给水超滤膜系统中曝气对膜通量的影响及其机理研究雷晓玲

　Vol.35　No.11　2009129　　··雷　晓　玲(,　400074)　　　通过系列试验探讨了淹没式给水超滤膜系统中曝气对膜通量的影响及其机理,结果表明:淹没式给水超滤膜系统中膜通量随时间和过滤水量的变化均由快、慢两个指数衰减模式共同组成,其衰减过程符合相似的衰减方程式;曝气可有效改变膜表面的流体流态,提高膜通量,最大假想稳定态膜通量及其最小衰减系数均在曝气条件下达到;曝气强度对膜通量改善影响明显,曝气强度越大,膜通量改善程度越强,但超过一定曝气强度后曝气强度对膜通量改善的影响甚微。　给水超滤膜系统　曝气　膜通量　衰减模式　影响机理StudyonmechanismsandimpactsofaerationonthemembranefluxindrinkingwaterultrafiltrationmembranetreatmentLeiXiaoling(ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074,China)Abstract:Thispaperstudiedtheinfluenceofaerationinthesubmergeddrinkingwaterultrafiltrationmembranesystemonmembranefluxanditsmechanisms.Theresultsshowedthat:thevarianceofthemembranefluxinthesubmergeddrinkingwaterultrafiltrationmembranesystemdependingontimeandpermeatedfluxwascomposedofrapidandslowexponentialevanescentmodes,andtheevanescentprocessesmatchedthesimilarevanescentequation;aerationcouldefficientlyimprovethefluidflowpatternonthemembranesurface,increasemembraneflux,andrealizethemaximumtheoreticalstablemembranefluxandtheminimumevanescentcoefficient;theinfluenceofaerationonmembranefluxwasobvious,themoreaerationintensitythebetterimprovementonmembraneflux,buttheinfluencebecameindifferentwhentheaerationintensitywasabovecertain.Keywords:Drinkingwaterultrafiltrationsystem;Aeration;Membraneflux;Evanescentmode;Impactsmechanisms0　1960,、、。:2008([2009]11);NaturalSciencesandEngineeringResearchCouncilofCanada(NSERC);([2009]4)。,(),、[1]。。,(),。,()DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2009.11.009130　　　Vol.35　No.11　2009。()[2～4],Cui、ChangFane2003[5]。,。,,,[6]。,,。,。。1　1.1　:Jv=ΔPμRm(1)Jv———,L/(m2·h);ΔP———,N/m2;μ———,N·s/m2;Rm———,N·s/m3。,,,。,,,,。,,,。(2)。Jv=ΔPμ(Rm+Rr)(2)Rr———,N·s/m3。,,。Hermia1982:。:、,。:、,。。[7]。,/。1.2　,[8]。,,[9～11]。OzakiYamamoto2001。,;6h,。,、。ChangFane2002[12]。:;,;。2　2.1　,1。1　　Vol.35　No.11　2009131　　、、、、,:、、,。2.2　()、()(+)。,,。2a。2　()。,。,。2b。2.3　,。、,3。,:0、0.2m/s、0.3m/s0.4m/s。3　,()1。1　/m/s/mL/min/mL/min0　　00　000.23800303200250.36400515300420.410200　827500602.4　,。2。2　/m/s1　　()0.21-1-T-A0.31-1-T-B0.41-1-T-C2　　()0.21-2-T-A0.31-2-T-B0.41-2-T-C3　()01-1-T-02.5　,(、≤3NTU)()5∶1,。132　　　Vol.35　No.11　20093　TOC/m/sTOC/mg/LTOC/mg/LTOC/%08.66.920.20.29.04.550.00.311.54.957.20.49.44.453.20.28.85.043.20.310.84.855.30.49.54.453.7TOC3。3　3.1　。4。4　:(1),。(2),:a;b;c。(3)。,,。,。(4),260min。(5),:a;b;c。3.2　Hermia1982:,。,,5。5　:(1)。(2),。(3),:a;b;c。(4)。,,。,。(5),0.7L,。(6),:a;b;c。4　4.1　,:　Vol.35　No.11　2009133　　Jv=cexp-a(t,V)+dexp-b(t,V)(3)a,b,c,d———;t———,h;V———,L。(3),4。4　(3)/m/s(I2)10.20.98520.98500.30.93230.93330.40.91980.909720.20.99010.99480.30.95360.95870.40.94860.949530.00.97930.9953　　,,(3)。