超滤膜的性能如何测定? 南京 无底门_中华水网
当前位置:中华水网 > 水处理问答 > 膜处理 > 正文

超滤膜的性能如何测定?

来 源:中华水网   发布时间:2011-08-29 移动版

  当用超滤膜过滤分离杂质时,水或溶液中的悬浮性固体、胶体和可溶性高分子化合物沉积于膜表面而产生阻塞,对膜产生污染;由于溶剂(水)不断地通过膜而使其表面溶质浓度高于主体溶液中溶质的浓度,产生浓度差极化。对于任何一种膜都存在一个适宜的使用温度、pH值范围和溶质最大允许浓度等。细菌、微生物的新陈代谢产物在膜表面上产生了黏液,这些因素都将导致膜的性能,如膜的水解、氧化、透水率等的下降等。此外,提高进料液的温度有利于提高膜的透水性,但温度太高会促进膜的水解,导致膜结构不可逆变化,故通常进料液取25¾为宜。除力学性能、物理性能、耐热性、耐PH、耐溶剂和耐生物降解等性能外,超滤膜还有以下主要的性能指标:

1)膜及其组件缺陷

超滤膜及其组件的缺陷对于中空纤维超滤器是较难检査的。,对于微滤膜可釆用气泡检验法;但对于超滤膜,其孔径通常在0. OlfJim以下,在低压下(0〜0. 2MPa)气体无法透过,所以不能釆用气泡法测定其孔径,不过可釆用气泡法检测膜的缺陷和漏点。如在中空纤维内侧注入小于0.2MPa压力的压缩空气,外侧充满纯水,此时应绝对无气泡产生,以此作为判断超滤膜无大孔缺陷的一般依据。当然,0. 2MPa压力尚不能确定无微孔级缺陷,但对于均匀孔径的超滤膜来说,这已足够。超滤速率或水通量纯水均随压力的上升而增加,在相同压力下,溶液分子量愈大时超滤速率越小,压力对截留率的影响不大。一般商品超滤膜的透过能力以纯水的渗透通量表示,并标明测定条件,因此纯水的渗透系数很容易得到。纯水透过(渗透)通量一般是在0. IMPa 〜0.3MPa压力下来测定。当然,在一定截留率下透过(渗透)通量越大越好。

2)截留率和截留分子量范围

截留率是指对一定分子量的物质膜能截留的程度。截留分子量的定义和测定条件不很严格,一般用分子量差异不大的溶质在不易形成浓差极化的操作条件下测定截留率,将表观截留率为90%〜95%的溶质分子量定义为截留分子量,用分子量代表分子大小以表示超滤膜的截留特性。截留率越高、截留范围越窄的膜越好。显然,截留范围不仅与膜的孔径有关,而且与膜材料和膜材料表面的物化性质有关。一般说来,用分子量代表分子大小以表示超滤膜截留特性的方法,对于像球蛋白这一类分子的同系物是一种较满意的方法。事实上,除大小以外,分子的形状、柔变性等都会对截留结果产生影响。当分子量一定时,刚性分子较之易柔变分子有更大的价值。球形和有侧链分子较之线型分子都有更大的截留值。

3)压密因数

由于超滤膜的表皮层较为致密,内层呈多孔海绵状结构,所以在压力作用下易于被压密。开始加压时的超滤速率与过滤24h后达到稳定时的超滤膜速率之比称为压密因数。若达到稳定速率后继续运行,由于压力持续作用及膜表面的污染,超滤速率将进一步下降。压密因数与膜的材质、结构,孔隙率及孔径有关。

4) 荷电性

强调该性能是因为荷电给膜带来附加的优点,如可以捕集某些物质,或使膜更抗污染等。一般用离子交换容量或流动电位法来判断。

5) 超滤膜孔径的测定

随着超滤膜技术的日益发展,准确表征超滤膜的特性就越来越显出其重要性,它不仅对研制新品种膜有着重要的指导意义,而且在膜的应用技术中,对于膜品种的迅速、正确选用有着极大的帮助作用。作为超滤膜的主要指标一般有3项,即截流孔径、纯水透过速率、材料特性。因而超滤膜孔径及孔径分布的测定就更为重要。在微滤膜孔径测定中,一般假定膜孔结构为圆直筒状,考虑到孔形状不规则,可加一形状修正系数。

超滤膜通常都是由相转移法经浸渍凝胶而成。由于制膜工艺特点,使得膜孔结构比较复杂。事实上,由电镜观察可知,凝胶膜结构中的孔结构不为圆直筒状,同时存在大量无效孔及孔颈。对超滤膜而言,孔径是指在贯通于膜两表面的孔道中最窄细处的通道半径,即贯通孔的孔径半径。由于无效孔的存在,同时由于所需测试压力大(如当所测孔半径低至3nm时,所需压力高达2.7GPa),将部分改变膜孔结构。因此压乘法不适用于超滤膜孔径测定。同理,液体流速法、比表面积分析法也不适用于超滤膜孔径及其分布的测定。

目前有关测定孔径及其分布的方法较多,但所测孔径的数值却往往误差较大,这主要是由于各种膜孔的形状十分复杂,而各种测定方法都假定它们是某种理想的形态。此外,有的滤膜的孔径和形态并不是一直保持不变的,有时会因水分、药品或加热等因素造成膨润或收缩变形。当然,比较理想的方法是在实际使用的环境下测定,但一般来说是不易做到的,最多只能是在接近该条件下进行。所以,通常都是尽量结合实际使用的状态来选定方法。在固液吸附理论中,孔径是指孔通道(包括非贯通孔)的平均孔径。超滤膜孔径的测定方法。常用超滤膜孔径的测定是通过检测与孔存在相关的物理效应来实现的,可分为几何孔径测定和物理孔径测定两种方法。具体的有效测定方法尚在探讨之中。

几何孔径测定法。此法最初是由扫描电镜直接观察膜表面孔的情况,并计量孔个数(即直接观察孔径的几何结构)。现已成为结合计算机的图像分析技术。一般用透射电镜和扫描电镜进行测定。扫描电镜分辨力为(5〜10)nm,适用观察孔径大于0.5nm的孔,样品制作比较简单。透射电镜的分辨力小于0.5nm,样品制作比较复杂。由于所釆用的数据处理数学模型不同,得出的孔分布情况也不同。

 

 

转载请注明出处: http://www.chndk.com/view-12750-1.html

版权声明

①凡本网注明“稿件来源:中华水网”的所有文字和图片稿件,版权均属于中华水网所有,任何媒体、网站或个人未经本网协议授权不得转载、链接、转贴或以其他方式复制发表。已经本网协议授权的媒体、网站,在下载使用时必须注明“稿件来源:中华水网”,违者本网将依法追究责任。

② 本网未注明“稿件来源:中华水网”的文/图等稿件均为转载稿,本网转载出于传递更多信息的目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的“稿件来源”,并自负版权等法律责任。如擅自篡改,本网将依法追究责任。如对稿件内容有疑议,请及时与我们联系。

更多信息



Copyright © 2009-2010 CHNDK.COM. 中华水网版权所有 水工业交流群:23917635 点击这里给我发消息水网客服

粤ICP备11036510号