專利名稱：一種膜性能測試裝置及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種膜性能測試裝置，更具體地說，涉及一種平板超濾膜或反滲透膜 性能的測試裝置，以及在高溫條件下評價膜分離性能、測試膜通量衰減、進行在線膜污染清 洗的方法。
背景技術：
近年來，隨著膜分離技術的快速發(fā)展和廣泛應用，膜分離技術已成為解決當前能 源、資源和環(huán)境問題，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的主要技術之一。美國、日本等發(fā)達國家已將膜技術 列為21世紀優(yōu)先發(fā)展的高新技術。在我國，隨著膜技術的引進和研究工作的深入，膜技術 已在化工廢水處理，海水、苦咸水淡化，環(huán)境污染治理等領域得到廣泛應用。分離膜是膜技術的核心，由于膜材料本身的局限性，現(xiàn)有超濾膜和反滲透膜存在 著一些缺點和不足。在膜分離的實際應用中，選擇具有耐熱、高通量、抗污染、物理化學穩(wěn)定 的超濾膜和反滲透膜，并在此基礎上尋找最佳運行工藝，成為目前膜技術研究的重點。目前工業(yè)應用分離膜的耐溫性能普遍較低，95%以上的膜產品要求進水溫度 <45°C，否則在運行過程中很容易造成膜的破壞或性能喪失。因此，對高溫廢水(100°C以 下的低品位廢水)的處理回用，一般先將待處理的高溫體系降溫，然后再進行膜法處理。這 種方法不僅造成了待處理體系的低品位熱能損失，而且增加了處理裝置的投資和運行費 用。直接對高溫體系進行膜分離處理回用，是發(fā)展膜技術、提高膜技術實用性的發(fā)展 方向。選擇耐高溫分離膜直接用于100°c以下的低品位高溫廢水的處理和回用具有如下 重要作用⑴高溫操作，可以提高膜通量，有利于提高產水率、降低膜污染；⑵節(jié)省處理 回用系統(tǒng)的投資，降低能耗，并且有利于熱能的回收；(3)進一步拓寬膜分離技術的應用領 域。目前研究和應用的膜材料可分為有機高分子材料和無機材料兩大類?？捎糜诟邷?介質分離的有機高分子膜材料，主要包括聚偏氟乙烯、聚酰胺類、聚砜類以及含芳雜環(huán)結構 類聚醚砜等。為了對高溫體系直接進行膜處理，不僅要開發(fā)耐高溫分離膜，同時也需要對高溫 條件下的分離膜進行穩(wěn)定性測試、長期運行性能測試以及膜污染評價等?，F(xiàn)有的膜性能測 試系統(tǒng)存在的主要缺陷如下(1)對平板膜性能測試主要是在室溫條件下進行的，即使加熱條件下的測試，也多 采用加熱帶對滲透池體進行電加熱的方法，該方法雖然能進行高溫條件下的膜性能測試， 但由于傳熱結構和溫度控制手段的限制，該測試方法對物料溫度的調控能力不強，在實測 過程中物料溫度波動比較嚴重，對測試結果影響較大。(2)平板膜測試系統(tǒng)多為死端過濾，不能實現(xiàn)濃水的排放和回流。而在實際應用中 膜處理過程很少采用死端運行，這導致了實驗室膜性能的測試結果與實際應用中的膜性能 差別較大，實驗室的測試數(shù)據不能很好地為中試裝置、工業(yè)化裝置的設計提供實用的基礎數(shù)據和試驗數(shù)據。(3)現(xiàn)有平板膜測試裝置主要是對膜進行基本的性能測試，測試裝置一般不能進 行長期運行，不能實現(xiàn)待處理體系中膜面關鍵污染物的提取。(4)現(xiàn)有平板膜測試裝置沒有考慮被污染膜片的在線清洗。目前，平板膜清洗以及 清洗效果的考察方法，一般是將被污染的膜片從測試裝置上拆下來清洗后再進行安裝、測 試，這樣不僅增加了勞動強度、降低了工作效率、并與實際的工業(yè)應用過程脫節(jié)，影響測試 數(shù)據的有效性和實用性。