超濾中的濃差極化現象分析

知識 08-23

超濾中的濃差極化現象分析

隨著超濾膜使用時間的增加，膜的通量會逐漸減小，濃差極化現象就是引起這種現象的原因之一，掌握其發生機理和降低這種現象發生的具體措施，對膜分離的過程是十分重要的。今天小編就來向大家介紹一下「濃差極化」。

什麼是濃差極化

超濾中的濃差極化現象分析

在壓力驅動膜過程中，由於料液中水透過膜，而溶質被膜阻留，使膜表面上溶質的濃度升高。在濃度梯度作用下，溶質從膜表面向本體溶液反向擴散，形成邊界層，使流體阻力和滲透壓增加，從而導致溶劑透過通量減小。

超濾中的濃差極化現象分析

當溶劑向膜表面流動引起的溶質流動速度與由濃度梯度引起的溶質向本體溶液的擴散速率達到平衡時，在膜表面附近形成一個穩定的濃度梯度區，膜表面濃度C2高於主體溶液濃度C1，這一區域稱為濃差極化邊界層，這一現象叫濃差極化；C2/C1叫濃差極化度。

濃差極化的危害

超濾中的濃差極化現象分析

1、濃差極化使膜表面溶質濃度增高，引起滲透壓的增大，從而減小傳質驅動力。

2、當膜表面溶質濃度達到其飽和濃度時，會在膜表面形成沉積或凝膠層，增加透過阻力。

3、膜表面沉積層或凝膠層的形成會改變膜的分離特性。

4、當有機溶質在膜表面達到一定濃度時有可能對膜發生溶脹或溶解，惡化膜的性能。

5、嚴重的濃差極化導致結晶析出，阻塞流道，運行惡化。

濃差極化防治

既然超濾膜的濃差極化現象危害如此之大，那麼怎麼防止濃差極化現象的惡化呢？

超濾中的濃差極化現象分析

主要防治途徑：

1、加強進料的預處理。

2、選擇合適膜組件：組件結構；加入紊流器；料液橫切流向設計；螺旋流。

3、合理的過程設計：料液脈衝流動；提高流速。

4、合適的操作參數的選擇：適當提高進料液溫度以降低粘度，增大傳質係數等。

超濾膜的濃差極化不僅會使膜通量減小，不及時處理還會引起膜的性能惡化，壽命大大減少，因此做好日常的維護工作及其重要的~

超濾中的濃差極化現象分析

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