水处理中的膜完整性监测制造技术

一个实施方案提供了这样的一种系统，其包括：至少两个水分析仪，其中所述至少两个水分析仪中的至少一个位于净化装置上游并且其中所述至少两个水分析仪中的至少另一个位于所述净化装置下游；至少一个处理器；和存储设备，所述存储设备储存可由所述处理器执行的指令，从而：接收来自所述至少两个水分析仪的水分析数据，其中所述水分析数据包括与膜完整性有关的信息；基于所接收的对应于系统属性的数据，确定用于计算膜完整性的算法；和使用所确定的算法，基于所接收的水分析数据计算所述膜完整性。描述并且要求保护了其他方面。

Membrane integrity monitoring in water treatment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水处理中的膜完整性监测
本专利技术总体上涉及水处理，并且更具体涉及水过滤质量和膜完整性的快速、实时检测。背景在世界范围内，对于社区和政府来说，洁净的水是重要的问题。用于清洁水的设施的尺寸范围从非常小且初步的到大且复杂的。我们正在见证增加的自然资源利用、社会的增加的水用量和上升的水中污染物水平的趋势。在对水的需求上升的同时，洁净水源的可获得性却正在逐渐降低。水处理的改进可以缓解这些问题。一种用于清洁水的方法是使用膜(例如，过滤器等)以移除水中不需要的污染物(例如，粒子、病原体、重金属等)。当前监测用于水处理的膜的有效性的方法包括使用浊度计连续测量过滤系统下游的水的浊度或其他性质。这种测量形式确定了在通过过滤器架上的一组过滤器过滤之后在水中残留的不希望的粒子或病原体的量。因此，该测量基本上测量了过滤器架的组合的一组过滤器是否按照需要(例如按照管理机构所设定)发挥作用。简述总而言之，一个方面提供了一种系统，其包括：至少两个水分析仪，其中所述至少两个水分析仪中的至少一个位于净化装置上游并且其中所述至少两个水分析仪中的至少另一个位于所述净化装置下游；至少一个处理器；和存储设备，所述存储设备储存可由所述处理器执行的指令，从而：接收来自所述至少两个水分析仪的水分析数据，其中所述水分析数据包括与膜完整性有关的信息；基于所接收的对应于系统属性的数据，确定用于计算膜完整性的算法；和使用所确定的算法基于所接收的水分析数据计算所述膜完整性。另一个方面提供了一种方法，其包括：接收来自所述至少两个水分析仪的水分析数据，其中所述水分析数据包括与膜完整性有关的信息；确定用于基于对应于系统属性的所接收的数据计算膜完整性的算法；和使用所确定的算法基于所接收的水分析数据计算所述膜完整性，其中所述至少两个水分析仪中的至少一个位于净化装置上游并且其中所述至少两个水分析仪中的至少另一个位于所述净化装置下游。另一个方面提供了一种装置，其包括：至少一个水净化装置；至少两个水分析仪，其中所述至少两个水分析仪中的至少一个位于所述至少一个水净化装置上游并且其中所述至少两个水分析仪中的至少另一个位于所述至少一个水净化装置下游；至少一个处理器；和存储设备，所述存储设备储存可由所述处理器执行的指令，从而：接收来自所述至少两个水分析仪的水分析数据，其中所述水分析数据包括与膜完整性有关的信息；基于所接收的对应于系统属性的数据，确定用于计算膜完整性的算法；和使用所确定的算法基于所接收的水分析数据计算所述膜完整性。前面是概述，并且因此可以含有详情的简化、概括和省略；因此，本领域技术人员将理解概述仅为说明性的并且并非意在以任何方式限制。为了更好地理解实施方案连同它们的其他和另外的特征和优点，参考以下结合附图的描述。本专利技术的范围将在所附权利要求中指出。几幅附图的简述图1是示出实例装置设备的框图。图2A是示出过滤监测系统的示意图。图2B示出了来自图2A的浊度仪器的随时间以mNTU测量的合并流出物的测量值。图3是示出在实施方案中的直接膜完整性测试的结构图。图4A是示出过滤监测系统的实施方案的示意图。图4B示出了来自图2A的浊度仪器的随时间以mNTU测量的合并流出物的测量值。图5A是示出在一个实施方案中的实时直接膜多重测试的结构图。图5B示出了来自图5A的系统的膜完整性随时间的测量值。图6A是示出在一个实施方案中的MBR直接膜完整性测试的结构图。图6B示出了来自图6A的系统的膜完整性随时间的测量值。详细描述将容易地理解的是，除了所描述的示例实施方案以外，如在本文中的附图中总体上描述并且示出的实施方案的组件可以以各种各样不同的构造排列和设计。因此，如在附图中表示的以下示例实施方案的更详细的描述并非意在限制所要求保护的实施方案的范围，而仅是作为示例实施方案的代表。在整个本说明书中提及“一个实施方案”或“实施方案”(等等)意指在至少一个实施方案中包括与实施方案结合描述的具体的特征、结构或特性。因此，短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”等等在整个本说明书中的各个位置的出现并非必须均指代同一个实施方案。此外，在一个或多个实施方案中所描述的特征、结构或特性可以以任何适合的方式组合。在以下描述中，提供了许多具体细节以给出对示例实施方案的彻底理解。然而，相关领域的技术人员将会意识到，可以在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下或者使用其他方法、组件、材料等实施多个实施方案。在其他实例中，未示出或详细描述公知的结构、材料或操作。预期以下描述仅借助了举例的方式，并且其仅示出了某些示例实施方案。用于测量过滤系统的有效性的常规系统具有低灵敏度和响应，并且不能实时确定膜或过滤器是否接近故障。此外，当故障变得大到足以使用常规系统检测时，过滤系统可能会严重受损，并且许多膜或过滤器受损。操作员之后必须将整个过滤架停用，这花费时间、金钱并且减少设施的洁净水输出。此外，因为用于测量过滤有效性的常规技术不是高灵敏的，操作员需要以预定间隔(通常每天一次)将过滤支架停用，以手动检查膜和过滤器的缺陷或故障，例如通过进行测试膜完整性的压力试验。将支架停用代价非常高并且手动检查膜和过滤器非常耗时。因此，当前用于确定水过滤膜有效性的方法具有许多缺点。典型的过滤有效性方法使用水分析仪测量水的一些参数，例如用于测量浊度的浊度计、用于测量有机碳的粒子计数器、用于测量总有机碳的总有机碳分析仪等。因为浊度计可以测量来自膜架的参数，并且来自每个膜的流出物被来自其他膜的流出物稀释，使用常规浊度计的操作员不能足够快地检测膜故障或确定哪个膜可能已经故障。对于水处理设施的操作员来说所需要的方法是具有检测由破裂或降解的膜引起的膜完整性的小变化从而可以快速检测问题并且随后对其进行矫正的方式。根据本专利技术，实施方案提供了用于实时和快速检测与水过滤有关的膜破裂或劣化的系统和方法。如在本文中所述的系统和方法提供了感测来自水过滤系统的流出物的质量或水属性包括膜完整性的更准确的方式。例如，归因于检测膜完整性随时间的小变化的能力，系统和操作员可以更早检测过滤系统的问题。此外，如在本文中所述的系统和方法提供了当在流出物中存在较低水平的不需要的粒子、病原体或其他组分时检测水过滤膜的问题的方式。此外，因为如在本文中所述的系统和方法可以准确地确定不可接受的劣化或膜破裂在何时发生，不需要将膜和/或过滤支架完全停用来检查并且矫正单个故障膜模块。参照图1，描述设备1000，例如用作观察装置的设备。设备1000包括从存储器1004获取数据和/或指令并且以常规方式执行所获取的指令一个或多个微处理器1002(统称为CPU1002)。存储器1004可以包括任何有形的计算机可读介质，例如持久性存储器如磁盘和/或光盘、ROM和PROM以及易失性存储器如RAM。CPU1002和存储器1004通过常规相互连接1006彼此连接，所述常规相互连接在该说明性实施方案中为总线并且将CPU1002和存储器1004连接至一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，所述系统包括：/n至少两个水分析仪，其中所述至少两个水分析仪中的至少一个位于净化装置上游并且其中所述至少两个水分析仪中的至少另一个位于所述净化装置下游；/n至少一个处理器；和/n存储设备，所述存储设备储存可由所述处理器执行的指令，从而：/n接收来自所述至少两个水分析仪的水分析数据，其中所述水分析数据包括与膜完整性有关的信息；/n基于所接收的对应于系统属性的数据，确定用于计算膜完整性的算法；和/n使用所确定的算法，基于所接收的水分析数据计算所述膜完整性。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170519 US 62/508,8501.一种系统，所述系统包括：
至少两个水分析仪，其中所述至少两个水分析仪中的至少一个位于净化装置上游并且其中所述至少两个水分析仪中的至少另一个位于所述净化装置下游；
至少一个处理器；和
存储设备，所述存储设备储存可由所述处理器执行的指令，从而：
接收来自所述至少两个水分析仪的水分析数据，其中所述水分析数据包括与膜完整性有关的信息；
基于所接收的对应于系统属性的数据，确定用于计算膜完整性的算法；和
使用所确定的算法，基于所接收的水分析数据计算所述膜完整性。


