專(zhuān)利名稱(chēng)：一種中空纖維膜清水通量的測(cè)定裝置及測(cè)定方法
一種中空纖維膜清水通量的測(cè)定裝置及測(cè)定方法本發(fā)明要求申請(qǐng)?zhí)枮?01010296917. 2、申請(qǐng)日為2010年9月30日的中國(guó)發(fā)明
專(zhuān)利申請(qǐng)“中空纖維膜清水通量的測(cè)定裝置與使用所述裝置測(cè)定中空纖維膜清水通量的方法”為本國(guó)優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種中空纖維膜清水通量的測(cè)定裝置，還涉及使用所述裝置測(cè)定中空纖維膜清水通量的方法。 背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水資源的消耗成倍增加，一方面造成了水資源的緊缺， 同時(shí)也增加了污水的產(chǎn)生，加大了社會(huì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的壓力，為此有關(guān)方面投入大量資金對(duì)污水進(jìn)行處理并使其資源化再利用，使污水處理技術(shù)有了長(zhǎng)足發(fā)展。膜生物反應(yīng)器工藝就是近年來(lái)開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種新型的水資源化方法。浸沒(méi)式中空纖維膜生物反應(yīng)器是將中空纖維微濾或超濾膜浸沒(méi)在生物反應(yīng)池中，依靠微濾或超濾的分離作用將泥水分離開(kāi)，通過(guò)抽吸泵將干凈的水抽吸出來(lái)，達(dá)到泥水分離的作用。該工藝將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)污水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，用膜的高效分離作用取代傳統(tǒng)的沉淀和過(guò)濾過(guò)程，相比傳統(tǒng)的污水處理方法其占地面積小，出水水質(zhì)好并且穩(wěn)定性高，且能濾去絕大部分病原微生物。膜生物反應(yīng)器的核心是中空纖維膜，在生產(chǎn)膜絲的過(guò)程中，膜絲的清水通量是其中關(guān)鍵的指標(biāo)，在不同配比和不同工藝條件下，生產(chǎn)出的中空纖維膜絲的清水通量和清水比通量具有較大差異，因此，能夠快速、準(zhǔn)確的測(cè)定中空纖維膜清水通量和清水比通量成為在檢測(cè)膜絲性能方面，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容[要解決的技術(shù)問(wèn)題]本發(fā)明的目的是提供一種中空纖維膜清水通量的測(cè)定裝置。本發(fā)明的目的是提供一種使用所述中空纖維膜清水通量測(cè)定裝置測(cè)定清水通量的方法。[技術(shù)方案]本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明涉及一種中空纖維膜清水通量的測(cè)定裝置，其特征在于它由清水槽與配件系統(tǒng)、膜組件、出水控制與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)、真空控制與抽吸系統(tǒng)組成所述的清水槽與配件系統(tǒng)包括加熱棒、溫度表、壓力變送器和一套膜組件及對(duì)應(yīng)的抽吸管路相連；所述的出水控制與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)包括儲(chǔ)液罐、電子天平、閥門(mén)和電腦；所述的真空控制與抽吸系統(tǒng)包括真空泵、真空罐、閥門(mén)、減壓閥和壓力變送器。具體地，在清水槽4設(shè)置全玻璃膜組器1，并設(shè)有加熱棒3和與加熱棒3相連的溫度表2，用于測(cè)量清水槽中的溫度。所述清水槽4通過(guò)玻璃閥門(mén)5與儲(chǔ)液罐8相連，并在清水槽4與儲(chǔ)液罐8之間設(shè)有壓力變送器6。儲(chǔ)液罐8放置在電子天平9上，另有電腦10與電子天平9連接，能夠讀取、計(jì)算并分析儲(chǔ)液罐8的重量。儲(chǔ)液罐8的另一側(cè)通過(guò)玻璃閥門(mén) 7與真空罐11相連，真空罐11上也設(shè)有壓力變送器12。真空罐11的另一側(cè)連接有減壓閥 13和真空泵14。在本發(fā)明中，所述膜組件有多根增強(qiáng)型中空纖維微膜絲，用防水密封膠將膜絲粘在玻璃尖嘴上，玻璃尖嘴與玻璃集水管路連接，兩組玻璃集水管路之間通過(guò)玻璃集水隔斷連接，構(gòu)成一組膜組件， 將膜組件放入清水槽中在本發(fā)明中，所述配件系統(tǒng)包括用于連接清水槽、膜組件、出水控制與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)、真空控制與抽吸系統(tǒng)的進(jìn)水管路、放空排水管路、以及管路上的閥門(mén)等部件。