一种反渗透膜片全性能测试平台及测试方法
文献发布时间:2024-04-18 19:52:40
技术领域
本发明涉及海水淡化反渗透膜测试技术领域,具体涉及一种反渗透膜片全性能测试平台及测试方法。
背景技术
目前国产海水淡化反渗透膜片与进口知名品牌相比,初期脱盐率基本达到进口知名品牌相同水平,但长期使用中,水通量、脱盐率与进口知名品牌相比下降明显,水质稳定达标率与进口膜片相比偏低。究其原因,一方面海水淡化反渗透膜片的制备工艺尚不成熟,另一方面海水淡化反渗透膜的检测技术还不完善。
就现有的海水淡化反渗透膜检测技术中,检测结果可能的准确度较差:一方面在海水淡化反渗透膜片性能测试装置没有真空气检功能,从而无法检测膜片安装是否合格,则后续对反渗透膜的检测结果的准确性无法判断;其次是,由于海水淡化反渗透膜片性能测试压力超过5Mpa,目前在同一测试台很少能实现对反渗透膜耐压性能和其他性能的检测,而反渗透膜的二次安装会给膜片带来损伤,导致测试结果不准确,难以准确评价膜片性能。
发明内容
本发明针对现有技术中的问题,公开了一种反渗透膜片全性能测试平台,本发明的反渗透膜片全性能测试平台能提高反渗透膜片测试结果准确性。一方面增加了真空气检功能,能更为准确的判断检测时膜片安装是否合格,为反渗透膜片全性能测试做好基础;另一方面能实现在同一测试台对反渗透膜的耐压性能和其他性能的检测,从而解决了检测过程因为反渗透膜片二次安装可能会测试结果不准确的技术难点。并且,本发明中的海水淡化反渗透膜片全性能测试平台可满足不同耐压能力的反渗透膜片的耐压测试。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明提供的一种反渗透膜片全性能测试平台,所述测试平台包括水箱、泵组、真空泵、膜片测试台、光检仪;
所述水箱与泵组通过泵组进水管路连接;所述泵组与膜片测试台通过膜片进水管路连接;所述泵组与膜片测试台连接的膜片进水管路设置有支路回流管路连接水箱;
所述膜片测试台通过膜片浓水管路和产水管路与水箱连接;
所述膜片测试台通过膜片测试台的背侧与光检仪直接连接,光检仪提供膜片测试台测试光源用于进行膜片表观缺陷测试评价;
所述膜片测试台的背侧为紧邻与膜片测试台连接膜片进水管的一侧;
所述膜片测试台通过气检管路与真空泵连接,真空泵提供膜片测试台真空环境用于测试膜片结构缺陷;
所述泵组一端获得水箱中的测试水,泵组的另一端将获得的测试水一部分回流水箱中,另一部分直接流入膜片测试台中用于反渗透膜片耐压测试;测试后分别经膜片浓水管路和产水管路进入水箱。
本发明的上述设计,本发明的反渗透膜片全性能测试平台,可以对膜片测试台提供真空的环境,用于检测反渗透膜片的结构的缺陷,为进一步反渗透膜片的耐压性能和表观缺陷测试奠定基础。本发明的测试平台实现了同一测试平台实现对反渗透膜耐压性能和其他性能等的测试,从而克服了因为需要对反渗透膜片耐压性能测试二次安装对膜片造成的损伤。本发明的测试平台可以通过泵组提供给测试水一定的压力,再进一步通过调控回流水箱、流入膜片测试台的水流配比和从膜片测试台分别通过膜片浓水管路、产水管路流入水箱的水流配比,从而对膜片测试台内对不同膜片产水性能的测试和同一膜片的不同测试压力环境下的产水性能的测试,并且还可以实现对反渗透膜片在性能测试过程中的测试环境中的压力的稳定。
作为进一步方案,所述泵组包括进水泵和高压泵;所述泵组回流管路包括进水泵回流管路和高压泵回流管路;所述泵组进水管路包括进水泵进水管路和高压泵进水管路;
所述进水泵通过进水泵进水管路连接水箱;
所述进水泵通过高压泵进水管路连接高压泵;所述进水泵与高压泵连接的高压泵进水管路设置有支路进水泵回流管路连接水箱;
所述高压泵与膜片测试台通过膜片进水管路连接;所述高压泵与膜片测试台连接的膜片进水管路设置有支路高压泵回流管路连接水箱;
所述水箱流入进水泵中的测试水,一部分由高压泵进水管流入高压泵,另一部分由进水泵回流管路回流水箱;所述进水泵流入高压泵中的测试水,一部分由膜片进水管路流入膜片测试台,另一部分由支路高压泵回流管路回流水箱。
