜装置的污染状况的在线判定装置，其特征在于，所述家用反渗透膜元件为1812型或2012型。
【文档编号】C02F1/44GK205700176SQ201620544984
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】王厦
【申请人】王厦