一种小型纳滤膜测试装置及测试与在线监测方法

技术领域

本发明涉及膜处理技术领域，具体来说，涉及一种小型纳滤膜测试装置及测试与在线监测方法。

背景技术

纳滤技术具有低运行压力、高通量的特点，已被公认为最高效、节能的污水处理或回用方法之一。普通纳滤膜的通量高于普通反渗透膜，且纳滤膜所需的操作压力远低于反渗透膜的操作压力。然而，纳滤膜的截盐率明显低于反渗透膜，这主要是由于其松散的活性层和固有的大孔径。据报道，许多研究试图通过添加纳米材料或表面涂覆来提高纳滤膜的截盐能力。在测试分离性能方面，如何同时测试改性前后的纳滤膜是目前测试的一大热点。

在纳滤膜的测试过程中，在进料液温度、压力、流量均相同的情况下测试不同纳滤膜的分离性能十分重要，可以实现对不同类别纳滤膜的分离性能进行分析对比。而申请号为2020020116396.7的实用新型专利公开了一种纳滤膜性能测试装置，其仅拥有一个纳滤池，无法在相同条件下同时测试不同纳滤膜，并且对不同的纳滤膜的膜性能指标进行比较时，无法保证进料液、测试环境的一致性，使测得的膜性能指标没有统一的测试标准。

目前市场上大多数纳滤膜测试仪器无法准确控制测试温度、压力、流量，且缺乏对于整个测试过程中实验条件的实时监测与报警。同时，目前存在的实验室纳滤膜测试仪器对于纳滤膜的水通量和截盐率的测试无法实现一体化，需借助其他设备。申请号为201910910465.3的发明专利公开了一体化膜性能测试装置及其测试方法，其可实现超滤、纳滤两种膜材料的同步性能测试，但其装置缺少对温度、压力等测试参数的在线监测，同时无法实现水通量与截盐率的实时观测与预警。

除此之外，测试面积较小的错流过滤膜组件受力更均匀，得到的测试结果准确度更高。针对实验室纳滤膜测试条件，纳滤膜测试仪器应达到体积小可移动，同时增加压力范围的要求，同时实现纳滤膜、超滤膜、反渗透膜等材料应用可能性，节约能源，减少占地面积。因此，如何设计小型纳滤膜测试装置，同时实现测试条件与分离性能的实时监控与报警，是本领域技术人员目前需要解决的关键技术问题。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种小型纳滤膜测试装置及测试与在线监测方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种小型纳滤膜测试装置，包括物料罐，物料罐的内底部设置有液位控制器，物料罐的输出端与供料泵的输入端连接，且供料泵与物料罐之间还连接有外接进料阀，外接进料阀的一端设置有外接进料口，供料泵的输出端分别与三组错流过滤膜组件的输入端连接，三组错流过滤膜组件的第一输出端之间相互连通并与调压阀的输入端连接，调压阀的输出端与流量计的输入端连接，且调压阀与流量计之间设置有放料阀，流量计的输出端与物料罐的输入端连接，且流量计与物料罐之间还连接有外接回流料阀，外接回流料阀的一端还连接有外接回流口；其中，三组错流过滤膜组件的输入端分别连接有膜组件进料阀，三组错流过滤膜组件的第一输出端分别连接有膜组件出料阀，三组错流过滤膜组件的第二输出端分别与对应的透过液出口连接，且透过液出口的第一输出端分别与对应的烧杯连接，烧杯的底部均设置有对应的电子天平，透过液出口的第二输出端相互连通并与物料罐连接，膜组件进料阀与供料泵之间、错流过滤膜组件与膜组件出料阀之间设置有压力传感器，调压阀与流量计之间还设置有温度传感器。

进一步的，为了更好的实现对纳滤膜的测试，三组错流过滤膜组件为平行设置，且三组错流过滤膜组件中设置有相同的纳滤膜或者不同的三种纳滤膜。错流过滤膜组件包括膜组底板，膜组底板的顶部设置有与之相配合的膜片，且膜片与膜组底板之间通过密封圈连接，从而保证进水稳定性；膜片的顶部设置有与膜组底板相配合的膜组压板，且膜组压板与膜组底板之间通过若干紧固螺栓连接，膜组压板的顶部设置有渗透液出口，且三组渗透液出口分别与对应的三组透过液出口连接。

