專利名稱：一種利用顆粒指數(shù)變化率推算超濾膜絲破損率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于飲用水處理領(lǐng)域，特別涉及一種利用顆粒指數(shù)變化率推算超濾膜絲破損率的方法。
背景技術(shù)：
目前，超濾技術(shù)在飲用水處理中得到愈來愈多的研究和應(yīng)用。超濾膜對水中的顆粒物和病原微生物等具有極佳的截留和去除效果，可以生產(chǎn)出高品質(zhì)的飲用水。但實際運行中經(jīng)常出現(xiàn)膜絲破損而使超濾膜完整性破壞的問題，由此導(dǎo)致顆粒物及病原微生物大量泄漏，使超濾出水的水質(zhì)安全性受到很大影響，因此，快速有效地檢測超濾膜完整性對控制膜濾出水水質(zhì)至關(guān)重要。膜完整性的測試方法主要分為直接測試法和間接測試法，直接測試法獨立于水質(zhì)參數(shù)，可直接確定膜絲是否完好，主要包括泡點測試、壓力衰減測試、擴散空氣流測試、真空保持測試、聲敏測試和水體置換測試等。在低壓膜完整性直接監(jiān)測方法中應(yīng)用最為廣泛是以壓力為基礎(chǔ)的泡點測試、壓力衰減測試和擴散空氣流測試，但這些方法都需要將膜組件脫離工藝流程運行后單獨進行測試，不能在工藝流程中在線檢測，這會對膜生產(chǎn)工藝帶來極大不便。膜完整性的間接測試方法主要是通過監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)來判斷膜絲是否完好，主要包括濁度監(jiān)測和顆粒物監(jiān)測等。在這些間接測試方法中，對于少量膜絲破損的情況，很難通過濁度監(jiān)測檢測出來。前期的研究結(jié)果表明，原水濁度為1. 23NTU時，采用常規(guī)濁度儀檢測膜絲破損前后的濁度值發(fā)現(xiàn)，在膜絲破損率高達3%時，膜后平均出水濁度僅由破損前的 0. 097NTU上升為0. 168NTU，這僅相當(dāng)于濁度檢測下限的正常波動的幅度，出水濁度仍然處于很低的數(shù)值，仍遠低于國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中1. ONTU的濁度限值，但采用顆粒計數(shù)檢測儀檢測時發(fā)現(xiàn)破損超濾膜出水中2-800微米范圍的顆粒數(shù)量增加了 40余倍，出水的細菌總數(shù)和微囊藻數(shù)量也發(fā)生三到四個數(shù)量級的變化，到破損后的高達3. OX IO4-S. 3 X IO4個/L， 可見常規(guī)濁度儀不能夠靈敏地反映超濾膜的完整性。采用透光脈動顆粒檢測儀檢測膜組件破損前后的顆粒指數(shù)發(fā)現(xiàn)，在膜絲破損率達3%時，顆粒指數(shù)由56個單位增加到3248個單位，變化幅度達58倍以上，這些研究結(jié)果表明透光脈動顆粒檢測儀可有效檢測出濾膜纖維破損所造成的顆粒物泄漏，具有極高的檢測靈敏度。目前關(guān)于透光脈動顆粒檢測儀檢測超濾膜完整性的研究僅局限在膜后水質(zhì)參數(shù)如濁度、微生物指標(biāo)等與透光脈動顆粒檢測儀檢測值即顆粒指數(shù)的相關(guān)性研究，還沒有定量地建立顆粒指數(shù)與超濾膜完整性的相關(guān)關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種利用透光脈動顆粒檢測儀檢測值即顆粒指數(shù)的變化率推算超濾膜絲破損率的方法，該方法適用于超濾膜水廠運行中超濾膜完整性的評價。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種利用顆粒指數(shù)變化率推算超濾膜絲破損率的方法，其特征在于首先采用完好的超濾膜過濾待處理的原水，利用透光脈動顆粒檢測儀連續(xù)24h監(jiān)測膜后出水的顆粒指數(shù)，得出膜絲破損前膜后出水顆粒指數(shù)平均值 ^，之后不斷改變膜絲破損率，利用透光脈動顆粒檢測儀連續(xù)24h監(jiān)測膜后出水的顆粒指數(shù)，得出不同膜絲破損率所對應(yīng)的膜后出水顆粒指數(shù)平均值r;將破損后顆粒指數(shù)平均值r 與破損前顆粒指數(shù)平均值A(chǔ)相比，得到顆粒指數(shù)變化率r/iv經(jīng)過η次檢測(n ^ 10)，利用 SPSS軟件建立膜絲破損率與破損前后顆粒指數(shù)變化率的函數(shù)關(guān)系，之后，利用得到的函數(shù)關(guān)系，通過監(jiān)測實際超濾膜運行中的顆粒指數(shù)變化率，推算膜絲破損率。