本发明中通过控制流入进水泵回流管路和流入高压泵进水管路的水流量,从而控制流入高压泵的水流量,是高压泵进一步向膜片测试台中提供具有一定压力测试水的基础;高压泵提供给高压泵中的测试水一定的水压,然后再通过控制流入膜片进水管路和流入高压泵回流管路的水流量,从而控制流入膜片测试台中的测试水的水压。在此基础上,通过进水泵回流管路、高压泵回流管路与高压泵进水管路、膜片进水管路之间的配合,从而实现不同水压下的测试水稳定的进入膜片测试台,从而为膜片的耐压性能的测试提供前提基础;并且也可以保证,在耐压性能测试过程中,进入膜片测试台的水压处于一个稳定的状态,从而提高反渗透膜耐压性能测试结果的准确性。
作为进一步方案,所述测试平台还包括温度控制装置,所述温度控制装置与水箱通过温控循环管路连接。水箱内的测试用水经循环管路进入温度控制装置内,通过冷热交换,实现水箱在0℃-60℃升温和降温功能。当水箱内的测试温度过低时,温度控制装置根据设定温度,启动升温程序,通过温控循环管路加热水箱内测试水;当水箱内测试水温度过高时,温度控制装置根据设定温度,启动降温程序,通过温控循环管路为水箱内测试水降温,保证测试水温度达到要求。
作为进一步方案,所述膜片测试台包括内侧耐压高透玻璃、密封圈、第一格网、第二格网、测试膜片、外侧耐压高透玻璃;所述外侧耐压高透玻璃的上端和下端均设置有固定螺栓,所述内侧耐压高透玻璃的上端和下端均设置有与外侧耐压高透玻璃的固定螺栓连接固定的固定螺栓孔;所述内侧耐压高透玻璃和外侧耐压高透玻璃的内侧均设置有密封圈凹槽,内侧耐压高透玻璃的密封圈凹槽与外侧耐压高透玻璃的密封圈凹槽相对设置;第一格网和第二格网之间可放置测试膜片,所述第一网格设置于测试膜片和内侧耐压高透玻璃之间,所述第二网格设置于测试膜片和外侧耐压高透玻璃之间,所述密封圈设置于内侧耐压高透玻璃和外侧耐压高透玻璃的密封圈凹槽内;所示内侧耐压高透玻璃与外侧耐压高透玻璃通过固定螺栓连接固定后形成密闭腔体,其中在测试膜片和内侧耐压高透玻璃之间会形成内侧进水凹槽,测试膜片和外侧耐压高透玻璃之间会形成外侧产水凹槽;所述内层耐压高透玻璃和外侧耐压高透玻璃的下端为紧邻与膜片测试台连接膜片进水管路的一端;所述内层耐压高透玻璃和外侧耐压高透玻璃的上端为远离与膜片测试台连接膜片进水管路的一端。密封圈有利于使的内侧耐压高透玻璃和外侧耐压高透玻璃形成密闭腔体时的密封性,有利于反渗透膜的耐压性能的测试;水箱中测试水进入膜片测试台中的内侧进水凹槽内,测试水通过测试膜片,在膜片测试台中的外侧产水凹槽形成淡水的同时在膜片测试台的内侧进水凹槽内形成浓水,从而实现了反渗透膜的耐压性能和产水性能的测试。
作为进一步方案,所述内侧进水凹槽的下端设置有膜片进水口;所述内侧进水凹槽的上端设置有第一膜片浓水出口;所述内侧耐压高透玻璃的上端的顶部设置有第二膜片浓水出口;所述第一膜片浓水出口紧邻第二膜片浓水出口;所述外侧产水凹槽的上端设施有第一膜片产水出口;所述外侧耐压高透玻璃的上端的顶部设置有第二膜片产水出口;所述第一膜片产水出口紧邻第二膜片产水出口;所述膜片进水口与膜片进水管路连接,所述第二膜片浓水出口与膜片浓水管路连接,所述第二膜片产水出口与产水管路连接,所述产水管路上设置有支路气检管路,所述气检管路连接真空泵;所述内侧进水凹槽的下端和外侧产水凹槽的下端均为紧邻与膜片测试台连接膜片进水管路的一端;所述内侧进水凹槽的上端和外侧产水凹槽的上端均为远离与膜片测试台连接膜片进水管路的一端;所述膜片进水口与第一膜片浓水出口处于斜对角位置。本发明中进水方式采用下进上出首先可以更好的排出膜片测试台中进水端的气体,使的膜片测试台中的气体通过第一膜片产水口到第二膜片产水口,最后通过产生管路上的支路气检管路排出膜片测试台,从而为反渗透膜的耐压性能的检测铺设基础。在对反渗透膜耐压性能的测试过程中,测试水从膜片进水口进入膜片测试台中,在内侧进水凹槽内的测试水通过反渗透膜形成淡水进入外侧产水凹槽,外侧产水凹槽内的淡水经第一膜片产水口流向第二膜片产水口,然后经产水管路流入水箱中;而进水凹槽内剩余的浓水经第一膜片浓水出水口流向第二膜片浓水出水口,然后经膜片浓水管路流入水箱中;本发明上述之间的设置,有利于通过控制膜片测试台的进水流量、产水流量和浓水流量,更加细致的通过控制水流量的进而控制在不同压力测试环境下对膜片耐压性能的进行测试,同时配合进水泵回流管路和高压泵回流管路,使的反渗透膜的耐压性能的测试环境处于平稳状态,提高了测试结果的准确性。