进一步的，为了更好的实现对纳滤膜的测试，小型纳滤膜测试装置还包括设置于电子天平一侧的电导率仪，电导率仪的输出与监控终端电连接，监控终端的输出与手机终端电连接，监控终端中设置有进出水压力监测模块、水温检测模块、储水量监测模块、透过液监测模块及处理器；其中，进出水压力监测模块，用于获取压力传感器的压力值，确定各流程进水与出水水压；水温检测模块，用于获取温度传感器的温度值，确定过滤过程的水温；储水量监测模块，用于利用液位控制器监测物料罐内部的储水量，当监测储水量低于预设值后，通知操作人员打开外接进料阀进行供水；透过液监测模块，用于获取电子天平处透过液的瞬时水量和电导率数据，监测总水量和截盐率的性能测试情况；处理器，用于对各模块的数据进行分析及处理。

根据本发明的另一个方面，提供了一种小型纳滤膜测试装置的测试及在线监测方法，包括以下步骤：

S1、操作人员根据测试条件选择相应的纳滤膜固定于错流过滤膜组件处，并开启设备；

S2、将进料液引入物料罐中，并在液位控制器感应到预设液位后利用处理器控制小型纳滤膜测试装置正常运行；

S3、利用预先构建的阀门开度预测模型输出与实时监测数据相对应的最佳阀门开度，并根据最佳阀门开度对调压阀进行调节；

S4、控制进料液依次通过错流过滤膜组件输入端的压力传感器、错流过滤膜组件、错流过滤膜组件第一输出端的压力传感器后重新进入物料罐，透过液通过透过液出口进入物料罐，并在运行压力流速稳定、水流分布及流速均匀时进行测试流程；

S5、分别将三个透过液出口连接对应的烧杯，并开启监控终端记录运行时间与水质数据；

S6、将经过错流过滤膜组件处理后的浓水重新回流至物料罐，净水根据电子天平处的电导率仪检测示数，判断错流过滤膜组件是否正常工作；

S7、利用电子天平及电导率仪收集预设时间的水质数据，并根据仪器仪表盘上的压力感应器表示数和温度表示数进行监控；

S8、根据收集的透过液数据分析纳滤膜的分离性能；

S9、测试流程结束后打开放料阀，将各类水质清空，关闭放料阀，向物料罐内加入预设水位纯水清洗仪器，重新打开放料阀并将清洗水全部清空，关闭供料泵，观察仪器内既无苦咸水也无制备完成的纯水与清洗水时关闭测试装置。

进一步的，为了能够获得最佳的阀门开度，利用预先构建的阀门开度预测模型输出与实时监测数据相对应的最佳阀门开度，并根据最佳阀门开度对调压阀进行调节包括以下步骤：

S31、收集调压阀的历史运行数据并进行预处理，其中，运行数据包括进料液的压力、流量、温度数据及调压阀的阀门开度；

S32、以进料液的压力、流量及温度作为输入层节点数，调压阀的阀门开度为输出层节点数构建BP神经网络阀门开度预测模型；

S33、利用改进的海鸥优化算法优化BP神经网络阀门开度预测模型的连接权重和阈值参数，并进行训练得到优化训练后的BP神经网络阀门开度预测模型；

S34、获取进料液的压力、流量及温度的实时数据，并利用优化训练后的BP神经网络阀门开度预测模型输出与实时数据相对应的最佳阀门开度；

S35、根据最佳阀门开度生成控制信号，并发送控制信号至调压阀门执行机构实现对调压阀的开度调节。

进一步的，为了加速网络训练过程，利用改进的海鸥优化算法优化BP神经网络阀门开度预测模型的连接权重和阈值参数，并进行训练得到优化训练后的BP神经网络阀门开度预测模型包括以下步骤：

