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聚氯乙烯支撐膜過濾自來水的研究!

導(dǎo)讀:天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司研究了聚氯乙烯支撐膜在不同流動形態(tài)下過濾自來水時的通量變化規(guī)律,分析了過濾壓力以及流速對不同流動形態(tài)下膜過濾通量的影響,并用數(shù)學(xué)模型對實(shí)驗(yàn)


返回列表 來源:未知 發(fā)布日期:2019-08-16 10:53【
天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司認(rèn)為膜分離作為一種高效、環(huán)保的分離濃縮技術(shù),目前已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。且在水處理方面的應(yīng)用也十分廣泛。傳統(tǒng)的自來水處理多采用混凝、沉淀和消毒等過程,與傳統(tǒng)的自來水處理工藝比較,膜分離過濾技術(shù)處理自來水出水水質(zhì)高、過濾裝置安裝成本低廉,且易于改造。膜過濾過程中不同的流動形態(tài)包括死端過濾和各種錯流過濾。傳統(tǒng)的死端過濾存在過濾阻力大、清洗困難和操作周期短等問題。而錯流過濾因其具有過濾阻力小、操作周期長等優(yōu)點(diǎn)而越來越受到重視。對錯流過濾的研究結(jié)果表明,錯流過濾能改善膜的分離效能,提高滲透通量。本研究天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司以聚氯乙烯支撐膜為膜組件,研究不同流動形態(tài)下膜過濾通量的變化規(guī)律,為優(yōu)化自來水膜過濾工藝流程提供一定的參考。

1.材料與儀器
微孔濾膜,天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司PVC支撐膜組件,采用液致相分離法制備;自來水。YP10002電子天平,DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器,DHG-9246A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,DropMeterA-100P接觸角測量儀,UPH-1-5T型超純水制造系統(tǒng);泡點(diǎn)-流速法孔徑分布測定儀,微濾膜過濾裝置,實(shí)驗(yàn)室自制。

2.過濾過程
過濾過程中產(chǎn)生的濾餅壓縮指數(shù)和比阻擬合參數(shù)見表1。

                表1不同流動形態(tài)下濾餅壓縮指數(shù)S和比阻R0擬合參數(shù)

由表1可知,平行錯流過濾時,壓縮指數(shù)在0.62~0.66變化;在垂直流過濾時,當(dāng)過濾壓力上升到40kPa時,Rm隨過濾壓力的變化出現(xiàn)了明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn),因此,在垂直錯流過濾過程中,將過濾阻力隨過濾壓力的變化分2個階段進(jìn)行擬合。低壓環(huán)境時,過濾阻力受過濾壓力的影響比較小,壓縮指數(shù)在0.29~0.34;過濾壓力大于40kPa后,過濾阻力受過濾壓力的影響較為顯著,壓縮指數(shù)在0.78~0.86。分析其原因,死端過濾時,進(jìn)料液進(jìn)入膜通道內(nèi)屬于靜止受壓狀態(tài),膜表面流體流動產(chǎn)生的動能為0,過濾壓力的變化對過濾阻力產(chǎn)生的影響比較小,其壓縮指數(shù)也最?。黄叫绣e流過濾時,膜表面的流體呈湍流形式流動,有部分垂直于膜絲方向的動能轉(zhuǎn)化為靜壓能,此時的過濾阻力受過濾壓力的影響比較大,因此其壓縮指數(shù)較大;垂直錯流過濾時,膜絲表面的流體也傾向于以湍流形式流動,水流方向與膜絲方向垂直,且流體流動的動能轉(zhuǎn)化的壓力能更多,其壓縮指數(shù)值也更大。因此,在膜過濾自來水的工藝過程中,為提高過濾能效,在垂直錯流過濾時,過濾壓力最好控制在40kPa或以下。

3結(jié)論
天津津騰利用PVC支撐膜對自來水進(jìn)行過濾的過程中,不同流動形態(tài)對膜過濾時的平衡通量的影響顯著,表現(xiàn)為垂直錯流過濾>平行錯流過濾>死端過濾。隨著雷諾數(shù)的增加,垂直錯流和平行錯流的過濾平衡通量均平穩(wěn)增加。且垂直錯流過濾時的平衡通量隨雷諾數(shù)的增加幅度更為明顯。膜過濾過程中的過濾阻力隨過濾壓力的變化呈現(xiàn)出不同的規(guī)律。死端過濾時的過濾阻力隨過濾壓力的變化幅度最小,壓縮指數(shù)為0.32;平行錯流過濾時的過濾阻力隨過濾壓力的變化次之,壓縮指數(shù)在0.62~0.66;垂直錯流過濾過程中,過濾阻力隨過濾壓力的變化出現(xiàn)了明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn),壓力低于40kPa時,過濾阻力受過濾壓力的影響比較小,壓縮指數(shù)在0.29~0.34,當(dāng)過濾壓力達(dá)到40kPa時,垂直錯流過濾過程中的過濾阻力受過濾壓力的影響較為顯著,壓縮指數(shù)在0.78~0.86。因此,在膜過濾自來水過程中,為提高過濾能效,在垂直錯流過濾時,過濾壓力最好控制在40kPa或以下。