CN102512969B - 中空纤维膜面膜孔流动电位同步测定装置 - Google Patents

Abstract

中空纤维膜面膜孔流动电位同步测定装置，它含有两个圆片形银-氯化银电极、一个环形银-氯化银电极、两个电极基座、进水腔室、膜丝填充腔室、膜组件、出水腔室。在进水腔室和出水腔室各设有一个电极基座，并在其上固定有圆片形银-氯化银电极，还含有进水管，进水测压管以及出水管、出水测压管。在膜丝填充腔室设有膜面出水管和膜面测压管以及出水孔，出水孔使膜丝填充腔室与银环电极腔室，环形银-氯化银电极装在银环电极腔室里；通过控制不同腔室的出水管出水，可以测得中空纤维膜的膜面流动电位和膜孔流动电位以及相应的膜面压力损失和模孔压力损失，进而可以确定膜面、膜孔的流动电位。

Description

中空纤维膜面膜孔流动电位同步测定装置

技术领域

本发明涉及一种中空纤维膜面膜孔的流动电位的测定装置，属于一种中空纤维使用的流动电位的测定装置，尤其涉及一种中空纤维膜分离过程中的膜面、膜孔在线流动电位测量和Zeta电位估算。

背景技术

膜分离技术在生化、食品、医药医学、精密电子、水处理等行业应用越来越广泛。特别是中空纤维膜具有很大的比表面积因而有很高的产率，近年来发展应用很快。使用膜分离技术时首先碰到的问题是膜材料的选择，膜材料的选择除了考虑分离介质的性质及操作条件所要求膜的生化稳定性和机械性能外，膜面及膜孔的动电特性对分离效果有重要影响。另外，膜在使用分离中都有膜表面或膜孔内积垢(fouling)污染所造成的通量衰减及选择透过性降低等问题，因此必须进行定期清洗以恢复膜通量，实际上，膜的污染会造成膜的表面动电性质发生变化，因此可以用膜面及膜孔的动电特性评价膜污染程度及清洗的效果。目前对中空纤维膜已有的各种流动电位测定均是单一的测定膜面流动电位，不能分别测定膜面，膜孔流动电位，进而无法估算膜面、膜孔Zeta电位与污染间的关系，缺乏对用膜面、膜孔Zeta电位对膜材料选择和污染及清洗的判断的缺失。Zeta电位是膜面的重要性质，无法直接测定，可通过流动电位间接测定。

发明内容

本发明的目的是提供一种中空纤维膜面膜孔流动电位同步测定装置。

本发明是中空纤维膜面膜孔流动电位同步测定装置，有一个圆筒状的进水腔室1和一个圆筒状的出水腔室4，膜丝填充腔室2的左端与进水腔室1的筒端连接，膜丝填充腔室2的右端与圆筒状的膜组件5的筒端连接，膜组件5的右端与出水腔室4的左端连接，在进水腔室1的圆柱状腔壁上安装一进水管1-1，在进水腔室1位于进水管1-1同一侧的腔壁上安装第一测压管1-2，在出水腔室4的圆柱状腔壁上安装第一出水管4-2，在出水腔室4位于第一出水管4-2同一侧的腔壁上安装第二测压管4-1，圆环电极腔室3通过螺纹连接，安装在膜丝填充腔室2的外壁上，在膜丝填充腔室2上靠近圆环电极腔室3的外壁上安装第三测压管2-2，在膜丝填充腔室2上与第三测压管2-2相对的腔壁上安装第二出水管2-1，在膜丝填充腔室2与圆环电极腔室3的相连段的膜丝填充腔室2的腔壁上开有小孔2′；一个圆柱状的电极基座7过螺纹连接安装在进水腔室1左端的筒端上，另一个圆柱状的电极基座7′安装在出水腔室4右端的筒端上，在两个电极基座7、7′上开设的通孔内分别安装有第一银-氯化银电极6-1、第二银-氯化银电极6-2，在圆环电极腔室3中安装一圆环形的银-氯化银电极8。

本发明可以通过选择性的关闭出水管来有效、准确地测定膜面或膜孔的流动电位以及相应的运行压力，因而可以研究膜面、膜孔的Zeta电位以及二者之间的关系。

附图说明

图1是本发明的结构图，图2是图1中的A-A向剖视图，图3是图1中的I处的局部放大图。

具体实施方式

如图1所示，本发明是中空纤维膜面膜孔流动电位同步测定装置，有一个圆筒状的进水腔室1和一个圆筒状的出水腔室4，膜丝填充腔室2的左端与进水腔室1的筒端连接，膜丝填充腔室2的右端与圆筒状的膜组件5的筒端连接，膜组件5是将一定数量的膜丝用环氧树脂密封后装进有机玻璃管中制成。膜组件5的右端与出水腔室4的左端连接，在进水腔室1的圆柱状腔壁上安装一进水管1-1，在进水腔室1位于进水管1-1同一侧的腔壁上安装第一测压管1-2，在出水腔室4的圆柱状腔壁上安装第一出水管4-2，在出水腔室4位于第一出水管4-2同一侧的腔壁上安装第二测压管4-1，圆环电极腔室3通过螺纹连接，安装在膜丝填充腔室2的外壁上，在膜丝填充腔室2上靠近圆环电极腔室3的外壁上安装第三测压管2-2，在膜丝填充腔室2上与第三测压管2-2相对的腔壁上安装第二出水管2-1，在膜丝填充腔室2与圆环电极腔室3的相连段的膜丝填充腔室2的腔壁上开有小孔2′；一个圆柱状的电极基座7过螺纹连接安装在进水腔室1左端的筒端上，另一个圆柱状的电极基座7′安装在出水腔室4右端的筒端上，在两个电极基座7、7′上开设的通孔内分别安装有第一银-氯化银电极6-1、第二银-氯化银电极6-2，在圆环电极腔室3中安装一圆环形的银-氯化银电极8。