S331、将BP神经网络的初始连接权重和阈值编码为初始海鸥种群，初始化海鸥种群大小及预设迭代次数，并为每个海鸥指定一个初始位置；

S332、并使用BP神经网络阀门开度预测模型和海鸥的当前位置计算每个海鸥的适应度，选择适应度最佳的海鸥作为当前迭代的最佳海鸥；

S333、根据适应度更新每个海鸥的位置，并使用Logistic映射对海鸥的位置进行混沌迭代，迭代结束后将结果逆映射回原来的解空间，计算新的适应度值，若新解的适应度值优于旧解，则输出新解，否则保留旧解；

S334、判断是否达到预设的迭代次数或者达到所需精度，若是，则输出最终的位置作为最佳的海鸥位置，若否，则返回S332；

S335、将最佳的海鸥位置解码为BP神经网络阀门开度预测模型的连接权重和阈值参数，并使用该参数对模型进行训练，直到满足预设的训练要求，得到优化训练后的BP神经网络阀门开度预测模型。

进一步的，为了可以实现对不同材料纳滤膜或相同材料纳滤膜的测试，根据收集的透过液数据分析纳滤膜的分离性能包括：

当使用的纳滤膜为相同材料时，分析对比三组10分钟以内的数据是否一致及误差大小，在误差小于预设误差阈值时，则继续测量预设时间内的数据，同时计算错流过滤膜组件的瞬时产水量、总水量和截盐分离性能，在误差大于预设误差阈值时，则选择关闭误差大于预设误差阈值的错流过滤膜组件相应的透过液出口，随后继续测量预设时间内的数据；

当使用的纳滤膜为不同材料时，分析对比三组10分钟以内的数据是否稳定，在数据稳定后，继续测量预设时间内的数据，同时计算错流过滤膜组件的瞬时产水量、总水量和截盐分离性能，分析对比不同纳滤膜的分离性能。

错流过滤膜组件的总水量的计算公式为：

错流过滤膜组件的截盐率的计算公式为：

式中，m

本发明的有益效果为：

1)本发明通过将物料罐中的进料液分别通入三个错流过滤膜组件，分别收集一定时间内样品池内透过液的瞬时重量和电导率，保证不同性能测试的一致性与性能指标测试一致性；此外，本发明可以通过改变装置测试过程中的压力、进料液浓度和类型和测试时间，实现同时对不同纳滤膜材料进行测试，即采用纳滤膜、超滤膜或反渗透膜可以实现减少误差或对比分析性能的效果，利用监测方法可实时观测膜材料的性能指标，提高测试效率。

2)本发明可以通过在线监测水温、水压与测试效果，利用监控终端实时计算透过液的总重量和截盐率，便于时刻监测和后期维护。

3)本发明的设计可以用于纳滤膜的性能测试，即利用三组平行错流过滤膜组件，过滤所得透过液收集重量与电导率。

4)本发明设计了用于实时监测装置淡化分离性能和系统运转情况的自动化监测系统，可以对压力传感器、温度传感器、电导率仪、电子天平等各项数据进行记录，从而可以对设备出现的故障进行早期预警。

5)本发明装置小型且可移动，设备简单，错流过滤膜组件面积小压力分布均匀，适用于不同实验室长期使用，可通过过程中关闭阀门节省能源，简单高效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种小型纳滤膜测试装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种小型纳滤膜测试装置中错流过滤膜组件的结构示意图。

图中：

1、物料罐；101、外接进料阀；102、外接回流料阀；103、放料阀；104、；2、供料泵；3、错流过滤膜组件；301、膜组件进料阀；302、膜组件出料阀；303、透过液出口；304、烧杯；4、调压阀；5、流量计；6、外接进料口；7、外接回流口；8、压力传感器；9、温度传感器；10、液位控制器；11、电子天平；12、监控终端；13、手机终端；001、膜组底板；002、密封圈；003、膜片；004、膜组压板；005、渗透液出口；006、紧固螺栓。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了一种小型纳滤膜测试装置及测试与在线监测方法。

