Enamiku ultrafiltratsioonimembraanide tootjate tehnilistes juhendites toodud ultrafiltratsiooni keemilise puhastamise tingimused hõlmavad "standardiseeritud veevoolu 25% vähenemist". See tingimus on suhteline, mis viitab ultrafiltrimise tegeliku veetoodangu vähenemisele võrreldes veetootmise vooluga standardtingimustes. Paljud veepuhastusettevõtjad ei mõista aga mõistet "standardiseeritud veetootmise voog" ega tea, kuidas seda väärtust arvutada. See artikkel lähtub teguritest, mis mõjutavad ultrafiltreerimismembraanide veetootmise voogu, annab lihtsa arvutusmeetodi standardiseeritud veetootmise voo jaoks ja kasutab tüüpilisi juhtumeid, et illustreerida erinevust teadusliku arvutuse ja makrohinnangu vahel, et saaksid seda veepuhastustöötajad kasutada.
Ultrafiltratsioonimembraani vee tootmist mõjutavad tegurid
Ultrafiltratsioonimembraanide töös saab membraanireostusest põhjustatud voo muutusi jälgides kindlaks teha, millal on vaja puhastada. Kuna voo määrab rõhk ja vee viskoossus, tuleks membraanireostusastme määramisel igakülgselt arvestada rõhu- ja temperatuurimuutustest põhjustatud membraanivoo loomulikke muutusi. Erinevate temperatuuritingimuste korral võib vee temperatuuride erinevus suvel ja talvel ületada 20 kraadi. Kuna temperatuur määrab vee viskoossuse, võib membraani voog olla suvel 70% suurem kui talvel.
Standardiseeritud veetootmise arvutusmeetod
Enamiku ultrafiltreerimismembraanide tootjate standardtingimuste temperatuur on 20 kraadi või 25 kraadi, kuid meie ultrafiltreerimine ei ole enamasti standardtemperatuuril. See eeldab, et me teisendame tegeliku temperatuuriga vee tootmisvoo standardtingimustes kasutatavaks vee tootmisvoogu, mida saab arvutada järgmiselt.
Valemis: Js on vee tootmise voog standardtemperatuuril, L/(m2·h); Jm on vee tootmise voog tegelikul temperatuuril, L/(m2·h); Ts on standardtingimuste temperatuur, kraad ; Tm on tegelik sisselaskevee temperatuur, kraad.
Ülaltoodud valem arvestab ainult temperatuuri mõju, st vee viskoossuse mõju, kuid ei võta arvesse rõhu muutuse mõju membraani voolule, mistõttu see pole piisavalt täpne. Pärast rõhumuutuse mõju tutvustamist membraanivoolule saame standardtemperatuuril uue kontseptsioonispetsiifilise voo, mille väärtust saab arvutada järgmiselt.
Kus: Jsp on erivoog L/(m2·h·MPa) standardtemperatuuril; Δp on ultrafiltratsiooni transmembraanse rõhu erinevus, MPa.
Niisiis, kuidas tuleks sellist lihtsat arvutust nagu ülaltoodud valem tegelikus tootmises kasutada? Allpool kasutame kolme tüüpilist juhtumit, et illustreerida erinevust ja lünka makroempiirilisuse meetodi, mille eesmärk on otsustada, kas ultrafiltratsioon vajab keemilist puhastamist (st vee tootmise ja rõhu erinevuse muutumise järgi) ja teadusliku arvutuse vahel.
Näide
Näide 1: Veepuhastusjaamas on paigaldatud ultrafiltratsioonimembraani standardimistemperatuur 25 kraadi ja üks komplekt ultrafiltratsiooni 40 77m2 membraanielemente, esmase töötamise ajal on vee temperatuur 22 kraadi, rõhuerinevus on {{ 4}}.05 MPa ja vee tootmise voolukiirus on 155 m³/h; pärast pooleaastast töötamist on vee temperatuur 18 kraadi, rõhuerinevus 0,08 MPa ja vee tootmise voolukiirus on 150 m³ / h. Tehke kindlaks, kas membraan vajab keemilist puhastamist.
(1) Arvutage tegelik veetootmise voog Jm1 membraani esmasel töötamisel
(2) Arvutage standardiseeritud veetootmise voog Js1 membraani esmasel töötamisel
(3) Arvutage erivoog Jsp1 standardtemperatuuril membraani esmase töötamise ajal
(4) Arvutage tegelik veetootmise voog Jm2 pärast pooleaastast töötamist
(5) Arvutage standardiseeritud veetootmise voog Js2 pärast pooleaastast töötamist
(6) Arvutage erivoog Jsp2 standardtemperatuuril pärast pooleaastast töötamist
(7) Tehke kindlaks, kas membraan vajab keemilist puhastamist
Ülaltoodud valemist on näha, et membraani standardiseeritud veetootmise voog on vähenenud 31,93%, ületades 25%. Membraan on saastunud ja vajab keemilist puhastamist.
