Die Bedingungen für die chemische Reinigung durch Ultrafiltration, die in den technischen Handbüchern der meisten Hersteller von Ultrafiltrationsmembranen angegeben sind, umfassen „eine Reduzierung des standardisierten Wasserflusses um 25 %“. Diese Bedingung ist relativ und bezieht sich auf die Abnahme der tatsächlichen Wasserproduktion der Ultrafiltration im Vergleich zum Wasserproduktionsfluss unter Standardbedingungen. Viele Wasseraufbereitungsbetreiber verstehen jedoch das Konzept des „standardisierten Wasserproduktionsflusses“ nicht und wissen nicht, wie dieser Wert berechnet werden soll. Dieser Artikel beginnt mit den Faktoren, die den Wasserproduktionsfluss von Ultrafiltrationsmembranen beeinflussen, stellt eine einfache Berechnungsmethode für den standardisierten Wasserproduktionsfluss vor und veranschaulicht anhand typischer Fälle den Unterschied zwischen wissenschaftlicher Berechnungsbeurteilung und Makrobeurteilung als Referenz für Wasseraufbereitungspersonal.
Faktoren, die die Wasserproduktion der Ultrafiltrationsmembran beeinflussen
Beim Betrieb von Ultrafiltrationsmembranen kann durch Überwachung der durch Membranverschmutzung verursachten Flussänderungen festgestellt werden, wann eine Reinigung erforderlich ist. Da der Fluss durch Druck und Wasserviskosität bestimmt wird, sollten wir bei der Bestimmung des Membranverschmutzungsgrads die natürlichen Änderungen des Membranflusses, die durch Druck- und Temperaturänderungen verursacht werden, umfassend berücksichtigen. Unter unterschiedlichen Temperaturbedingungen kann der Temperaturunterschied zwischen Wasser im Sommer und Winter 20 Grad überschreiten. Da die Temperatur die Viskosität des Wassers bestimmt, kann der Durchfluss der Membran im Sommer um 70 % höher sein als im Winter.
Berechnungsmethode der standardisierten Wasserproduktion
Die Standardtemperatur beträgt bei den meisten Herstellern von Ultrafiltrationsmembranen 20 oder 25 Grad, unsere Ultrafiltration erfolgt jedoch die meiste Zeit nicht auf der Standardtemperatur. Dies erfordert, dass wir den Wasserproduktionsfluss bei der tatsächlichen Temperatur in den Wasserproduktionsfluss unter standardisierten Bedingungen umrechnen, der wie folgt berechnet werden kann.
In der Formel: Js ist der Wasserproduktionsfluss bei Standardtemperatur, L/(m2·h); Jm ist der Wasserproduktionsfluss bei tatsächlicher Temperatur, L/(m2·h); Ts ist die Standardbedingungstemperatur, Grad; Tm ist die tatsächliche Wassereintrittstemperatur in Grad.
Die obige Formel berücksichtigt nur den Einfluss der Temperatur, also den Einfluss der Wasserviskosität, berücksichtigt jedoch nicht den Einfluss von Druckänderungen auf den Membranfluss und ist daher nicht genau genug. Nachdem wir den Einfluss der Druckänderung auf den Membranfluss eingeführt haben, erhalten wir einen neuen konzeptspezifischen Fluss bei Standardtemperatur, dessen Wert wie folgt berechnet werden kann.
Wobei: Jsp der spezifische Fluss L/(m2·h·MPa) bei Standardtemperatur ist; Δp ist die Druckdifferenz der Ultrafiltrationstransmembran, MPa.
Wie soll also eine so einfache Berechnung wie die obige Formel in der tatsächlichen Produktion angewendet werden? Nachfolgend verwenden wir drei typische Fälle, um den Unterschied und die Lücke zwischen der makroempirischen Methode zur Beurteilung, ob die Ultrafiltration eine chemische Reinigung erfordert (dh anhand der Änderung der Wasserproduktion und des Druckunterschieds) und der wissenschaftlichen Berechnung zu veranschaulichen.