实施例1

如图1-图2所示，一种小型纳滤膜测试装置，包括物料罐1，物料罐1的输出端与供料泵2的输入端连接，且供料泵2与物料罐1之间还连接有外接进料阀101，外接进料阀101的一端设置有外接进料口6，供料泵2的输出端分别与三组错流过滤膜组件3的输入端连接，三组错流过滤膜组件3的第一输出端之间相互连通并与调压阀4的输入端连接，调压阀4的输出端与流量计5的输入端连接，且调压阀4与流量计5之间设置有放料阀103，流量计5的输出端与物料罐1的输入端连接，且流量计5与物料罐1之间还连接有外接回流料阀102，外接回流料阀102的一端还连接有外接回流口7；通过合理、紧凑、有序的设置，减小各系统之间的管路连接距离，并减小装置的结构体积；

其中，三组错流过滤膜组件3的输入端分别连接有膜组件进料阀301，三组错流过滤膜组件3的第一输出端分别连接有膜组件出料阀302，三组错流过滤膜组件3的第二输出端分别与对应的透过液出口303连接，且透过液出口303的第一输出端分别与对应的烧杯304连接，透过液出口303的第二输出端相互连通并与物料罐1连接。

具体应用时，进料液可放置在物料罐1内，通过供料泵2、错流过滤膜组件3，透过液在测试前通过透过液出口303重新进入物料罐1，测试时分别进入对应烧杯304，浓水则通过调压阀4、流量计5后重新进入物料罐1，实现过滤循环，最终打开放料阀103排空液体；打开外接进料阀101和外接回流料阀102，进料液可通过外接进料口6通过供料泵2、错流过滤膜组件3、调压阀4、流量计5，进入外接回流口7，实现过滤循环，最终打开放料阀103排空液体。

具体的，三组错流过滤膜组件3为平行设置，且错流过滤膜组件3可放置三组相同的纳滤膜进行测试，降低实验误差；也可放置三组在相同条件下制备得到的不同纳滤膜进行对比测试，实时观察不同纳滤膜的分离性能。

具体的，错流过滤膜组件3包括膜组底板001，膜组底板001的顶部设置有与之相配合的膜片003，且膜片003与膜组底板001之间通过密封圈002连接；膜片003的顶部设置有与膜组底板001相配合的膜组压板004，且膜组压板004与膜组底板001之间通过若干紧固螺栓006连接，膜组压板004的顶部设置有渗透液出口005，且三组渗透液出口005分别与对应的三组透过液出口303连接。

具体应用时，膜片003平铺设置在膜组底板001和膜组压板004之间，密封圈002设置在膜组底板001上。膜组底板001和膜组压板004形状和大小均一样，膜组底板001和膜组压板004的四角上均设有若干螺纹孔，膜组底板001和膜组压板004与膜片003通过紧固螺栓006连接，渗透液出口005分别与对应透过液出口303连接。膜组底板001和膜组压板004均为SUS316L不锈钢。

膜片003的有效测试面积为1.8

此外，上述小型纳滤膜测试装置的大小为650*400*600cm，同时带有福马轮，方便移动和固定。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：增加了与实施例1配套的监控装置，该监控装置还包括用于实时监测装置淡化分离性能和系统运转情况的自动化监测系统，便于装置的稳定使用。

具体的，膜组件进料阀301与供料泵2之间、错流过滤膜组件3与膜组件出料阀302之间设置有压力传感器8，调压阀4与流量计5之间还设置有温度传感器9，物料罐1的内底部设置有液位控制器10。

电子天平11分别放置于烧杯304下部，用于测量透过液总水量，电子天平11的一侧设置有电导率仪，电子天平11与电导率仪数据实施反馈至监控终端12(本实施例中该监控终端优选为电脑)，监测错流过滤膜组件3的瞬时水量并进行预警，同时向手机APP发送装置总水量和截盐率数据，为后续维护更换提供依据。