Näide 2: Veepuhastusjaamas on paigaldatud ultrafiltratsioonimembraani standardtemperatuur 25 kraadi ja ühes ultrafiltrikomplektis on 40 membraanielementi mahuga 77m2. Esmase töötamise ajal on vee temperatuur 18 kraadi, rõhuerinevus 0,05 MPa ja vee tootmise voolukiirus 155 m³/h; pärast pooleaastast töötamist on vee temperatuur 29 kraadi, rõhuerinevus endiselt 0,05 MPa ja vee tootmise voolukiirus on 157 m³ / h. Tehke kindlaks, kas membraan vajab keemilist puhastamist.
(1) Arvutage tegelik veetootmise voog Jm1 membraani esmasel töötamisel
(2) Arvutage standardiseeritud veetootmise voog Js1 membraani esmasel töötamisel
(3) Arvutage erivoog Jsp1 standardtemperatuuril membraani esmase töötamise ajal
(4) Arvutage tegelik veetootmise voog Jm2 pärast pooleaastast töötamist
(5) Arvutage standardiseeritud veetootmise voog Js2 pärast pooleaastast töötamist
(6) Arvutage erivoog Jsp2 standardtemperatuuril pärast pooleaastast töötamist
(7) Tehke kindlaks, kas membraan vajab keemilist puhastamist
Ülaltoodud valemist on näha, et membraani standardiseeritud vee tootmise erivoog on vähenenud 25,42%, ületades 25%. Membraan on saastunud ja vajab keemilist puhastamist.
Näide 3: Veepuhastusjaamas on paigaldatud ultrafiltratsioonimembraani standardtemperatuur 25 kraadi ja ühes ultrafiltrikomplektis on 40 membraanielementi mahuga 77m2. Esmase töötamise ajal on vee temperatuur 24 kraadi, rõhuerinevus 0,05 MPa ja vee tootmise voolukiirus 155 m³/h; pärast pooleaastast töötamist on vee temperatuur 17 kraadi, rõhuerinevus 0,07 MPa ja vee tootmise voolukiirus on 150 m³ / h. Tehke kindlaks, kas membraan vajab keemilist puhastamist.
(1) Arvutage tegelik veetootmise voog Jm1 membraani esmasel töötamisel
(2) Arvutage standardiseeritud veetootmise voog Js1 membraani esmasel töötamisel
(3) Arvutage erivoog Jsp1 standardtemperatuuril membraani esmase töötamise ajal
(4) Arvutage tegelik veetootmise voog Jm2 pärast pooleaastast töötamist
(5) Arvutage standardiseeritud veetootmise voog Js2 pärast pooleaastast töötamist
(6) Arvutage erivoog Jsp2 standardtemperatuuril pärast pooleaastast töötamist
(7) Tehke kindlaks, kas membraan vajab keemilist puhastamist
Ülaltoodud valemist on näha, et membraani standardiseeritud veetootmise voog on vähenenud 14,98%, mis ei ole ületanud 25% ja keemiline puhastus pole vajalik.
Kokkuvõte
Ülaltoodud kolmel tüüpilisel juhul on oma eripärad. Juhtumi 1 puhul vähenes makroskoopilise jõudluse tõttu ultrafiltratsioonivee tootmine ja suurenes rõhuerinevus. Pärast arvutamist on vajalik keemiline puhastus, mis on kooskõlas enamiku veepuhastuspersonali tavapärase hinnangumeetodiga, kuid see ei ole oluline reegel; juhul 2 suurenes makroskoopilise jõudluse tõttu ultrafiltratsioonivee tootmine ja rõhuerinevus jäi muutumatuks. Kui kasutatakse tavapärast hindamismeetodit, ei ole keemiline puhastus vajalik. Kuid pärast arvutamist vähenes membraaniga standardiseeritud veetootmise voog 25,42%. Membraan on tõsiselt saastunud ja vajab keemilist puhastamist; juhul 3 vähenes makroskoopilise jõudluse tõttu ultrafiltratsioonivee tootmine ja suurenes rõhuerinevus. Kui kasutatakse tavapärast hindamismeetodit, on vajalik keemiline puhastus. Kuid pärast arvutamist vähenes membraaniga standardiseeritud veetootmise voog vaid 14,98% ja keemilist puhastamist pole vaja. Selle põhjuseks on peamiselt vee temperatuuri langus. Sel ajal tuleks piisava vee tootmise tagamiseks suurendada ultrafiltratsiooni sisselaskerõhku.
Kokkuvõttes on ebateaduslik otsustada, kas ultrafiltreerimine vajab keemilist puhastamist, jälgides makroskoopiliselt vee tootmisvoolu ja rõhuerinevuse muutusi. See toob kaasa liigse puhastamise ja reaktiivide raiskamise või enneaegse puhastamise, mis muudab saasteainete eemaldamise raskeks. Ultrafiltratsioonivee tootmisvoo muutuste teaduslik arvutamine on aluseks ultrafiltratsioonimembraanide efektiivse ja õigeaegse keemilise puhastamise tagamiseks.