[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101069815A [43]公开日2007年11月14日
[21]申请号200710017590.9[22]申请日2007.03.30
[21]申请号200710017590.9
[71]申请人西安建筑科技大学
地址710055陕西省西安市雁塔路13号
[72]发明人王磊 王旭东 严洁 王志盈 [74]专利代理机构西安西达专利代理有限责任公司代理人第五思军
[51]Int.CI.B01D 61/22 (2006.01)C02F 1/44 (2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明公开了一种全自动恒流量超滤水处理的
变送器(12)、压力变送器(13)和出水流量传感器
(14)分别与模拟量输入模块(15)相连，通过进水泵
(19)和反洗泵(20)通过变频器(18)与模拟量输入输
出模块(16)相连，通过进水流量传感器(17)与模拟
量输入输出模块(16)相连；通过模拟量输入模块
(15)和模拟量输入输出模块(16)与可编程控制器
(2)相连，可编程控制器(2)分别与电磁阀(3，4，5，
6，7，8，9，10)相连，可实现系统的恒流量全自
动运行及在线清洗、能耗低、可降低膜过滤阻力、
延长膜过滤周期、提高膜产水量、提高过滤精度。
200710017590.9权 利 要 求 书第1/1页
1、一种全自动恒流量超滤水处理的控制装置，它包括原水箱(24)、中空纤维超滤膜组件(28)、收集于产水箱(31)、保安过滤器(26)，其特征是：所述
原水箱(24)与进水泵(19)相连，进水泵(19)通过电磁阀(3)与过滤器(26)相连，所述过滤器(26)与进水流量传感器(17)和进水口压力变送器(11)相连，进水流量传感器(17)和进水口压力变送器(11)通过进水口(27)
与中空纤维超滤膜组件(28)相连；中空纤维超滤膜组件(28)通过出水口(30)
与出水压力变送器(13)相连，压力变送器(13)通过电磁阀(8)相连、出
水流量传感器(14)与收集于产水箱(31)相连；中空纤维超滤膜组件(28)
上的超滤膜浓水口(29)上设置有浓水压力变送器(12)，的超滤膜浓水口(29)
通过球阀(33)和电磁阀(9)与原水箱(24)相连；产水箱(31)通过反洗
泵(20)、电磁阀(10)、电磁阀(7)与出水口(30)相连；进水箱(24)和
产水箱(31)底部均设置有排空球阀(25)和(32)；所述进水口压力变送器(11)、浓水压力变送器(12)、压力变送器(13)和出水流量传感器(14)分
别与模拟量输入模块(15)相连，所述进水泵(19)和反洗泵(20)通过变频
器(18)与模拟量输入输出模块(16)相连，所述进水流量传感器(17)与模
拟量输入输出模块(16)相连；所述模拟量输入模块(15)和模拟量输入输出
模块(16)与可编程控制器(2)相连，可编程控制器(2)分别与电磁阀(3，4，5，6，7，8，9，10)相连。
2、根据权利要求2所述的全自动恒流量超滤水处理的控制装置，其特征是：所述机可编程控制器(2)与PC机相连。
3、根据权利要求2所述的全自动恒流量超滤水处理的控制装置，其特征是：所述可编程控制器(2)与指示灯(22)和蜂鸣器(21)相连。
4、根据权利要求2所述的全自动恒流量超滤水处理的控制装置，其特征是：所述PC机与打印机(23)相连。
200710017590.9说 明 书第1/5页
全自动恒流量超滤水处理的控制装置
技术领域
本发明属于膜分离技术和水处理领域，具体涉及一种全自动恒流量超滤水处理的控制装置。
背景技术
恒流超滤是指控制跨膜压差TMP从某一较低值开始逐步缓慢的升高，使膜透水通量稳定在某一适当值的膜过滤操作模式。相对于目前广泛使用的恒压过滤模式，在过滤前期，恒流超滤过程中膜受到的平均压力小于恒压超滤时膜所受的平均压力，降低了水中污染物向膜面迁移的加速度，减缓了膜过滤阻力的增加，可以延长膜过滤周期，提高膜的产水量。Field、Decloux等人均对恒流膜过滤操作进行研究，发现恒流过滤模式比恒压过滤模式有十分明显的优势(参见《Journal of Membrane Science》1995年100卷259-272页，及《膜科学与技术》1999年19卷1期1-11页)。
