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微滤操作模式有哪些?

来 源:中华水网   发布时间:2011-08-30 移动版

  微滤膜的孔径范围为0. 1pm〜10pm,主要适合对悬浮液和乳液的进行截留或浓縮以及低浊度液体除菌。微滤属于压力推动的膜工艺系列。一般来说,超滤操作的跨膜压差为0.3MPa〜1. OMPa,而微滤操作的跨膜压差为0. IMPa 〜0.3MPa。微滤在应用中(实验室里或工业上)遇到的最主要问题是通量的下降。这是由于浓差极化和膜污染引起的。很多情况下通量下降非常严重,以至实际通量只有纯水通量的1% 。

  为了减少污染应注意操作方式的选择。通常可分为并流操作和错流操作两种操作方式。在并流操作中(并流过滤)类似于粗过滤,所以被截留微粒都沉积在膜上,形成随时间而增厚的滤饼(图5-3)。在错流操作中,进料流体的流动方向与膜平面的方向平行。

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  1)无流动操作(静态过滤或死端过滤)

  如图5-3所示,料液置于膜的上游,在压差推动下,溶剂和小于膜孔的颗粒透过膜,大于膜孔的颗粒则被膜截留,该压差可通过原料液侧加压或透过液侧抽真空产生。在这种无流动操作中,随着时间的增长,被截留颗粒将在膜表面形成污染层,使过滤阻力增加。随着过程的进行,污染层将不断增厚和压实,过滤阻力将不断增加。在操作压力不变的情况下,膜渗透通量将下降,如图5 -3所示。因此无流动操作只能是间歇的,必须周期性地停下来清除膜表面的污染层或更换膜。

  无流动操作简便易行,适于实验室等小规模场合。对于固含量低于0. 1%的料液通常采用这种形式;固含量在0. 1%〜0.5%的料液则需进行预处理。

  2)错流操作(动态过滤)

  对于固体含量高于5%的料液通常采用错流操作。微滤的错流操作在近20年来发展很快,有代替无流动操作的趋势。这种操作类似于超滤和反渗透,如图5 -4所示。原料液以切线方向流过膜表面,在压力作用下通过膜,料液中的颗粒则被膜截留而停留在膜表面形成一层污染层。

  与无流动操作(静态过滤)不同的是料液流经膜表面时产生的高剪切力可使沉积在膜表面的颗粒扩散返回主体流,从而被带出微滤组件。由于过滤导致的颗粒在膜表面的沉积速度与流体流经膜表面时由速度梯度产生的剪切力引发的颗粒返回主体流的速度达到平衡,可使该污染层不再无限增厚而保持在一个较薄的稳定水平。因此一旦污染层达到稳定,膜渗透通量就将在较长一段时间内保持在相对高的水平上,如图5 -4所示。当处理量大时,为避免膜被堵塞,宜采用错流设计。

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