[发明专利]反渗透装置和用于控制反渗透装置的方法

说明书

一种水净化装置(1)包括反渗透RO设备(26)。RO设备(26)包括RO膜(26a)和进给泵(23)。装置(1)还包括：再循环机构(33)，被配置成将部分废水再循环到给水；温度传感器设备，被配置成测量指示所述RO膜(26a)的温度的温度；及流速传感器设备，被配置成测量指示渗透水的渗透流速的流速。装置(1)还包括控制部件(50)，被配置为控制再循环以实现预定回收率。控制部件(50)还被配置为：基于所测得的指示RO膜(26a)的温度的温度和期望的渗透电导率控制进给泵(23)的速率，以使渗透流速等于节能渗透流速或在节能渗透流速的预定裕量内，该节能渗透流速基于RO膜温度、渗透流速和渗透电导率之间的预定关系确定。本公开还涉及对应的方法。

技术领域

本公开涉及水净化领域，尤其涉及通过反渗透进行水净化。详细地，本公开涉及一种水净化装置和一种用于控制水净化装置的方法。

背景技术

反渗透(RO)是一种水净化技术，并在从海水淡化厂到医疗设备的各种应用中使用。

在使用RO的系统中，给水通常由泵加压并强制通过RO膜以克服渗透压。RO膜是一种半透膜，其可让水通过膜，从而产生经净化的产物流。产物水例如被医疗设备用作在线制备的透析溶液中的成分。

在医疗应用中，净化水的质量持续满足特定要求非常重要。确定净化水质量的常用方法是测量采出水的电导率。电导率是水通过电流的能力的量度。这种能力与水中离子的浓度直接相关。这些导电离子来自溶解的盐和无机物质，如碱、氯化物、硫化物和碳酸盐化合物。离子数越多，电导率越高。因此，电导率测量结果用作水质的量度。

随着老化和大量使用，膜会因结垢和积垢而堵塞，并因膜氧化而劣化。还已知的是膜的渗透性随水温而变化。例如，文献WO20172170081A1公开了水温与膜的渗透性之间存在联系。无论未净化的水的温度或膜的状态如何，都控制渗透水的量以始终保持渗透水的流速恒定。然而，随着温度升高，膜的渗透性增大，从而允许更多的杂质通过膜。因此，控制净化过程以获得稳定的输出从而获得稳定的渗透电导率是一个挑战。

发明内容

本公开的目的是缓解现有技术的至少一些缺点。另一个目的是无论水温如何，从RO设备提供一致质量的渗透水。另一个目的是从RO设备有效地提供一致质量的渗透水。

通过根据独立权利要求的方法和装置以及根据从属权利要求的实施例至少部分地实现这些目的和其他目的。

根据第一方面，本公开涉及一种用于控制水净化装置的方法。该水净化装置包括反渗透RO设备和进给泵，该RO设备包括RO膜，该进给泵接收进水并将给水传送到RO设备的入口，由此RO设备产生渗透水和废水。该方法包括：通过再循环机构将部分废水再循环到给水以实现渗透流速与进给流速的预定回收率；估计或测量指示RO膜温度的温度；以及估计或测量指示渗透水的渗透流速的流速。该方法还包括：基于所估计的或测得的指示RO膜温度的温度和期望的渗透电导率控制进给泵的速率，以使渗透流速等于节能渗透流速或在节能渗透流速的预定裕量内，该节能渗透流速是基于RO膜温度、渗透流速和渗透电导率之间的预定关系确定的。

无论水温如何，该方法都能提供一致的产物水质量。该方法可以使能耗下降，因为进给泵使用的功率与膜的温度相适应，不会以高于所需的功率进行驱动。该方法将装置维持在工作点，在该工作点处它产生具有期望的电导率(即，预定电导率或目标电导率)的产物水。因此，该方法控制水净化装置以有效的方式产生水。

在一些实施例中，节能渗透流速等于实现期望的渗透电导率所需的最小渗透流速。于是，控制进给泵的速率包括：控制进给泵的速率以实现节能渗透流速，该节能渗透流速是实现期望的渗透电导率所需的最小渗透流速。因此，该方法将装置维持在工作点，在该工作点处它产生具有期望的电导率的渗透水，同时将能耗降至最低。

在一些实施例中，控制进给泵的速率包括：在RO膜的温度升高时控制进给泵的速率以增大渗透水的流速；以及在RO膜的温度降低时控制进给泵的速率以降低渗透水的流速。因此，无论温度如何，都可以保持渗透水的质量。