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影响超滤过程稳定运行的因素分析
2006年7月11日 14:56   

    一、超滤透过通量

    超滤在操作压力为0.1—0.6MPa、温度为60℃以下时,其透过通量应在100—500L/(m2.h)为宜,实际中比它要小得多,一般为1—100L/(m2.h)。当超滤透过浓差通量低于1L/(m2.h)时,过程缺乏经济效益,其原因是浓差极化在膜面上形成的边界层(或凝胶层),使流体阻力增加,因此必须相应采取一些措施来解决。

    1、料液流速

    提高料液流速对防止浓差极化、提高设备处理能力有利。但增大压力使工艺过程耗能增加,结果导致费用增大。一般湍流体系中流速为1—3m/s。

    在螺旋式组件体系中,常在层流区操作,可在液流通道上设湍流促进材料,或采用振动的膜支撑物,在流道上产生压力波等方法,以改善流动状态,控制浓差极化,从而保证超滤组件的正常运行。

    2、操作压力

    超滤膜透过通量与操作压力的关系决定于膜和边界层的性质。在实际超滤过程中往往后者控制着超滤透过同量。在用渗透压模型时,膜透过通量与压力成正比,而用凝胶化模型时,膜透过通量与压力无关。此时的透过通量称为临界透过通量。实际中超滤操作应在临界透过通量附近进行,此时操作压力约为0.5—0.6MPa,除了克服透过膜的阻力外,还要克服通过膜面的流体压力损失。

    3、温度

    操作温度主要决定与所处理料液的化学、物理性质和生物稳定性,应在膜设备和处理物质允许的最高温度下进行操作,因为高温可以减少料液的黏度,从而增加传质效率,提高透过通量。温度与扩散系数的关系,可以用下式表示:

    μD/T=常数

    由上式可见,温度T愈高,黏度μ变小,而扩散系数D则变大。例如,酶最高温度为25℃,电涂料为30℃,蛋白质为55℃,制奶工业为50—55℃,纺织业脱浆废水中回收PVA时为85℃。

    4、操作时间

    随着超滤过程的进行,浓度极化在膜表面上形成了浓缩的凝胶层,使超滤透过通量下降。其透过通量随时间的衰减情况,与膜组件的水力特性、料液的性质和膜的特性有关。当超滤运行一段时间后,就需要进行清洗,这段时间称为一个运行周期,当然运行周期的变化还与清洗情况有关。

    5、进料浓度

    随着超滤过程的进行,料液(主体液流)的浓度在增高,此时黏度变小,边界层厚度扩大,这对超滤来说无论从技术上还是经济上都是不利的,因此对超滤过程主体液流的浓度应有一个限制,既最高允许浓度。

    6、料液的预处理

    为了提高膜的透过通量,保证超滤膜的正常稳定运行,在超滤前需对料液进行预处理,虽然超滤的预处理过程不像反渗透过程那么严格,但这种预处理也是保证实现超滤过程正常运行的关键,通常采用的预处理方法有:

    (1)过滤

    (2)化学絮凝;

    (3)PH调节;

    (4)消毒;

    (5)活性炭吸附;

     上述预处理方法可以根据料液的性质和需要进行选用。

    此外,经超滤回收的水,在使用前还需进行再处理(称为后处理,如电子工业用水)如脱除CO2、PH调节、过滤、消毒等。

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 [关键词]:超滤膜 水处理 反渗透  发表评论    【推荐】 【打印

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