用于監(jiān)視水處理設施中的滲透物質(zhì)量的集成系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種用于連續(xù)監(jiān)視水處理裝置(包含脫鹽裝置)中的來自膜元件的滲透物的方法和設備。所述設備包含探針，所述探針包含多個傳感器，使得至少一個傳感器與每一膜元件相關(guān)聯(lián)。每一傳感器耦合到節(jié)點，所述節(jié)點經(jīng)配置以將與滲透物質(zhì)量相關(guān)聯(lián)的信號傳送到中心節(jié)點宿。所述節(jié)點可與所述節(jié)點宿進行無線通信。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種用于監(jiān)視水處理過程中的滲透物質(zhì)量的方法和設備。更具體地說，本專利技術(shù)涉及一種用于監(jiān)視水處理裝置的逆滲透或納濾脫鹽中的個別膜元件的性能的方法和設備。
技術(shù)介紹
水處理裝置(包含脫鹽裝置)一般由眾多過濾導管組成，其中每一導管通常包含多個螺旋迂回膜元件。一般來說，水處理是指使水變得更適合于所期望的最終用途的過程。經(jīng)常地，所期望的最終用途是人類消耗；然而，其它水處理過程經(jīng)設計以提供適于工業(yè)過程、醫(yī)學使用、水循環(huán)進入環(huán)境及類似者的水。示范性淡鹽水及/或海水膜脫鹽裝置通常包含眾多導管，其中每一導管通常含有6到8個個別螺旋迂回的膜元件。以大約20L/m2h的平均流量進行操作的10,000m3/天的中型脫鹽裝置(其中每一導管包含6個8英寸的膜元件)將需要大約116個導管和總共約700個膜元件。更大的脫鹽裝置(例如具有高達330,000m3/天的容量的裝置)可需要總共40,000多個膜元件。如可預期的，脫鹽裝置的整體滲透物的質(zhì)量取決于每一個別膜元件的性能。如上文所提到的，由于總共有大量的膜元件(舉例來說，700個或40,000多個膜元件)，所以對個別膜元件的性能的監(jiān)視既非常重要又非常困難。不能密切地監(jiān)視個別膜元件的性能可導致個別膜元件的過早替換(即，在性能及對應的水質(zhì)量已降級之前替換膜元件)或無法在需要的時候替換膜元件，從而可分別導致運行費用增加以及不良的性能(即，降低經(jīng)處理的水的質(zhì)量)。用于監(jiān)視水處理裝置中的膜元件性能的當前方法通常包含單獨探測每一導管，這是既耗時又昂貴的過程。單獨測試由眾多導管和膜元件組成的整個裝置中的每一膜元件的過程可花費數(shù)天或甚至數(shù)周的時間，這取決于裝置的大小。此外，與開始測試時的條件相比，到測量已完成的時候，裝置的條件可能已經(jīng)改變。因此，強烈需要提供對個別膜元件的優(yōu)選快速監(jiān)視的新穎集成方法和系統(tǒng)以及用于將與每一膜元件相關(guān)的數(shù)據(jù)傳送到中心位置的構(gòu)件。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種用于監(jiān)視水處理裝置(包含含有多個過濾導管的脫鹽裝置)中的多個過濾導管內(nèi)的個別膜元件的性能的方法和設備。在一個方面中，提供一種用于監(jiān)視水處理設施(包含水脫鹽裝置)中的膜元件的性能的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包含含有多個膜元件的至少一個導管。多個膜元件可操作以移除含有鹽或其它溶解物質(zhì)的水源中的鹽，并產(chǎn)生經(jīng)過濾水的滲透流。膜元件包含過濾介質(zhì)和定位在膜元件中的滲透物收集管，所述滲透物收集管可操作以接收滲透流且包括滲透物出口。所述系統(tǒng)進一步包含定位在滲透物收集管內(nèi)且可操作以測量滲透物的物理性質(zhì)的探針，其中探針包含至少一個傳感器，且其中所述至少一個傳感器定位在滲透物收集管內(nèi)鄰近至少一個膜元件的地方。所述系統(tǒng)包含電子耦合到探針的至少一個節(jié)點，其中所述節(jié)點可操作以接收來自至少一個傳感器的與滲透流的預先選擇的物理性質(zhì)相對應的信號。系統(tǒng)還包含經(jīng)配置以接收來自至少一個節(jié)點的信號的通信節(jié)點，其中通信節(jié)點經(jīng)配置以處理信號且將信號與和膜元件的性能相對應的預定值進行比較。在某些實施例中，節(jié)點包含至少一個處理器、至少一個阻抗分析器以及至少一個收發(fā)器。在某些實施例中，滲透流的所測量的物理性質(zhì)為滲透流的傳導率。在替代實施例中，滲透流的可進行測量的物理性質(zhì)包含滲透流的溫度和傳導率。