中空纤维膜低压超滤处理含油废水的数学模拟

含油废水造成的环境污染越来越引起全社会的关注. 采用中空纤维超滤( HFUF) 膜低压处理含油废水具有耗能低、不加絮凝剂、占地少、操作简便等优点, 因此在含润滑油废水、油田含油污水[ 2]、油田回注水[ 3] 等的净化处理中已得到广泛的应用. 为了达到装置设计和生产的优化, 要求对HFUF 进行深入的理论分析和数学模拟. 国外学者曾研究分析了中空纤维反渗透( HFRO) 膜中的传递现象[ 4~ 7], 这些 HFRO 装置是在高压下操作的,可忽略轴向压力降的影响, 但其能耗很大, 不适宜处理微米级油粒的含油废水. 为降低能耗, 本工作用HFUF 膜装置进行低压处理含油废水, 提出一个不可忽略轴向压力降和膜渗透速率轴向变化的传质模型, 采用正交配点法并结合 MAT LAB 软件[ 9]进行模拟, 解出速度分布和浓度分布, 得到超滤速率的变化规律, 与实验数据吻合很好. 进而根据模型讨论了 Peclet 数对超滤的影响, 分析了中空纤维丝内径向速度分布和局部膜渗透速率, 为HFUF 膜的设计及工艺条件的选择提供了重要依据。