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        給定系統內陶氏膜元件總體性能動態變化趨勢圖剖析

        時間:2019-12-06 09:23:43   作者:陶氏膜

        系統性能就是系統內每一支陶氏膜元件性能的綜合表現,下圖總結了給定系統內陶氏膜元件總體性能動態變化趨勢,說明了在含6芯元件壓力外殼的2:1排列系統中,5種不同的陶氏膜元件性能參數是如何隨元件在系列中的位置而發生變化的。

        給定系統內陶氏膜元件總體性能動態變化趨勢圖剖析

        陶氏膜系統的操作情況:回收率75%,水溫25℃,進水滲透壓1.4bar(20psi,含鹽量約相當于2,000mg/L)。下圖為8英寸BW30元件在2:1排列系統中每支元件性能變化趨勢。

        給定系統內陶氏膜元件總體性能動態變化趨勢圖剖析

        元件在系統中的位置(段位-元件在壓力容器中的位置)

        調整進口壓力使得首支BW30-8040(原BW30-330)元件的產水量為28.4m3/d(7,500gpd),此時為該陶氏膜元件在進水為SDI15<3的井水時的允許產水量的高限值。


        圖中上面的變化曲線顯示了每一支元件產水量很有規律地隨陶氏膜元件在系統中的順序遞減,由首段的頭一支元件的28.4m3/d(7,500gpd)到次段末端一支元件的12.5m3/d(3300gpd),平均為22m3/d(5,800gpd),約為頂高容許產水量的77%。


        產水流量降低的原因是凈滲透推動力,DP Dp均勻性地遞減(DP為陶氏膜正面進水壓力與膜背面產水壓力之間的壓差;Dp為兩者之間的溶液滲透壓之差)。由圖中下面的兩條變化曲線可明顯地看出,上方的一條曲線表示每一支陶氏膜元件進水壓力Pfi如何隨每一支元件內上游濃水的壓力損失而減低的。而下方的一條曲線表示,當含鹽量低的產水不斷從上游元件取出后,留下來越來越濃的濃水作為下一支陶氏膜元件的進水,這樣下一支元件的進水滲透壓pfi如何隨之增加的。這兩條壓力曲線的差值大約等于凈滲透過程的推動力。


        圖中的中間部分的曲線較不明顯但表示兩個很重要的效應,圖的左坐標表示每一支陶氏膜元件的回收率如何按順序變化的,變化曲線的中斷處代表了從首段進入次段,一般而言,單支膜元件的回收率在每一段內均按順序逐漸增加,但首段增加得較明顯,系統設計工程師在使用陶氏膜系統設計軟件時,須確認首段末端一支元件不要超過規定的回收率限值。隨著元件回收率的逐漸增加,由于濃差太大之故,膜元件將經受更高的實際滲透壓,如果讓其惡化下去,會導致產水量的降低,產生陶氏膜面結垢或污堵。


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