CN111141871A - 一种反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***,包括试验***,所述试验***包括加药设备、试验水箱、进水泵、保安过滤器、高压泵及反渗透膜组件;所述加药设备的输出口与所述试验水箱的进药口连通;所述试验水箱、所述进水泵、所述保安过滤器、所述高压泵及所述反渗透膜组件依次连接形成液体循环回路,其中所述反渗透膜组件的浓缩液出口和渗透液出口分别与所述试验水箱的输入口连接。本发明还公开了一种反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价方法。本发明的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价方法,模拟反渗透海水淡化的运行工况,实现快速、简单完成对海水淡化阻垢药剂的动态测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种水处理阻垢剂动态性能评价装置及方法,特别涉及一种反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***及方法。
背景技术
目前,我国海水淡化产业目前正处于快速发展阶段,严峻的缺水形势必将促进海水淡化产业的进一步发展。截至2017年底全国已建成海水淡化工程136个,工程规模1189105吨/日,最大海水淡化工程规模达20万吨/日,淡化水已广泛应用于沿海电力、石化、钢铁等高耗水行业及海岛生产生活用水。目前,低温多效和反渗透占我国海水淡化市场份额99%以上,为我国主流海水淡化技术。反渗透海水淡化运行过程中,会有大量污垢如碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡以及悬浮物等沉积在膜表面,这些污垢会破坏膜元件,造成淡化水量下降,因此必须在反渗透膜海水淡化***中添加阻垢剂。未来十年,海水淡化产业将以更快的速度发展,淡化水处理药剂市场潜在需求巨大,市场前景广阔。
然而,目前国内尚无统一的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价方法,海水淡化阻垢剂的性能评价一般参照循环水阻垢剂评价方法GB/T 16632《水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法》及HY/T 198-2015《海水淡化膜用阻垢剂阻垢性能的测定人工浓海水碳酸钙沉积法》,主要是实验室静态试验方法,测定条件与海水淡化***的工况条件差别较大。因此现有的反渗透阻垢剂性能评价装置及方法难以客观反应阻垢剂在海水淡化***中的阻垢性能,给国内海水淡化企业选用淡化药剂带来困难,增加了国内海水淡化企业对国外厂商所供药剂的依赖。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种快速、简单、有效的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***及方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***,包括试验***,所述试验***包括加药设备、试验水箱、进水泵、保安过滤器、高压泵及反渗透膜组件;所述加药设备的输出口与所述试验水箱的进药口连通;所述试验水箱、所述进水泵、所述保安过滤器、所述高压泵及所述反渗透膜组件依次连接形成液体循环回路,其中所述反渗透膜组件的浓缩液出口和渗透液出口分别与所述试验水箱的输入口连接。
进一步地,所述试验***还包括原水箱和原水泵;所述原水箱、所述原水泵和所述试验水箱依次连接;所述原水箱储存未经淡化处理的海水,所述原水箱内的海水经所述原水泵输送至所述试验水箱内。
进一步地,所述试验***还包括温控加热器,所述温控加热器包括电加热棒、温度传感器及温度控制器,所述电加热棒设在所述试验水箱内并对其内液体加热;所述温度传感器用于测量所述试验水箱内液体温度;所述温度控制器接收来自所述温度传感器的信号,输出信号控制所述电加热棒的工作。