在進(jìn)水管路上還安裝了進(jìn)水管件，主要作用為在試驗(yàn)過(guò)程中向反應(yīng)器中加水。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，在所述裝置的膜組件中，將膜絲套入用玻璃制成的膜組件尖嘴中，隨后立即使用防水密封膠將其端口密封。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，用防水密封膠粘接l-2min后，將膜組件放入清水中，以防止膜絲干燥。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，在膜絲內(nèi)外壓差的作用下，清水通過(guò)膜組件進(jìn)入到儲(chǔ)液罐中，隨時(shí)間的增加，儲(chǔ)液罐的質(zhì)量也在增加，同時(shí)電子天平稱(chēng)量與電腦記錄其質(zhì)量數(shù)據(jù)。本發(fā)明涉及一種使用權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置測(cè)定中空纖維膜清水通量的方法，其特征在于在真空泵的抽吸作用下，真空罐中的壓力隨之降低，通過(guò)減壓閥，將真空罐中的壓力調(diào)節(jié)到20kPa并維持在這個(gè)壓力下，此時(shí)打開(kāi)閥門(mén)1和2，清水在負(fù)壓作用下從清水槽流入到儲(chǔ)液罐中，通過(guò)電子天平稱(chēng)量和電腦記錄其清水質(zhì)量數(shù)據(jù)，計(jì)算出清水通量和清水比通量。使用時(shí)，先將膜絲套入玻璃膜組器的玻璃尖嘴中，然后進(jìn)行粘膠，在膜絲粘膠的過(guò)程中，快速將膠液均勻地涂在膜組器的玻璃尖嘴上，以將膜絲密封在膜組器上，最終形成一個(gè)帶有多根膜絲的玻璃膜組器。然后啟動(dòng)真空泵，通過(guò)減壓閥將真空罐1中的壓力控制在20kPa左右，壓力讀數(shù)在壓力傳感器中顯示，接著，逐漸打開(kāi)閥門(mén)，等到壓力傳感器的讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)，記錄壓力傳感器的數(shù)據(jù)，然后，打開(kāi)加熱棒，控制清水槽中清水的溫度在25V，并記錄溫度讀數(shù)，此時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)，清水槽中的清水在膜絲內(nèi)外壓差的作用下，將清水從清水槽中壓入儲(chǔ)水罐中，等到壓力傳感器和壓力傳感器的讀數(shù)相同時(shí)，打開(kāi)電子天平，并通過(guò)電腦記錄數(shù)據(jù)。最后，在電腦記錄7min數(shù)據(jù)后，停止記錄數(shù)據(jù)，關(guān)閉真空泵、電子天平和閥門(mén)等，處理數(shù)據(jù)。其中，膜通量計(jì)算公式:J=36xl(,9H其中，J表示膜通量，單位L/m2. h。Δ P表示跨膜壓差，單位kPa。u表示混合液粘度，單位mpa. s。R表示膜阻力，單位m1。[有益效果]通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，可以確定使碧水源生產(chǎn)的中空纖維膜絲的清水通量的測(cè)定準(zhǔn)確度提高20% ；本試驗(yàn)裝置提供的膜組件可以快速的測(cè)定膜絲的清水通量和清水比通量，使測(cè)量效率得到進(jìn)一步的提高。


圖1為本發(fā)明中空纖維膜清水通量的測(cè)定裝置中的膜組件快速粘接示意圖。圖中1、玻璃尖嘴；2、防水密封膠；3、中空纖維膜絲；4、玻璃集水隔斷；5、玻璃集水水嘴；6、玻璃集水水嘴；7、玻璃集水管路；圖2為本發(fā)明使用中空纖維膜清水通量測(cè)定裝置的測(cè)定流程圖。圖中1、全玻璃膜組器；2、溫度表；3、加熱棒；4、清水槽；5、玻璃閥門(mén)；6、壓力變送器；7、玻璃閥門(mén)；8、儲(chǔ)液罐；9、電子天平；10、電腦；11、真空罐；12、壓力變送器；13、減壓閥；14、真空泵。圖3 壓力-清水通量趨勢(shì)圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)施例為某中空纖維膜廠家的增強(qiáng)型中空纖維微濾膜絲清水通量和清水比通量進(jìn)行了測(cè)定，如圖1所示，膜組件有12根增強(qiáng)型中空纖維微膜絲3，用防水密封膠2將膜絲粘在玻璃尖嘴1上，玻璃玻璃尖嘴1與玻璃集水管路7連接，兩組玻璃集水管路7之間通過(guò)玻璃集水隔斷4連接，構(gòu)成一組膜組件，將膜組件放入清水槽中，進(jìn)行測(cè)定。如圖2所示，在清水槽4設(shè)置全玻璃膜組器1，并設(shè)有加熱棒3和與加熱棒3相連的溫度表2，用于測(cè)量清水槽中的溫度。所述清水槽4通過(guò)玻璃閥門(mén)5與儲(chǔ)液罐8相連，并在清水槽4與儲(chǔ)液罐8之間設(shè)有壓力變送器6。儲(chǔ)液罐8放置在電子天平9上，另有電腦 10與電子天平9連接，能夠讀取、計(jì)算并分析儲(chǔ)液罐8的重量。