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|超滤设计：运行性能标准化及评估

|超滤设计：运行性能标准化及评估

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|超滤设计：运行性能标准化及评估

进水的温度会影响超滤膜过滤系统的渗透性能 。 水的粘度会随着温度降低而增大（温度每降低1℃ ， 粘度会增加大约3%） 。

【|超滤设计：运行性能标准化及评估】在跨膜压差（TMP）恒定时 ， 进水温度的降低会造成通过膜的阻力增加 ， 进而导致膜通量降低；相应的 ， 如要保持恒定的膜通量 ， 就需要增加跨膜压差 。 因此在膜系统设计中应该考虑这种温度影响造成的粘度效应 ， 以确保在所有水温条件下都有充分的产水能力 ， 及确保预见相应的能源消耗 。 温度校正因子(TCF)的计算公式如下：

其中：TCF：温度校正因子 ， 无量纲 。 TK：开氏温度（即：+ 273.15℃） 。 计算公式中的分子是水在25℃时的动态粘度（单位为μPa·s） ， 分母是在实际运行温度下水的粘度 。 该公式计算得出25℃时的TCF等于1 。 下表列出了根据上述公式计算得出的0℃-40℃范围内每增加5℃时的不同TCF数值：

下图为TFC数值与温度之间的关系：

下面公式列出了用于计算标准化跨膜压差（TMP）和标准化渗透率的公式：标准化TMP（bar）= 实际TMP xTCF标准化渗透率（LMH/bar）= 实际渗透率 /TCF（渗透率为膜通量(L/m2·h)除以跨膜压差（bar） ， 单位是L/m2 h·bar ， 也表示为LMH/bar） 。 为了说明数据标准化的重要性 ， 以超滤设备的两个运行案例数据进行分析：案例1：冬季运行运行通量：65LMH温度：15℃温度校正因子（见上表和上图）：0.78实际（测量）跨膜压差=0.40bar实际渗透率=65/0.40=162.5LMH/bar标准化渗透率=162.5/0.78=208.3LMH/bar案例2：夏季运行运行通量：65LMH温度：25oC温度校正因子（见上表和上图）：1.00实际（测量）跨膜压差=0.35 bar实际渗透率 =65/0.35 = 185.7LMH/bar标准化渗透率（按照上述方程3）=185.7/1.00=185.7LMH/bar从该案例的分析中可以看出 ， 若只看实际运行数据 ， 则夏季时超滤的运行性能更为理想 ， 夏季运行比冬季运行的跨膜压差更低（夏季0.35bar ， 冬季0.40bar） ， 且夏季运行的膜渗透率更高（夏季185.7LMH/bar ， 冬季162.5LMH/bar） 。 但若使用温度校正因子进行数据标准化 ， 则夏季运行的标准化渗透率实际低于冬季（夏季185.7LMH/bar ， 冬季208.3LMH/bar） ， 这实际上是超滤膜系统夏季运行出现了较为严重污堵的一个迹象 ， 而这一点正是用户不进行运行数据温度校正时非常容易忽视的 。 因此 ， 数据标准化是一种非常重要的超滤性能评估工具 ， 能够在不曲解温度效应的情况下评估超滤膜跨膜压差和膜渗透率的变化趋势 。 这样便可预测膜的污堵 ， 以便调整操作参数进行运行优化或安排膜系统的清洗 。

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