进一步地,所述试验水箱设有上盖,所述上盖安装有用于搅拌所述试验水箱内液体的搅拌机。
进一步地,在所述进水泵和所述保安过滤器之间设有管道混合器。
进一步地,所述反渗透膜组件包括多个并联的反渗透膜单元,每个所述反渗透膜单元单独开闭,每个所述反渗透膜单元的进液口、浓缩液输出口、渗透液输出口均连接有采样管。
进一步地,还包括在线监测***;所述在线监测***包括电导率测量仪表、温度测量仪表、液位测量仪表、压力测量仪表及流量测量仪表;所述电导率测量仪表的检测部分别设置在所述试验水箱内、所述保安过滤器的输出口以及所述反渗透膜组件的渗透液输出口;所述温度测量仪表的检测部分别设置在所述试验水箱内及所述反渗透膜组件的输入口;所述液位测量仪表的检测部设置在所述试验水箱内;所述压力测量仪表的检测部分别设置在所述原水泵的输出口、所述进水泵的输出口、所述高压泵的输出口及所述反渗透膜组件的浓缩液输出口;所述流量测量仪表的检测部分别设置在所述试验水箱的输入口、所述高压泵的输入口及所述反渗透膜组件的渗透液输出口。
本发明还提供了一种利用上述反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价方法,该方法为:将预处理后的海水注入试验水箱内,由加药设备将阻垢剂输送至试验水箱内并与其内的液体混合;混合后的液体,由进水泵输送至保安过滤器内进行过滤,过滤后的液体从经高压泵输送至反渗透膜组件;反渗透膜组件产生的浓缩水回流至试验水箱并形成水循环;在水循环过程中,周期性地检测试验水箱中液体的氯离子和钙离子浓度;并在每次测试完成后同步排掉至少一部分反渗透膜组件产生的渗透液;未被排掉的渗透液回流至试验水箱。
进一步地,该方法包括如下具体步骤;
步骤一,将经预处理后海水的pH值调整到9~10,静置20~26小时后注入所述试验水箱内;将加药设备中的阻垢剂注入所述试验水箱内并与所述试验水箱内液体混合;使所述试验水箱内混合的液体温度稳定在29℃~31℃;
步骤二,依次开启进水泵、保安过滤器、高压泵及反渗透膜组件;使反渗透膜组件过滤后得到的浓缩液和渗透液全部回流至试验水箱;检测反渗透膜组件的进水压力,当进水压力达到设定值并稳定后,检测反渗透膜通量、回收率及渗透液流量,当反渗透膜通量、回收率及渗透液流量达到反渗透膜组件厂家的设计要求后,按设定的循环检测周期间隔检测试验水箱中液体的氯离子和钙离子的浓度,计算得到氯离子和钙离子浓缩倍数;每次测试完成后同步排掉至少一部分反渗透膜组件产生的渗透液,循环检测直至反渗透膜组件出现结垢后停止;
步骤三,以循环周期数为横坐标,以氯离子和钙离子的浓缩倍数为纵坐标,绘制氯离子和钙离子浓缩倍数与循环周期数的关系曲线。
本发明具有的优点和积极效果是:
本发明的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***,可还原反渗透海水淡化水处理剂实际工况条件,并且可在该条件下对阻垢剂动态性能进行测试,提高了反渗透海水淡化水处理剂领域药剂性能评价的准确性。
本发明的反渗透海水淡水阻垢剂动态性能评价方法,通过模拟反渗透海水淡化的运行工况,将反渗透膜组件产生的浓海水全部循环至试验水箱,而将淡化水周期性地部分或全部回流至试验水箱中,使循环液体周期浓缩,从而加大结垢趋势,使得快速表现阻垢效果,从而实现快速、简单完成对海水淡化阻垢药剂的动态测试,实现最接近真实工况的阻垢剂动态性能评价。这种反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价方法快速、简单、有效。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的工作原理示意图;
图3是本发明的温控加热器结构示意图;
图4是按照本发明的方法绘制的钙离子和氯离子浓缩倍数与周期数关系曲线示意图。
图中:1、原水箱;2、原水泵;3、试验水箱;4、温控加热器;5、进水泵;6、管道混合器;7、保安过滤器;8、加药设备;9、高压泵;10、反渗透膜组件。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹列举以下实施例,并配合附图详细说明如下:
请参见图1和图2,一种反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***,包括试验***,所述试验***包括加药设备8、试验水箱3、进水泵5、保安过滤器7、高压泵9及反渗透膜组件10;所述加药设备8的输出口与所述试验水箱3的进药口连通;所述试验水箱 3、所述进水泵5、所述保安过滤器7、所述高压泵9及反渗透膜组件10依次连接形成液体循环回路,其中所述反渗透膜组件10的浓缩液输出口和渗透液输出口分别与所述试验水箱3的输入口连接;即:所述试验水箱3的输出口与所述进水泵5的输入口连通;所述进水泵5的输出口与所述保安过滤器7的输入口连通;所述保安过滤器7的输出口与所述高压泵9的输入口连通;所述高压泵9的输出口与所述反渗透膜组件10的进液口连通,所述反渗透膜组件10的两个输出口分别与所述试验水箱3的输入口连接。浓缩液输出口输出浓海水;渗透液输出口输出淡化水。所述试验水箱3的输入口可为一个或多个。
反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力,当压力超过它的渗透压时,溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂,即渗透液;高压侧得到浓缩的溶液,即浓缩液。在本发明的技术方案中,渗透液又称淡化水;浓缩液又称浓海水。
请参见图3,所述试验***还可包括温控加热器4,所述温控加热器4可包括电加热棒、温度传感器及温度控制器,所述电加热棒设在所述试验水箱3内并对其内液体加热;所述温度传感器用于量测所述试验水箱3内液体温度;所述温度控制器接收来自所述温度传感器的信号,输出信号控制所述电加热棒的工作,比如控制电加热棒与供电电源的通断,以及在设有多个电加热棒时,控制与电源接通的电加热棒数量。温控加热器4、温度控制器、电加热棒、温度传感器均可采用现有技术中的适用产品。
所述试验水箱3内也可设有换热器,可以对所述试验水箱3内液体通过换热方式进行温度控制。换热器内可设加热管,对换热器内的换热介质进行加热。
保安过滤器7,用于对试验的液体进一步过滤,使测量结果更准确。
试验水箱3一方面可以调节***进水水量,使进水泵5运行稳定;另一方面通过输入反渗透膜组件10产生的反渗透浓海水或淡化水,起到调节所述试验水箱3内液体水质的作用,可使经预处理后海水和浓海水按一定比例混合后从所述试验水箱3输出,成为所述反渗透膜组件10的试验进水。同时,试验水箱3内可设有换热器或加热器等,可对所述试验水箱3内液体进行换热或加热,以调节控制所述试验水箱3内液体温度。
试验进水在试验水箱3中混入加药设备8中的海水淡化阻垢剂,并由进水泵5输送至保安过滤器7。保安过滤器7进一步对试验用海水进行过滤处理,过滤精度可控制在小于5um。高压泵9负责将试验用海水从过滤器7输送至反渗透膜组件10,并提供反渗透过程所需水压。试验进水经反渗透膜组件10处理后产生淡化水和浓海水。
可在反渗透膜组件10的输入输出口设有取样管,方便对***水质进行线下检测。
反渗透膜组件10可采用现有技术中的反渗透膜单元产品组装,反渗透膜单元可串联和并联连接。
所述反渗透膜组件10可包括多个并联的反渗透膜单元,每个所述反渗透膜单元可单独开闭,每个所述反渗透膜单元的进液口、浓缩液输出口、渗透液输出口均连接有采样管。反渗透膜组件10并联连接,可以进行运行模式变化,既正常工作时可并联运行多个反渗透膜单元,需要时也可运行1个、2个或N个。同时每个所述反渗透膜单元的进液口、浓缩液输出口、渗透液输出口均连接有采样管,方便对***水质进行线下检测。
所述试验水箱3可设有上盖,所述上盖可安装用于搅拌所述试验水箱3内液体的搅拌机。搅拌机可用于混合海水和阻垢剂。试验水箱上盖还可设用于进药的进药口、用于进水的输入口等。所述试验水箱3侧壁可设联通管液位计、与水泵连通的输出口、溢流口等;底部可设放空管。搅拌机可选用电动搅拌机,电动搅拌机功率应保证在水位正常变动范围内均能使水箱内的进水得到充分搅拌。
在所述进水泵5和所述保安过滤器7之间可设有管道混合器6。在进水泵5和保安过滤器7之间设有管道混合器6可用于充分混合海水和阻垢剂。
