一种用于电渗析膜污染的智能控制方法及系统与流程

    技术2026-08-17  13


    本发明涉及电渗析,尤其涉及一种用于电渗析膜污染的智能控制方法及系统。


    背景技术:

    1、电渗析在运行过程中无法避免的会产生有机、无机的膜污染,控制膜污染的方法一般有频繁倒极、冲洗或清洗,现在的倒极、冲洗和清洗周期一般都设置固定的周期,此值一般采用经验值,或现场运行人员根据运行情况、运行参数主观进行判断是否需要倒极、冲洗或清洗,但未涉及如何实现自动冲洗功能,更未涉及如何实现程序自动识别倒极、冲洗或清洗操作。另外,由于污水处理现场一般来水复杂,水质水量波动较大,若电渗析处理量固定,在水质较恶劣的情况下,超负荷运行会导致膜污染急速产生,在水质较好的情况下,水处理过程速度较快,容易产生水的极化现象,也会增加膜污染发生的概率。

    2、现有的电渗析系统的倒极程序一般是通过定时控制,提前设置好固定的倒极时间,当设备运行至设定时间后自动开启倒极程序,但实际情况是倒极过于频繁会增加运行能耗,降低处理效率;倒极间隔过长的话又会使膜片在污染情况下运行,产生较顽固的膜污染,损伤膜片,膜片性能难以恢复。

    3、冲洗程序和清洗程序一般是通过运行人员的经验进行判断何时需要冲洗或清洗,项目现场清洗周期一般为15~30d/次,冲洗周期一般为2~6h/次。冲洗太过频繁会导致能耗的增加,管路中的冲洗水稀释浓水,影响回收率,而冲洗间隔过长同样会使膜片在污染情况下运行,尤其是有些表面附着的污染物原本可以通过冲刷作用去除,长时间会嵌入到膜片内部形成不可逆污染。清洗太过频繁会影响项目现场系统之间的联动运行,增加清洗药剂的使用量,从而提高运行成本,但清洗周期过长则会使膜片污染加剧,膜片性能受到不可逆损坏。

    4、由于电渗析膜堆的装配较困难,一旦膜片数量固定,除非返厂维修,难以在现场调节膜片数量。污水厂来水水质水量波动较大,通过调节膜片来匹配水质水量难以实现。在水质较恶劣的情况下,超负荷运行会导致膜污染急速产生,在水质较好的情况下,水处理过程速度较快,容易产生水的极化现象,也会增加膜污染发生的概率。故通过程序根据实际水质情况理论计算和自动化调节来控制进入电渗析膜堆处理量对膜污染的控制也很重要。

    5、不同的电渗析膜堆,处理不同的废水,污染程度、污染类型均不同,无法通过经验值来准确判断膜堆运行情况及冲洗或清洗后的膜污染恢复情况。


    技术实现思路

    1、发明目的:本发明的目的是提供一种用于电渗析膜污染的智能控制方法及系统,实现自动判断膜片污染情况,提高电渗析膜系统运行稳定性,延长电渗析膜使用寿命。

    2、技术方案:一种用于电渗析膜污染的智能控制方法,包括步骤如下:

    3、s1,设备运行后,电渗析系统开始定时并获取系统运行参数;

    4、s2,对首次获取到的ai、pdi、pci赋值为a0、pd0、pc0,对cx初始赋值为0;

    5、s3,根据进水含盐量ci,计算电渗析系统的单位时间处理量;

    6、s4,通过控制逻辑按照单位时间处理量与满负荷设计处理量的比值对进水泵频率、气动阀组开度进行调节;

    7、s5,系统运行过程中不断记录ai、pdi、pci,并与a0、pd0、pc0进行比较:

    8、当pdi≥1.2pd0或pci≥1.2pc0时,启动倒极程序,倒极程序完成后,继续运行;

    9、若不满足pdi<1.2pd0或pci<1.2pc0条件时,继续运行;