中国发明专利公开号为：C N1280873A，公开日为2001年1月24日，名称为“恒流超滤的方法及其设备”公开了三种恒流超滤的方法和相应设备，分别为调节循环泵(7-2)流量、调节阀(8-3)开关大小、以及使用脉冲泵的恒流超滤。然而该专利公开的恒流超滤的方法和相应设备均为针对膜生物反应器的控制过程和设备，其控制过程均需要通过手动操作来完成，自动化程度低、控制过程操作复杂、控制精度低、劳动强度大，很难满足实际膜处理的应用。 发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种全自动恒流量超滤水处理的控制装置，使用该装置能提高过滤精度、可实现系统的恒流量全自动运行及在线清洗、能耗低、可降低膜过滤阻力、延长膜过滤周期、
提高膜产水量。 为解决上述技术技术问题，本发明是这样实现的：
本发明包括原水箱(24)、中空纤维超滤膜组件(28)、收集于产水箱(31)、
保安过滤器(26)，其特征是：所述原水箱(24)与进水泵(19)相连，进水泵(19)通过电磁阀(3)与过滤器(26)相连，所述过滤器(26)与进水流量传感器(17)和进水口压力变送器(11)相连，进水流量传感器(17)和进水口压力变送器(11)通过进水口(27)与中空纤维超滤膜组件(28)相连；中空纤维超滤膜组件(28)通过出水口(30)与出水压力变送器(13)相连，压力变送器(13)通过电磁阀(8)相连、出水流量传感器(14)与收集于产水箱(31)相连；中空纤维超滤膜组件(28)上的超滤膜浓水口(29)上设置有浓水压力变送器(12)，的超滤膜浓水口(29)通过球阀(33)和电磁阀(9)与原水箱(24)相连；产水箱(31)通过反洗泵(20)、电磁阀(10)、电磁阀(7)与出水口(30)相连；进水箱(24)和产水箱(31)底部均设置有排空球阀(25)和(32)；所述进水口压力变送器(11)、浓水压力变送器(12)、压力变送器(13)和出水流量传感器(14)分别与模拟量输入模块(15)相连，所述进水泵(19)和反洗泵(20)通过变频器(18)与模拟量输入输出模块(16)相连，所述进水流量传感器(17)与模拟量输入输出模块(16)相连；所述模拟量输入模块(15)和模拟量输入输出模块(16)与可编程控制器(2)相连，可编程控制器(2)分别与电磁阀(3，4，5，6，7，8，9，10)相连。 所述机可编程控制器(2)与PC机相连。
所述可编程控制器(2)与指示灯(22)和蜂鸣器(21)相连。
所述PC机与打印机(23)相连。
本发明的有益效果是：
本发明具有过滤精度高、工艺先进、操作简单、能耗低、可降低膜过滤阻力等优点，可实现系统的恒流量全自动运行和在线清洗，还可以实现对在线监测数据的实时观察、存贮记录及打印输出。
附图说明
图1为本发明的自动控制系统结构流程图；
图2为本发明全自动恒流量超滤水处理系统结构图；
图3是实施例结果的膜透水流量随时间的变化曲线图。
具体实施方式
本发明的全自动恒流量超滤水处理的控制装置，是利用PC机和可编程控制器对恒流量超滤水处理装置的工作过程进行在线监测和控制。其中，可编程控制器2用于执行系统操作指令、收集、存储系统工艺参数和在线监测数据，与来自模拟量输入模块15的在线监测出水流量数据进行比较，如果数据偏离工
艺参数设定值，则根据偏离的正负，由可编程控制器2发出指令，通过A/D 转换器将系统发出的数字量信号转换成模拟量，经模拟量输入输出模块16输出到变频器18，通过变频器18调节进水加压泵19的电机的频率，来控制进水加压泵19的电机转速，以减小或增大进水加压泵19的输出压力，从而维持超滤膜透水流量的稳定，达到恒流量超滤的目的。
本发明所述的超滤膜为中空纤维膜组件28，其材质可以是聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙稀腈、磺化聚砜、醋酸纤维素、聚丙稀或无机膜等。 本发明所述的恒流超滤过程，是以跨膜压差TMP为控制对象，通过和系统工艺参数所设定的上限值进行比较，当跨膜压差TMP大于或等于设定值时，即启动水力清洗操作，对超滤膜进行在线清洗。
本发明所述的水力清洗操作，包括从超滤膜浓水口29到进水口27的正向快洗和从透水侧向进水侧反向跨膜的反冲洗，具体清洗过程可以根据需要对快洗和反洗的时间和顺序进行设置，两种反洗方式可以根据实际需要进行组合，从而达到有效清洗超滤膜的目的。
本发明所述的恒流量超滤过程和水力清洗过程的操作均通过可编程控制器2对超滤系统管路中电磁阀2～电磁阀10的开关控制来实现。
本发明所述的恒流量超滤过程，还可以实现超滤膜进水口压力、浓水口压力、出水口压力、跨膜压差TMP、进水流量、透过水流量等数据的在线实时监测、存贮记录及通过与PC机1连接的打印机23打印
输出。
本发明所述的全自动恒流量超滤水处理的控制装置，主要由超滤水处理系统、PC机1、可编程控制器2、变频器18、模拟量输入模块15及模拟量输入输出模块16组成，其特征在于电磁阀2～电磁阀10等开关变量通过可编程控
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