膜阻力分布计算.doc

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1、4.3膜污染程度的度量根据标准的达西定律过滤模型，膜通量可用下式表示：（4.8）式中：——膜通量，m3/m2.h；——膜两侧的压力差，Pa；——溶液的粘度，Pa..ｓ；——膜自身的阻力，与膜孔径大小、孔密度、孔深度等因素有关，ｍ-１；——浓差极化边界层的阻力，ｍ-１；——膜污染产生的总阻力（包括生物堵塞产生的阻力），ｍ-１。上式表明，膜通量与膜两侧的压力差成正比，与总阻力成反比。由式（4.8）可以知道，膜的总阻力是由膜自身的阻力Rm、浓差极化边界层阻力Rp和膜污染产生的阻力Rf三部分组成。以下利用Darcy定律分别对1#膜组件和2#膜组件的这三部分阻力进行计算。4.

2、3.1膜自身的阻力RmRm的测定方法：在一定压力下，分别对1#、2#清洁膜组件用自来水进行过滤，此时Rp和Rf均为零，因此式（4.8）可改写为：（4.9）清水实验测得：1#膜组件在=4.27×103Pa时，=21.55L/m2.ｈ，代入式（4.9）得：=7.13×1011m-12#膜组件在=4.4×103Pa时，=7.3L/m2.ｈ，代入式（4.9）可得：=2.17×1012m-14.3.2膜污染阻力Rf膜污染阻力Rf的测定方法：膜在反应器中运行一段时间后（20d），从反应器中取出，用清水清洗一下，再在一定操作压力下测定其膜通量，此时，膜的浓差极化边界层阻力认为等于

3、零，因此式（4.8）可改写为：（4.10）整理得：（4.11）实验测得：1#膜组件在=1.0×104Pa时，=7.5L/m2.ｈ，代入式（4.11）得：=4.09×1012m-12#膜组件在=1.53×104Pa时，=8L/m2.ｈ，代入式（4.11）可得：=4.72×1012m-14.3.3浓差极化边界层阻力Rp浓差极化边界层阻力Rp的测定方法：膜在反应器中运行一段时间后，直接在反应器中测定其膜通量。根据式（4.8）得：（4.12）整理得：（4.13）实验测得：1#膜组件在=1.2×104Pa时，=7.5L/m2.ｈ，代入式（4.13）得到：=0.96×1012m

4、-12#膜组件在=1.72×104Pa时，=8L/m2.ｈ，代入式（4.13）得：=0.85×1012m-1通过以上的计算，可以得出膜各部分的阻力，见下表4.3、表4.4。表4.31#膜组件各部分的阻力膜各部分的阻力阻力值（m-1）占总阻力比例（%）膜自身阻力Rm7.13×101112.4膜污染阻力Rf4.09×101271.0浓差极化边界层阻力Rp0.96×101216.6总阻力5.76×1012100