超聲波在線監(jiān)測卷式反滲透膜硫酸鈣污染.pdf

1、膜污染是制約膜分離技術(shù)特別是反滲透膜發(fā)展的關(guān)鍵問題。膜污染影響膜運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，甚至?xí)s短膜的使用壽命。導(dǎo)致膜過度污染和提前廢棄的重要因素是由于缺乏膜污染的早期預(yù)警以及阻垢劑、清洗劑等抗污染藥劑的在線評價。本文發(fā)展一種超聲時域反射技術(shù)無損在線監(jiān)測卷式反滲透膜污染，旨在為膜污染控制和清洗提供一種量化手段。
　　 首先以2g/L的硫酸鈣溶液為進(jìn)料液對反滲透膜分離系統(tǒng)進(jìn)行污染，采用高頻聚焦探頭對卷式膜元件進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測。實(shí)驗(yàn)結(jié)

2、果表明，超聲波能夠穿透壓力容器而進(jìn)入膜元件的多層膜結(jié)構(gòu)，超聲信號隨著膜的污染發(fā)生著有序的變化。建立信號擬合與聲強(qiáng)計(jì)算模型對超聲反射信號進(jìn)行處理可得到各信號對應(yīng)的聲強(qiáng)值。隨著膜的污染，聲強(qiáng)不斷減小，隨后聲強(qiáng)有所回升，這與膜上污染層發(fā)生數(shù)量和結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。此外，對超聲信號的分段分析結(jié)果表明，膜污染在徑向上是一個由里而外的沉積過程。
　　 進(jìn)一步考察了超聲技術(shù)分辨不同程度的膜污染狀況。結(jié)果表明不同濃度進(jìn)料液造成的膜污染速度不同，超聲聲

3、強(qiáng)在污染后期的增強(qiáng)與高濃度進(jìn)料液污染實(shí)驗(yàn)中污染物在膜表面的數(shù)量和結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。利用離散方程計(jì)算聲強(qiáng)的結(jié)果表明使用離散方程進(jìn)行信號分析在一定誤差范圍內(nèi)是一種有效的并且更加便捷的信號處理方法。
　　 最后，采用多探頭同時監(jiān)測卷式反滲透膜污染。發(fā)現(xiàn)膜污染在軸向上更易沉積于膜組件距離出水口較近位置的膜表面，這與膜表面污染物重量分析結(jié)果相同。在膜清洗實(shí)驗(yàn)中，隨著膜表面污染物的去除和通量的恢復(fù)，超聲信號同時也發(fā)生了相應(yīng)的變化。結(jié)果表明，超聲