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有膜性能測試裝置存在的問題，本發(fā)明提供一種連續(xù)式平板膜性能測 試裝置及其使用方法。該膜性能測試裝置，能夠在較高溫度下進行恒溫操作，并且模擬膜在 實際運行中的操作條件，實現(xiàn)膜分離性能測試、膜通量衰減測試、膜面關鍵污染物的提取以 及污染膜的在線清洗等功能。本發(fā)明之一的一種膜性能測試裝置是這樣實現(xiàn)的一種膜性能測試裝置，包括滲透池4、供水單元、排水單元和測量儀表；所述滲透池4，包括基座cl2、殼體Cl、進水口 c4、出水口 clO、排氣口 c8、插底管 c3、攪拌器c9和水浴夾套c2;所述殼體cl是上端封閉、下端開口的筒狀體，所述進水口 c4和所述排氣口 c8設 置在所述殼體cl的上端；所述基座cl2的上端設有導水槽c6，所述出水口 clO設置在所述 基座cl2的底部并與所述導水槽c6聯(lián)通；在進行膜性能測試時，所述殼體cl密閉固定在所 述基座cl2之上；被測試的超濾或反滲透平板膜放置在所述殼體cl和所述基座cl2之間，所述平板 膜的下方是位于導水槽c6之上起支撐作用的多孔板cll，所述平板膜的上方是起固定作用 的密封環(huán)c7 ；被測試的料液由所述進水口 c4進入所述滲透池4，所述平板膜的產水，經過所 述多孔板cll和所述導水槽c6，由所述出水口 clO排出所述滲透池4 ；所述水浴夾套c2位于所述殼體cl的外部，并與恒溫水浴連接；所述攪拌器c9位 于所述殼體cl的內部；所述插底管c3由所述殼體cl的上端伸入到所述殼體cl的底部；所述供水單元，包括料液罐1、供壓裝置3和連接所述料液罐1與所述滲透池4之 進水口 c4的管路，所述供壓裝置3為所述料液罐1提供壓力；所述排水單元，包括與所述滲透池4之插底管c3連接的濃水排出管路，和與所述 滲透池4之出水口 clO相連的產水排出管路；所述測量儀表，包括測量所述滲透池4內溫度和壓力的儀表，和測量所述滲透池4 之進水口 c4、出水口 clO和插底管c3液體流量的儀表，和測量所述滲透池4之插底管c3氣 體流量的儀表。具體實施時，在所述插底管c3的底部連接有螺旋盤管c5，所述螺旋盤管c5的所在 平面與所述平板膜的所在平面平行，在所述螺旋盤管c5上有多個朝向所述平板膜的開孔； 所述攪拌器c9為電動或磁力攪拌裝置；所述測試裝置，包括多個并聯(lián)的滲透池4，并且每個 滲透池4可以單獨使用。本發(fā)明之二的一種膜性能測試裝置的使用方法是這樣實現(xiàn)的
一種膜性能測試裝置的使用方法，使用本發(fā)明的膜性能測試裝置，首先將被測試 的超濾或反滲透平板膜放置在所述多孔板cll上，然后在所述平板膜上放置密封環(huán)c7，然 后將所述殼體cl與所述基座cl2緊密連接，所述平板膜被固定在所述滲透池4中，然后對 所述平板膜進行膜性能測試和在線膜污染清洗測試；(1)所述平板膜的膜性能測試依次包括加料、恒溫和測試的步驟，在所述加料步驟中，關閉滲透池4的所述插底管c3，打開所述進水口 c4和所述排 氣口 c8，在所述供壓裝置3的驅動下，被測試的料液由所述料液罐1經所述進水口 c4進入 所述滲透池4，當所述料液充滿所述滲透池4后，關閉所述供壓裝置3和所述排氣口 c8 ；在所述恒溫步驟中，啟動所述攪拌器c9，對所述料液進行攪拌；啟動所述恒溫水 浴，所述恒溫水浴產生的加熱水流經所述水浴夾套c2加熱所述料液，使所述料液達到設定 溫度；在所述測試步驟中，打開所述供壓裝置3，調節(jié)所述滲透池4內的壓力達到設定壓 力，然后打開所述出水口 