一种水处理膜元件全生命周期管理系统及方法与流程

本发明是涉及水处理，具体地说是涉及一种水处理膜元件全生命周期管理系统及方法。

背景技术：

1、在水处理行业中，水处理设备上设有水处理膜壳装置，水处理膜壳装置中装有用于过滤作用的水处理膜元件，水处理膜元件是用于膜法水处理的产品，膜法水处理技术与传统水处理方法相比，由于具有成本较低、分离精度高、投资少、易于操作和管理、对环境二次污染小等优点，在净水和污水处理与回用中有很好的应用前景。水处理膜元件包括微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，是水处理技术的核心元件。水处理膜元件的管理对水处理系统的净化效果与水质安全至关重要。

2、现有的水处理膜元件管理方法较为僵硬，一般仅通过定期检测产水电导率的方法评价膜的产水效果，因为水处理膜元件价格较贵，现实中往往是等到水质出现问题时才进行更换，而水质不达标的水会严重威胁到患者的健康，特别是血液透析用水。有些重视水质安全的用户，则采用频繁更换水处理膜元件的方式来确保水质安全，但这也造成了一定的浪费，造成用户的使用成本居高不下。

3、水处理膜元件产品型号繁多，膜的使用寿命也与膜的材料、性能、产水量、原水水质等多个因素有关。因此迫切需要研发一种水处理膜元件全生命周期管理系统与方法，可以结合多种因素，综合判断水处理膜元件的使用寿命，并持续监测产水水质，在确保水质安全的前提下，设置合理的更换时间，以减少资源浪费，促进可持续发展。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种水处理膜元件全生命周期管理系统，其特征在于：包括水处理模壳装置、数据采集储存模块、控制器、控制系统和传感器模块，所述水处理模壳装置的壳体与密封盖上分别设有通过电气连接的数据采集储存模块，所述数据采集储存模块对所述水处理模壳装置内的水处理膜元件的更换时间和型号信息进行记录，并监测水处理模壳装置是否开盖，发现异常信息数据进行提示；所述数据采集存储模块的输出端与控制器电性连接；所述传感器模块设于水处理设备的进出水口处，用于记录产水量数据并对产水电导率进行监测，将数据传送给控制系统进行处理；所述控制系统的输出端分别与控制器、传感器模块、触摸屏和水处理设备电性连接，所述控制系统内预设有水处理膜元件的使用有效期、总产水量和产水电导率参数，所述控制系统收集所述控制器和传感器模块的数据与预设的参数进行比对，对水处理膜元件的使用风险进行评估，判断水处理膜元件是否能正常使用，提示维修、更换或继续使用。

2、优选地，所述传感器模块包括电导率传感器和水流量传感器，所述水处理设备的进水端和出水端上分别设有电导率传感器，出水端的所述电导率传感器与所述水处理设备之间设有水流量传感器，所述水处理设备的回水端与所述电导率传感器之间设有若干个用水点。

3、优选地，所述数据采集储存模块包括加密芯片和芯片读取装置，所述加密芯片一侧与壳体固定连接，所述芯片读取装置一侧与密封盖固定连接，所述加密芯片另一侧与芯片读取装置另一侧通过弹片式连接器电性连接，所述芯片读取装置通过控制器与所述控制系统电性连接。