在某些實施例中，系統(tǒng)包含鄰近每一膜元件的至少一個傳感器。在另一方面中，提供一種用于監(jiān)視水處理裝置(包含水脫鹽裝置)中的膜元件的性能的方法。所述方法包含以下步驟：(a)在注射壓力下將含有鹽或其它溶解物質(zhì)的水注射到導管內(nèi)，其中導管包含至少一個膜元件和定位在所述膜元件內(nèi)的滲透物收集管，其中滲透物收集管適于接收穿過所述膜元件的經(jīng)過濾滲透流；(b)用傳感器測量膜元件內(nèi)的滲透流的性質(zhì)以產(chǎn)生電子信號，其中至少一個傳感器定位在鄰近膜元件的地方以使至少一個傳感器接觸離開膜元件的滲透流并測量其性質(zhì)，其中所述性質(zhì)可選自傳導率和溫度；(c)將來自傳感器的電子信號傳送到節(jié)點，所述電子信號包含與導管內(nèi)的傳感器的位置相對應的信息，所述節(jié)點處理來自傳感器的電子信號以提供經(jīng)處理的信號；(d)電子地或無線地將來自節(jié)點的經(jīng)處理的信號傳送到節(jié)點宿；及(e)由節(jié)點宿接收經(jīng)處理的信號，其中節(jié)點宿可操作以接收來自多個節(jié)點的與相關(guān)聯(lián)的膜元件的性能相對應的經(jīng)處理的信號。在另一方面中，提供一種用于確定并評估水處理設施(包含脫鹽裝置)中的膜元件性能的系統(tǒng)。評估膜性能的步驟可包含確定膜元件是否需要替換、膜元件的剩余可操作壽命或提供對穿過膜元件的滲透流的質(zhì)量的定性或定量測量。系統(tǒng)包含至少一個導管，其中導管包含多個膜元件、定位在多個膜元件內(nèi)的滲透物收集管以及定位在滲透物收集管內(nèi)的探針。滲透物收集管可操作以接收穿過膜元件的經(jīng)過濾滲透流。探針包含定位在鄰近至少一個膜元件的地方的至少一個傳感器，其中所述至少一個傳感器可操作以測量從其所鄰近的對應膜元件離開的經(jīng)過濾滲透流的物理性質(zhì)，其中物理性質(zhì)選自由傳導率和溫度所組成的群組。傳感器還可操作以將與滲透流的傳導率相對應的信號傳送到導管節(jié)點。導管節(jié)點經(jīng)配置以接收并處理來自至少一個傳感器的信號從而產(chǎn)生經(jīng)處理的信號。處理信號的步驟可包含正規(guī)化及/或校正與物理性質(zhì)相對應的測量值，且可包含使物理性質(zhì)的值與特定傳感器、膜元件及/或?qū)Ч芟嗷リP(guān)聯(lián)的步驟。系統(tǒng)進一步包含電子耦合到導管節(jié)點的通信節(jié)點，其中通信節(jié)點可操作以接收來自節(jié)點的經(jīng)處理的信號且可操作以發(fā)射經(jīng)處理的信號。系統(tǒng)還包含經(jīng)配置以接收來自通信節(jié)點的經(jīng)處理的信號的第一計算機，其中經(jīng)處理的信號與在特定膜元件處所進行的物理性質(zhì)測量相對應。系統(tǒng)還包含與計算機相關(guān)聯(lián)的且存儲在有形計算機存儲器媒體上的計算機程序。所述計算機程序可在計算機上操作，所述計算機程序包含一組指令，所述指令在由計算機執(zhí)行時致使計算機執(zhí)行一組操作。由計算機執(zhí)行的操作包含接收來自與導管相關(guān)聯(lián)的通信節(jié)點的經(jīng)處理的信號，其中經(jīng)處理的信號與經(jīng)過濾滲透流的所測量的物理性質(zhì)相對應，且由計算機響應于接收到經(jīng)處理的信號而確定經(jīng)處理的信號是否不同于預定值。預定值與膜元件的閾值性能水平相對應，且不同于預定值的經(jīng)處理的信號值可指示需要替換膜元件；所述信號識別傳感器和測量的滲透流所來自的相關(guān)聯(lián)膜元件的位置。由計算機執(zhí)行的操作進一步包含由計算機將替換膜元件的需要傳送給水處理設施的操作員。在另一方面中，提供一種存儲在有形計算機存儲器媒體上且可在計算機上操作的計算機程序產(chǎn)品。計算機程序產(chǎn)品包含一組指令，所述指令在由計算機執(zhí)行時致使計算機執(zhí)行以下操作。計算機接收來自包含多個導管(例如水處理導管)的水處理設施中本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.05.24 US 12/786,1471.一種用于監(jiān)視水處理設施中的膜元件的性能的系統(tǒng)，其包括：
至少一個導管，所述導管包括多個膜元件，所述多個膜元件可操作以移除包含鹽
或其它溶解物質(zhì)的水源中的鹽或其它溶解物質(zhì)，從而產(chǎn)生包括經(jīng)過濾水的滲透流，
所述膜元件包括過濾介質(zhì)和定位在所述膜元件中的滲透物收集管，所述滲透物收集
