天津津騰試驗(yàn)設(shè)備有限公司淺談轉(zhuǎn)剪切流強(qiáng)化微濾膜器，轉(zhuǎn)剪切流強(qiáng)化微濾膜器是一種新型膜過濾裝置。它是水力旋流器和管式膜微濾器的完美結(jié)合,具有結(jié)構(gòu)簡單,能耗低等優(yōu)點(diǎn),并且能夠減輕微濾中的膜污染和濃差極化,提高過濾通量,是一種強(qiáng)化傳統(tǒng)錯(cuò)流微濾的十分有效的方法。本文自行設(shè)計(jì)了一種利用旋流發(fā)生器產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)剪切流的微濾膜器,這種入口方式能夠產(chǎn)生非常均勻的入口速度分布。針對該膜器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,分析了微濾過程的影響因素,并與普通管式錯(cuò)流微濾進(jìn)行了對比分析,同時(shí)利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立了過濾通量的數(shù)學(xué)模型,并利用流體力學(xué)軟件對膜器內(nèi)部壓力及速度場進(jìn)行了數(shù)值模擬。本文主要得出了以下結(jié)論
(1)濃度是影響旋轉(zhuǎn)剪切流微濾膜器過濾通量的最重要的一個(gè)因素。隨著濃度的增大,過濾通量迅速減小,并且過濾通量隨時(shí)間變化的衰減程度越來越明顯。濃度越大,達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間越短,并且穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的過濾通量越小。
(2)提高入口壓力,可以提高過濾通量,但當(dāng)入口壓力提高到一定程度后,過濾通量反而下降,因此存在一個(gè)最佳的入口壓力值。對于本實(shí)驗(yàn),當(dāng)物料濃度0.05%、出口壓力0.02mpa時(shí),最佳入口壓力0.035mpa為。
(3)出口壓力的提高會(huì)使過濾通量有所提高,但是增加的幅度很小,并且隨著出口壓力的提高,入口壓力也要相應(yīng)的提高,故不宜利用提高出口壓力來提高過濾通量。
(4)葉片數(shù)量的減小和旋流發(fā)生器級數(shù)的增加,都可以使得旋轉(zhuǎn)剪切流微濾膜器的過濾通量提高,由此可知通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)可以提高流體的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度,從而增大膜器的過濾通量。
(5)通過與普通管式錯(cuò)流微濾膜器的對比,可以看出旋轉(zhuǎn)剪切流強(qiáng)化微濾膜器的強(qiáng)化作用在低入口壓力下比在高入口壓力下明顯。
(6)通過因次分析的方法,考慮了影響過濾通量的各個(gè)操作參數(shù),建立了旋轉(zhuǎn)剪切流微濾的穩(wěn)態(tài)過濾通量的準(zhǔn)數(shù)方程
(7)建立了描述過濾通量隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)衰減模型,該模型綜合考慮了入口壓力、出口壓力及懸浮液濃度這三個(gè)重要的操作參數(shù)的影響,對過濾通量有一定的預(yù)報(bào)價(jià)值。