监控终端12中设置有进出水压力监测模块、水温检测模块、储水量监测模块、透过液监测模块及处理器；

其中，进出水压力监测模块，用于获取压力传感器8的压力值，确定各流程进水与出水水压；

水温检测模块，用于获取温度传感器9的温度值，确定过滤过程的水温；

储水量监测模块，用于获取物料罐1储水量，利用监测水位高低，液位控制器10监测储水量低于一定预设值后，操作人员可打开外接进料阀101可向其供水；

透过液监测模块，用于获取电子天平11处透过液的瞬时水量和电导率数据，向监控终端12监测系统进行反馈，监测总水量和截盐率等性能测试情况；

处理器，用于对各模块的数据进行分析及处理。

当相应压力传感器显示数据，相应压力监测模块组开启；当相应压力传感器未显示数据，相应压力监测模块组关闭。当相应温度传感器显示数据，相应压力监测模块组开启；当相应温度传感器未显示数据，相应压力监测模块组关闭。当电子天平11处显示瞬时水量和电导率数据，相对应透过液监测模块组开启。当电子天平11处未显示瞬时水量和电导率数据，相对应透过液监测模块组关闭；当电子天平11处显示瞬时水量和电导率数据，全过程标记在线监测系统所采集的数据，并向手机终端13进行回馈、警示，操作人员可通过手机终端13观测记录结果。

自动化监测系统的功能如下：

1)进出水压力监测模块：

一个压力传感器8设置在供料泵2和错流过滤膜组件3之间；另外三个压力传感器8分别设置在错流过滤膜组件3和调压阀4之间。供料泵2的高低压保护措施，保证进水流量、压力稳定，防止错流过滤膜组件3由于异常高压受到损害；若压力传感器示数过大超过设定值，装置将报警停泵，操作人员检修是否供料泵2故障，管路生锈堵塞；若示数过小则报警检查是否膜组件进料阀301、膜组件出料阀302泄露，管路系统渗透。系统带超压保护自动功能，超过危险值自动停机，保证使用过程中人员、设备的安全。

2)水温检测模块：

温度传感器9设置在调压阀4和流量计5之间，监测全过程温度高低；若温度传感器示数过大超过设定值，装置报警，操作人员可在物料罐连接冷媒进出水降低温度；若超过30分钟温度传感器仍过大超过设定值，装置将报警停泵，操作人员停止设备运转，待温度降低至室温重新开启仪器；若温度传感器示数过小，操作人员设备可在物料罐连接热媒进出水升高温度。系统带超温保护自动功能，超过危险值自动停机，保证使用过程中物料、设备的安全。

3)储水量监测模块：

液位控制器10置于物料罐1底部，设有进料液无水保护报警，根据进料液液位的起伏变化，操作人员对外接进料阀101和外接回流料阀102进行开关操作；若物料罐1水位低于预警水位，操作人员打开外接进料阀101，进料液从外接进料口6进入系统，补充物料罐1原水，当水位达到最高水位，关闭外接进料阀101；若物料罐1水位过高，操作人员打开外接回流料阀102，进料液从外接回流口7排除系统，降低物料罐1水位至中间水位，关闭外接回流料阀102。

当一段时间内的物料罐1水量出现连续下降，大幅偏离中心线，甚至超出下警戒线，可判断为控制状态异常，装置停机报警，由操作人员检查各设备及膜材料是否破损，需要维护或更换，以及管路系统是否泄漏、渗透等；

4)水质监测模块：

电子天平11分别放置于烧杯304下部，用于测量透过液总水量；同时电子天平11处设有电导率仪，用于测定净水电导σ净水(单位：uS/cm)，并实时反馈到监控终端12绘制运行时间内储水量和电导率变化曲线以进行质量管理，进而监测装置和错流过滤膜组件3总水量和截盐率，同时向手机终端13(即手机APP)发送装置总水量和截盐率数据，为后续维护更换提供依据；若净水电导σ净水超过设定值，装置停机报警，操作人员检查各部位是否损坏，错流过滤膜组件密封圈是否损坏需要维修更换，以及膜片材料是否破损；若净水电导σ净水均达标，则收集三处数据；若净水电导σ净水两个达标，则关闭未达标一个错流过滤膜组件3对应膜组件进料阀301；若净水电导σ净水一个达标，则关闭未达标两个错流过滤膜组件3对应膜组件进料阀301。