管可操作用于接收所述滲透流且包括滲透物出口；
探針，其定位在所述滲透物收集管內(nèi)且可操作以測量所述滲透物的至少一個物理
性質(zhì)，所述探針包括至少一個傳感器，使得所述至少一個傳感器定位在所述滲透物
收集管內(nèi)鄰近至少一個膜元件處；
至少一個節(jié)點，其電子耦合到所述探針，所述節(jié)點可操作以接收來自所述至少一
個傳感器的與所述滲透流的預先選擇的物理性質(zhì)相對應的信號；及
通信節(jié)點，其經(jīng)配置以接收來自所述至少一個節(jié)點的所述信號，所述通信節(jié)點經(jīng)
配置以處理所述信號并將所述信號與指示膜元件的所述性能的預定值進行比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述節(jié)點包括處理器、阻抗分析器和收發(fā)器中的
至少一者。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述節(jié)點定位在所述導管的外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述探針的外徑與所述滲透物收集管的內(nèi)徑的比
率小于約0.3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包括耦合到所述滲透物收集管的所述滲透物
出口的接頭，所述接頭包括可移除的水密接頭，所述水密接頭適于允許插入所述探
針以及從所述導管移除所述探針。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述滲透流的由所述傳感器測量的所述物理性質(zhì)
選自傳導率、溫度和壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述滲透流的由所述傳感器測量的所述物理性質(zhì)

\t是所述傳導率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包括測量所述滲透物的流動速率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述探針進一步包括所述導管中所存在的每一膜
元件至少一個傳感器，其中每一傳感器經(jīng)配置以測量所述膜元件處的所述滲透流的
所述傳導率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包括將來自所述節(jié)點的所述經(jīng)處理的信號無
線傳送到節(jié)點宿。
11.一種用于監(jiān)視水處理設施中的膜元件的性能的方法，其包括以下步驟：
將含有鹽或其它溶解物質(zhì)的水在注射壓力下注射到導管中，所述導管包括至少一
個膜元件和定位在所述膜元件內(nèi)的滲透物收集管，所述滲透物收集管適于接收穿過
所述膜元件的經(jīng)過濾滲透流；
用傳感器測量所述膜元件中的所述滲透流的性質(zhì)以產(chǎn)生電子信號，其中至少一個
傳感器定位在鄰近所述膜元件處使得至少一個傳感器接觸離開所述膜元件的所述
滲透流，并測量所述滲透流的所述性質(zhì)，其中所述性質(zhì)選自傳導率和溫度；
將來自所述傳感器的電子信號傳送到節(jié)點，所述電子信號包含與所述導管內(nèi)的所
述傳感器的位置相對應的信息，所述節(jié)點處理來自所述傳感器的所述電子信號以提
供經(jīng)處理的信號；
將來自所述節(jié)點的所述經(jīng)處理的信號傳送到節(jié)點宿；及
由所述節(jié)點宿接收所述經(jīng)處理的信號，所述節(jié)點宿可操作以接收來自多個節(jié)點的
與相關(guān)聯(lián)膜元件的所述性能相對應的經(jīng)處理的信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其進一步包括評估所述膜元件的所述性能的步驟，
其中評估所述膜元件的所述性能包括接收來自所述節(jié)點的所述經(jīng)處理的信號，并將
所述經(jīng)處理的信號與預定值進行比較，以確定所述膜元件是否正在產(chǎn)生具有所要質(zhì)
量的滲透物。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其進一步包括將所述經(jīng)處理的信號與每一個別膜元

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：阿納斯塔西奧斯·J·卡拉別拉斯，楊尼斯·格拉格普洛斯，尼科斯·P·伊薩亞斯，
申請(專利權(quán))人：沙特阿拉伯石油公司，
類型：
國別省市：