[发明专利]水处理多孔膜膜孔堵塞程度及孔径的检测方法及系统

说明书

一种水处理多孔膜膜孔堵塞程度及孔径的检测方法及系统，涉及水处理技术领域，针对水处理过程中由膜孔堵塞造成的多孔膜污染问题，通过在膜两侧的电解液中施加不同电压，检测电流变化分析多孔膜膜孔堵塞的程度。该方法操作便捷、分析快速，大幅降低设备购置成本，可用于多孔膜的制备研发及膜滤过程中膜污染测试分析。

技术领域

本发明属水处理技术领域，特别涉及一种水处理多孔膜膜孔堵塞程度及孔径的检测方法及系统。

背景技术

近年来，膜滤技术在我国的水处理行业中发挥了重要作用，涉及饮用水、生活污水及工业废水等领域的水质净化，其中以微滤、超滤及纳滤工艺为主的多孔膜应用最为广泛。常见的多孔膜尺寸处于0.5nm～10μm之间，主要利用筛分原理截留水中污染物达到净化受污染水体的目的。然而，膜污染问题一直是阻碍膜工艺长期稳定运行及分离效率提升的主要障碍，特别是污染物堵塞膜孔导致产水量急剧下降。研究表明通常导致膜孔堵塞的污染物较难被水力反洗去除，被认为是多孔膜在工程应用中造成不可逆污染及运行能耗增加的主要原因。

实现多孔膜受污染前后的孔径快速测试分析是其制备、性能优化及膜滤工艺稳定运行的必要前提。当前常用的检测膜孔孔径的仪器主要有：通用型比表面积孔径分析仪和专用型膜孔径测试分析仪。但上述两种仪器购置费用较高(几十万至上百万)，且样品分析耗时较长，通常至少需要30小时，测试效率和性价比极低。

因此，开发便捷高效的多孔膜膜孔测试分析方法是当前膜的制备及工程实践中亟需进一步解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种水处理多孔膜膜孔堵塞程度及孔径的检测方法及系统，通过在膜两侧的电解液中施加不同电压，检测电流变化分析多孔膜膜孔堵塞的程度，以期解决至少一个上述提及的技术问题。

为实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种检测多孔膜膜孔堵塞程度的方法，包括如下步骤：

将待测膜片组装于检测池卡槽内，向检测池内注入电解液，使其充分浸润所述待测膜片；

将两个电极分别插于所述待测膜片两侧的电解液中，所述两个电极分别通过导线与电流计相连，形成闭合电流回路；

调节所述电流计的输出电压，同步记录电流计显示的电流，根据电压值和电流值进行线性回归分析，得到电压-电流回归直线的斜率，根据电压-电流回归直线的斜率评价待测膜片的膜孔堵塞程度。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种检测多孔膜孔径的方法，包括如下步骤：

通过上述检测多孔膜膜孔堵塞程度的方法对多个已知孔径的多孔膜片进行检测，得到多个电压-电流回归直线的第一斜率；

对所述多个电压-电流回归直线的第一斜率和相对应多孔膜片的已知孔径进行线性回归分析，得到斜率-孔径回归直线；

通过上述检测多孔膜膜孔堵塞程度的方法对受污染的待测膜片进行检测，得到电压-电流回归直线的第二斜率；

将待测膜片的第二斜率代入所述斜率-孔径回归直线，得到待测膜片对应的平均孔径。

作为本发明的再一个方面，还提供了一种用于实现上述检测多孔膜膜孔堵塞程度的方法的系统，该系统包括：

检测池，内含电解液；

检测池卡槽，内置于所述检测池内；

待测膜片，安装于所述检测池卡槽内，组装后的所述检测池卡槽和所述待测膜片将所述检测池内电解液分隔为两部分；

两个电极，分别置于所述待测膜片两侧的电解液中；

电流计，通过导线分别与所述两个电极连接，输出电压可调，用于测量与所述导线、电极、电解液和待测膜片形成的回路中的电流；