所述试验水箱3底部可设有放空管。便于调节实验用水量。还可每次试验后可放空所述试验水箱3内液体,便于进行不同试验液体的试验。
优选地,所述进水泵5的出水口及进水口之间可设置回流管道。所述高压泵9的出水口及进水口之间也可设置回流管道。设置回流管道用于以调节***水泵出水量,同时避免造成水泵压力过高。
所述试验***还可包括原水箱1和原水泵2;所述原水箱1、所述原水泵2和所述试验水箱3可依次连接;所述原水箱1可储存未经淡化处理的海水,所述原水箱1内的海水经所述原水泵2输送至所述试验水箱3内。海水经过初步过滤泥沙等预处理后,可储存在所述原水箱1内,试验时可将用于试验的海水从原水箱1内经由原水泵2输送至试验水箱3。原水箱1可设有溢流管、放空管、排气管和维修人孔。
优选地,还可包括在线监测***;所述在线监测***可包括电导率测量仪表温度测量仪表液位测量仪表压力测量仪表流量测量仪表以及pH测量仪表所述电导率测量仪表的检测部可分别设置在所述试验水箱3内、所述保安过滤器7的输出口以及所述反渗透膜组件10的渗透液输出口;所述温度测量仪表的检测部可分别设置在所述试验水箱3内及所述反渗透膜组件10的输入口;所述液位测量仪表的检测部可设置在所述试验水箱3内;所述压力测量仪表的检测部可分别设置在所述原水泵2的输出口、所述进水泵5的输出口、所述高压泵9的输出口及所述反渗透膜组件10的浓缩液输出口;所述流量测量仪表的检测部可分别设置在所述试验水箱3 的输入口、所述高压泵9的输入口及所述反渗透膜组件的渗透液输出口;pH测量仪表的检测部可设置在所述试验水箱3内。
设置电导率仪表主要监测预处理后海水的含盐量变化,为试验准备做参考。
设置液位仪表主要为控制进入试验水箱3的试验用水的容量,比如用来控制原水泵的启停,以及试验水箱3水量调节提供参考。
本发明还提供一种采用上述反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价方法实施例,该方法为:将预处理后的海水注入试验水箱3内,由加药设备8将阻垢剂输送至试验水箱3内并与其内的液体混合;混合后的液体,由进水泵5输送至保安过滤器7内进行过滤,过滤后的液体从经高压泵9输送至反渗透膜组件10;反渗透膜组件10产生的浓缩液回流至试验水箱3并形成水循环;在水循环过程中,周期性地检测试验水箱3中液体的氯离子和钙离子浓度;并在每次测试完成后同步排掉至少一部分反渗透膜组件10产生的渗透液;未被排掉的渗透液回流至试验水箱3。
该反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价方法可包括如下具体步骤;
步骤一,可将经预处理后海水的pH值调整到9~10,可静置20~26小时后注入所述试验水箱3内;可将加药设备8中的阻垢剂注入所述试验水箱3内并与所述试验水箱3 内液体混合;可开启设置在所述试验水箱3内的换热器或加热器等装置,使所述试验水箱3内混合的液体温度稳定在29℃~31℃;
步骤二,可依次开启进水泵5、保安过滤器7、高压泵9及反渗透膜组件10;可使反渗透膜组件10过滤后得到的浓缩液和渗透液全部回流至试验水箱3;可检测反渗透膜组件10的进水压力,可当进水压力达到设定值并稳定后,可检测反渗透膜通量、回收率及渗透液流量,可当反渗透膜通量、回收率及渗透液流量达到反渗透膜组件10厂家的设计要求后,可按设定的循环检测周期间隔检测试验水箱3中液体的氯离子和钙离子的浓度,计算得到氯离子和钙离子浓缩倍数;可每次测试完成后同步排掉至少一部分反渗透膜组件10产生的渗透液,可排掉全部反渗透膜组件10产生的渗透液;未被排掉的渗透液仍回流至试验水箱3。循环检测可直至反渗透膜组件10出现结垢后停止;
步骤三,可以循环周期数为横坐标,以氯离子和钙离子的浓缩倍数为纵坐标,绘制氯离子和钙离子浓缩倍数与循环周期数的关系曲线。
所述循环周期间隔可设置为1小时。所述循环周期间隔可根据反渗透膜组件10及循环中的试验海水量选定。
下面结合本发明的一个优选实施例来说明本发明的工作原理:
本发明的一种反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***,由试验***及在线监测***两个功能部分组成;可实现海水淡化阻垢剂动态性能的评价。