儲(chǔ)液罐8的另一側(cè)通過(guò)玻璃閥門(mén)7與真空罐11相連，真空罐11上也設(shè)有壓力變送器12。真空罐11的另一側(cè)連接有減壓閥13和真空泵14。測(cè)量時(shí)，首先，啟動(dòng)真空泵14，通過(guò)減壓閥13將真空罐11中的壓力控制在IOkPa 左右，接著，逐漸打開(kāi)閥門(mén)7，等到壓力傳感器12的讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)，記錄壓力傳感器的數(shù)據(jù)，然后，打開(kāi)加熱棒3，控制清水槽4中清水的溫度在25°C左右，并記錄溫度讀數(shù)，此時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)5，清水槽4中的清水在膜絲內(nèi)外壓差的作用下，將清水從清水槽4中壓入儲(chǔ)水罐8中， 等到壓力傳感器6和壓力傳感器12的讀數(shù)相同時(shí)，打開(kāi)電子天平9，并通過(guò)電腦10記錄數(shù)據(jù)。最后，在電腦記錄7min數(shù)據(jù)后，停止記錄數(shù)據(jù)，關(guān)閉真空泵、電子天平和閥門(mén)等，處理數(shù)據(jù)。重復(fù)以上步驟，并分別將壓力傳感器上的壓力控制在20kPa、30kPa、40kPa左右， 最終會(huì)得到壓力-清水通量趨勢(shì)圖，如附圖3所示。
AO根據(jù)計(jì)算公式膜通量計(jì)算公式其中，J表示膜通量，單位L/m2· h。Δ P表示跨膜壓差，單位kPa。u表示混合液粘度，單位mpa. s。
R表示膜 阻力，單位m 1O可以計(jì)算出在20kPa時(shí)，此中空纖維膜的清水通量為566. 89LMH，且其清水比通量為 26. 08LMH · kPa。
權(quán)利要求
1.一種中空纖維膜清水通量的測(cè)定裝置，其特征在于它由清水槽與配件系統(tǒng)、膜組件、 出水控制與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)、真空控制與抽吸系統(tǒng)組成；所述的清水槽與配件系統(tǒng)包括加熱棒、溫度表、壓力變送器和一套膜組件及對(duì)應(yīng)的抽吸管路；所述的出水控制與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)包括儲(chǔ)液罐、電子天平、閥門(mén)和電腦；所述的真空控制與抽吸系統(tǒng)包括真空泵、真空罐、閥門(mén)、減壓閥和壓力變送器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置，其特征在于在所述裝置的膜組件中，將膜絲套入用玻璃制成的膜組件尖嘴中，隨后立即使用防水密封膠將其端口密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置，其特征在于用防水密封膠粘接l-2min后將膜組件放入清水中，以防止膜絲干燥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置，其特征在于在膜絲內(nèi)外壓差的作用下，清水通過(guò)膜組件進(jìn)入到儲(chǔ)液罐中，隨時(shí)間的增加，儲(chǔ)液罐的質(zhì)量也在增加，同時(shí)電子天平稱(chēng)量與電腦記錄其質(zhì)量數(shù)據(jù)。
5.使用權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置測(cè)定中空纖維膜清水通量的方法，其特征在于在真空泵的抽吸作用下，真空罐中的壓力隨之降低，通過(guò)減壓閥，將真空罐中的壓力調(diào)節(jié)到 20kPa并維持在這個(gè)壓力下，此時(shí)打開(kāi)閥門(mén)1和2，清水在負(fù)壓作用下從清水槽流入到儲(chǔ)液罐中，通過(guò)電子天平稱(chēng)量和電腦記錄其清水質(zhì)量數(shù)據(jù)，計(jì)算出清水通量和清水比通量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中空纖維膜清水通量的測(cè)定裝置，還涉及使用所述裝置測(cè)定中空纖維膜清水通量的方法。所述的測(cè)定裝置由清水槽與配件系統(tǒng)、膜組件、出水控制與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)、真空控制與抽吸系統(tǒng)組成。使用本發(fā)明裝置與方法可以使中空纖維膜絲的清水通量的測(cè)定準(zhǔn)確度提高20％，使測(cè)量效率得到顯著改進(jìn)。
文檔編號(hào)G01N15/08GK102353626SQ20111030159
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者俞開(kāi)昌, 關(guān)晶, 夏俊林, 文劍平, 文湘華, 李鎖定, 雷霆, 黃霞 申請(qǐng)人:北京碧水源科技股份有限公司, 清華大學(xué)