超滤培训教材(3)

2018-09-23 22:07

最大平均压力变化: 6psi/sec(0.4bar/秒), 10秒钟阀门开启时间

最大总氯耐受能力@77℉(25℃)或更低: 200ppm @8.5pH或更高pH。 最大总耐氯接触量: 200,000ppm 小时(累计) @8.5pH或更高pH。 最大有机溶剂接触: 避免接触

最大紫外线接触: 避免暴露于日光直射下。

5.2组件的截留性能

5.2.1对MS2噬菌体的截留

对病毒MS2噬菌体的截留比较难以确定。如果要在浓度很小的时候检测这种生物体,就需要特殊的微生物检测技术。另一方面,要在足够长的时间中使较高浓度的噬菌体混合流入原水中,也很难。

由于膜的净化效率很高,所以要能测量出噬菌体的截留来,原水中它的浓度至少要达到每毫升10万个。在此浓度下,滤液中找不到噬菌体。

因此,对噬菌体的截留在99.999%或者说对数级5以上。 5.2.2对隐孢子体(Kryptosporidien)的截留

精确的检测表明超滤膜对隐孢子体(大小为4-6μm)的截留超过对数级6。 5.2.3对微粒的截留

利用超滤,能把最小的微粒引起的浑浊降低到规定的界限以下。 无论原水的质量怎样,滤液的浑浊度通常都能降到0.1NTU以下。 因此,在原水的浑浊度会突然增大的情况下,使用超滤特别合适。 与传统的净化过程相比,超滤可以非常容易地实现自动化。 5.2.4降低污染指数

污染指数(SDI)是在纳米过滤和反渗透时用到的卷式过滤装置对水的过滤能力的一个衡量尺度。

测量这个指数时,要将定量的水在稳定的进水压强下压过要测试的过滤器。 污染指数是由于在过滤过程中逐渐形成覆盖层、滤液通量降低而产生的。

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除了水中的微粒外,还有胶体物质以及真正溶解于水中的有机物质共同形成水的污染指数。

微粒和大部分胶体能够通过超滤去除。而对真正能溶解的有机质的截留则与分子量有关。

对大多数的水(包括海水),超滤之后污染指数都能降到1以下。如果污染指数是由可溶性物质导致的,那么在极少数情况下污染指数也可能在1以上。

测量方法见反渗透培训教材。 5.2.5对有机质的截留

有机质包括微粒状、胶体和能溶于水的有机物质。

由于超滤对不同类型的有机质的截留能力不同,因此净化效率就取决于水中有机质的成份组成。

在超滤前加入凝固剂可以部分地清除能溶于水的有机质。

与传统的方式相比,用超滤的方法既不必考虑沉淀作用,也不必注意凝固物的可过滤性,因为超滤的净化效率与凝固物的形状和密度无关。

根据是否絮凝与原水的水质不同,对有机质的截留在40-60%之间。

6膜的相关性能指数和计算公式

6.1截留比例

截留比例R 是留在膜的进水口一边的水中杂质所占的浓度百分比。

R?(1?R: CFiltrat: CZulauf:

截留比例(%)

cFiltrat)?100% cZulauf滤液浓度(如mg/l,mol/l) 原水浓度(如mg/l,mol/l)

由于超滤膜的截留比例非常高,所以病毒和细菌的截留常以“对数级”来表示。比如,99.999%的截留比例就相当于净化能力为对数级5。 6.2滤液体积流量

滤液体积流量是单位时间内过滤出的水的体积。

VFiltrat?V? Filtratt? VV:

滤液体积流量 (如 l/s, m/h) 滤液体积(如l, m)

3

3

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t: 时间 (如s, h)

6.3 面积负荷

又称为:滤液通量、渗透通量

滤液体积流量与过滤所用的膜面积的比,就是滤液通量,也常常称为面积负荷。 超滤时常用前期试验确定出滤液通量,一定的水量和一定的膜面积会产生稳定的滤液通量,这是一个非常重要的参数。用它可以计算出要净化预定的水量所需要的膜面积。

JFiltrat?V?Filtrat

FJ:

?: V 滤液通量(如l/m2/h)

滤液体积流量(如 l/s, m3/h, l/h) 膜面积(如m2)

F:

6.4膜内外压差

膜内外压差(ΔP)是膜的进水口也即浓缩液一侧与滤液一侧的压强差。在横流过滤时要特别注意膜上的压降。为简化计算过程,可假设进水与浓缩液之间存在着线性的压降。

?p?(pZulauf?pKonzentrat)2?pFiltrat

? p: pZulauf :

膜内外压差(bar, Pa) 进水压强(bar, Pa)

pKonzentrat : 浓缩液压强(bar, Pa) pFiltrat :

滤液压强(bar, Pa)

6.5渗透性

渗透性又称为:比滤液通量、比渗透通量

要判断膜或膜技术的性能、确定过滤定量的水所需要的膜内外压差,就要用到渗透性这个值。用滤液通量除以所需的压差,得到的值就是渗透性。

A? 第15页 共24页

J ?p

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A: J: Δp:

渗透性(如l/m2/h/bar,l/m2/h/Mbar) 滤液通量(如l/m2/h) 膜内外压差(bar, Pa)

6.6常温下的渗透性

由于渗透性和温度相关,所以要用于比较,需要借助温度校正因数,将它转化成常温(20°C)下的渗透性。

A20?C? A20°C: Tk,20°C:

ATK,20?C(T)

常温(20°C)下的渗透性(如l/m2/h/bar,l/m2/h/Mbar) 温度校正因数(-)

微滤和超滤时渗透性的变化通常是由于水的粘度的变化。因为粘度变化与温度的关系是已知的,所以可以确定出温度校正因数。

TK,20?C??(20?C)

?(T)Tk,20°C: Δ :

转化为常温(20°C)下渗透性的温度校正因数(-) 动态粘度(Pa?s)

η= (17.91-0.60?T+0.013?T2-0.00013?T3)?10-4

(Weast, R.C.al.《化学和物理手册》,CRC Press,Boca Raton (USA),1990)

实际测量粘度相对于温度的变化时得到的数值与用粘度变化计算出来的数值大多会有一点差异。这个差异是由于膜结构也同时随温度发生变化。

对于滴泽膜组件来说,可以使用下面的近似公式。

0.019?( T – 20 )

Tk,20° (T为摄氏温度) C = e

温度因数在下图中用图示表示了出来。

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