2.权利要求1所述的系统，其中所述至少两个水分析仪中的至少一个包括高灵敏度浊度仪。


3.权利要求1所述的系统，其中所述水分析数据包括选自由下列各项组成的组中的数据：浊度、灵敏粒子计数、总碳、pH、电导率、光处理、病原体、离子、沉淀物、淤泥和重金属。


4.权利要求1所述的系统，所述系统还包括基于所计算的膜完整性确定所述净化装置的劣化。


5.权利要求4所述的系统，其中所述净化装置包括膜并且其中所述劣化包括膜破裂。


6.权利要求4所述的系统，所述系统还包括相应于所确定的劣化进行操作，其中所述操作包括下列各项中的至少一个：分流，通知用户所述劣化，和关闭所述系统。


7.权利要求1所述的系统，所述系统还包括基于所述膜完整性预测所述净化装置的可能的劣化。


8.权利要求1所述的系统，其中将所述水分析数据在所述至少两个水分析仪之间时间同步。


9.权利要求1所述的系统，其中所述系统属性包括下列各项中的至少一个：样品频率、流量、净化装置类型、上游水属性和期望的膜完整性。


10.权利要求1所述的系统，其中所述算法包括确定来自所述至少两个水分析仪的所述水分析数据的关系。


11.一种方法，所述方法包括：
接收来自所述至少两个水分析仪的水分析数据，其中所述水分析数据包括与膜完整性...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡里·伯顿·杰克逊，理查德·爱德华·莱格特，
申请(专利权)人：哈希公司，
类型：发明
国别省市：美国;US