作为进一步方案,所述测试平台还包括平台支架,所述平台支架用于支撑光检仪、真空泵、进水泵、高压泵、水箱、温度控制装置、膜片测试台和记录控制系统。
作为进一步方案,所述水箱包括搅拌装置、加料口,所述搅拌装置和加料口设置在水箱的顶部。通过加料口加入无机盐,获得测试水;搅拌装置用于搅拌加速溶解,以保证在进行测试膜片耐温、耐酸碱性能时,保持测试水均一状态,有利于提高测试结果的准确性。
作为进一步方案,所述测试平台还包括记录控制系统和触摸屏,所述记录控制系统与触摸屏连接,触摸屏用于显示记录控制系统反馈的数据和直接控制记录控制系统。
作为进一步方案,所述水箱上还设置有温度传感器、电导率传感器、液位传感器、pH值传感器。用于获得水箱中测试水的的温度参数、电导率参数、液位参数和pH值参数。
作为更进一步方案,所述记录控制系统分别与温度传感器、电导率传感器、液位传感器、pH值传感器连接;所述温度传感器、电导率传感器、液位传感器、pH值传感器分别获得测试水的温度值、电导率值、液位值和pH值,并将测试水的数据传输至记录控制系统进行记录和分析,并将最后结果通过触摸屏显示。
作为进一步方案,所述膜片进水管路上包括膜片进水流量、压力探头;所述产水管路上包括产水流量、压力、电导率探头;所述膜片浓水管路包括浓水流量、压力、电导率探头;所述进水流量、压力探头设置于膜片测试台的外部紧邻膜片进水管路与膜片测试台连接处;所述产水流量、压力、电导率探头设置于膜片测试台的外部紧邻产水管路与膜片测试台连接处;所述膜片浓水管路包括浓水流量、压力、电导率探头设置于膜片测试台的外部紧邻膜片浓水管路与膜片测试台连接处。探头用于收集和反应流进和流出膜片测试台中的测试水的水流量、水压;流出测试台的淡水和浓水的水流量和水压,以此来反应膜片测试台内反渗透膜的耐压性能测试时环境中的压力大小。
作为更进一步方案,所述记录控制系统分别与进水流量、压力探头,产水流量、压力、电导率探头,浓水流量、压力、电导率探头连接;所述记录控制系统进行记录和分析所述进水流量、压力探头,产水流量、压力、电导率探头,浓水流量、压力、电导率探头获得的水压力值和水电导率值,记录控制系统并将最后结果通过触摸屏显示。
作为进一步方案,所述记录控制系统还和真空泵、光检仪、温度控制装置连接;所述触摸屏控制记录控制系统,进而控制真空泵、光检仪和温度控制装置的开启和关闭。
作为进一步方案,所述膜片浓水管路还包括浓水调节阀,所述膜片进水管路还包括膜片进水阀门,所述产水管路还包括产水管路阀门;所述进水泵回流管路还包括进水泵出水回流阀门;所述高压泵回流管路还包括高压泵出水回流阀门。通过同时调节浓水调节阀、膜片进水阀门、产水管路阀门、进水泵出水回流阀门和高压泵出水回流阀门,可以调控反渗透膜在膜片测试台中耐压性能测试时的环境的压力,并保证进入膜片测试台的压力达到测试要求且在测试过程中压力处于稳定状态,从而实现对反渗透膜不同耐压性能的测试的基础上,提高测试结果的准确性。
作为进一步方案,所述气检管路包括气检管路阀门。
作为进一步方案,所述记录控制系统还和浓水调节阀、膜片进水阀门、产水管路阀门、进水泵出水回流阀门、高压泵出水回流阀门和气检管路阀门连接;所述触摸屏控制记录控制系统,进而控制浓水调节阀、膜片进水阀门、产水管路阀门、进水泵出水回流阀门、高压泵出水回流阀门和气检管路阀门的开启和关闭。
作为进一步方案,所述内侧耐压高透玻璃与外侧耐压高透玻璃具有10Mpa的耐压性能。
本发明还提供了利用所述反渗透膜片全性能测试平台对反渗透膜性能测试的方法,所述方法包括水箱中的测试水流入泵组,流入泵组中的测试水一部分回流至水箱,另一部分流向膜片测试台;流入膜片测试台中的测试水用于反渗透膜的耐压性测试,反渗透膜耐压性能测试完成后在膜片测试台内生成淡水和浓水,分别通过产水管路和膜片浓水管路流入水箱;
抽取膜片测试台中的空气,为膜片测试台中反渗透膜气检的提供真空环境;
为膜片测试台提供测试光源,用于反渗透膜表观缺陷测试。
