一种废水中聚丙烯酰胺含量测量系统的制作方法

1.本实用新型属于战略性新型产业目录之7节能环保产业中的7.2先进环保产业重点方向下7.2.1水污染防治装备，具体为难处理工业废水处理及回用技术和装备。包括高氨氮、高盐、高浓度难降解有机废水处理技术设备
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背景技术：

2.聚丙烯酰胺(polyacrylamide，pam)是丙烯酰胺聚合而成的线性高分子聚合物，水溶性好，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的粘附性、增稠性、絮凝性，广泛应用于石油开采、造纸、废水处理等行业，尤其是在油田的三次开采中作为聚合物驱油剂而被大量使用，从而产生的驱油废水中含有高浓度聚丙烯酰胺的。含有高浓度残留聚丙烯酰胺的聚驱废水若不经处理残留在地层中或直接排放会给生态环境、日常生活及原油开采带来严重的影响。随着我国环保要求的提高，对于驱油废水的排放标准也日益严格。因此，检测聚驱废水中残留聚丙烯酰胺的含量，将为聚驱废水的处理方法的选择提供更加准确数据支持和依据。
3.驱油废水成分复杂，不仅含有高浓度的聚丙烯酰胺，还含有盐类、有机物和少量的表面活性剂等物质，此类物质对于聚丙烯酰胺的测定会产生影响。目前，测量驱油废水中聚丙烯酰胺含量主要停留在实验室中，利用分光光度计、色谱柱等设备，通过化学实验法进行操作测定等，利用的原理主要是淀粉-碘化镉光度法、比浊法及紫外分光光度法，凝胶色谱法等。淀粉-碘化镉光度法方法存在检测温度、母液浓度对检测结果均有影响，对反应时间要求苛刻，需要检测人员检测条件要求高，测量不准的情况；比浊法易受聚丙烯酰胺的分子量大小及分布、水解度、分子形态的影响，测量准确度不高；为凝胶色谱柱法，是需要在一定尺寸的色谱柱中将大分子聚合物与杂质小分子进行分离，然后用紫外检测器进行定量检测，该方法存在专用的仪器贵，对分析人员要求高的问题。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有测定聚丙烯酰胺含量的方法中存在的测量准确度不高，仪器设备贵，对分析人员要求高等问题，本实用新型提供一种新型测定驱油废水中聚丙烯酰胺含量的测量装置。
5.本实用新型的目的是以下述方式实现的：
6.一种废水中聚丙烯酰胺含量测量系统，包括依次连接的蠕动泵、压力传感器和膜过滤装置，膜过滤装置包括壳体和内置滤膜，壳体下方设置有原水入口，上方设置有原水出口，侧壁上设置有净水出口，原水入口通过管道连接蠕动泵，原水出口通过管道连接电导率传感器，电导率传感器另一端分别连接循环系统和量测系统，所述循环系统包括第二隔膜阀、管道混合器、水泵和补水箱，第二隔膜阀一端连接电导率传感器，另一端连接管道混合器，管道混合器通过管道连接原水入口，管道混合器与补水箱之间设置水泵；所述量测系统包括依次连接的第三隔膜阀、质量流量计ⅰ、微负压密封室、冷却装置和质量流量计ⅱ，微负
压密封室内设置采样装置和烘干装置；蠕动泵、压力传感器、电导率传感器、第二隔膜阀、水泵、第三隔膜阀、质量流量计ⅰ、烘干装置、冷却装置和质量流量计ⅱ均连接控制器，控制器连接显示器。
7.所述膜过滤装置的滤膜为内压式改良聚醚砜超滤膜或再生纤维素超滤膜，滤膜面积为50-100cm2。
8.所述采样装置包括采样载体和中心轴，采样载体套设在中心轴外，采样载体采用单位长度恒重的吸水材料。
9.采样载体为正方体或长方体或圆柱体。
10.采样装置的中心轴连接驱动电机，驱动电机驱动采样载体转动，驱动电机连接控制器。
11.驱动电机为变频电机。
12.循环系统的补水速率为40-60ml/min。
13.相较于现有的实验室测量方法而言，本实用新型提供的一种新型聚丙烯酰胺含量测量装置，可应用在驱油废水处理的除油处理单元后即可测定，操作简便，测量准确度高，能够提供可靠的测量数据，仪器设备不贵，测量装置构造简单，后期拆卸维修方便。
附图说明
14.图1为本实用新型的流程图。
15.其中1为第一隔膜阀，2为蠕动泵，3为压力传感器，4为膜过滤装置，41为原水入口，42为原水出口，43为净水出口，5为电导率传感器，6为循环系统，61为第二隔膜阀，62为管道混合器，63为水泵，64为补水箱，7为量测系统，71为第三隔膜阀,72为质量流量计i，73为采样装置，731为采样载体，74为烘干装置，75为微负压密封室，76为冷却装置，77为质量流量计ⅱ， 8为控制器，9显示器。
具体实施方式
16.如图1所示，本实用新型提供一种新型测量聚丙烯酰胺含量的装置，包括第一隔膜阀1，蠕动泵2，压力传感器3，膜过滤装置4，电导率传感器5，循环系统6，量测系统7，控制器8，显示器9。