ClO和所述插底管c3，所述平板膜的產水，經過所述多孔板cll和 所述導水槽c6，由所述出水口 ClO排出所述滲透池4，所述平板膜截留的濃水由所述插底管 c3排出所述滲透池4，所述外排濃水的流量由所述濃水排出管路上的流量閥門控制；在測試過程中，記錄所述料液進水、所述產水和所述外排濃水的流量以及所述滲 透池4內的溫度和壓力，在控溫條件下進行所述平板膜的分離性能測試和膜通量衰減測 試；(2)所述的在線膜污染清洗測試過程包括以下步驟在達到清洗條件時，首先關閉所述插底管c3，打開所述進水口 c4和所述排氣口 c8，清洗液經所述進水口 c4進入所述滲透池4，當所述清洗液達到設定容量時，關閉所述進 水口 c4 ；然后啟動所述恒溫水浴，所述恒溫水浴產生的加熱水流經水浴夾套c2加熱所述 清洗液，使所述清洗液達到清洗溫度；然后啟動所述攪拌器c9，對所述清洗液進行攪拌，并打開所述插底管c3，在供壓 裝置3的驅動下，壓縮空氣或氮氣由所述插底管c3通入所述滲透池4，按設定的清洗時間、 清洗溫度、攪拌強度和氣體流量對所述平板膜進行氣水混合清洗；清洗完成后，關閉所述排氣口 c8，打開所述進水口 c4，在供壓裝置3的驅動下，壓 縮空氣或氮氣由所述進水口 c4進入所述滲透池4，所述清洗液由所述插底管c3排出所述滲 透池4。具體實施時，在進行膜性能測試時，控制所述滲透池4內的壓力為0. 5 5. 5MPa, 控制所述滲透池4內的溫度為5 95°C ；在進行膜性能測試時，調節(jié)所述濃水排出管路上 的流量閥門，控制所述外排濃水流量，使所述膜性能測試裝置的系統(tǒng)回收率達到5 95%?，F(xiàn)有的膜測試裝置，主要是在室溫條件下進行膜性能測試，即使加熱也主要采用 加熱帶對滲透池外體進行電加熱，該方法雖然能夠在較高溫度條件下進行膜性能測試，但 由于電加熱的控溫能力不強，溫度波動較大，對膜性能的測試結果有不利影響。本發(fā)明采用 恒溫水浴夾套對滲透池進行加熱，并且在水浴夾套內設置隔流通道，以延長熱流體在加套 內的停留時間，溫度控制穩(wěn)定、均勻，有利于在常溫和較高溫度條件下，對平板超濾膜和反 滲透膜進行膜性能測試和膜通量衰減測試。
現(xiàn)有的膜測試系統(tǒng)一般為死端過濾，不能實現(xiàn)濃水的排放和回流，由于膜在實際 工業(yè)應用中很少采用死端運行，因此導致了現(xiàn)有膜測試裝置測試結果與實際運行的差別較 大，測試數(shù)據不能為工業(yè)化裝置運行參數(shù)的設計提供可靠數(shù)據等問題。本發(fā)明在膜測試裝 置的滲透池內設置插底管，濃縮液由池內的插底管路排出，可以控制膜測試過程的系統(tǒng)回 收率。同時插底管還起到了清洗氣導入管的作用，在插底管下部螺線管的底部設有多個清 洗布氣孔，使清洗氣能夠在膜表明均勻分布以提高膜清洗效果。本發(fā)明的膜測試裝置在滲透池內設有攪拌器，能將濃縮料液和新鮮料液充分混合 以降低膜面濃差極化。本發(fā)明的膜測試裝置將多個滲透池進行并聯(lián)連接，且各滲透池均可 單獨使用，在測試過程中任何一個滲透池的安裝和換膜操作均不受其它影響，可進行相同 條件下的平行測試或對比試驗；克服現(xiàn)有的膜測試裝置不能平行測試或平行性測試結果可 重復性較差、平行測試所需時間較長的問題。此外，本發(fā)明的膜測試裝置還可進行膜面污染 物的提取，和膜裝置長期運行性能的測試。


圖1是本發(fā)明膜性能測試裝置滲透池4、5、6的剖面圖。圖2是本發(fā)明膜性能測試裝置的流程示意圖。
