一种膜处理系统综合实验研究平台的制作方法

本发明涉及一种实验研究平台，尤其是涉及一种膜处理系统综合实验研究平台。

背景技术：

随着城市化推进，饮用水、生活用水、工业用水等各方面都对水质和水量提出更高的要求。膜技术在应用于各种深度处理过程中存在截留率、产水量、膜污染等关键问题需要进行研究。现有的膜技术实验装置存在操作繁琐、不易装卸、不易清洗、实验条件单一、系统污染等问题。为实现多种膜材料出水水质平行比较、操作条件跨度大、进流模式可切换、实验膜片可随时装卸、实验平台可进行直接清洗和拆卸清洗、可模拟膜系统反向冲洗等目标，需要设计一种膜处理系统综合实验研究平台，解决以上技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种膜处理系统综合实验研究平台。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种膜处理系统综合实验研究平台，包括贮水池、进水分流装置、出水调整装置、净水出水池和显示控制设备，所述贮水池的输出端通过输水泵连接至进水分流装置的输入端，所述进水分流装置的回流输出端连接至贮水池的输入端，主输出端连接至膜实验装置，所述膜实验装置的浓水输出端通过出水调整装置连接至贮水池，净水输出端连接至净水出水池，所述显示控制设备分别与输水泵、进水分流装置和出水调整装置连接；

所述显示控制设备通过调节进水分流装置和出水调整装置的压力以及输水泵的功率来实现进水流量和压力的变化，进而实现正向膜滤实验和反向冲洗。

所述膜实验装置包括膜组件固定架，以及放置于膜组件固定架中的膜组件腔体。

所述膜组件腔体包括腔体上盖、腔体下盖，以及设于腔体上盖和腔体下盖之间、并由上至下依次设置的渗透面支撑、膜片、进液面支撑和弯曲板，所述腔体上盖上设有渗透液出口，所述腔体下盖上设有进液口和浓水口。

所述显示控制设备包括用于显示进水分流装置和出水调整装置中的流量和压力情况的显示装置，和用于调节进水分流装置和出水调整装置的压力以及输水泵的功率的控制装置。

所述弯曲板由不锈钢板支撑，其在额定工作压力及以下时弧度与膜片要求的弯曲弧度相同。

所述额定工作压力为4mpa。

所述进液面支撑和渗透面支撑为采用软性塑料材质制成单层网状结构薄片。

所述软性塑料材质为pa、pe或pp。

所述膜片采用平板膜或卷式膜。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供一种可应用于不同操作要求和膜材料的膜处理系统综合实验研究平台。具有膜片装卸灵活、运行稳定、压力范围跨度大、可长时间运行、防腐蚀等优点。可以同时在进水端和出水端分别采样，同时记录流量、压力、水温、压升、产水量、通量等信息。支持污染物去除率效果、膜片分离效果的比较、操作条件、膜分离过程等方面的研究。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的膜组件腔体结构图；

图3为本发明膜实验装置的结构示意图；

图4为实施例1的结果示意图；

图5为实施例2的结果示意图；

其中：1、贮水池，2、输水泵，3、进水分流装置，4、出水调整装置，5、膜实验装置，6、净水出水池，7、显示控制设备，51、腔体上盖，52、腔体下盖，53、渗透面支撑，54、膜片，55、进液面支撑，56、弯曲板，57、膜组件腔体，58、膜组件固定架，511、渗透液出口，521、进液口，522、浓水口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种膜处理系统综合实验研究平台，如图1所示，包括贮水池1、进水分流装置3、出水调整装置4、净水出水池6和显示控制设备7，贮水池1的输出端通过输水泵2连接至进水分流装置3的输入端，进水分流装置3的回流输出端连接至贮水池1的输入端，主输出端连接至膜实验装置5，膜实验装置5的浓水输出端通过出水调整装置4连接至贮水池1，净水输出端连接至净水出水池6，显示控制设备7分别与输水泵2、进水分流装置3和出水调整装置4连接；

显示控制设备7通过调节进水分流装置3和出水调整装置4的压力以及输水泵2的功率来实现进水流量和压力的变化，进而实现正向膜滤实验和反向冲洗。

如图3所示，膜实验装置5包括膜组件固定架，以及放置于膜组件固定架中的膜组件腔体。

如图2所示，膜组件腔体包括腔体上盖51、腔体下盖52，以及设于腔体上盖51和腔体下盖52之间、并由上至下依次设置的渗透面支撑53、膜片54、进液面支撑55和弯曲板56，腔体上盖51上设有渗透液出口511，腔体下盖52上设有进液口521和浓水口522。

显示控制设备7包括用于显示进水分流装置3和出水调整装置4中的流量和压力情况的显示装置，和用于调节进水分流装置3和出水调整装置4的压力以及输水泵2的功率的控制装置。

弯曲板56由不锈钢板支撑，其在额定工作压力及以下时弧度与膜片54要求的弯曲弧度相同，其中，额定工作压力为4mpa。

进液面支撑55和渗透面支撑53为采用软性塑料材质制成单层网状结构薄片。软性塑料材质为pa、pe或pp。膜片54采用平板膜或卷式膜。

实施时，膜片54为采购商用膜组件或制作膜材料，膜片54按照膜组件腔体尺寸剪裁，膜组件腔体57放置在膜组件固定架58中后，旋紧螺丝使膜组件腔体57密封。显示控制设备7用于控制进水操作条件，设置输水泵2功率以及进水分流装置3的流量和压力，流量在0～10lpm范围内，进水压力在0～4mpa范围内；输水泵2驱动整个膜实验研究平台；贮水池1中的水样经过膜实验装置5，经过膜滤过程后渗透液通过渗透液出口进入净水出水池，浓水通过浓水口排出膜实验装置5，并经过出水调整装置4，进入贮水池1。

实施例1：

膜片54采用陶氏nf270纳滤膜，操作压力为0～4mpa，流量为2lpm，实验水样为去离子水，记录不同操作压力下，陶氏nf90纳滤膜的产水速率。实验结果表明，该实验装置可以在不同操作压力条件下研究纳滤膜的渗透效率，结果如图4所示。

实施例2：

膜片采用陶氏nf90和海德能esna1纳滤膜，操作压力为0.25mpa，流量为2lpm，实验水样为去离子水，实验水量为3l，搜集渗透液含量2.7l，渗透液产量与实验总水量之比为回收率，记录回收率在0～90％时两种纳滤膜的产水速率并进行比较。实验结果表明，该实验装置可以在低操作压力和高回收率情况下研究纳滤膜的渗透效率，结果如图5所示。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种膜处理系统综合实验研究平台，包括贮水池、进水分流装置、出水调整装置、净水出水池和显示控制设备，贮水池的输出端通过输水泵连接至进水分流装置的输入端，进水分流装置的回流输出端连接至贮水池的输入端，主输出端连接至膜实验装置，膜实验装置的浓水输出端通过出水调整装置连接至贮水池，净水输出端连接至净水出水池，显示控制设备分别与输水泵、进水分流装置和出水调整装置连接；显示控制设备通过调节进水分流装置和出水调整装置的压力以及输水泵的功率来实现进水流量和压力的变化，进而实现正向膜滤实验和反向冲洗。与现有技术相比，本发明具有膜片装卸灵活、运行稳定、压力范围跨度大、可长时间运行、防腐蚀等优点。

技术研发人员：李光明;朱云杰;朱昊辰;刘嘉伟;杨冯睿;贺文智;黄菊文
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2019.04.26
技术公布日：2019.07.09