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正渗透技术在污水处理中的应用

北极星环保网来源:2016/11/16 9:48:09我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:膜分离 水处理 反渗透

4.1.2 浓差极化对水通量的影响

(1)外部浓差极化

2006年,McCutcheon等根据薄膜理论分析外部浓差极化.浓缩型外部浓差极化仅发生在原水侧:

(2)

稀释型外部浓差极化与浓缩型浓差极化相似,但是仅发生在汲取液侧:

(3)

式中,πFeed,m和πDraw,b分别是原水一侧膜表面和主体溶液的渗透压;πDraw,m和πDraw,b分别是汲取液一侧膜表面和主体溶液的渗透压(bar);JW是水通量(L˙m-2˙h-1);κ是传质系数(m˙s-1).传质系数κ与Sh密切相关,其中

(4)

式中,D是溶质的扩散系数(m2˙s-1);dh是水力直径(m);Sh舍伍德数由公式(5)(6)获得:

(5)

(6)

式中,Re是雷诺数,Sc是施密特数,L是管道长度(m).

(7)

式中,L,H分别是矩形槽的长(m)和高(m).

水通量可以简化为:

(8)

式中,A是水透过膜的渗透系数(m3˙m-2˙s-1˙bar-1).

由公式(2)(3)(8),McCutcheon and Elimelech得到水通量可以表示为

(9)

该公式既包含了浓缩型外部浓差极化,也包含了稀释型外部浓差极化.

随后,Zhao等对该公式进行了修正,得到

(10)

但该模型并不包含内部浓差极.

(2)内部浓差极化

有学者采用溶液扩散理论对内部浓差极化进行研究,得到水通量公式(11:

(11)

式中,K为溶质在多孔支撑层内的阻力系数(s˙m-1).而

(12)

式中,t、τ、ε为支撑层的厚度(m)、弯曲度、孔隙率.但是公式(12)仅适用于水通量较小的情况,对FO膜而言,水通量相对较大,因此需要深入研究,分别讨论浓缩型和稀释型内部浓差极化.对于浓缩型内部浓差极化(AL-DS模式下)和稀释型内部浓差极化(AL-FS模式下),水通量的表达式分别如公式(13)和(14):

延伸阅读:

【全面】正渗透技术的个人简历

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