Beispiel
Beispiel 1: In einer Wasseraufbereitungsanlage beträgt die Standardisierungstemperatur der installierten Ultrafiltrationsmembran 25 Grad, und ein einzelner Satz Ultrafiltrationsmembranelemente beträgt 40 77m2. Während des ersten Betriebs beträgt die Wassertemperatur 22 Grad, die Druckdifferenz beträgt {{ 4}}.05 MPa, und die Wasserproduktionsdurchflussrate beträgt 155 m³/h; Nach einem halben Betriebsjahr beträgt die Wassertemperatur 18 Grad, die Druckdifferenz 0,08 MPa und die Wasserproduktionsdurchflussrate 150 m³/h. Stellen Sie fest, ob die Membran chemisch gereinigt werden muss.
(1) Berechnen Sie den tatsächlichen Wasserproduktionsfluss Jm1 während des anfänglichen Betriebs der Membran
(2) Berechnen Sie den standardisierten Wasserproduktionsfluss Js1 während des anfänglichen Betriebs der Membran
(3) Berechnen Sie den spezifischen Fluss Jsp1 bei der Standardtemperatur während des anfänglichen Betriebs der Membran
(4) Berechnen Sie den tatsächlichen Wasserproduktionsfluss Jm2 nach einem halben Betriebsjahr
(5) Berechnen Sie den standardisierten Wasserproduktionsfluss Js2 nach einem halben Betriebsjahr
(6) Berechnen Sie den spezifischen Fluss Jsp2 bei der Standardtemperatur nach einem halben Jahr Betrieb
(7) Bestimmen Sie, ob die Membran eine chemische Reinigung benötigt
Aus der obigen Formel ist ersichtlich, dass der standardisierte Wasserproduktionsfluss der Membran um 31,93 % auf über 25 % gesunken ist. Die Membran ist verunreinigt und muss chemisch gereinigt werden.
Beispiel 2: In einer Wasseraufbereitungsanlage beträgt die Standardtemperatur der installierten Ultrafiltrationsmembran 25 Grad, und ein einzelner Ultrafiltrationssatz verfügt über 40 Membranelemente mit einer Kapazität von 77 m2. Während des ersten Betriebs beträgt die Wassertemperatur 18 Grad, die Druckdifferenz beträgt 0,05 MPa und die Wasserproduktionsdurchflussrate beträgt 155 m³/h; Nach einem halben Betriebsjahr beträgt die Wassertemperatur 29 Grad, die Druckdifferenz beträgt immer noch 0,05 MPa und die Wasserproduktionsdurchflussrate beträgt 157 m³/h. Stellen Sie fest, ob die Membran chemisch gereinigt werden muss.
(1) Berechnen Sie den tatsächlichen Wasserproduktionsfluss Jm1 während des anfänglichen Betriebs der Membran
(2) Berechnen Sie den standardisierten Wasserproduktionsfluss Js1 während des anfänglichen Betriebs der Membran
(3) Berechnen Sie den spezifischen Fluss Jsp1 bei der Standardtemperatur während des anfänglichen Betriebs der Membran
(4) Berechnen Sie den tatsächlichen Wasserproduktionsfluss Jm2 nach einem halben Betriebsjahr
(5) Berechnen Sie den standardisierten Wasserproduktionsfluss Js2 nach einem halben Betriebsjahr
(6) Berechnen Sie den spezifischen Fluss Jsp2 bei der Standardtemperatur nach einem halben Jahr Betrieb
(7) Bestimmen Sie, ob die Membran eine chemische Reinigung benötigt
Aus der obigen Formel ist ersichtlich, dass der standardisierte spezifische Wasserproduktionsfluss der Membran um 25,42 % abgenommen hat und über 25 % liegt. Die Membran ist verunreinigt und muss chemisch gereinigt werden.