一种反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***,该***包括试验***及在线监测***;试验***用于模拟反渗透海水淡化的运行工况,实现反渗透海水淡化阻垢剂动态性能测试,在线监测***用于在线检测用于测试的液体在***各个环节的参数,其中:
试验***:包括试验***由原水箱1、原水泵2、试验水箱3、换热器、进水泵5、管道混合器6、保安过滤器7、加药设备8、高压泵9及反渗透膜组件10组成。其中:
原水箱1中的原水即经预处理后的海水a,由原水泵2输送至试验水箱3,成为试验用水。
加药设备8将阻垢剂输送至试验水箱3内,阻垢剂与试验用水混合后的液体,经换热器调节温度后,并经管道混合器6混合均匀,由进水泵5输送至保安过滤器7,经过保安滤器7进一步过滤。
高压泵9将保安过滤器7过滤后的海水从保安过滤器7输送至反渗透膜组件10。
所述反渗透膜组件10的两个输出口分别与所述试验水箱3的输入口连接。所述试验水箱3能够接收原水箱1出水、反渗透组件回流的浓缩液或渗透液,并可对其搅拌和温度调节。
在试验水箱3上盖可设电动搅拌机、海水等液体输入口、输入药液的进药口等;试验水箱3侧壁可设联通的管式液位计、用于输出测试液体的输出口、用于维修的维修口,试验水箱3可设放空管和溢流管;放空管用于排空试验水箱3液体;溢流管用于溢出超过设定水位的液体。电动搅拌机功率应保证在水位正常变动范围内均能使试验水箱3内的液体得到充分搅拌。
原水箱1内也可设有海水等液体输入口、海水等液体的输出口、溢流管、放空管、排气管和用于维修的维修口。放空管用于排空试验水箱3液体;溢流管用于溢出超过设定水位的液体。排气管用于排放气体。
原水泵2和进水泵5的出水管路设置回流管道以调节***进水量,同时避免造成水泵压力过高。
试验***采用周期性浓缩的循环运行模式,其中所述反渗透膜组件10的浓缩液出口和渗透液出口分别与所述试验水箱3的输入口连接;浓缩液出口输出的浓缩液即浓海水,渗透液出口输出的渗透液即淡化水,所述反渗透膜组件10产生的浓缩水全部循环至试验水箱3,而将淡化水周期性地部分或全部回流至试验水箱3中,从而加大结垢趋势,使得快速表现阻垢效果。这样就能实现快速、简单、有效的评价海水淡化阻垢剂动态性能。
原水箱1及试验水箱3分别设有电导率测量仪表液位测量仪表温度测量仪表pH测量仪表原水泵2与试验水箱3连接部位设有压力测量仪表流量测量仪表进水泵5与管道混合器6连接部位设有压力测量仪表保安过滤器7与高压泵9连接部位设有电导率测量仪表流量测量仪表高压泵9与反渗透膜组件 10连接部位设有压力测量仪表温度测量仪表反渗透膜组件10与试验水箱3连接部位设有电导率测量仪表流量测量仪表
原水箱1设置电导率仪表主要监测预处理后海水的含盐量变化,为试验准备做参考;设置液位仪表主要为原水泵2的启停及水箱水量调节提供参考。
试验水箱3中设有液位监测仪表,并可设置高、低液位报警功能。
试验水箱3中设有电导率监测仪表,该电导率仪表具有监测和编程功能,可监测试验水箱3的电导率值,而且可对上限值进行设置。
试验水箱3中设有温度测量仪表,该温度测量仪表具有监测和编程功能,可监测水箱内进水的加热温度,并且能够根据预先设计的温度高值进行报警。
加药设备8出水管上设置在线流量计,用于监测加药流量。同时,加药设备8的加药流量与试验水箱3的原水泵2流量联动,根据经预处理后海水的进水量进行调节。
请参见图2,试验***的工作流程如下:
经预处理后海水首先进入装置的原水箱1。原水箱1中的原水(经预处理后海水)由原水泵2输送至试验水箱3。加药设备8的阻垢剂加入至试验水箱3内。阻垢剂和海水混合。
试验水箱3内设有换热器,换热器内设有加热盘管,可对试验水箱3内液体进行加热使之达到设定温度。
试验水箱3内混入阻垢剂的液体作为试验液体,试验液体由进水泵5输送至保安过滤器7。在进水泵5和保安过滤器7之间可设有管道混合器6以充分混合海水和阻垢剂。
保安过滤器7进一步对试验液体进行过滤处理,过滤精度可控制在小于5um。高压泵 9负责将过滤后的试验液体从保安过滤器7输送至反渗透膜组件10,并提供反渗透过程所需水压。试验进水经反渗透膜组件10处理后产生淡化水和浓海水。