本发明方法实现了在同一测试平台对反渗透膜的全性能的测试,使用首先将膜片测试台中的空气抽除,获得真空的测试环境,给反渗透膜进行气检,为进一步进行反渗透膜耐压性能测试、和表观缺陷测试的基础做好准备工作,气检检测反渗透膜是否有结构缺陷,有利于提高反渗透膜其他性能测试结果的准确性。在膜片测试平台提供测试光源,从而可以对反渗透膜的表观缺陷测试,观察反渗透膜表面有无划痕、气泡、污点等缺陷。泵组能提供给测试水的一定的水压,在此基础上通过调控泵组流入膜片测试台中测试水的流量、泵组回流入水箱中测试水的流量、产水管路中淡水的水流量和膜片浓水管路中浓水的水流量,一方面可以实现膜片测试台环境中可以选择和控制不同的压力测试环境,另一方面,可以实现反渗透膜在耐压性能测试过程中,膜片测试台环境中压力的稳定,从而更有利于获得更为准确的检测结果。
作为进一步方案,所述水箱中的测试水流流入泵组的方法包括水箱中的测试水流入进水泵,流入进水泵的测试水一部分流入高压泵,另一部分流回水箱;流入高压泵的测试水一部分流入膜片测试台,另一部分流回水箱。通过调控进水泵流入高压泵的测试水的流量和进水泵回流水箱中的测试水的流量,能为高压泵进一步提供给膜片测试台的测试水一定的水压铺垫;高压泵能提供高压泵中的测试水一定的水压,并且控制高压泵流入膜片测试台的测试水的流量和高压泵回流水箱的测试水的流量,从而实现给膜片测试台中反渗透膜耐压性能的测试提供压力源;而进水泵流入高压泵的测试水水流量、进水泵回流水箱中的测试水水流量、高压泵流入膜片测试台的测试水水流量、高压泵回流水箱中的测试水水流量之间的相互配合,还有利于提供给膜片测试台持续稳定的测试压力,使的最终的测试结果更为准确。
作为进一步方案,所述进水泵流入高压泵的测试水的水流量为500L/h-800L/h,所述进水泵回流水箱的测试水的水流量为300L/h-400L/h;所述高压泵流入膜片测试台的测试水的水流量为220L/h-350L/h,所述高压泵回流水箱的测试水的水流量为280L/h-450L/h;所述产水水管路的淡水的水流量为10L/h-155L/h;所述膜片浓水管路的浓水的水流量为160L/h-325L/h;所述膜片测试台的厚度11cm-13cm;所述高压泵的泵压为5Mpa-6Mpa;所述膜片测试台的厚度为内侧进水凹槽的平面与外侧出水凹槽的平面之间的距离。本发明通过调控上述的参数,从而实现膜片测试台的不同的压力测试环境,还可以有利于在反渗透膜耐压测试过程中测试环境中压力的稳定性,从而提高测试的结果的准确性。当调控的参数在此范围,可以使的进水管路的水压在5Mpa-6Mpa,膜片浓水管路的水压在5Mpa-6Mpa,膜片测试台的测试环境的压力稳定在5Mpa-6Mpa,并实现对反渗透膜在稳定的测试压力环境下,实现对反渗透膜的回收率、脱盐率等性能的测试。
本发明的特点和有益效果为:
本发明采用耐高压的高透玻璃作为膜片测试台,同时设计了辅助气检单元,无需二次拆装即可完成膜片缺陷以及性能测试,可测试的性能参数包括反渗透膜片的表观缺陷、结构缺陷、全寿命周期下耐压性、耐酸碱性、耐高低温性、水通量、脱盐率、耐污染以及污染后的清洗恢复率等,极大的减少测试过程中人为干预,强化测试结果准确性,具体包括以下作用:
(1)膜片测试台采用耐高压的高透玻璃制备而成,具有优异的透光性与耐压性,具备光检台、气检台以及水检台的功能,可以同时完整评价膜片的表观缺陷、结构完整性以及全寿命下的性能,更好的评价膜片制备水平。
(2)进出水的压力、温度、pH值、流量、电导率采用在线检测的方式进行,测试数据在控制系统界面同时显示输出,根据时间设定值可以分时段进行数据记录与处理。
(3)本发明的测试平台可以实现在不同压力测试环境下对反渗透膜的耐压性能的测试。
(4)针对不同水通量的膜片,设计双回流系统,通过回流阀门的开度可以控制进入高压泵以及膜片测试台的流量,满足待测试膜片的流量需求,保证测试结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见的,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附图。
图1为本发明提供的反渗透膜片全性能测试平台的意图。
图2为本发明提供的反渗透膜片全性能测试平台的背面示意图。
图3为本发明提供的反渗透膜片全性能测试平台的侧面示意图。
图4为本发明提供的反渗透膜片全性能测试平台的膜片测试台的结构示意图。
图5为本发明提供的反渗透膜片全性能测试平台的膜片测试台的外侧耐压高透玻璃示意图。