综上，自动化监测系统可以对压力传感器、温度传感器、电导率仪、电子天平等各项数据进行记录，建立装置运行状态在线档案，对设备出现的故障进行早期预警并为后续维护提供维修依据。

对设备出现的故障进行早期预警，从而采取相应措施进行及时的维护保养，从而改善装置的运行状态，使系统的产水量、进出压差、出水水质处于稳定状态降低经济损失。

实施例3

实施例2的基础上，本发明还提供一种小型纳滤膜测试装置的测试及在线监测方法，该方法包括以下步骤：

S1、操作人员根据测试条件选择相应的纳滤膜固定于错流过滤膜组件3处，并检查设备供电及仪表盘是否正常；

S2、将进料液引入物料罐1中，并在液位控制器10感应到预设液位后利用处理器控制小型纳滤膜测试装置正常运行；

S3、利用预先构建的阀门开度预测模型输出与实时监测数据相对应的最佳阀门开度，并根据最佳阀门开度对调压阀4进行调节，使错流过滤膜组件3进水压力处于正常运行范围内；

其中，利用预先构建的阀门开度预测模型输出与实时监测数据相对应的最佳阀门开度，并根据最佳阀门开度对调压阀4进行调节包括以下步骤：

S31、收集调压阀4的历史运行数据并进行预处理(包括去除异常值、规范化等)，其中，运行数据包括进料液的压力、流量、温度等数据及调压阀的阀门开度；

S32、以进料液的压力、流量及温度作为输入层节点数，调压阀的阀门开度为输出层节点数构建BP神经网络阀门开度预测模型；

S33、利用改进的海鸥优化算法优化BP神经网络阀门开度预测模型的连接权重和阈值参数，并进行训练得到优化训练后的BP神经网络阀门开度预测模型；

具体的，利用改进的海鸥优化算法优化BP神经网络阀门开度预测模型的连接权重和阈值参数，并进行训练得到优化训练后的BP神经网络阀门开度预测模型包括以下步骤：

S331、将BP神经网络的初始连接权重和阈值编码为初始海鸥种群，初始化海鸥种群大小及预设迭代次数，并为每个海鸥指定一个初始位置，利用公式处理这些位置以防止位置重合；

S332、并使用BP神经网络阀门开度预测模型和海鸥的当前位置(即当前的模型参数)计算每个海鸥的适应度，选择适应度最高的海鸥作为当前迭代的最佳海鸥；

S333、根据适应度更新每个海鸥的位置，并使用Logistic映射对海鸥的位置(即模型参数)进行混沌迭代，迭代结束后将结果逆映射回原来的解空间，计算新的适应度值，若新解的适应度值优于旧解，则输出新解，否则保留旧解；

具体的，“新解”和“旧解”分别表示优化过程中的两个不同的参数状态。

新解：这是通过应用混沌优化(这里是Logistic映射)在当前迭代步骤得到的新的参数状态。它反映了在搜索空间中的一个新的可能点，这个点对应着一个新的模型参数设置(在这个情况下，是阀门开度预测模型的连接权重和阈值参数)。

旧解：这是在当前迭代步骤之前，已经存在的模型参数状态。它是上一次迭代步骤后得到的最佳参数设置。

在混沌优化步骤中，新解的生成是通过混沌映射函数在旧解的基础上进行迭代得到的。一旦生成新解，就会计算新解的适应度值(即该参数设置对应的预测模型的性能)。如果新解的适应度值优于旧解，那么新解将被接受并替换旧解，成为下一次迭代的基础；否则，旧解将被保留，用于下一次迭代。

S334、判断是否达到预设的迭代次数或者达到所需精度，若是，则输出最终的位置作为最佳的海鸥位置(即最优的模型参数)，若否，则返回S332；

S335、将最佳的海鸥位置解码为BP神经网络阀门开度预测模型的连接权重和阈值参数，并使用该参数对模型进行训练，直到满足预设的训练要求，得到优化训练后的BP神经网络阀门开度预测模型。