反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价方法原理如下:
通过周期浓缩循环测试方法评价阻垢剂对钙垢的阻垢性能。每个循环周期分为循环运行和浓缩运行两个过程。循环运行过程中反渗透淡化水和浓海水均全部回流至试验水箱3。浓缩运行过程中,反渗透淡化水排走,浓海水回流至试验水箱3。氯离子作为非成垢离子,会随着海水的浓缩倍数呈线性增长,而钙离子作为成垢离子,未发生结垢的时候随着海水的浓缩倍数呈线性增长,一旦发生结垢,钙离子浓缩倍数与氯离子浓缩倍数曲线偏离,偏离越大,结垢程度越严重。不同性能的阻垢剂发生偏离的时间和程度会有不同,由此判断阻垢剂的阻垢性能。
反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价方法如下:
可将经预处理后海水的pH调整到9~10(±0.1),可静置24小时后pH基本稳定,开启试验。将海水pH调整到9~10(±0.1),可以增加其结垢倾向,提升试验效果并缩短试验时间。
水质稳定后进入***,开始稳定循环运行,待反渗透进水温度稳定在30℃±1℃,进水压力和回收率稳定并确保反渗透膜通量、回收率、流量等参数满足膜厂家的设计要求后,开始第一个循环周期测试,反渗透膜组件10处理后产生淡化水和浓海水全部回流至试验水箱3。
随后开始周期浓缩循环运行,即第一个循环周期运行1h后,排走一定量产水,进入第二个循环周期,保持回收率不变,全循环运行1h后,再次排走一定量产水,进入下一个循环周期。周期性地重复这种循环测试,直至浓水侧出现结垢为止。
总的循环周期间隔宜根据浓缩梯度、结垢程度和阻垢剂性能调整。
每个循环周期结束时检测试验水箱3中氯离子和钙离子浓度,计算氯离子和钙离子浓缩倍数,如公式(1)和(2):
式中:
KCl,i——第i循环周期内氯离子浓缩倍数;
KCa,i——第i循环周期内钙离子浓缩倍数;
CCl,0——循环水箱初始给水中氯离子的浓度的数值,单位为毫克每升(mg/L);
CCl,i——第i循环周期水箱的给水中的氯离子的浓度的数值,单位为毫克每升(mg/L);
CCa,0——循环水箱初始给水中钙离子的浓度的数值,单位为毫克每升(mg/L);
CCa,i——第i循环周期水箱的给水中的钙离子的浓度的数值,单位为毫克每升(mg/L)。
请参见附图4,以每一循环周期数为横坐标,氯离子和钙离子浓缩倍数为纵坐标,绘制KCl,i、KCa,i与循环周期数的关系曲线。正常情况下KCl,i、KCa,i与循环周期数呈线性变化,一旦开始结垢,钙离子的浓缩倍数不再呈线性变化,会与氯离子浓缩倍数曲线偏离,偏离越大,结垢程度越严重。不同性能的阻垢剂发生偏离的时间和程度会有不同,由此判断阻垢剂的阻垢性能。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点,其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施,不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围,即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰,仍落在本发明的专利范围内。
Claims (9)
1.一种反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***,其特征在于,包括试验***,所述试验***包括加药设备、试验水箱、进水泵、保安过滤器、高压泵及反渗透膜组件;所述加药设备的输出口与所述试验水箱的进药口连通;所述试验水箱、所述进水泵、所述保安过滤器、所述高压泵及所述反渗透膜组件依次连接形成液体循环回路,其中所述反渗透膜组件的浓缩液出口和渗透液出口分别与所述试验水箱的输入口连接。
2.根据权利要求1所述的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***,其特征在于,所述试验***还包括原水箱和原水泵;所述原水箱、所述原水泵和所述试验水箱依次连接;所述原水箱储存未经淡化处理的海水,所述原水箱内的海水经所述原水泵输送至所述试验水箱内。
