Расчет мембранного модуля
Система доочистки сточной воды состоит из аэротенка и мембранного модуля. Она сочетает в себе биологическую обработку активным илом с мембранной фильтрацией. Обрабатываемые сточные воды поступают в аэротенк (рис.9). Находящаяся в аэротенке иловая смесь циркулирует через мембранный модуль. Мембраны служат для повышения концентрации активного ила в аэротенке и глубокой очистки обрабатываемых сточных вод. Аэротенк в системе работает с высокой концентрацией активного ила. Аэрирование осуществляется сжатым воздухом с помощью аэрационных систем (воздуходувок). В зависимости от требуемой производительности мембранные модули объединяются в мембранный блок. Число мембранных модулей в блоке может быть увеличено при возникновении необходимости повышения производительности системы. Применяемое в системах МБР касательное фильтрование иловой смеси предотвращает ее забивание, т. е. накопление на ней отложений (бактерий) [23]. Такое движение иловой смеси обеспечивается циркуляционным насосом с производительностью, значительно выше расхода подлежащей обработке сточной воды. Возможность регулирования расхода и давления в циркуляционном контуре позволяет наладить полноценное управление процессом мембранного фильтрования при максимальной его эффективности. Кроме этого, реализация режима касательного фильтрования имеет положительные последствия в отношении биологии всей системы. Постоянное омывание мембран диспергирует очищающие бактерии, которые более не образуют плотные флоккулы, а потому возможность их прямого контакта с загрязнениями и кислородом значительно увеличивается. Из этого следует, что соотношение активных бактерий и окисляемых загрязнений оказывается большим в системе МБР, чем это обычно встречается в классической системе с активным илом [24].
Рис.9 Схема аэротенка с мембранным модулем: 1 - реактор, 2 - аэратор, 3 – блок с половолоконными мембранами, 4 - воздух, 5 - очищенная вода, 6, 9 - насосы, 7 - манометр, 8 - фильтрат
1. Выбор мембраны и определение её основных параметров При выборе мембраны следует исходить из того что, что она должна обладать максимальной удельной производительностью при селективности, обеспечивающей выполнение требований к качеству пермеата (соответствие санитарным нормам, допустимым потерям растворённого вещества и т.д.). Кроме того, мембрана должна обладать высокой химической стойкостью по отношение к разделяемому раствору [25]. Определение истинной селективности производится по графику зависимости истинной селективности мембраны от отношения . График построен для интервала , в котором селективность имеет большие значения, обычно удовлетворяющее условиям разделения. Примем допущение, что в рабочем диапазоне концентраций разделяемого раствора истинная селективность остаётся постоянной. Тогда критерий пригодности мембраны, т.е. минимальная допустимая её селективность по задерживаемому веществу, можно определить с помощью уравнения
(3.1)
В качестве разделяющей принимаем полиамидную мембрану ММК 9, изготовленную из капрона. Для выбранной мембраны , что удовлетворяет условию .
(3.2)
Техническая характеристика мембраны ММК9: Средний диаметр пор, мкм - 3 Производительность по дистиллированной воде при p=0,05 МПа, мл/см2∙мин - 150…300 Для определения значения истинной селективности воспользуемся графиком (рис.9). Из графика следует, что истинная селективность мембраны: . Условие пригодности мембраны выполняется, так как истинная селективность выбранной мембраны больше минимально допустимой. Определяем удельную производительность мембраны по разделяемому раствору. Для этого сначала определяем удельную производительность мембраны по чистой воде:
(3.3)
где константа проницаемости мембраны по воде, принимается по технической характеристике мембраны; , принимаем
(3.4)
- рабочий перепад давлений, МПа, . (3.5)
Рис.9 Зависимость истинной селективности мембраны от отношения диаметра молекул к диаметру пор Основным фактором, снижающим удельную производительность, является повышение вязкости. Кинематическая вязкость пива при составляет ; плотность раствора [26]. Тогда динамическая вязкость раствора
(3.6) .
Кинематическая вязкость воды при той же температуре ; плотность . Динамическая вязкость воды
(3.7) .
Тогда удельная производительность мембраны по разделяемому раствору
(3.8) .
2. Технологический расчёт мембранного модуля Определяем расход пермеата в первом приближении:
(3.9)
где расход раствора на разделение, кг/с,
(3.1.1)
расход концентрата, кг/с;
селективность мембраны,
(3.1.2)
Определяем потребную площадь мембран по формуле
(3.1.3)
По производительности по пермеату производим выбор мембранного модуля, . Принимаем мембранный модуль на основе полых волокон Syn+ 100 (табл.5).
Таблица 5 Техническая характеристика мембранного модуля Syn+ 100
Определим количество мембранных модулей :
(3.1.4)
где площадь поверхности мембран одного модуля, принимается по паспортным характеристикам модуля, , . Количество мембранных модулей в одном аппарате принимаем равным , тогда количество мембранных аппаратов в установке
(3.1.5)
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (589)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |