科创中国

行业领域

节能环保产业

需求背景

将纯水与含有溶质的溶液用一种只能通过水的半透膜隔开，此时，纯水侧的水就自发的透过半透膜，进入溶液一侧，溶液侧的水面升高，这种现象就是渗透。当液面升高至一定高度时，膜两侧压力达到平衡，溶液侧的液面不再升高，这时，膜两侧有一个压力差，称为渗透压。如果给溶液侧加上一个大于渗透压的压力，溶液中的水分子就会被挤压到纯水一侧，这个过程正好与渗透相反，我们称之为反渗透。反渗透设备使用的反渗透膜是超低压卷式膜，当原水以一定的压力被送至反渗透膜时，水透过膜上的微小孔径，经收集后得到纯水，而水中的杂质如可溶性固体、有机物、胶体物质及细菌等则被反渗透膜截留，在截流液中浓缩并被去除。一级反渗透可去除原水中97%以上的溶解性固体，99%以上的有机物及胶体，几乎100%的细菌。反渗透设备产生废水的多少和回收率有直接关系。回收率指膜系统中进水转化成为产水或透过液的百分比。依据预处理的进水水质、膜元件数量及排列方式、以及用水要求而定的。目前市场急需一种超低压进水及高通量产水的卷式膜。

需解决的主要技术难题

针对废水处理专用膜组件开发过程亟需解决的组件关键结构设计与优化问题，开展卷式膜进水隔网及流道结构的数值模拟。根据高错流、高渗透率条件下的工业用大型卷式膜内部流场计算结果，确定入口流速和沿程流量、剪应力分布规律，据此，给出卷式膜结构优化设计方案。

期望实现的主要技术目标

目前8040规格卷式膜，进口压力大于***，压降小于***，水回收率为10-15%。经优化后，8040规格卷式膜，进口压力小于***，压降小于***，水回收率90-95%。

需求解析

解析单位：“科创中国”南开大学专业科技服务团（南开大学） 解析时间：2022-11-28

周达

南开大学

项目主管

综合评价

该需求详细清晰，目的明确。 该需求计算指标和计算量较大，需要模拟计算卷式膜内部的流场分布，明确进出口流量、压力、错流过滤比例、颗粒物沉积位置沿卷式膜流道长度的变化等信息。项目难度较低，是高校教授擅长的领域。

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处理进度