Beispiel 3: In einer Wasseraufbereitungsanlage beträgt die Standardtemperatur der installierten Ultrafiltrationsmembran 25 Grad, und ein einzelner Ultrafiltrationssatz verfügt über 40 Membranelemente mit einer Kapazität von 77 m2. Während des ersten Betriebs beträgt die Wassertemperatur 24 Grad, die Druckdifferenz beträgt 0,05 MPa und die Wasserproduktionsdurchflussrate beträgt 155 m³/h; Nach einem halben Betriebsjahr beträgt die Wassertemperatur 17 Grad, die Druckdifferenz 0,07 MPa und die Wasserproduktionsdurchflussrate 150 m³/h. Stellen Sie fest, ob die Membran chemisch gereinigt werden muss.
(1) Berechnen Sie den tatsächlichen Wasserproduktionsfluss Jm1 während des anfänglichen Betriebs der Membran
(2) Berechnen Sie den standardisierten Wasserproduktionsfluss Js1 während des anfänglichen Betriebs der Membran
(3) Berechnen Sie den spezifischen Fluss Jsp1 bei der Standardtemperatur während des anfänglichen Betriebs der Membran
(4) Berechnen Sie den tatsächlichen Wasserproduktionsfluss Jm2 nach einem halben Betriebsjahr
(5) Berechnen Sie den standardisierten Wasserproduktionsfluss Js2 nach einem halben Betriebsjahr
(6) Berechnen Sie den spezifischen Fluss Jsp2 bei der Standardtemperatur nach einem halben Jahr Betrieb
(7) Bestimmen Sie, ob die Membran eine chemische Reinigung benötigt
Aus der obigen Formel ist ersichtlich, dass der standardisierte Wasserproduktionsfluss der Membran um 14,98 % gesunken ist, was 25 % nicht überschritten hat, und keine chemische Reinigung erforderlich ist.
Zusammenfassung
Die oben genannten drei typischen Fälle haben ihre eigenen Merkmale. Im Fall 1 nahm aufgrund der makroskopischen Leistung die Ultrafiltrationswasserproduktion ab und die Druckdifferenz zu. Nach der Berechnung ist eine chemische Reinigung erforderlich, was der herkömmlichen Beurteilungsmethode der meisten Wasseraufbereitungsmitarbeiter entspricht, aber keine wesentliche Regel darstellt; Im Fall 2 erhöhte sich aufgrund der makroskopischen Leistung die Ultrafiltrationswasserproduktion und die Druckdifferenz blieb unverändert. Bei Verwendung der herkömmlichen Beurteilungsmethode ist eine chemische Reinigung nicht erforderlich. Nach der Berechnung sank der standardisierte Wasserproduktionsfluss der Membran jedoch um 25,42 %. Die Membran ist stark verschmutzt und muss chemisch gereinigt werden; Im Fall 3 nahm aufgrund der makroskopischen Leistung die Ultrafiltrationswasserproduktion ab und die Druckdifferenz zu. Wenn die herkömmliche Beurteilungsmethode verwendet wird, ist eine chemische Reinigung erforderlich. Nach der Berechnung verringerte sich der standardisierte Wasserproduktionsfluss der Membran jedoch nur um 14,98 %, und eine chemische Reinigung ist nicht erforderlich. Dies ist vor allem auf die sinkende Wassertemperatur zurückzuführen. Zu diesem Zeitpunkt sollte der Ultrafiltrationseinlassdruck erhöht werden, um eine ausreichende Wasserproduktion sicherzustellen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es unwissenschaftlich ist, anhand der makroskopischen Beobachtung der Änderungen im Wasserproduktionsfluss und der Druckdifferenz zu beurteilen, ob die Ultrafiltration eine chemische Reinigung erfordert. Dies führt zu einer übermäßigen Reinigung und Verschwendung von Reagenzien oder zu einer verspäteten Reinigung, wodurch die Entfernung von Schadstoffen erschwert wird. Die wissenschaftliche Berechnung der Flussänderungen bei der Ultrafiltrationswasserproduktion ist die Grundlage für die Gewährleistung einer wirksamen und zeitnahen chemischen Reinigung von Ultrafiltrationsmembranen.