S34、获取进料液的压力、流量及温度的实时数据，并利用优化训练后的BP神经网络阀门开度预测模型输出与实时数据相对应的最佳阀门开度；

S35、根据最佳阀门开度生成控制信号，并发送控制信号至调压阀门执行机构实现对调压阀4的开度调节。

S4、控制进料液依次通过错流过滤膜组件3输入端的压力传感器8、错流过滤膜组件3、错流过滤膜组件3第一输出端的压力传感器8后重新进入物料罐1，透过液通过透过液出口303进入物料罐1，待运行压力、流速稳定时，使水流达到分布均匀，流速均匀，即可进行测试流程；

S5、装置平稳运行后，分别将三个透过液出口303连接对应的烧杯304，并开启监控终端12记录运行时间与水质数据；

S6、将经过错流过滤膜组件3处理后的浓水重新回流至物料罐1，净水根据电子天平11处的电导率仪检测示数，判断错流过滤膜组件3是否正常工作；

S7、利用电子天平11及电导率仪收集5-10分钟的水质数据，并根据仪器仪表盘上的压力感应器表示数和温度表示数进行监控；

具体的，上述步骤中的仪器仪表盘为与压力传感器相连的显示装置，也可直接表示为压力传感器，压力传感器表示数为实时压力示数，温度表示数为实时温度示数，这些示数是由压力传感器和温度传感器直接测量可得。

此外，S7后面的监控预设时间内的水质数据，主要是为了简单观察测试膜片是否达到基础要求。例：一般半小时收集净水质量应达100g以上，若无法达到该要求可直接停止测试。

S8、根据收集的透过液数据分析纳滤膜的分离性能；

其中，根据收集的透过液数据分析纳滤膜的分离性能包括：

当使用的纳滤膜为相同材料时，分析对比三组10分钟以内的数据是否一致及误差大小，在误差小于预设误差阈值(误差较小)时，则继续测量一定时间内的数据，同时计算错流过滤膜组件3的瞬时产水量、总水量和截盐分离性能，在误差大于预设误差阈值(误差较大)时，可选择关闭误差大于预设误差阈值的错流过滤膜组件3相应的透过液出口303，随后继续测量一定时间内的数据；

当使用的纳滤膜为不同材料时，分析对比三组10分钟以内的数据是否稳定，在数据稳定后，继续测量一定时间内的数据，同时计算错流过滤膜组件3的瞬时产水量、总水量和截盐分离性能，分析对比不同纳滤膜的分离性能。

具体的，错流过滤膜组件在时间t内总水量的计算公式为：

错流过滤膜组件在时间t内截盐率的计算公式为：

式中，m

S9、测试流程结束后打开放料阀103，将各类可使用水质清空，关闭放料阀103，向物料罐1内加入预设水位纯水清洗仪器，重新打开放料阀103并将清洗水全部清空，关闭供料泵2，观察仪器内既无苦咸水也无制备完成的纯水与清洗水时关闭测试装置。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明通过将物料罐中的进料液分别通入三个错流过滤膜组件，分别收集一定时间内样品池内透过液的瞬时重量和电导率，保证不同性能测试的一致性与性能指标测试一致性。

此外，本发明可以通过改变装置测试过程中的压力、进料液浓度和类型和测试时间，实现同时对不同纳滤膜材料进行测试，即采用纳滤膜、超滤膜或反渗透膜可以实现减少误差或对比分析性能的效果，利用监测方法可实时观测膜材料的性能指标，提高测试效率。

此外，本发明可以通过在线监测水温、水压与测试效果，利用监控终端实时计算透过液的总重量和截盐率，便于时刻监测和后期维护。本发明的设计可以用于纳滤膜的性能测试，即利用三组平行错流过滤膜组件，过滤所得透过液收集重量与电导率。

此外，本发明设计了用于实时监测装置淡化分离性能和系统运转情况的自动化监测系统，可以对压力传感器、温度传感器、电导率仪、电子天平等各项数据进行记录，从而可以对设备出现的故障进行早期预警并为后续维护提供维修依据。

此外，本发明装置小型且可移动，设备简单，错流过滤膜组件面积小压力分布均匀，适用于不同实验室长期使用，可通过过程中关闭阀门节省能源，简单高效。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。