具體實施例方式下面對照附圖、結合實施例進一步詳述本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明的保護范圍不 局限于下述的具體實施方式
。實施例11、膜測試裝置膜性能測試裝置，包括3個并聯(lián)的滲透池、供水單元、排水單元、閥門和測量儀表；在附圖2中，1為料液罐，3為供壓裝置(氮氣鋼瓶)，4、5、6為滲透池，8、9、10為磁 力攪拌驅動器，7為恒溫水??；30、33、36為滲透池的進料閥，31、34、37為滲透池的排氣閥， 32、35、38為滲透池濃水排放閥，39、41、43為水浴夾套c2的進水閥，40、62、64為水浴夾套 c2的排水閥，46、50、54為濃水排放閥，48、52、56為產水排放閥，11、12、13為清洗氣流量計， 60、61、62為清洗氣截止閥。滲透池4、5、6的內部結構和外部的供排水方式相同，進行并聯(lián)連接，下面以滲透 池4為例說明滲透池的內部結構和外部連接關系。滲透池4由基座cl2、殼體Cl、進水口 c4、出水口 clO、排氣口 c8、插底管c3、攪拌 器c9和水浴夾套c2組成；殼體Cl是上端封閉、下端開口的筒狀體，密閉固定在基座cl2之上；進水口 c4和 排氣口 c8設置在殼體cl的上端；基座cl2上設有導水槽c6，出水口 clO在基座cl2的底部 并與導水槽c6聯(lián)通；平板膜置于殼體cl和基座cl2之間，其下方是位于導水槽c6之上起 支撐作用的多孔板cll，其上方是密封環(huán)c7 ；測試的料液由進水口 c4進入滲透池4，透過平 板膜得到的產水，經過多孔板ell、導水槽c6，由出水口 clO排出滲透池4;水浴夾套c2位于 殼體cl的外部，并與恒溫水浴7連接；磁力攪拌器c9位于殼體cl的內部中心；插底管c3 由殼體cl的上端伸入到殼體cl的底部，插底管c3的底部連接有螺旋盤管c5，螺旋盤管c5的所在平面與平板膜所在平面平行，螺旋盤管c5上有多個朝向平板膜的開孔；供水單元，包括料液罐1、供壓裝置3和連接料液罐1與進水口 c4的管路，供壓裝 置3為料液罐1提供壓力；排水單元，包括與插底管c3連接的濃水排出管路，和與出水口 ClO相連的產水排出管路。2、膜性能測試(使用耐壓料罐、使用單個滲透池進行測試)首先將待測的平板膜放置在多孔板Cll上，并在待測膜上放置密封環(huán)c7，然后將 殼體cl與基座cl2緊密連接，待測膜被固定在滲透池4中，然后進行膜性能測試和膜在線 清洗測試；(1)系統(tǒng)加料開啟耐壓料罐1上方的進料閥21和排氣閥22，注入待處理的料液后，關閉料閥21 和排氣閥22，打開壓縮氮氣鋼瓶3的減壓閥進行壓力粗調，關閉穩(wěn)壓閥27和球閥沈，打開 穩(wěn)壓閥25進行壓力微調，打開耐壓料罐1的進氣閥觀開始對耐壓料罐1內的料液進行加 壓，待耐壓料罐1上的壓力表101的讀數(shù)達到設定數(shù)值后，打開耐壓料罐1出料管路上的總 閥四以及滲透池4上方的進料閥30和排氣閥31開始對測試系統(tǒng)中的滲透池4進行供料， 同時關閉滲透池5和滲透池6上方的閥33、36和滲透池4的濃縮液排放閥32，待有料液從 排氣閥31溢出時關閉排氣閥31，此時表明待測物料已充滿滲透池，同時關閉進水閥30。(2)物料恒溫打開穩(wěn)定到設定溫度的恒溫水浴7與帶加套的滲透池4管路連接的水浴進水閥 39和排水閥40，同時打開磁力攪拌驅動器8并設定一定的攪拌速度，對滲透池4內的待測 液體加熱的同時進行攪拌(防止待測料液溫度分布不均)，此恒溫過程的預熱時間控制為 20-60min。