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|超濾設計：運行性能標準化及評估

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|超濾設計：運行性能標準化及評估

進水的溫度會影響超濾膜過濾系統的滲透性能 。 水的粘度會隨著溫度降低而增大（溫度每降低1℃ ， 粘度會增加大約3%） 。

【|超濾設計：運行性能標準化及評估】在跨膜壓差（TMP）恒定時 ， 進水溫度的降低會造成通過膜的阻力增加 ， 進而導致膜通量降低；相應的 ， 如要保持恒定的膜通量 ， 就需要增加跨膜壓差 。 因此在膜系統設計中應該考慮這種溫度影響造成的粘度效應 ， 以確保在所有水溫條件下都有充分的產水能力 ， 及確保預見相應的能源消耗 。 溫度校正因子(TCF)的計算公式如下：

其中：TCF：溫度校正因子 ， 無量綱 。 TK：開氏溫度（即：+ 273.15℃） 。 計算公式中的分子是水在25℃時的動態粘度（單位為μPa·s） ， 分母是在實際運行溫度下水的粘度 。 該公式計算得出25℃時的TCF等于1 。 下表列出了根據上述公式計算得出的0℃-40℃范圍內每增加5℃時的不同TCF數值：

下圖為TFC數值與溫度之間的關系：

下面公式列出了用于計算標準化跨膜壓差（TMP）和標準化滲透率的公式：標準化TMP（bar）= 實際TMP xTCF標準化滲透率（LMH/bar）= 實際滲透率 /TCF（滲透率為膜通量(L/m2·h)除以跨膜壓差（bar） ， 單位是L/m2 h·bar ， 也表示為LMH/bar） 。 為了說明數據標準化的重要性 ， 以超濾設備的兩個運行案例數據進行分析：案例1：冬季運行運行通量：65LMH溫度：15℃溫度校正因子（見上表和上圖）：0.78實際（測量）跨膜壓差=0.40bar實際滲透率=65/0.40=162.5LMH/bar標準化滲透率=162.5/0.78=208.3LMH/bar案例2：夏季運行運行通量：65LMH溫度：25oC溫度校正因子（見上表和上圖）：1.00實際（測量）跨膜壓差=0.35 bar實際滲透率 =65/0.35 = 185.7LMH/bar標準化滲透率（按照上述方程3）=185.7/1.00=185.7LMH/bar從該案例的分析中可以看出 ， 若只看實際運行數據 ， 則夏季時超濾的運行性能更為理想 ， 夏季運行比冬季運行的跨膜壓差更低（夏季0.35bar ， 冬季0.40bar） ， 且夏季運行的膜滲透率更高（夏季185.7LMH/bar ， 冬季162.5LMH/bar） 。 但若使用溫度校正因子進行數據標準化 ， 則夏季運行的標準化滲透率實際低于冬季（夏季185.7LMH/bar ， 冬季208.3LMH/bar） ， 這實際上是超濾膜系統夏季運行出現了較為嚴重污堵的一個跡象 ， 而這一點正是用戶不進行運行數據溫度校正時非常容易忽視的 。 因此 ， 數據標準化是一種非常重要的超濾性能評估工具 ， 能夠在不曲解溫度效應的情況下評估超濾膜跨膜壓差和膜滲透率的變化趨勢 。 這樣便可預測膜的污堵 ， 以便調整操作參數進行運行優化或安排膜系統的清洗 。

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