图6为本发明提供的反渗透膜片全性能测试平台的泵组的结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1-水箱;2-搅拌装置;3-加料口;4-温度控制装置;5-进水泵;6-高压泵;7-真空泵;8-记录控制系统;9-触摸屏;10-膜片测试台;11-光检仪;12-平台支架;13-进水泵进水管路;14-进水泵回流管路;15-高压泵进水管路;16-高压泵回流管路;17-膜片进水管路;18-膜片进水流量、压力探头组;19-膜片进水阀门;20-膜片浓水管路;21-浓水调节阀;22-浓水流量、压力、电导率探头组;23-产水管路;24-产水流量、压力、电导率探头组;25-产水管路阀门;26-气检管路;27-气检管路阀门;28-温控循环管路;29-进水泵出水回流阀门;30-高压泵出水回流阀门;31-泵组。
101-内侧耐压高透玻璃;102-内侧进水凹槽;103-密封圈;104-第一格网;105-测试膜片;106-外侧耐压高透玻璃;107-外侧产水凹槽;108-膜片进水口;109-第一膜片浓水出口;110-第一膜片产水出口;111-固定螺栓;112-第二格网;113-第二膜片浓水出口;114-第二膜片产水出口;115-固定螺栓孔;116-密封圈凹槽。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述,给出了本发明的较佳实施例。但应当理解为这些实施例仅是用于更详细说明之用,而不应理解为用以任何形式限制本发明,即并不意于限制本发明的保护范围;诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来,而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
我们从提供的图1-图5中可以获得反渗透膜片全性能测试平台的结构。在反渗透膜片全性能测试平台中,主要包括水箱1、进水泵5、高压泵6、真空泵7、记录控制系统8、触摸屏9、膜片测试台10、光检仪11、平台支架12。其中,进水泵5通过进水泵进水管路13连接水箱1;进水泵5通过高压泵进水管路15连接高压泵6;进水泵5与高压泵6连接的高压泵进水管路15设置有支路进水泵回流管路14连接水箱1;高压泵6与膜片测试台10通过膜片进水管路17连接;高压泵6与膜片测试台10连接的膜片进水管路17设置有支路高压泵回流管路16连接水箱1。当水箱1流入进水泵1中的测试水,一部分由高压泵进水管15流入高压泵6,另一部分由进水泵回流管路14回流水箱1;进水泵流入高压泵6中的测试水,高压泵6能提供5Mpa-6Mpa的泵压将一部分测试水由膜片进水管路17流入膜片测试台10,另一部分由支路高压泵回流管路16回流水箱1。通过控制流入进水泵回流管路14和流入高压泵进水管路15的水流量,从而控制流入高压泵6的水流量;在此基础上,高压泵6能提供给流入膜片测试台中10的测试水的一定水压,然后再通过控制流入膜片进水管路17和流入高压泵回流管路16的水流量,从而控制流入膜片测试台10的水压,使的膜片测试台10具有一定压力环境。通过进水泵回流管路14、高压泵回流管路16与高压泵进水管路15、膜片进水管路17之间的配合,从而实现具有不同水压的测试水稳定的进入膜片测台10,从而为膜片的耐压性能的测试提供前提基础;并且也可以保证,在耐压性能测试过程中,进入膜片测试台10的水压处于一个稳定的状态,从而提高反渗透膜耐压性能测试结果的准确性。膜片测试台10还通过膜片浓水管路20和产水管路23与水箱1连接。流入膜片测试台10的测试水用于反渗透膜片耐压测试,测试水测试后形成淡水和浓水,分别经膜片浓水管路20和产水管路23进入水箱1。与膜片测试台10连接的膜片浓水管路20中的浓水流量与产水管路23中的淡水流量,能进一步与膜片进水管路17中的测试水的流量相互配合,可以促使膜片测试环境的稳定性以及对测试环境中压力的选择。
膜片测试台10通过气检管路26与真空泵7连接,真空泵7提供膜片测试台10真空环境用于测试膜片结构缺陷;膜片测试台10通过膜片测试台10的背侧与光检仪11直接连接,光检仪11提供膜片测试台10测试光源用于进行膜片表观缺陷测试评价,其中膜片测试台10的背侧为紧邻与膜片测试台10连接膜片进水管17的一侧。本发明的反渗透膜片全性能测试平台,可以对膜片测试台10提供真空的环境,用于检测反渗透膜片的结构的缺陷,为进一步反渗透膜片的耐压性能和表观缺陷测试奠定基础。