(3)測試系統(tǒng)運行待滲透池內料液溫度達到預設溫度后，打開滲透池4的進料閥門30以及濃水調節(jié) 排放閥32并根據需要調節(jié)開度大小，通過打開滲透池4上的濃水排放流量檢測閥45和關 閉閥46來測量濃縮液的排放流量；打開產水管路上的閥47關閉閥48來測量某時刻下的產 水流量；本測試裝置可通過調整濃縮液的排放流量和滲透液流量間的比例大小來控制被測 膜回收率大小，也可測試在相同條件下的同類型膜在不同回收率下的膜污染情況。(4)膜測試系統(tǒng)清洗a.耐壓料罐1的清洗本系統(tǒng)通過開啟閥22、57和58，排空耐壓料罐1內的剩余物料和恒溫水浴7內的 水，通過開啟閥沈、27和63，關閉閥57，進行對耐壓料罐的清洗，清洗完成后，通過關閉閥 63，開啟閥22、57，排空清洗廢水。b.被污染膜的在線清洗在整個測試系統(tǒng)無壓力的情況下，打開滲透池4的排氣閥31和進氣總管路的末端 閥59，將一定量的膜污染清洗液加入到滲透池4，然后關閉閥59J8和四，打開閥27，調節(jié) 第二穩(wěn)壓閥沈至適當開度后打開閥60，通過流量計11的微調閥調節(jié)適當氣量，再依次打開 滲透池4的排氣閥31，進行被污染膜的氣水混合清洗，清洗時間和強度均由被污染膜的污 染程度來設定，清洗后的廢液可通過閥25、27、30、32、46的開啟以及閥沈、28、四、31、45的 關閉來實現(xiàn)；該清洗過程也可在不同的清洗溫度下進行被污染膜的清洗。
實施例21、膜測試裝置與實施例1相同。2、膜性能測試與膜清洗(使用耐壓料罐、使用三個滲透池進行測試)(1)系統(tǒng)加料同時開啟耐壓料罐1上方進料閥21和排氣閥22注入待處理的料液后關閉料閥21 和排氣閥22，打開壓縮氮氣鋼瓶3的減壓閥進行所需壓力粗調，在經穩(wěn)壓閥25進行壓力微 調后關閉穩(wěn)壓閥26和球閥27，打開進氣閥觀開始對耐壓料罐1內的料液進行加壓，待耐 壓料罐1上的壓力表101的讀數(shù)達到一定數(shù)值后，打開耐壓料罐1出料管路上的總閥四以 及滲透池4上方的進料閥30/33/36和排氣閥31/34/37，開始對測試系統(tǒng)中的滲透池4/5/6 進行供料，關閉32、35和38待有料液從排氣閥31、34和37溢出時關閉排氣閥31、34和37， 此時表明待測物料已充滿滲透池，同時關閉總進水閥四。(2)物料恒溫打開穩(wěn)定到設定溫度的恒溫水浴7與帶加套的滲透池4/5/6管路連接的水浴進水 閥39/41/43和排水閥40/62/64，同時打開與之相配套的磁力攪拌驅動器8/9/10，設定攪拌 速度為300rpm，對滲透池4/5/6內的待測液體加熱的同時攪拌，此恒溫過程的預熱時間為 30_60mino(3)測試系統(tǒng)運行待滲透池內料液溫度達到預設溫度后，打開總進料閥門四以及滲透池4/5/6對應 的濃水調節(jié)排放閥32/35/38的開度大小，通過打開滲透池4/5/6上的濃水排放流量檢測閥 45/49/53關閉閥46/50Λ4來測量濃縮液的排放流量，打開產水管路上的閥47/51/55關閉 閥48/52/56來測量某時刻下的產水流量。(4)膜測試系統(tǒng)清洗a.耐壓料罐1的清洗可通過開啟57、58和22實現(xiàn)耐壓料罐1內剩余物料和恒溫水浴7內水的排空，以 及可通過開啟閥27、26、63和關閉四、57對耐壓料罐進行清洗操作，清洗后的廢水可以通過 開啟22、57排空。b.