,。　　(3)。HermiaField19921995,,。1995Field,(J0)()(Jss)[13]。,Field。,。,(3)。,。,[(3)c](J′ss)。(a)。,((3))。,(b)。,(3)(4)。Jv=(Jo-J′ss)exp-aV+J′ssexp-bV(4)Jo———,L/(m2·h);J′ss———,L/(m2·h);a———,L-1;b———,L-1;V———,L。(4),99%。4.2　。(4.1psi(27.7kPa),25℃)。6,240.5L/(m2·h)。,,。6　4.3　(Sigmaplot8.0,SPSSScience,Inc),(4)。、5。5:,,;;,,,。4.4　134　　　Vol.35　No.11　20095　、/m/s(J′ss)/L/(m2·h)(a)/L-1(b)/L-110.242.9±1.688.39±0.270.673±0.0450.338.0±4.478.28±0.970.463±0.1200.444.2±1.297.77±0.320.359±0.02520.265.0±1.305.36±0.170.235±0.0140.391.8±4.247.78±1.120.309±0.0490.493.7±1.005.36±1.310.268±0.09630.025.7±1.296.93±0.160.839±0.043　　,7。7　7:,(1/J′ss)。,(4),(5)。　　Jv=(Jo-J′ss)exp-aV+J′ssexp-b′V(1/J′ss)(5)b′———。,b′=21.44±2.14(L-1)。5　5.1　(1)、。,,。(2),。。(3)。(4),:、、。(5),:、、。(6),:Jv=(Jo-J′ss)exp-a(t,V)+J′ssexp-b(t,V)(6)(7)240.5L/(m2·h)(4.1psi(27.7kPa),25℃)。(8),,。(9),,,。(10),(1/J′ss)。Jv=(Jo-J′ss)exp-aV+J′ssexp-b′V(1/J′ss),,b′=21.44±2.14(L-1)。5.2　(1),。,;。,,,。(2),,。,。参考文献1　EPA815-D-03-008Membranefiltrationguidancemanual,2003　Vol.35　No.11　2009135　　王　婵1　张锡辉1　冯兆敏2　李　辉2(1,　518055;2,　614032)　　　R市属于典型沿海城市,采用多水源供水系统,其受到上游污染、城区污染和近海咸潮上溯等多重影响。调查分析了R市水源及给水厂出厂水质指标,包括溶解氧、藻类、浊度、氨氮、氯化物等,结果表明R市的复杂水源对给水厂出水水质产生规律性的交替影响。根据水源水质变化规律,提出了多水源调控和给水厂工艺运行相结合的联合供水模式,以保证安全供水。　安全供水　多水源　水质　咸潮　　。,,,,,;[1],“863”(2008AA06A413);(U0773002,20721140019)。,,;[2]。,,[3]。,,,。,R,,,2　ChengTW.Influentofinclunationongas-spargedcross-flowultrafiltrationthroughaninorganictubularmembrane.JMembrSci,2002,196(1):1033　CuiZF,GhoshR,YuJ,etal.Anexperimentalstudyoffluxenhancementwithairsparginginahorizontaltubularmembranemodule.In:ProceedingsoftheSixthWorldCongressonChemicalEngineering,Melbourne,20014　VerberkJQJC,HoogeveenPE,FutselaarH,etal.Hydraulicdistributionofwaterandairoveramembranemoduleusingairflush.WatSciandTech,WaterSupply,2002,2(2):2975　CuiZF,ChangS,FaneAG.Theuseofgasbubblingtoenhancemembraneprocesses.JMembrSci,2003,(221):16　BellaraSR,CuiZF,PepperDS.Gasspargingtoenhancepermeatefluxinultrafiltrationusinghollowfibremembranes.JMembrSci,1996,121:1757　DucomG,PuechFP,CabassudFP.Airspargingwithflatsheetnanofiltration:Alinkbetweenwallshearstressandfluxenhancement.Desalination,2002,145:978　CabassudC,LaborieS,Durand-BourlierL,etal.Airsparginginultrafiltrationhollowfibers:Relationshipbetweenfluxenhancement,cakecharacteristicsandhydrodynamicparameters.JMembrSci,2001,181(1):579　TahaT,CuiZF.CFDmodellingofgasspargedultrafiltrationintubularmembranes.JMembrSci,2002,210:1310　UmMJ,YoonSH,LeeCH,etal.Fluxenhancementwithgasinjectionincrossflowultrafiltrationofoi