3.根据权利要求1所述的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***,其特征在于,所述试验***还包括温控加热器,所述温控加热器包括电加热棒、温度传感器及温度控制器,所述电加热棒设在所述试验水箱内并对其内液体加热;所述温度传感器用于测量所述试验水箱内液体温度;所述温度控制器接收来自所述温度传感器的信号,输出信号控制所述电加热棒的工作。
4.根据权利要求1所述的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***,其特征在于,所述试验水箱设有上盖,所述上盖安装有用于搅拌所述试验水箱内液体的搅拌机。
5.根据权利要求1所述的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***,其特征在于,在所述进水泵和所述保安过滤器之间设有管道混合器。
6.根据权利要求1所述的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***,其特征在于,所述反渗透膜组件包括多个并联的反渗透膜单元,每个所述反渗透膜单元单独开闭,每个所述反渗透膜单元的进液口、浓缩液输出口、渗透液输出口均连接有采样管。
7.根据权利要求1所述的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***,其特征在于,还包括在线监测***;所述在线监测***包括电导率测量仪表、温度测量仪表、液位测量仪表、压力测量仪表及流量测量仪表;所述电导率测量仪表的检测部分别设置在所述试验水箱内、所述保安过滤器的输出口以及所述反渗透膜组件的渗透液输出口;所述温度测量仪表的检测部分别设置在所述试验水箱内及所述反渗透膜组件的输入口;所述液位测量仪表的检测部设置在所述试验水箱内;所述压力测量仪表的检测部分别设置在所述原水泵的输出口、所述进水泵的输出口、所述高压泵的输出口及所述反渗透膜组件的浓缩液输出口;所述流量测量仪表的检测部分别设置在所述试验水箱的输入口、所述高压泵的输入口及所述反渗透膜组件的渗透液输出口。
8.一种利用权利要求1所述的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价***的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价方法,其特征在于,将预处理后的海水注入试验水箱内,由加药设备将阻垢剂输送至试验水箱内并与其内的液体混合;混合后的液体,由进水泵输送至保安过滤器内进行过滤,过滤后的液体从经高压泵输送至反渗透膜组件;反渗透膜组件产生的浓缩水回流至试验水箱并形成水循环;在水循环过程中,周期性地检测试验水箱中液体的氯离子和钙离子浓度;并在每次测试完成后同步排掉至少一部分反渗透膜组件产生的渗透液;未被排掉的渗透液回流至试验水箱。
9.根据权利要求8所述的反渗透海水淡化阻垢剂动态性能评价方法,其特征在于,包括如下具体步骤:
步骤一,将经预处理后海水的pH值调整到9~10,静置20~26小时后注入所述试验水箱内;将加药设备中的阻垢剂注入所述试验水箱内并与所述试验水箱内液体混合;使所述试验水箱内混合的液体温度稳定在29℃~31℃;
步骤二,依次开启进水泵、保安过滤器、高压泵及反渗透膜组件;使反渗透膜组件过滤后得到的浓缩液和渗透液全部回流至试验水箱;检测反渗透膜组件的进水压力,当进水压力达到设定值并稳定后,检测反渗透膜通量、回收率及渗透液流量,当反渗透膜通量、回收率及渗透液流量达到反渗透膜组件厂家的设计要求后,按设定的循环检测周期间隔检测试验水箱中液体的氯离子和钙离子的浓度,计算得到氯离子和钙离子浓缩倍数;每次测试完成后同步排掉至少一部分反渗透膜组件产生的渗透液,循环检测直至反渗透膜组件出现结垢后停止;
步骤三,以循环周期数为横坐标,以氯离子和钙离子的浓缩倍数为纵坐标,绘制氯离子和钙离子浓缩倍数与循环周期数的关系曲线。
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