在测试平台中还包括温度控制装置4,温度控制装置4与水箱1通过温控循环管路28连接。水箱1内的测试用水经温控循环管路28进入温度控制装置4内,通过冷热交换,实现水箱在0℃-60℃升温和降温功能。当水箱1内的测试温度过低时,温度控制装置4根据设定温度,启动升温程序,通过温控循环管路28加热水箱1内测试水;当水箱1内测试水温度过高时,温度控制装置4根据设定温度,启动降温程序,通过温控循环管路28为水箱1内测试水降温,保证测试水温度达到要求。测试平台还包括平台支架12,平台支架12用于支撑光检仪11、真空泵7、进水泵5、高压泵6、水箱1、温度控制装置4、膜片测试台10和记录控制系统8。
水箱1包括搅拌装置2、加料口3,搅拌装置2和加料口3设置在水箱1的顶部。通过加料口3加入无机盐,获得测试水;搅拌装置2用于搅拌加速溶解,以保证在进行测试膜片耐温、耐酸碱性能时,保持测试水均一状态,有利于提高测试结果的准确性。
膜片测试台10包括内侧耐压高透玻璃101、密封圈103、第一格网104、第二格网112、测试膜片105、外侧耐压高透玻璃106;外侧耐压高透玻璃106的上端和下端均设置有固定螺栓111,内侧耐压高透玻璃101的上端和下端均设置有与外侧耐压高透玻璃106的固定螺栓111连接固定的固定螺栓孔115;内侧耐压高透玻璃101和外侧耐压高透玻璃106的内侧均设置有密封圈凹槽116,内侧耐压高透玻璃101的密封圈凹槽116与外侧耐压高透玻璃106的密封圈凹槽116相对设置;第一格网104和第二格网112之间可放置测试膜片105,第一网格104设置于测试膜片105和内侧耐压高透玻璃101之间,第二网格112设置于测试膜片105和外侧耐压高透玻璃106之间,密封圈103设置于内侧耐压高透玻璃101和外侧耐压高透玻璃106的密封圈凹槽116内;内侧耐压高透玻璃101与外侧耐压高透玻璃106通过固定螺栓111连接固定后形成密闭腔体,其中在测试膜片105和内侧耐压高透玻璃101之间会形成内侧进水凹槽102,测试膜片105和外侧耐压高透玻璃106之间会形成外侧产水凹槽107;内侧耐压高透玻璃101和外侧耐压高透玻璃106的下端为紧邻与膜片测试台10连接膜片进水管路17的一端;内侧耐压高透玻璃101和外侧耐压高透玻璃106的上端为远离与膜片测试台10连接膜片进水管路17的一端。为了反渗透膜耐压性能的测定,内侧耐压高透玻璃101与外侧耐压高透玻璃106具有10Mpa的耐压性能;密封圈103有利于使的内侧耐压高透玻璃101和外侧耐压高透玻璃106形成密闭腔体的密封性,有利于反渗透膜的耐压性能的测试;水箱1中测试水进入膜片测试台中10的内侧进水凹槽102内,测试水通过测试膜片105,在膜片测试台中10的外侧产水凹槽107形成淡水的同时在膜片测试台10的内侧进水凹槽102内形成浓水,从而实现了反渗透膜的耐压性能的测试。进一步设计,内侧进水凹槽102的下端设置有膜片进水口108;内侧进水凹槽102的上端设置有第一膜片浓水出口109;内侧耐压高透玻璃101的上端的顶部设置有第二膜片浓水出口113;第一膜片浓水出口109紧邻第二膜片浓水出口113;外侧产水凹槽102的上端设施有第一膜片产水出口110;外侧耐压高透玻璃106的上端的顶部设置有第二膜片产水出口114;第一膜片产水出口110紧邻第二膜片产水出口114;膜片进水口108与膜片进水管路17连接,第二膜片浓水出口113与膜片浓水管路20连接,第二膜片产水出口114与产水管路23连接,产水管路23上设置有支路气检管路27,气检管路27连接真空泵7;内侧进水凹槽102的下端和外侧产水凹槽107的下端均为紧邻与膜片测试台10连接膜片进水管路17的一端;内侧进水凹槽102的上端和外侧产水凹槽107的上端均为远离与膜片测试台10连接膜片进水管路17的一端;所述膜片进水口108与第一膜片浓水出口109处于斜对角位置。