4、本发明还提供了一种水处理膜元件全生命周期管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

5、s1、添加或更换水处理膜元件，将更换日期通过触摸屏输入到控制系统，控制系统将更换日期记录到相对应的加密芯片内；

6、s2、基于s1，评估供水当地水质情况，根据水质评估结果，计算每支水处理模壳装置的水处理膜元件在当地的使用有效期和总产水量，通过触摸屏预设在控制系统中；

7、s3、基于s2，控制系统根据收到的加密芯片内记录的水处理膜元件的更换时间和型号信息与预设的有效期进行对比，判断水处理模壳装置的水处理膜元件是否在有效期内；

8、s4.1、基于s3，若水处理模壳装置的水处理膜元件在有效期内，控制系统读取水流量传感器采集的产水量数据，判断该支水处理膜元件的产水量是否超过预设的总产水量；

9、s4.2、基于s3，若水处理模壳装置的水处理膜元件不在有效期内，则提示更换水处理膜元件；

10、s5.1、基于s4.1，若该支水处理膜元件的产水量超过预设的总产水量，则提示更换水处理膜元件；

11、s5.2、基于s4.1，若该支水处理膜元件的产水量没有超过预设的总产水量，则控制系统读取电导率传感器监测的产水电导率，判断产水电导率是否超标；

12、s6.1、基于s5.2，若产水电导率超标，则提示更换水处理膜元件；

13、s6.2、基于s5.2，若产水电导率在标准范围内，则该支水处理膜元件可继续使用。

14、优选地，所述步骤s1中，水质情况的评估参数至少包括sdi、余氯、浊度和cod参数，所述sdi参数范围为0～5、余氯参数范围为0～1mg/l、浊度参数范围为0～5ntu、cod参数范围为0～50mg/l。

15、优选地，所述步骤s1中，水质评估结果与该支水处理膜元件的预设产水量参考关系依据如下：当水质评估结果的sdi参数范围为0～3、余氯参数范围为0～0.1mg/l、浊度参数范围为0～1ntu、cod参数范围为0～3mg/l时，该支水处理膜元件可预设的总产水量为该支水处理膜元件理论产水量的100％，此地水质对水处理膜元件没有负面影响，该支水处理膜元件可以正常使用；当水质评估结果的sdi参数范围为3～5、余氯参数范围为0.1～1mg/l、浊度参数范围为1～5ntu、cod参数范围为3～50mg/l时，该支水处理膜元件可预设的总产水量为该支水处理膜元件理论产水量的80％～100％，此地水质对水处理膜元件负面影响较小，该支水处理膜元件可以正常使用；当水质评估结果的sdi参数大于5、余氯参数大于1mg/l、浊度参数大于5ntu、cod参数大于50mg/l时，该支水处理膜元件可预设的总产水量最多为该支水处理膜元件理论产水量的80％，此地水质对水处理膜元件负面影响较大，该支水处理膜元件可以正常使用的时间有缩减。

16、优选地，所述步骤s5.2中，电导率传感器监测的产水电导率，判断产水电导率是否超标的依据为：当出水端电导率传感器检测的导电率不超过进水端电导率传感器检测的导电率的5％时，则产水电导率在标准范围内；当出水端电导率传感器检测的导电率超过进水端电导率传感器检测的导电率的5％时，则产水电导率超标。

17、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

18、(1)本发明通过对水处理膜元件的有效期、总产水量、产水电导率三个维度综合判断，完成水处理膜元件的全生命周期管理，综合判断水处理膜元件的使用寿命，并持续监测产水水质，在确保水质安全的前提下，设置合理的更换时间，以减少资源浪费，促进可持续发展。

技术特征：

1.一种水处理膜元件全生命周期管理系统，其特征在于：包括水处理模壳装置、数据采集储存模块、控制器、控制系统和传感器模块，所述水处理模壳装置的壳体与密封盖上分别设有通过电气连接的数据采集储存模块，所述数据采集储存模块对所述水处理模壳装置内的水处理膜元件的更换时间和型号信息进行记录，并监测水处理模壳装置是否开盖，发现异常信息数据进行提示；所述数据采集存储模块的输出端与控制器电性连接；所述传感器模块设于水处理设备的进出水口处，用于记录产水量数据并对产水电导率进行监测，将数据传送给控制系统进行处理；所述控制系统的输出端分别与控制器、传感器模块、触摸屏和水处理设备电性连接，所述控制系统内预设有水处理膜元件的使用有效期、总产水量和产水电导率参数，所述控制系统收集所述控制器和传感器模块的数据与预设的参数进行比对，对水处理膜元件的使用风险进行评估，判断水处理膜元件是否能正常使用，提示维修、更换或继续使用。

