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3 操作条件对膜污染的影响
超滤分离过程中操作压差、操作时间、操作温度、膜面流速等操作条件对超滤膜污染的影响不容忽视。适当的操作压力、较大的线流速能减缓滤饼层的形成,控制流体稳定性和在次临界流量条件下运行均可减缓膜污染。
3.1 操作压差
Xianghua Zhen 等的研究表明,在超滤分离过程中,未受污染的膜,浓差极化作用可忽略,膜通量与压力成正比;随着过滤过程的进行,膜表面滤饼层逐渐形成而引起膜污染,并且随压力的增大,膜通量的增加变慢。沈飞等的研究表明,在低于临界压力的条件下进行超滤操作有利于减缓膜污染。因此超滤时,应根据实验临界通量确定适宜的操作压差,以降低膜污染的速率。
3.2 操作时间
在超滤分离过程中,随着运行时间的延长,在浓差极化等作用下,膜表面会形成污染层并且堵塞膜孔,导致膜通量下降。因此需要根据水质状况、膜清洗状况等因素来确定运行周期的长短。
3.3 操作温度
赵立合等的研究表明,温度变化会引起料液黏度改变,进而影响膜通量。随着温度的升高,料液黏度下降,扩散系数增加,从而降低了浓差极化的影响,有利于膜通量的增加。但是温度升高也会改变料液的其他性质,使料液中某些组分的溶解度下降,使污染加剧。研究表明,改变温度会影响膜面以及膜孔与料液中污染物的相互作用,使膜通量发生改变。
3.4 膜面流速
H. Ma 等的研究表明,适当的膜面流速可使凝胶层变薄,阻力下降,从而减小浓差极化的影响,使膜通量提高。当膜面流速超过临界值后,浓差极化作用显著,剪切力增大,使得污染物变形而被挤入膜孔导致膜通量降低。改变料液的流动状态有助于提高膜的分离效率,因此应根据实际情况确定合适的膜面流速,有效地减弱浓差极化作用,提高膜的抗污染能力,从而提高膜分离效率同时延长膜的寿命。
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