本发明中进水方式采用下进上出首先可以更好的排出膜片测试台10中进水端的气体,使的膜片测试台10中的气体通过第一膜片产水口110到第二膜片产水口114,最后通过产生管路上的支路气检管路26排出膜片测试台10,从而为反渗透膜的耐压性能的检测铺设基础。在对反渗透膜耐压性能的测试过程中,测试水从膜片进水口109进入膜片测试台10中,在内侧进水凹槽内102的测试水通过反渗透膜形成淡水进入外侧产水凹槽107,外侧产水凹槽107内的淡水经第一膜片产水口110流向第二膜片产水口114,然后经产水管路23流入水箱1中;而内侧进水凹槽102内剩余的浓水经第一膜片浓水出水口109流向第二膜片浓水出水口113,然后经膜片浓水管路20流入水箱1中;本发明上述之间的设置,有利于控制进水流量、产水流量和浓水流量,更加细致的通过控制水流量的进而控制膜片的耐压性能的测试环境的压力的选择,同时配合进水泵回流管路和高压泵回流管路,使的反渗透膜的耐压性能的测试环境处于平稳状态,提高了测试结果的准确性。
水箱1上还设置有温度传感器、电导率传感器、液位传感器、pH值传感器。用于获得水箱1中测试水的的温度参数、电导率参数、液位参数和pH值参数。膜片进水管路17上包括膜片进水流量、压力探头18;产水管路23上包括产水流量、压力、电导率探头24;膜片浓水管路20包括浓水流量、压力、电导率探头22;进水流量、压力探头18设置于膜片测试台10的外部紧邻膜片进水管路17与膜片测试台10连接处;产水流量、压力、电导率探头24设置于膜片测试台10的外部紧邻产水管路23与膜片测试台10连接处;膜片浓水管路20包括浓水流量、压力、电导率探头22设置于膜片测试台10的外部紧邻膜片浓水管路20与膜片测试台10连接处。探头用于收集和反映流进和流出膜片测试台中的测试水的水流量、水压;流出测试台的淡水和浓水的水流量和水压,以此来判断膜片测试台内反渗透膜的耐压性能承受的压力大小。
测试平台还包括记录控制系统8和触摸屏9,记录控制系统8与触摸屏9连接,触摸屏9用于显示记录控制系统8反馈的数据和直接控制记录控制系统8。记录控制系统8分别与温度传感器、电导率传感器、液位传感器、pH值传感器连接;温度传感器、电导率传感器、液位传感器、pH值传感器分别获得测试水的温度值、电导率值、液位值和pH值,并将测试水的数据传输至记录控制系统8进行记录和分析,并将最后结果通过触摸屏9显示。记录控制系统8还分别与进水流量、压力探头18、产水流量、压力、电导率探头24、浓水流量、压力、电导率探头22连接;记录控制系统8进行记录和分析所述进水流量、压力探头18、产水流量、压力、电导率探头24、浓水流量、压力、电导率探头22获得的水压力值和水电导率值,记录控制系统8并将最后结果通过触摸屏9显示。记录控制系统8还和真空泵7、光检仪11、温度控制装置连接;触摸屏9控制记录控制系统8,进而控制真空泵、光检仪和温度控制装置的开启和关闭。
膜片浓水管路20还包括浓水调节阀21,膜片进水管路17还包括膜片进水阀门19,产水管路23还包括产水管路阀门25;进水泵回流管路14还包括进水泵出水回流阀门29;高压泵回流管路16还包括高压泵出水回流阀门30。通过同时调节浓水调节阀21、膜片进水阀门19、产水管路阀门25、进水泵出水回流阀门29和高压泵出水回流阀门30,从而控制测试水流量、淡水流量以及浓水的流量,进而可以调控膜片测试台的压力,并保证进入膜片测试台的压力达到测试要求且在测试过程中压力处于稳定状态,从而实现对反渗透膜不同耐压性能的测试的基础上,提高测试结果的准确性。气检管路26包括气检管路阀门27。记录控制系统8还和浓水调节阀21、膜片进水阀门19、产水管路阀门25、进水泵出水回流阀门、高压泵出水回流阀门和气检管路阀门27连接;触摸屏9控制记录控制系统8,进而控制浓水调节阀21、膜片进水阀门19、产水管路阀门25、进水泵出水回流阀门、高压泵出水回流阀门和气检管路阀门27的开启和关闭。
在本发明提供的图6中:水箱1与泵组通过泵组进水管路连接;泵组与膜片测试台10通过膜片进水管路17连接;泵组与膜片测试台10连接的膜片进水管路17设置有支路回流管路连接水箱1。其中,泵组包括进水泵5和高压泵6;泵组回流管路包括进水泵回流管路14和高压泵回流管路16;泵组进水管路包括进水泵进水管路13和高压泵进水管路15。
本发明还提供了在测试平台对反渗透膜进行全性能测试的方法:
(1)反渗透膜表观缺陷测试:将测试膜片105置于第一网格和第二网格之间,测试膜片105的分离层面向内侧耐压高透玻璃,将测试膜片105在膜片测试台上进行安装,通过触摸屏9控制记录控制系统8,打开光检仪11,通过目测检验膜片表面有无划痕、气泡、污点等缺陷,评价膜片表观完整性,完成反渗透膜表观缺陷测试。
(2)反渗透膜气检测试:通过触摸屏9控制记录控制系统8,关闭膜片进水阀门、浓水调节阀、产水管路阀门,打开气检管路阀门,随后打开真空泵,测试反渗透膜在设定真空度下的保压时间,数据传输至记录控制系统,表征膜片有结构无缺陷,关闭真空泵和气检管路阀门,完成反渗透膜气检测试。
(3)反渗透膜水检测试:
步骤1:通过加料口3向水箱1中加入纯水与测试用无机盐并通过温度控制装置加热测试水,并一直使用搅拌装置一直搅拌,使得水箱1内的测试用水电导率达到测试要求,温度传感器、电导率传感器、液位传感器、pH值传感器分别获得测试水的温度值、电导率值、液位值和pH值,并将测试水的数据传输至记录控制系统8进行记录和分析,记录控制系统控制温度控制装置自动调节水温至测试值;
步骤2:启动进水泵、高压泵,调节进水泵出水回流阀门和高压泵出水回流阀门的开度,保证进入膜片测试平台的进水流量稳定,调节浓水调节阀、产水管路阀门的开度,保证进入膜片测试平台的压力达到测试要求,经过分离的淡水和排出的浓水分别经产水管路和膜片浓水管路返回水箱;
步骤3:水箱1中测试水的温度值、电导率值、液位值和pH值;膜片进水管路、膜片浓水管路、产水管路的水流量、水压与电导率传感器将数据传输至记录控制系统显示并记录,完成反渗透膜水检测试。
在此基础上,我们还进一步提供了实施例和对比例,更加仔细的描述本发明系统中各配置之间的参数和产生的效果,如表1所示;
表1测试平台测试海水淡化反渗透膜片数据
从表1中可以看出,本发明的反渗透膜测试平台成功的测试了反渗透膜的性能,本发明的测试平台成功实现对膜片测试台对安装的膜片进行气检,从表1中可以看出,样品2的反渗透膜的结构有缺陷,结构缺陷可能会造成反渗透膜的过滤效果,从样品2反渗透膜的脱盐率较低、回收率较高、产水管路中的淡水电导率高也都在验证样品2中气检结果准确性。并且,膜片测试台对反渗透膜的气检有利于为反渗透膜其他的性能的测试奠定基础,提高测试结果的准确性。
我们进一步发现,样品1中反渗透膜的气检结果是合格,但是在反渗透膜的表观缺陷测试中,样品1的测试结果为有划痕,证明样品1的反渗透膜可能会存在膜片表观完整性较差,表观完整性差也会一定程度影响反渗透膜的过滤效果,从样品1中产水管路中淡水的电导率可以验证。所以,本发明中能成功对反渗透膜的表观缺陷测试,并且测试结果真实可信。
我们进一步研究本发明测试平台对反渗透膜的对反渗透膜的耐压性能的测试,如样品1-样品5所示。其中样品5通过控制不同的进水泵出水回流阀门开度、高压泵出水回流阀门开度、膜片进水管路流量、浓水管路流量和产水管路的流量,实现膜片测试台环境的压力的选择;当膜片测试台中的压力稳定时(即进水管路流量等于浓水管路和产水管路的流量之和),可实现了样品5处于稳定的压力测试环境下进行耐压性能测试。我们从表1中可以看出,本发明可以调控和控制进水泵出水回流阀门开度、高压泵出水回流阀门开度、膜片进水管路流量、浓水管路流量和产水管路的流量,从而实现膜片测试台的不同的压力测试环境,还可以有利于在耐压测试过程中测试环境中压力的稳定性,从而提高测试的结果的准确性。当进水泵出水回流阀门开度在20%-60%、高压泵出水回流阀门开度在20%-60%、膜片进水管路流量在230L/h-340L/h、膜片浓水管路流量在170L/h-310L/h和产水管路的流量在15L/h-150/h,膜片进水管的压力和膜片浓水管路的压力稳定在5.5Mpa下。在此基础上,我们成功的获得了不同反渗透膜片的回收率、脱盐率等性能,同时对于不合格的膜片做出鉴别。
综上所述,本发明的能在同一测试平台能实现对反渗透膜的各种性能的检测,并且测试结果更准确。
需注意,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。
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