如图1、图2所示，进水腔室1和出水腔室4的直径相等，膜丝填充腔室2的左端通过螺纹与进水腔室1的筒端连接，膜丝填充腔室2的右端通过螺纹与圆筒状的膜组件5的筒端连接，膜组件5的右端通过螺纹与出水腔室4的左端连接。

如图1、图3所示，膜丝填充腔室2、圆环电极腔室3均为圆柱体，膜丝填充腔室2的直径小于圆环电极腔室3的直径。

如图1所示，进水管1-1可控制进水，第一出水管4-2、第二出水管2-1可分别控制中空纤维膜的膜孔出水和膜面出水，通过第一测压管1-2、第三测压管2-2可测定中空纤维膜膜面的压力损失，通过测压管第一测压管1-2、第二测压管4-1可测定中空纤维膜膜孔的压力损失，通过第一银-氯化银电极6-1、第二银-氯化银电极6-2测定中空纤维膜膜孔的流动电位，通过第一银-氯化银电极6-1、第二银-氯化银电极6-2和银-氯化银环形电极8测定膜面的流动电位。

本发明的工作过程为：第一出水管4-2出水，第二出水管2-1不出水时可通过两个银-氯化银电极测得膜孔两端的流动电位；通过第一测压管1-2、第二测压管4-1可测定中空纤维膜膜孔两端的压力损失。关闭第一出水管4-2，第二出水管2-1出水时，可通过两个银-氯化银电极和环形银一氯化银电极8测定中空纤维膜膜面的流动电位；并通过第一测压管1-2、第三测压管2-2测定膜面的压力损失。第一出水管4-2、第二出水管2-1同时出水，可通过两个银-氯化银电极测得膜孔两端的流动电位，通过第一测压管1-2、第二测压管4-1可测定中空纤维膜膜孔两端的压力损失；可通过两个银-氯化银电极和银-氯化银环形电极8测定中空纤维膜膜面的流动电位，并通过第一测压管1-2、第三测压管2-2测定膜面的压力损失。

Claims (3)

1.中空纤维膜面膜孔流动电位同步测定装置，有一个圆筒状的进水腔室(1)和一个圆筒状的出水腔室(4)，其特征在于膜丝填充腔室(2)的左端与进水腔室(1)的筒端连接，膜丝填充腔室(2)的右端与圆筒状的膜组件(5)的筒端连接，膜组件(5)的右端与出水腔室(4)的左端连接，在进水腔室(1)的圆柱状腔壁上安装一进水管(1-1)，在进水腔室(1)位于进水管(1-1)同一侧的腔壁上安装第一测压管(1-2)，在出水腔室(4)的圆柱状腔壁上安装第一出水管(4-2)，在出水腔室(4)位于第一出水管(4-2)同一侧的腔壁上安装第二测压管(4-1)，圆环电极腔室(3)通过螺纹连接，安装在膜丝填充腔室(2)的外壁上，在膜丝填充腔室(2)上靠近圆环电极腔室(3)的外壁上安装第三测压管(2-2)，在膜丝填充腔室(2)上与第三测压管(2-2)相对的腔壁上安装第二出水管(2-1)，在膜丝填充腔室(2)与圆环电极腔室(3)的相连段的膜丝填充腔室(2)的腔壁上开有小孔(2′)；一个圆柱状的电极基座(7)过螺纹连接安装在进水腔室(1)左端的筒端上，另一个圆柱状的电极基座(7′)安装在出水腔室(4)右端的筒端上，在两个电极基座(7、7′)上开设的通孔内分别安装有第一银-氯化银电极(6-1)、第二银-氯化银电极(6-2)，在圆环电极腔室(3)中安装一圆环形的银-氯化银电极(8)。

2.根据权利要求1所述的中空纤维膜面膜孔流动电位同步测定装置，其特征在于进水腔室(1)和出水腔室(4)的直径相等，膜丝填充腔室(2)的左端通过螺纹与进水腔室(1)的筒端连接，膜丝填充腔室(2)的右端通过螺纹与圆筒状的膜组件(5)的筒端连接，膜组件(5)的右端通过螺纹与出水腔室(4)的左端连接。

3.根据权利要求1所述的中空纤维膜面膜孔流动电位同步测定装置，其特征在于膜丝填充腔室(2)、圆环电极腔室(3)均为圆柱体，膜丝填充腔室(2)的直径小于圆环电极腔室(3)的直径。