被污染膜的在線清洗在整個測試系統(tǒng)無壓力的情況下，將一定量的清洗液通過打開滲透池4/5/6的排 氣閥31/34/37以及進氣總管路的末端閥59加入后，關閉閥觀、四和59，打開27并調節(jié)第 二穩(wěn)壓閥沈至適當開度后依次打開60/61/62再通過流量計11/12/13本身自帶的微調閥 調節(jié)到適當?shù)臍饬亢螅僖来未蜷_滲透池4/5/6的排氣閥31/34/37進行被污染膜的氣水 混合清洗，清洗時間和強度均由被污染膜的污染程度設定；清洗后的廢液可通過閥25、27、 30、33、35、36、38、46、50 和 54 的開啟以及閥 26、28、29、31、34、37、45、49、53 的關閉來實現(xiàn)， 同時該清洗過程也可在5-95°C的清洗溫度下進行污染膜清洗。實施例31、膜測試裝置與實施例1相同。2、膜性能測試與膜清洗(不使用耐壓料罐、使用單個滲透池進行測試)
(1)系統(tǒng)加料打開滲透池4上方的排氣閥31和59，關閉滲透池4的濃縮液排放閥32，對滲透池 4進行手動加料，加料完畢后關閉排氣閥31和59。(2)物料恒溫打開恒溫水浴7連接水浴夾套c2管路的進水閥39和排水閥40，打開磁力攪拌驅 動器8并設定一定的攪拌速度，對滲透池4內的待測液體加熱的同時進行攪拌以防止待測 料液溫度分布不均。(3)測試系統(tǒng)運行在滲透池4內料液溫度達到預設溫度后，依次打開壓縮氮氣鋼瓶3的減壓閥至合 適壓力、穩(wěn)壓閥25、27和30之前要保證閥沈、觀和四是關閉狀態(tài)，調節(jié)滲透池4的濃水調 節(jié)排放閥32并根據需要調節(jié)開度大小，通過打開滲透池4上的濃水排放流量檢測閥45和 關閉閥46來測量濃縮液的排放流量，打開產水管路上的閥47關閉閥48來測量某時刻下的 產水流量；(4)被污染膜的在線清洗在整個測試系統(tǒng)無壓力的情況下，將一定量的膜污染清洗液通過打開滲透池4的 排氣閥31以及進氣總管路的末端閥59加入后立即關閉閥59、28、四，打開27并調節(jié)第二穩(wěn) 壓閥沈至適當開度后打開閥60再通過流量計11自帶的微調閥調節(jié)到適當?shù)臍饬亢?，再?次打開滲透池4的排氣閥31進行被污染膜的氣水混合清洗，清洗時間和強度由污染程度來 進行調節(jié)；清洗后的廢液可通過閥25、27、30、32、46的開啟以及閥沈、28、四、31、45的關閉 來實現(xiàn)，同時該清洗過程也可在不同的清洗溫度下進行污染膜的清洗。實施例41、膜測試裝置與實施例1相同。2、膜性能測試與膜清洗(不使用耐壓料罐、使用三個滲透池進行測試)(1)系統(tǒng)加料打開滲透池4/5/6上方的閥31/34/37和59開始對測試系統(tǒng)中的滲透池4/5/6進 行加料，同時暫關閉滲透池4/5/6的濃縮液排放閥32/35/38，加料完畢后關閉閥31/34/37 和59。(2)物料恒溫打開穩(wěn)定到設定溫度的恒溫水浴7與帶加套的滲透池4/5/6管路連接的水浴進水 閥39/41/43和排水閥40/62/64，同時打開與之相配套的磁力攪拌驅動器8/9/10，設定攪拌 速度為500rpm，對滲透池4/5/6內的待測液體加熱的同時進行攪拌，恒溫過程的時間由起 始料液溫度來控制。(3)測試系統(tǒng)運行待滲透池內料液溫度達到預設溫度后，依次打開壓縮氮氣鋼瓶1的減壓閥至合適 壓力、穩(wěn)壓閥25和27之前要保證閥沈、觀和四是關閉狀態(tài)，然后再分別打開滲透池4/5/6 的進料閥門30/33/36以及對應的濃水調節(jié)排放閥32/35/38的開度大小。通過打開滲透池 4/5/6上的濃水排放流量檢測閥45/49/53和關閉閥46/50/M來測量濃縮液的排放流量，打 開產水管路上的閥47/51/55關閉閥48/52/56來測量某時刻下的產水流量；本測試系統(tǒng)可通過調節(jié)濃縮液的排放流量和滲透液流量間的比例大小來控制被測試膜的回收率大小，也 可測試在相同條件下的同類型膜在不同回收率下的膜污染情況。