设为首页加入收藏
全站搜索
新闻详情
 
新闻搜索
 
 
栏目导航
 
 
当前位置
微滤膜过滤过程中比阻的研究进展
作者:管理员    发布于:2016-02-01 08:36:54    文字:【】【】【

  微滤膜过滤过程中比阻的研究进展刘德忠王湛*(北京工业大学环境与能源工程学院,北京100022)膜表面上形成沉积层,过滤速率将随之下降。沉积层阻力的大小是衡量过滤难易程度的重要参数。比阻是确定阻力大小的基础。分别从微滤过程中比阻的分类、影响因素、定量测定三个方面作了简要介绍。

  微滤膜过程主要用于产品的分级、浓缩、分离和提纯等操作,已在医药、环保等各个工业领域发挥着越来越重要的作用,成为许多过程中不可缺少的一个环节。微滤膜在应用过程中由于颗粒的吸附和堵塞、沉积层的形成等原因,必将导致膜组件的污染和膜通量的下降,这都可归结为膜过程中的阻力变化,即比阻的变化,由于比阻的测定在阻力研究中比较重要,因而在这方面国内外有大量相关研究工作,但针对微滤膜过程比阻研究方面的综述未饼的单位质量比阻a13,7」:位面积沉积层的质量。

  两类比阻一般可根据下式换算:是单由此可见,就其本质而言,两类比阻都反映了过滤的难易程度。单位厚度的比阻可通过直接测量沉见报道。本文尝试对比阻的分类、影响因素、定量确定三个方面做一简要介绍。

  1比阻的分类积层的总阻力和厚度后计算得到,而单位质量的比阻是通过测得沉积层的总阻力和质量后再计算得到。此外,单位质量比阻还具有无需考虑微粒的传递机理和沉积层形态的优点。

  一般来说,比阻可分为单位厚度的比阻与单位质量的比阻两大类。

  2沉积层比阻的影响因素1.1单位厚度的比阻根据Ruth方程计算滤饼的单位厚度比阻r15,6」:是比阻与厚度的乘积。

  1.2单位质量的比阻根据Gilse提出的单位质量滤饼阻力来计算滤影响比阻的因素主要有物料粒度和颗粒形状、料液浓度、沉积层的孔隙大小及分布、错流速率、操作压力、堵塞情况等,下面加以简要介绍。

  2.1料液中微粒的粒度和形状对于均匀球形不可压缩颗粒组成的颗粒群而言,颗粒群的孔隙率和颗粒尺寸无关,在死端和错流两种工况下的比阻相差无几19,10;而由棒状微粒组成的滤饼层在死端和错流工况下的比阻却是不同的110‘11.这说明实际颗粒本身具有的形状和粒度分基金项目:国家自然科学基金资助项目(20276003)髡呒蚪榱醯轮舀1980- h男’天津人‘工学社研究方向为膜分离。*通讯联系人!d.膜科学与技术布都会影响颗粒群的孔隙率,从而引起比阻的变化。

  此时可用IKozenyCarman方程计算单位厚度的比阻:下,比阻随颗粒尺寸的减小而增加。

  2.2料液浓度比阻随料液浓度的变化规律性比较复杂。Rus-ton.Jiashyan等则建议用下式计算比阻随时间的变化:示:积层的增长与特定区域的对流传输成正比,从而得出下式。此时用阻力对时间作图,从斜率就可算得质量比阻a. 2)Hwang还导出下式,用于求取死端微滤工况下的恒压质量比阻:穿一)以上各影响因素影响的对象归根到底就是沉积层,包括沉积层结构、组成,空隙率,压缩程度等,可见,研究比阻的重点是研究滤饼层的性质。

  L――单位过滤面积的滤饼体积;m(t)――为滤饼质量随时间变化的函数;m单位面积的滤饼质量,kg/积上的滤饼质量,mg/m2 mp单位面积蛋白质沉积的质量,mg/m2 M――滤饼质量,kg;Ni―半径为r Bi的孔密度;q―单位过滤面积的滤液量;Robs表观截留率(无量纲);4结论与展望综观微滤膜阻力的研究成果,不难看出,通过比阻来计算沉积层阻力的较多,但能准确测定沉积层比阻的并不多,并且考虑多种微粒同时在膜表面沉积的研究较少,这与实际的工业过程不符,此外,从沉积层外表面到膜表面比阻是变化的,但大多研究者都假设比阻是不变的,因而计算结果存在误差;再加上错流过滤时,比阻的结构沿主体流动方向变化,比阻必定变化。

  由于沉积层比阻的确定是一个十分复杂的过程,影响因素众多,因此,现行的计算沉积层阻力方法的通用性受到限制。笔者认为想要有效地解决此问题,就需要对决定比阻大小和沉积层结构的各种Rm膜或过滤介质阻力,1/ R―污染层阻力,1/m;0未压缩滤饼的比阻,1/m2;r―单位厚度滤饼比阻;r(y)――不同滤饼处的比阻,1/m2;―通量下降指数;S――颗粒体积分数;Sc――单位滤饼体积的固体表面积;t――过滤时间,h;V透过液体积,m3;s储藏池中悬浮液和滤出液体积,m3;Wc为截留在介质表面的悬浮物质量,kg;a单位质量比阻,m/kg;影响因素作更深入、全面地研究,从粒度分布、错流出a.,1单位压强下滤饼的表观比阻,Wkg;//www.cnd.net膜科学与技术£――孔隙率;£0,£f起始和终滤饼孔隙率;0――过滤时间;从为液体黏度,P;f PjPs颗粒和固体微粒密度,kg/m3

访问统计
51客服