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给定系统内陶氏膜元件总体性能动态变化趋势图剖析

时间:2019-12-06 09:23:43   作者:陶氏膜

系统性能就是系统内每一支陶氏膜元件性能的综合表现,下图总结了给定系统内陶氏膜元件总体性能动态变化趋势,说明了在含6芯元件压力外壳的2:1排列系统中,5种不同的陶氏膜元件性能参数是如何随元件在系列中的位置而发生变化的。

给定系统内陶氏膜元件总体性能动态变化趋势图剖析

陶氏膜系统的操作情况:回收率75%,水温25℃,进水渗透压1.4bar(20psi,含盐量约相当于2,000mg/L)。下图为8英寸BW30元件在2:1排列系统中每支元件性能变化趋势。

给定系统内陶氏膜元件总体性能动态变化趋势图剖析

元件在系统中的位置(段位-元件在压力容器中的位置)

调整进口压力使得首支BW30-8040(原BW30-330)元件的产水量为28.4m3/d(7,500gpd),此时为该陶氏膜元件在进水为SDI15<3的井水时的允许产水量的高限值。


图中上面的变化曲线显示了每一支元件产水量很有规律地随陶氏膜元件在系统中的顺序递减,由首段的头一支元件的28.4m3/d(7,500gpd)到次段末端一支元件的12.5m3/d(3300gpd),平均为22m3/d(5,800gpd),约为顶高容许产水量的77%。


产水流量降低的原因是净渗透推动力,DP Dp均匀性地递减(DP为陶氏膜正面进水压力与膜背面产水压力之间的压差;Dp为两者之间的溶液渗透压之差)。由图中下面的两条变化曲线可明显地看出,上方的一条曲线表示每一支陶氏膜元件进水压力Pfi如何随每一支元件内上游浓水的压力损失而减低的。而下方的一条曲线表示,当含盐量低的产水不断从上游元件取出后,留下来越来越浓的浓水作为下一支陶氏膜元件的进水,这样下一支元件的进水渗透压pfi如何随之增加的。这两条压力曲线的差值大约等于净渗透过程的推动力。


图中的中间部分的曲线较不明显但表示两个很重要的效应,图的左坐标表示每一支陶氏膜元件的回收率如何按顺序变化的,变化曲线的中断处代表了从首段进入次段,一般而言,单支膜元件的回收率在每一段内均按顺序逐渐增加,但首段增加得较明显,系统设计工程师在使用陶氏膜系统设计软件时,须确认首段末端一支元件不要超过规定的回收率限值。随着元件回收率的逐渐增加,由于浓差太大之故,膜元件将经受更高的实际渗透压,如果让其恶化下去,会导致产水量的降低,产生陶氏膜面结垢或污堵。


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