(4)被污染膜的在線清洗將一定量的清洗液通過打開滲透池4/5/6的排氣閥31/34/37以及進氣總管路的 末端閥59加入后，關閉閥觀、29、63，打開27并調節(jié)第二穩(wěn)壓閥沈至適當開度后依次打開 60/61/62再通過流量計11/12/13的微調閥調節(jié)到適當?shù)臍饬亢?，再依次打開滲透池4/5/6 的排氣閥31/34/37進行被污染膜的氣水混合清洗，清洗時間和強度由被污染膜的污染程 度來進行調節(jié)；清洗后的廢液可通過閥25、27、30、32、33、35、36、38、46、50和討的開啟以及 閥沈、28、四、31、34、37、45、49、53的關閉來實現(xiàn)，同時該清洗過程也可在不同的清洗溫度 為5-95 °C下進行污染膜的清洗。
權利要求
1.一種膜性能測試裝置，包括滲透池W]、供水單元、排水單元和測量儀表；其特征在于所述滲透池W]，包括基座[cl2]、殼體[cl]、進水口 [c4]、出水口 [clO]、排氣口 [c8]、插底管[c3]、攪拌器[c9]和水浴夾套[c2]；所述殼體[cl]是上端封閉、下端開口的筒狀體，所述進水口 [c4]和所述排氣口 [c8] 設置在所述殼體[cl]的上端；所述基座[cl2]的上端設有導水槽[c6]，所述出水口 [clO] 設置在所述基座[cl2]的底部并與所述導水槽[c6]聯(lián)通；在進行膜性能測試時，所述殼體 [cl]密閉固定在所述基座[cl2]之上；被測試的超濾或反滲透平板膜放置在所述殼體[cl]和所述基座[cl2]之間，所述平 板膜的下方是位于導水槽[c6]之上起支撐作用的多孔板[cll]，所述平板膜的上方是起固 定作用的密封環(huán)[c7]；被測試的料液由所述進水口 [c4]進入所述滲透池W]，所述平板膜 的產水，經過所述多孔板[cll]和所述導水槽[c6]，由所述出水口 [clO]排出所述滲透池 [4]；所述水浴夾套[c2]位于所述殼體[cl]的外部，并與恒溫水浴連接；所述攪拌器[c9] 位于所述殼體[cl]的內部；所述插底管[c3]由所述殼體[cl]的上端伸入到所述殼體[cl] 的底部；所述供水單元，包括料液罐[1]、供壓裝置[3]和連接所述料液罐[1]與所述滲透池 [4]之進水口 [c4]的管路，所述供壓裝置[3]為所述料液罐[1]提供壓力；所述排水單元，包括與所述滲透池[4]之插底管[c3]連接的濃水排出管路，和與所述 滲透池[4]之出水口 [clO]相連的產水排出管路；所述測量儀表，包括測量所述滲透池W]內溫度和壓力的儀表，和測量所述滲透池[4] 之進水口 [c4]、出水口 [clO]和插底管[c3]液體流量的儀表，和測量所述滲透池[4]之插 底管[c3]氣體流量的儀表。
2.根據權利要求1所述的測試裝置，其特征在于在所述插底管[c3]的底部連接有螺旋盤管[c5]，所述螺旋盤管[c5]的所在平面與所 述平板膜的所在平面平行，在所述螺旋盤管[c5]上有多個朝向所述平板膜的開孔。
3.根據權利要求1所述的測試裝置，其特征在于所述攪拌器[c9]為電動或磁力攪拌裝置。
4.根據權利要求1、2或3所述的測試裝置，其特征在于所述測試裝置，包括多個并聯(lián)的滲透池W]，并且每個滲透池[4]可以單獨使用。
