基于欧姆定律的中空纤维膜完整性在线检测方法研究

发布时间：2017-08-06 03:11

  本文关键词：基于欧姆定律的中空纤维膜完整性在线检测方法研究

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【摘要】：中空纤维膜组件的完整性对膜出水水质影响较大,如何及时有效地在实际工程中保证膜组件的完整性,对于生活饮用水质安全、污水达标排放等水质处理尤为重要。本研究基于欧姆定律,提出一种中空纤维膜组件完整性在线检测装置,通过采集固定电阻两端电压信号变化,判别中空纤维膜组件的完整性。实验研究了本中空纤维膜组件完整性在线检测装置的灵敏性、检测范围和适用条件。首先,以湖水过滤对象,研究了膜组件破损前后电压信号变化情况和气泡尺寸对电压信号以及检测装置灵敏度的影响。分析了不同膜组件破损率、曝气强度和膜出水流量下电压信号变化规律。结果表明：膜组件破损前后电压信号变化较为明显,电压基准信号有一个固定变化范围是0.01V,通过观察电压信号变化能够及时辨别膜组件是否破损。气泡尺寸对电压信号影响较大,大气泡形成的响应电压值较低,且前后探针电压信号依次变化。中等气泡形成的响应电压值的信号强度比大气泡的小,前后探针采电压信号也依次变化。对于小气泡,其形成的响应电压值的强度最小,且出现前置探针电压降低后置探针电压不变,或后置探针电压降低前置探针电压不变的情况,本中空纤维膜完整性在线监测装置检测的最小气泡直径为0.5mm。破损率对检测装置的灵敏度影响不大,但如果破损率太小,检测不到气泡通过探针,本中空纤维膜组件完整性在线检测装置最低检测破损率为0.5%。随着曝气强度的增加,出现响应电压值的频率和灵敏度也增加,曝气强度为5L/min才能满足对灵敏度的要求。随着膜出水流量的增加,出现响应电压值的频率和灵敏度也增加,最低检测膜出水流量为28mL/min。其次,研究过滤海水以及六种不同电导率梯度的自配水为过滤体系电压变化规律。结果表明：对于不同种电导率的自配水,电压信号基准值显递增趋势,电压信号的变化范围固定不变都为0.01V,且电压信号变化规律较为一致,对于不同过滤体系,检测装置灵敏度变化不明显。最后,采用中试规模的中空纤维膜组件过滤装置,结合本中空纤维膜组件完整性在线检测装置和现有权威检测方法—颗粒计数器进行了膜完整性检测对比实验。研究发现：本中空纤维膜完整性在线检测装置采集气泡数量变化与颗粒计数器采集颗粒含量变化具有一致性,进一步证明了本中空纤维膜完整性在线检测装置的科学性、严谨性和适用性。
【关键词】：电学原理 电压信号 气泡 中空纤维膜 完整性测试
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ028.8;X703;TU991.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 膜分离技术的产生与发展10-11
• 1.3 膜的概述和分类11-13
• 1.3.1 微滤(MF)11-12
• 1.3.2 超滤(UF)12-13
• 1.3.3 反渗透(RO)13
• 1.3.4 纳滤(NF)13
• 1.4 中空纤维膜的简介及特点13-14
• 1.4.1 中空纤维膜的简介13-14
• 1.4.2 中空纤维膜的特点14
• 1.5 中空纤维膜的破损和检测方法14-19
• 1.5.1 直接检测方法15-17
• 1.5.1.1 起泡点测试15
• 1.5.1.2 压力衰减测试15-16
• 1.5.1.3 扩散空气流测试16
• 1.5.1.4 真空衰减测试16
• 1.5.1.5 双重气体测试16-17
• 1.5.1.6 声敏完整性测试17
• 1.5.2 间接检测方法17-18
• 1.5.2.1 颗粒计数17
• 1.5.2.2 颗粒检测17
• 1.5.2.3 浊度检测17-18
• 1.5.3 媒介示踪测试18-19
• 1.5.3.1 尖峰完整性测试方法18
• 1.5.3.2 微生物示踪测试18
• 1.5.3.3 纳米探针测试18-19
• 1.5.3.4 磁性颗粒示踪测试19
• 1.5.3.5 荧光硅颗粒示踪测试19
• 1.6 课题的提出与研究内容19-22
• 1.6.1 研究背景19
• 1.6.2 课题研究目的19-20
• 1.6.3 课题研究内容20-22
• 第二章 实验装置、材料和研究方法22-28
• 2.1 检测原理22-23
• 2.2 实验装置23-24
• 2.3 检测探针的制作24-25
• 2.4 过滤原水及药品25
• 2.5 实验条件的控制25-26
• 2.5.1 膜组件破损率25-26
• 2.5.2 膜出水流量26
• 2.5.3 曝气强度26
• 2.6 不同过滤体系的研究26-28
• 第三章 中空纤维膜完整性在线检测装置性能研究28-46
• 3.1 中空纤维膜完整性在线检测装置灵敏度的表征28-30
• 3.2 破损率对灵敏度的影响30-32
• 3.3 曝气强度对灵敏度的影响32-35
• 3.4 膜出水流量对灵敏度的影响35-37
• 3.5 电导率对灵敏度的影响37-39
• 3.6 通过探针气泡类型分析39-44
• 3.6.1 气泡直径>2mm时电压的变化规律39-40
• 3.6.2 气泡直径=2mm时电压的变化规律40-41
• 3.6.3 气泡直径<2mm时电压的变化规律41-44
• 3.7 气泡尺寸检测范围的确定44-46
• 第四章 利用颗粒计数装置对比验证46-50
• 4.1 中试装置的运行46-47
• 4.1.1 实验装置与材料46-47
• 4.1.2 运行条件的设置47
• 4.2 颗粒计数器工作原理分析47
• 4.3 中空纤维膜完整性在线检测装置中试实验47-48
• 4.4 颗粒计数器与膜完整性在线检测装置对比分析48-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 实验结论与不足50-52
• 5.1 实验研究结论50
• 5.2 实验研究不足与建议50-52
• 参考文献52-58
• 发表论文和参加科研情况58-60
• 致谢60

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10 韩s，

本文编号：628112