膜阻力分布计算

4.3膜污染程度的度量根据标准的达西定律过滤模型，膜通量可用下式表示4.8)J二竺4.8)v卩（R+R+R）

mpf式中：J 膜通量，m3/m2.h；vAP——膜两侧的压力差，Pa；卩——溶液的粘度，Pa.,s；R——膜自身的阻力，与膜孔径大小、孔密度、孔深度等因素有关，m-】；mR——浓差极化边界层的阻力，m-i；pR——膜污染产生的总阻力（包括生物堵塞产生的阻力），m-iof上式表明，膜通量J与膜两侧的压力差AP成正比，与总阻力成反比。由式v（4.8）可以知道，膜的总阻力是由膜自身的阻力Rm、浓差极化边界层阻力Rp和膜污染产生的阻力Rf三部分组成。以下利用Darcy定律分别对1#膜组件和2#膜组件的这三部分阻力进行计算。4.3.1膜自身的阻力RmRm的测定方法：在一定压力下，分别对1#、2#清洁膜组件用自来水进行过滤，此时Rp和Rf均为零，因此式（4.8）可改写为：4.9)清水实验测得：1#膜组件在AP=4.27X103Pa时，J=21.55L/m2.h，代入式04.9）得：Rm14.27x10Rm14.27x1031.0X103X21.55x10-33600=7.13X10iim-12#膜组件在AP=4.4X103Pa时，J=7.3L/m2.h，代入式（4.9）可得:0Rm24.4x10Rm24.4x1031.0x103x7.3x10-33600=2.17X1012m-14.3.2膜污染阻力Rf膜污染阻力Rf的测定方法：膜在反应器中运行一段时间后（20d）,从反应器中取出，用清水清洗一下，再在一定操作压力下测定其膜通量，此时，膜的浓差极化边界层阻力R认为等于零，因此式（4.8）可改写为：p4.10)J二 巴——4.10)1 叽R+R）mf整理得：4.11)实验测得：1#膜组件在AP=1.0X104Pa时，j=7.5L/m2.h，代入式（4.11）得：Rf11.0x10Rf11.0x1041.0x10-3x7.5x10-33600-7.13x1011=4.09X1012m-12#膜组件在AP=1.53X104Pa时，j广8L/m2.h，代入式（4.11）可得:Rf21.53x10Rf21.53x1041.0x10-3x8x10-33600-2.17x1012=4.72X1012m-14.3.3浓差极化边界层阻力Rp1*浓差极化边界层阻力Rp的测定方法：膜在反应器中运行一段时间后，直接在反应器中测定其膜通量。根据式（4.8）得：4.12)AP4.12)(R+R+R)

mpf整理得：AP卩xAP卩xJ-(R+R)mf4.13)实验测得：1#膜组件在AP=1.2X104Pa时，J=7.5L/m2.h,代入式（4.13）2得到：Rp11.2x10Rp11.2x1041.0x10-3x7.5x10-33600-(7.13x104+4.09x1012)=0.96X1012m-12#膜组件在AP=1.72X104Pa时，J=8L/m2.h，代入式(4.13)得:2Rp21.72x10Rp21.72x1041.0x10-3x8x10-33600-(2.17x1012+4.72x1012)=0.85X1012m-1通过以上的计算，可以得出膜各部分的阻力，见下表4.3、表4.4。表4.31#膜组件各部分的阻力膜各部分的阻力阻力值（m-1占总阻力比例（％）膜