    10、当ai≤0.7a0时,启动冲洗程序。

    11、进一步,获取系统运行参数包括:进水含盐量ci、电流ai、淡水测压差pdi、浓水测压差pci。

    12、进一步,cx=0或1为冲洗状态判断:cx=0为未冲洗,cx=1为已冲洗。

    13、进一步,所述单位时间处理量的表达式如下:

    14、

    15、其中,膜面积、电流效率、电流密度为固定参数;cout为预设值;f为法拉第常数。

    16、进一步,冲洗后,电流恢复至初始a0值或恢复至ai≥0.75a0;

    17、若电流无法恢复至ai≥0.75a0,则启动清洗程序;清洗完成后再观察ai值,恢复至ai≥0.75a0,则将cx赋值为0,开启电源,重复步骤s1-s5;

    18、若清洗完成后,观察ai值无法恢复至ai≥0.75a0,则更换膜片。

    19、一种用于电渗析膜污染的智能控制系统,执行上述的智能控制方法,包括plc控制系统、进水泵、直流电源和气动阀组、压差变送器组;所述plc控制系统控制进水泵、直流电源、气动阀组和压差变送器组的智能化运行;所述进水泵根据程序指令调节频率,所述直流电源用来供电和读取电流,所述气动阀组根据程序指令调节开度,所述压差变送器组用来读取淡水测压差pdi和浓水测压差pci。

    20、本发明与现有技术相比,其显著效果如下:

    21、本发明通过存储在逻辑存储介质上的汇编控制逻辑,完全依赖智能化程序,根据水质实际情况,自动判断膜片污染情况,并作出相应的解决措施,无需人工操作,能延缓电渗析系统运行过程中膜污染产生速率,减少化学清洗频次,节约清洗药剂消耗量,并且能提高电渗析膜系统运行稳定性,延长电渗析膜使用寿命。



    技术特征:

    1.一种用于电渗析膜污染的智能控制方法,其特征在于,包括步骤如下:

    2.根据权利要求1所述用于电渗析膜污染的智能控制方法,其特征在于,获取系统运行参数包括:进水含盐量ci、电流ai、淡水测压差pdi、浓水测压差pci。

    3.根据权利要求1所述用于电渗析膜污染的智能控制方法,其特征在于,cx=0或1为冲洗状态判断:cx=0为未冲洗,cx=1为已冲洗。

    4.根据权利要求1所述用于电渗析膜污染的智能控制方法,其特征在于,所述单位时间处理量的表达式如下:

    5.根据权利要求1所述用于电渗析膜污染的智能控制方法,其特征在于,冲洗后,电流恢复至初始a0值或恢复至ai≥0.75a0;

    6.一种用于电渗析膜污染的智能控制系统,执行权利要求1-5任一项所述智能控制方法,其特征在于,包括plc控制系统、进水泵、直流电源和气动阀组、压差变送器组;所述plc控制系统控制进水泵、直流电源、气动阀组和压差变送器组的智能化运行;所述进水泵根据程序指令调节频率,所述直流电源用来供电和读取电流,所述气动阀组根据程序指令调节开度,所述压差变送器组用来读取淡水测压差pdi和浓水测压差pci。


    技术总结
    本发明公开了一种用于电渗析膜污染的智能控制方法及系统,方法步骤如下:设备运行后,电渗析系统开始定时并获取系统运行参数;对首次获取的Ai、PDi、PCi赋值为A0、PD0、PC0,对CX初始赋值为0;根据进水含盐量Ci,计算电渗析系统的单位时间处理量;通过控制逻辑按照单位时间处理量与满负荷设计处理量的比值对进水泵频率、气动阀组开度进行调节;系统运行过程中不断记录Ai、PDi、PCi,并与A0、PD0、PC0进行比较,根据比较结果选择执行启动倒极程序,或启动冲洗程序,或启动清洗程序。本发明能减少化学清洗频次,节约清洗药剂消耗量,提高电渗析膜系统运行稳定性,延长电渗析膜使用寿命。

    技术研发人员:苏雅,朱亚茹,陈方方,安瑾,常俊俊,李向东
    受保护的技术使用者:光大环境科技(中国)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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