超滤膜直接过滤地表水试验_花文青

工业用水与废水INDUSTRIALWATER&WASTEWATERVol.37No.1Feb.,2006我国在膜生产的工艺和技术上已取得很大成就,为研究国产聚丙烯腈超滤膜直接过滤地表水的可行性,我们进行了超滤膜净化地表水的工艺试验。1试验方法1.1试验装置本试验采用的超滤膜有关参数见表1,超滤膜净水工艺流程如图1所示。1.2试验方法试验分2步进行,分别为纯水的死端过滤试验超滤膜直接过滤地表水试验摘要:采用截留相对分子质量为50000的国产聚丙烯腈中空纤维超滤膜,进行地表水直接过滤试验。采用浊度为5NTU和15NTU的原水进行试验,当膜的特性通量趋于稳定时,其值分别下降到初始值的40%和42%,结果表明在相同操作条件下,浊度的高低与膜污染程度的轻重正相关,已污染的膜经水力清洗和化学清洗后膜的特性通量恢复率达到98%,清洗效果比较理想。关键词:水处理;超滤;膜性能;聚丙烯腈中图分类号:TQ085文献标识码:A文章编号:!1009-2455(2006)01-0014-04TestofsurfacewaterfiltrationbyultrafiltrationmembraneHUAWen-qing,XINGGuo-ping,LIUAn-qing(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072;China)Abstract:ThedomesticPolyacrylonitrilehollowfiberultrafiltrationmembranewiththerelativemolecularmassof50000wasusedtopurifythesurfacewaterdirectly.Rawwaterwithturbidityof5NTUand15NTUwasusedinthetest,whenthemembranecharacteristicfluxtendedtobestable,thevalueofthefluxdroppedto40%and42%oftheinitialvaluerespectively;itisindicatedthat,underthesameoperatingcondition,therewasapositivecorrelationbetweentheturbidityandthedegreeofthemembranepollution,therestorationrateofthecharacteristicfluxofthepollutedmembranereached98%afterhydrocleaningandchemicalcleaning,thecleaningeffectwassatisfying.Keywords:watertreatment;ultrafiltration;membraneperformance;polyacrylonitrile花文青,邢国平,刘安青(天津大学环境科学与工程学院,天津300072)收稿日期:2005-08-26;修回日期:2005-11-03工业用水与废水INDUSTRIALWATER&WASTEWATERVol.37No.1Feb.,2006表1膜组件参数名称参数名称参数膜材料聚丙烯腈膜丝内径/mm0.8截流相对分子量5万道尔顿膜面积/m220孔径/μm0.2膜丝长度/m1.0膜丝数量/条8000膜丝外径/mm1.2·14·和浊水的直接过滤试验。1.3超滤数学模型及试验数据处理方法1.3.1超滤数学模型超滤的过滤形式分死端(Dead-end)和错流(Cross-flow)2种。死端过滤条件下原水全部通过膜面,回收率为100%;错流过滤条件下原水一部分垂直流过膜面,另一部分平行溢流排出,回收率小于100%,并且错流在膜表面产生的剪切力,可以减轻膜面滤饼层的形成。基于以上优点,工程上多采用错流过滤。根据标准Darcy定律的体积流量阻力过滤模型,膜的渗透通量可表示为[1]:J=ΔP/μ(Rm+Rc+Ra1+Ra2+Rg)(1)式中:J———渗透通量,L/(m2·h);ΔP———跨膜压差,MPa;Rm———膜自身机械阻力,m-1;Rc———浓差极化边界层阻力,m-1;Ra1,Ra2———膜的可逆性与不可逆性污染造成的阻力,m-1;Rg———原水与膜接触过程中膜表面由于浓差极化会形成凝胶层,Rg为凝胶层产生的渗透阻力,m-1;μ———原水粘度,Pa·s。操作过程中Rc和Rg的受v(切向流速),C(原水浓度),t(温度)和ΔP的影响,故可以表示为Rc(Rg)=f(v,C,t,ΔP)。此模型表明,渗透通量J与跨膜压差ΔP成正比,与膜的总阻力R成反比,且能够