5.一種膜性能測試裝置的使用方法，使用權利要求1 4之一所述的膜性能測試裝置， 首先將被測試的超濾或反滲透平板膜放置在所述多孔板[cll]上，然后在所述平板膜上放 置密封環(huán)[c7]，然后將所述殼體[cl]與所述基座[cl2]緊密連接，所述平板膜被固定在所 述滲透池[4]中，然后對所述平板膜進行膜性能測試和在線膜污染清洗測試；(1)所述平板膜的膜性能測試依次包括加料、恒溫和測試的步驟，在所述加料步驟中，關閉滲透池[4]的所述插底管[c3]，打開所述進水口 [c4]和所述 排氣口 [c8]，在所述供壓裝置[3]的驅動下，被測試的料液由所述料液罐[1]經所述進水口 [c4]進入所述滲透池W]，當所述料液充滿所述滲透池[4]后，關閉所述供壓裝置[3]和所 述排氣口 [c8]；在所述恒溫步驟中，啟動所述攪拌器[c9]，對所述料液進行攪拌；啟動所述恒溫水浴， 所述恒溫水浴產生的加熱水流經所述水浴夾套[c2]加熱所述料液，使所述料液達到設定溫度；在所述測試步驟中，打開所述供壓裝置[3]，調節(jié)所述滲透池W]內的壓力達到設定 壓力，然后打開所述出水口 [clO]和所述插底管[c3]，所述平板膜的產水，經過所述多孔板 [ell]和所述導水槽[c6]，由所述出水口 [clO]排出所述滲透池W]，所述平板膜截留的濃 水由所述插底管[c3]排出所述滲透池W]，所述外排濃水的流量由所述濃水排出管路上的 流量閥門控制；在測試過程中，記錄所述料液進水、所述產水和所述外排濃水的流量以及所述滲透池 [4]內的溫度和壓力，在控溫條件下進行所述平板膜的分離性能測試和膜通量衰減測試；(2)所述的在線膜污染清洗測試過程包括以下步驟在達到清洗條件時，首先關閉所述插底管[c3]，打開所述進水口 [c4]和所述排氣口 [c8]，清洗液經所述進水口 [c4]進入所述滲透池W]，當所述清洗液達到設定容量時，關閉 所述進水口 [c4]；然后啟動所述恒溫水浴，所述恒溫水浴產生的加熱水流經水浴夾套[c2]加熱所述清 洗液，使所述清洗液達到清洗溫度；然后啟動所述攪拌器[c9]，對所述清洗液進行攪拌，并打開所述插底管[c3]，在供壓 裝置[3]的驅動下，壓縮空氣或氮氣由所述插底管[c3]通入所述滲透池W]，按設定的清洗 時間、清洗溫度、攪拌強度和氣體流量對所述平板膜進行氣水混合清洗；清洗完成后，關閉所述排氣口 [c8]，打開所述進水口 [c4]，在供壓裝置[3]的驅動下， 壓縮空氣或氮氣由所述進水口 [c4]進入所述滲透池W]，所述清洗液由所述插底管[c3]排 出所述滲透池W]。
6.根據權利要求5所述的使用方法，其特征在于在進行膜性能測試時，控制所述滲透池[4]內的壓力為0. 5 5. 5MPa,控制所述滲透池 [4]內的溫度為5 95°C。
7.根據權利要求5所述的使用方法，其特征在于在進行膜性能測試時，調節(jié)所述濃水排出管路上的流量閥門，控制所述外排濃水流量， 使所述膜性能測試裝置的系統(tǒng)回收率達到5 95%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種連續(xù)式平板超濾膜和反滲透膜性能的測試裝置及其使用方法。該裝置包括供水單元、排水單元和多個并聯(lián)的滲透池，其中，滲透池包括基座、殼體、進水口、出水口、排氣口、插底管、攪拌器和恒溫水浴夾套。透過待測分離膜的產水，由出水口排出滲透池。該測試裝置能在較高溫度下進行恒溫、穩(wěn)定操作，可實現(xiàn)膜分離性能測試、膜通量衰減測試、膜面關鍵污染物的提取、膜在線清洗和清洗后膜性能恢復測試等功能。
文檔編號B01D65/10GK102049199SQ20091023676
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權日2009年10月30日
發(fā)明者劉正, 楊永強, 王娟 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院