17.一种废水中聚丙烯酰胺含量测量系统，包括依次连接的第一隔膜阀1、蠕动泵2、压力传感器3和膜过滤装置4，膜过滤装置4包括壳体和内置滤膜，壳体下方设置有原水入口41，上方设置有原水出口42，侧壁上设置有净水出口43，原水入口41通过管道连接蠕动泵2，原水出口42通过管道连接电导率传感器5，电导率传感器5另一端分别连接循环系统6和量测系统7，所述循环系统6包括第二隔膜阀61、管道混合器62、水泵63和补水箱64，第二隔膜阀61一端连接电导率传感器5，另一端连接管道混合器62，管道混合器62通过管道连接原水入口41，管道混合器62与补水箱64之间设置水泵63，循环系统的循环流量是恒定的，优选40-60ml/min；所述量测系统7包括依次连接的第三隔膜阀71、质量流量计ⅰ72、微负压密封室75、冷却装置76和质量流量计ⅱ77，微负压密封室75内设置采样装置73和烘干装置74；第一隔膜阀1、蠕动泵2、压力传感器3、电导率传感器5、第二隔膜阀61、水泵63、第三隔膜阀71、质量流量计ⅰ72、烘干装置74、冷却装置76和质量流量计ⅱ77均连接控制器8，控制器连接显
示器9。
18.所述膜过滤装置4的滤膜优选内压式改良聚醚砜超滤膜或再生纤维素超滤膜，滤膜面积为50-100cm2。
19.所述采样装置73包括采样载体731和中心轴，采样载体731套设在中心轴外，采样载体731采用单位长度恒重的吸水材料。采样载体为正方体或长方体或圆柱体，采样装置的中心轴连接驱动电机，驱动电机驱动采样载体转动，驱动电机连接控制器8，驱动电机优选变频电机。
20.采样装置73布置在微负压密封室75内，烘干装置74可以选用常规加热形式，如红外加热器或热电偶、加热电阻丝等，经膜过滤装置4过滤后的水样在蠕动泵2的作用下有一定的压力，喷射到采样装置73的采样载体上，聚丙烯酰胺留在采样载体上，水样中的水在烘干装置74的作用下蒸发成蒸气，自微负压密封室75排出，管道收集，管道上设置冷却装置76，水蒸气冷却成液体水，方便计量。
21.采样载体的作用是吸附聚丙烯酰胺，水样喷射到采样载体上，根据水样中聚丙烯酰胺的含量，适时更换采样载体。采样载体在驱动电机的带动下可以转动，一次测量实验过程中，采样载体可以缓慢转动，使采样载体各面均匀吸附聚丙烯酰胺，也可以一次测量实验过程中，采样载体不动，进行下一次测量实验时转动一次，如90
°
，将长方体或正方体的采样载体转动一个面，根据情况适时调整即可。当四面均为烘干后的采样载体后成为该采样载体报废，进行收集并定期更换。
22.聚丙烯酰胺是大分子物质，无法通过滤膜，被截留在浓水侧，而水样中含有的大量盐分则可以通过膜，过滤后的含盐分的净水通过管道直接排走，水样的电导率大小的影响因素是水样中的无机盐含量，纯水的电导率一般在10μs/cm左右，若浓水的电导率小于10μs/cm，则认为水样中的无机盐被过滤干净，不影响后期聚丙烯酰胺含量的测定，若浓水的电导率大于10μs/cm，则水样中的无机盐未被过滤干净，需要重复过滤，避免水样中残留无机盐，影响聚丙烯酰胺含量的测定。
23.工作过程：测量时，打开第一隔膜阀1，含有聚丙烯酰胺的水样自储存装置流出，通过蠕动泵2管道输送进入膜过滤装置4中，含有聚丙烯酰胺的浓水从原水出口42继续传输，通过电导率传感器5测定浓水的电导率，测定的电导率数据传输到控制器8，若浓水电导率大于10μs/cm时，控制器8通过逻辑判断后，将第二隔膜阀61打开，并将第三隔膜阀i71关闭，浓水进入循环系统6，通过水泵63从补水箱进行纯水补给，补水箱内的水为不含有无机盐的纯水，补水速率为40-60ml/min，这是由于该装置的水样处理量决定的，该装置的水样处理量约为100 ml/min，补水速率根据装置的水样处理量大小也可做出适应性调整；浓水通过不断循环过滤，电导率逐步下降，当电导率传感器5测定的浓水电导率小于10μs/cm时，控制器8通过逻辑判断后，将第二隔膜阀61关闭，并将第三隔膜阀i71打开，浓水进入到量测系统7，先通过质量流量计ⅰ72，后进入微负压密封室75，由于蠕动泵的存在，浓水有一定的压力，可以喷射到采样装置73的采样载体731上，采样载体731在微负压密封室75内进行烘干，蒸汽自微负压密封室75排出，经管道收集，在冷却装置76的冷却下成为凝结水，冷却温度小于10℃，保证排气为“干气”。烘干装置74、冷却装置76均由控制器8控制工作启停及温度设置，这一技术为现有技术中较成熟工艺，再此不做详细描述。
24.水样经蠕动泵2连续测量得到瞬时微体积v，质量流量计ⅰ72连续测量浓缩后的水
样的瞬时微质量m1，质量流量计ⅱ77连续测量瞬时通过的凝结水微质量m2，上述数据发送给控制器8，控制器8对测量数据进行逻辑计算，计算公式 c=（m1-m2）/v，计算结果显示在显示器9上，直接得出水样中聚丙烯酰胺的含量，简单直观。
25.相较于现有的实验室测量方法而言，本实用新型提供的聚丙烯酰胺含量测量装置，在处理水样先加入氯化钙和明矾进行除油处理，然后经过滤处理去除悬浮物后，即可进行聚丙烯酰胺含量的测定，操作简便，而且测量准确度高，能够提供可靠的测量数据，仪器设备不贵，并且能过够实现现场测量，测量装置构造简单，后期拆卸维修方便。
26.以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。