基于膜段运行状态的除盐水系统稳定控制方法与流程

本发明涉及水处理，尤其涉及一种基于膜段运行状态的除盐水系统稳定控制方法。

背景技术：

1、除盐水系统通常采用多段反渗透膜组串联运行，各膜段沿水流方向依次承接上一膜段的浓水并继续脱盐，膜段之间在盐负荷分配上存在相对稳定的对应关系。现有技术对膜段运行状态的判断，多依赖单一膜段的进水压力、段间压差、产水流量或脱盐率等绝对参数，并将其与固定阈值或历史趋势比较。然而，当进水盐含量或总处理水量发生整体波动时，各膜段的绝对参数会同步变化，容易被误判为膜段异常，导致控制动作与异常来源不匹配。

2、中国专利公开号：cn119075684b公开了一种脱盐水站反渗透膜监测系统及监测方法，包括：对反渗透模块进行测试，获取当前进水压力与出水流量关系，根据当前进水压力与出水流量关系，得到反渗透膜的反渗透衰减量，获取高压泵当前转速与进水压力的关系，得到高压泵性能衰减量，将当前高压泵转速与进水压力关系发送到校正模块，校正模块得到相同进水压力下补偿后的高压泵转速，根据得到的反渗透衰减量，得到修正后的进水压力与出水流量关系；根据得到的修正后的进水压力与出水流量关系，对反渗透模块进行控制；由此可见，所述脱盐水站反渗透膜监测系统及监测方法存在以下问题：未分离上游传递影响，导致工况波动时无法准确识别异常膜段并实施针对性控制。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于膜段运行状态的除盐水系统稳定控制方法，用以克服现有技术中未分离上游传递影响，导致工况波动时无法准确识别异常膜段并实施针对性控制的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于膜段运行状态的除盐水系统稳定控制方法，包括：

3、获取除盐水系统中沿水流方向串联设置的各膜段的运行水量信息和水质信息；

4、根据各膜段入口水体与出口水体的盐负荷变化关系，确定各膜段的盐截留负荷，并基于各膜段之间的盐截留负荷关系确定膜段盐截留负荷分配状态；

5、根据稳定运行状态下相邻膜段的入口盐负荷、出口盐负荷以及盐截留负荷的对应关系，建立相邻膜段的盐负荷传递基准；

6、根据相邻膜段中上游膜段输出至下游膜段的盐负荷变化，结合所述盐负荷传递基准，确定下游膜段的可解释负荷承接量；

7、根据当前膜段盐截留负荷分配状态与基准膜段盐截留负荷分配状态的差异，确定膜段实际负荷迁移量；

8、根据所述膜段实际负荷迁移量中与所述可解释负荷承接量不匹配的部分确定非传递性负荷迁移特征；

9、基于所述非传递性负荷迁移特征确定除盐水系统中对应膜段的异常运行状态；

10、根据所述异常运行状态、异常膜段的位置以及所述非传递性负荷迁移特征对应的迁移方向，确定对应膜段的压力调节量和浓水调节量，并分别调节对应膜段的进水压力和浓水排放量。