2.根据权利要求1所述的一种水处理膜元件全生命周期管理系统，其特征在于：所述传感器模块包括电导率传感器和水流量传感器，所述水处理设备的进水端和出水端上分别设有电导率传感器，出水端的所述电导率传感器与所述水处理设备之间设有水流量传感器，所述水处理设备的回水端与所述电导率传感器之间设有若干个用水点。所述数据采集储存模块包括加密芯片和芯片读取装置，所述加密芯片一侧与壳体固定连接，所述芯片读取装置一侧与密封盖固定连接，所述加密芯片另一侧与芯片读取装置另一侧通过弹片式连接器电性连接，所述芯片读取装置通过控制器与所述控制系统电性连接。

3.应用于权利要求1或2所述一种水处理膜元件全生命周期管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述一种水处理膜元件全生命周期管理方法，其特征在于：所述步骤s1中，水质情况的评估参数至少包括sdi、余氯、浊度和cod参数，所述sdi参数范围为0～5、余氯参数范围为0～1mg/l、浊度参数范围为0～5ntu、cod参数范围为0～50mg/l。

5.根据权利要求4所述一种水处理膜元件全生命周期管理方法，其特征在于：所述步骤s1中，水质评估结果与该支水处理膜元件的预设产水量参考关系依据如下：当水质评估结果的sdi参数范围为0～3、余氯参数范围为0～0.1mg/l、浊度参数范围为0～1ntu、cod参数范围为0～3mg/l时，该支水处理膜元件可预设的总产水量为该支水处理膜元件理论产水量的100％，此地水质对水处理膜元件没有负面影响，该支水处理膜元件可以正常使用；当水质评估结果的sdi参数范围为3～5、余氯参数范围为0.1～1mg/l、浊度参数范围为1～5ntu、cod参数范围为3～50mg/l时，该支水处理膜元件可预设的总产水量为该支水处理膜元件理论产水量的80％～100％，此地水质对水处理膜元件负面影响较小，该支水处理膜元件可以正常使用；当水质评估结果的sdi参数大于5、余氯参数大于1mg/l、浊度参数大于5ntu、cod参数大于50mg/l时，该支水处理膜元件可预设的总产水量最多为该支水处理膜元件理论产水量的80％，此地水质对水处理膜元件负面影响较大，该支水处理膜元件可以正常使用的时间有缩减。

6.根据权利要求5所述一种水处理膜元件全生命周期管理方法，其特征在于：所述步骤s5.2中，电导率传感器监测的产水电导率，判断产水电导率是否超标的依据为：当出水端电导率传感器检测的导电率不超过进水端电导率传感器检测的导电率的5％时，则产水电导率在标准范围内；当出水端电导率传感器检测的导电率超过进水端电导率传感器检测的导电率的5％时，则产水电导率超标。

技术总结
本发明公开了一种水处理膜元件全生命周期管理系统及方法，数据采集储存模块对水处理模壳装置内的水处理膜元件的更换时间和型号信息进行记录，并监测水处理模壳装置是否开盖，发现异常信息数据进行提示；数据采集存储模块的输出端与控制器电性连接；传感器模块用于记录产水量数据并对产水电导率进行监测，将数据传送给控制系统进行处理；控制系统的输出端分别与控制器、传感器模块、触摸屏和水处理设备电性连接，控制系统收集控制器和传感器模块的数据与预设的参数进行比对，判断水处理膜元件是否能正常使用，提示维修、更换或继续使用。本发明能完成水处理膜元件的全生命周期管理，综合判断水处理膜元件的使用寿命，并持续监测产水水质。

技术研发人员：邓建平,陈威,刘春凤,左辉刚,胡志强,秦军
受保护的技术使用者：湖南科尔顿水务集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15