對于特定的膜產(chǎn)品，在其膜絲完好的情況下，膜后出水的顆粒指數(shù)變化不大，但在膜絲破損的情況下，顆粒指數(shù)的變化除受到膜絲破損率影響外還會受到膜前水質(zhì)的影響， 因此所建立膜絲破損率與顆粒指數(shù)變化率的函數(shù)關(guān)系會因膜前水質(zhì)不同而有差異，應(yīng)根據(jù)特定水質(zhì)建立相應(yīng)函數(shù)關(guān)系來評價膜的完整性。本發(fā)明的優(yōu)點是1、利用透光脈動顆粒檢測儀的顆粒指數(shù)變化率推算超濾膜絲破損率，方法簡單、 快捷；2、透光脈動顆粒檢測儀的檢測值即顆粒指數(shù)可在線檢測，因此可實時監(jiān)測超濾膜的運行狀態(tài)。3、利用膜前水通過小型實驗即可獲得所需要的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，函數(shù)關(guān)系容易建立，且具有針對性；4、該方法還可用于不同膜產(chǎn)品性能比較的研究。


圖1為本發(fā)明實驗流程示意圖。以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作詳細說明。
實施例本實施例中，膜前水的pH值為7. 0 8. 2 ；濁度為1. 20 1. 55NTU ；CODfc為2. 60 2. 80mg/L ；UV254 為 0. 025 0. 030mg/L ；DOC 為 1. 85 2. 00mg/L ；氨氮為 1. 15 1. 180mg/L ； 凱氏氮為1. 35 ~ 1.95mg. L;細菌總數(shù)為IXlO2 ~ 1 X 103CFU/mL ；總大腸菌群為IXlO4-1X105CFU/L。試驗采用的超濾膜為聚氯乙烯(PVC)材質(zhì)，標(biāo)稱孔徑0.01 μ m，通量30L/ m2 · h，對上述水樣，首先采用完好的超濾膜絲進行過濾試驗，利用透光脈動顆粒檢測儀連續(xù) 24h監(jiān)測膜后出水的顆粒指數(shù)，得出膜絲破損前顆粒指數(shù)平均值Γ(ι為46，之后采用破損率分別為 0. 2%,0. 4%,0. 6%,0. 8%U. 0%U. 2%U. 4%U. 6%U. 8%及 2. 0%的 10 組超濾膜絲進行過濾試驗，利用透光脈動顆粒檢測儀連續(xù)24h檢測膜后出水的顆粒指數(shù)，得出不同膜絲破損率條件下的平均顆粒指數(shù)r，分別與Γ(ι相比，得到破損前后顆粒指數(shù)變化率r/ r0,見表1。附表1不同膜絲破損率下的顆粒指數(shù)變化率
權(quán)利要求
1. 一種利用顆粒指數(shù)變化率推算超濾膜絲破損率的方法，該方法基于透光脈動顆粒檢測儀，其特征在于包含以下步驟首先采用完好的超濾膜過濾待處理的原水，利用透光脈動顆粒檢測儀連續(xù)24h監(jiān)測膜后出水的顆粒指數(shù)，得出膜絲破損前膜后出水顆粒指數(shù)平均值^ ；然后不斷改變膜絲破損率，利用透光脈動顆粒檢測儀連續(xù)24h監(jiān)測膜后出水的顆粒指數(shù)，得出不同膜絲破損率所對應(yīng)的膜后出水顆粒指數(shù)平均值r ；將破損后顆粒指數(shù)平均值r與破損前顆粒指數(shù)平均值相比，得到顆粒指數(shù)變化率r/r0 ；將η次檢測得到的數(shù)據(jù)，η ^ 10，利用SPSS軟件建立膜絲破損率與破損前后顆粒指數(shù)變化率的函數(shù)關(guān)系；利用得到的函數(shù)關(guān)系，通過監(jiān)測實際超濾膜運行中的顆粒指數(shù)變化率，推算膜絲破損率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用顆粒指數(shù)變化率推算超濾膜絲破損率的方法，用于利用透光脈動顆粒檢測儀檢測值即顆粒指數(shù)的變化率推算超濾膜絲破損率。首先采用完好的超濾膜過濾待處理的原水，利用透光脈動顆粒檢測儀連續(xù)24h監(jiān)測膜后出水的顆粒指數(shù)，得出膜絲破損前膜后出水顆粒指數(shù)平均值r0，之后不斷改變膜絲破損率，利用透光脈動顆粒檢測儀連續(xù)24h監(jiān)測破損膜絲過濾后出水的顆粒指數(shù)，得出不同膜絲破損率所對應(yīng)的膜后出水顆粒指數(shù)平均值r；經(jīng)過多次檢測建立膜絲破損率與破損前后顆粒指數(shù)變化率r/r0的函數(shù)關(guān)系，之后，利用得到的函數(shù)關(guān)系，通過監(jiān)測實際超濾膜運行中的顆粒指數(shù)變化率，推算膜絲破損率。本方法簡單、快捷，可實時監(jiān)測超濾膜的運行狀態(tài)。
文檔編號B01D65/10GK102500239SQ20111032489
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者李星, 楊艷玲 申請人:北京工業(yè)大學(xué)