11、优选地，获取除盐水系统中沿水流方向串联设置的各膜段的运行水量信息和水质信息，包括：

12、获取各膜段入口水体的流量和电导率，以及各膜段出口水体中产水和浓水的流量和电导率；

13、其中，所述运行水量信息包括入口水体、产水和浓水的流量信息，所述水质信息包括入口水体、产水和浓水的电导率信息。

14、优选地，确定各膜段对应的所述盐截留负荷，包括：

15、根据各膜段入口水体的流量和电导率确定入口盐负荷，根据各膜段出口水体中产水的流量和电导率确定产水盐负荷，并根据浓水的流量和电导率确定浓水盐负荷；

16、根据所述入口盐负荷与所述产水盐负荷之间的差值确定对应膜段的盐截留负荷，所述浓水盐负荷为对应膜段向下游输出的盐负荷。

17、优选地，确定所述膜段盐截留负荷分配状态，包括：

18、将各膜段对应的盐截留负荷按照水流方向的排列顺序进行排列；

19、计算各膜段盐截留负荷占总盐截留负荷的比例，按水流方向排列各比例值，得到膜段盐截留负荷分配状态。

20、优选地，建立相邻膜段的所述盐负荷传递基准，包括：

21、根据所述下游膜段入口盐负荷与上游膜段浓水盐负荷的比值，确定对应相邻膜段的盐负荷传递系数；

22、根据所述下游膜段盐截留负荷与上游膜段浓水盐负荷的比值，确定对应相邻膜段的盐截留承接系数；

23、基于若干个稳定运行状态对应采集周期内的盐负荷传递系数和盐截留承接系数，确定对应相邻膜段的盐负荷传递基准。

24、优选地，确定所述下游膜段的可解释负荷承接量，包括：

25、确定当前上游膜段浓水盐负荷相对于稳定运行状态的变化量；

26、根据所述变化量与所述盐负荷传递基准中的盐负荷传递系数，确定下游膜段入口盐负荷的预期变化量；

27、根据所述变化量与所述盐负荷传递基准中的盐截留承接系数，确定下游膜段盐截留负荷的预期变化量；

28、根据稳定运行状态下下游膜段的盐截留负荷与所述下游膜段盐截留负荷的预期变化量之和，确定下游膜段的预期盐截留负荷；

29、根据所述下游膜段的预期盐截留负荷与当前总盐截留负荷之间的比值，减去基准状态下下游膜段的盐截留负荷占比，确定下游膜段的可解释占比变化量。

30、优选地，确定所述膜段实际负荷迁移量，包括：

31、计算各膜段当前盐截留负荷占比与对应基准占比的差值，得到各膜段的占比变化量；

32、将各膜段的占比变化量确定为膜段实际负荷迁移量。

33、优选地，确定所述非传递性负荷迁移特征，包括：

34、根据所述可解释负荷承接量中的下游膜段的可解释占比变化量，以及所述膜段实际负荷迁移量中对应下游膜段的占比变化量，确定下游膜段的非传递性占比变化量；

35、将所述非传递性占比变化量及对应膜段的位置，确定为非传递性负荷迁移特征。

36、优选地，基于所述非传递性负荷迁移特征确定对应膜段的异常运行状态，包括：

37、当下游膜段的非传递性占比变化量为负且超出预设迁移偏差阈值时，若对应相邻膜段的盐负荷传递系数低于基准范围，则判定为段间盐负荷传递异常；若对应相邻膜段的盐负荷传递系数处于基准范围，则判定为下游膜段负荷承接异常；

38、当下游膜段的非传递性占比变化量为正且超出预设迁移偏差阈值时，判定为盐截留负荷向下游膜段异常迁移；

39、当上游膜段的占比变化量负向超出预设迁移偏差阈值，且对应下游膜段的非传递性占比变化量处于偏差阈值范围内时，判定为存在上游膜段盐截留负荷异常偏低。

40、优选地，确定对应膜段的压力调节量和浓水调节量，包括：

41、针对段间盐负荷传递异常，根据对应下游膜段的非传递性占比变化量的幅值确定相邻上游膜段的浓水调节量；

42、针对下游膜段负荷承接异常，根据所述下游膜段的非传递性占比变化量的幅值确定所述下游膜段的压力调节量；

43、针对盐截留负荷向下游膜段迁移的异常运行状态，根据上游异常膜段的占比变化量的幅值确定所述上游异常膜段的压力调节量和浓水调节量。

44、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过确定各膜段的盐截留负荷并建立膜段盐截留负荷分配状态，将稳定运行状态下相邻膜段之间的盐负荷传递关系固化为盐负荷传递基准，在当前运行过程中区分由上游膜段正常输出变化所引起的可解释负荷承接量与无法由正常传递关系解释的非传递性负荷迁移特征，确定对应膜段的异常运行状态、异常位置及迁移方向，并有针对性地调节相应膜段的进水压力和浓水排放量。本发明以多个膜段之间盐截留负荷分配关系相对于稳定传递基准的偏离作为判断对象，将上游正常传递引起的负荷变化从下游实际负荷迁移中分离出来，从而在进水盐含量、总处理水量等整体工况波动的情况下，准确识别段间盐负荷传递异常、下游膜段负荷承接异常以及盐截留负荷向下游膜段异常迁移等不同性质的异常运行状态，使控制动作与异常来源相对应，最终使各膜段盐截留负荷占比重新回到由正常传递关系确定的分配状态，实现除盐水系统在膜段层面的稳定控制。