微滤-超滤-纳滤膜组件中膜污染因素分析

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1、微滤超滤纳滤膜组件中膜污染因素分析：膜污染是影响膜技术得以推广应用的主要因素，其机理尚未完全清楚，本文综述了近年来关于膜污染的影响因素的研究成果，从膜的性质、膜、溶质和溶剂之间的相互作用、料液性质三方面因素对膜污染的影响进行了阐述，具体对膜材质、膜孔径、膜孔隙率、膜电荷性、膜亲疏水性、膜粗糙度、膜件结构等膜性质、膜与溶质间的相互作用以及料液温度以及料液流速与压力、pH等料液物理、化学性质对膜污染的影响进行了讨论。　　关键词：膜组件;膜污染;因素分析　　Abstract:themembranepollutionisaffectingme

2、mbranetechnologytothemainfactorsofapplication,themechanismisnotentirelyclear,thispaperrevieabouttheeffectsofthepollutionoftheresearchachievementsoffactors,fromthenatureofthefilm,film,soluteandsolvent,theinteractionbetaterialspropertiesofthreefactorstheeffectsofthepollutio

3、nofthemembraneembranematerialsandmembraneaperture,membraneporosity,membranechargesex,filmorembraneroughness,membraneastructure,filmandfilmpropertiesoftheinteractionbetaterialliquidtemperatureandvelocityandpressure,theliquidmaterialssuchaspHmaterialliquidphysicalandchemica

4、lpropertiesoftheeffectsofthepollutionofthefilmarediscussed.　　Keyembranemodule;Membranepollution;Factoranalysis　　　　　　：X703：A：　　　　膜污染主要是由于流体在分离膜表面的浓差极化和流体中溶质与膜面间的相互作用所引起的。总的来说，它是指与膜接触的料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子等与膜间存在物理、化学或机械作用，而引起的各种固体或溶质成分在膜面或膜孔内吸附、沉积造成的膜孔径变小或堵塞，使膜发生透过通量变小与分离性能恶化的现

5、象。根据国际纯粹与应用化学协会(IUPAC)的定义，由于悬浮物或可溶性物质沉积在膜的表面、孔隙和孔隙内壁，从而造成膜通量降低的过程称为膜污染。膜污染是影响膜技术得以推广应用的主要因素，因此研究造成膜污染　　　　的影响因素，并减少膜污染，对膜技术的推广应用具有极其重要的意义。　　1膜的性质对膜污染的影响　　膜的性质对膜污染的影响主要是指膜材质、膜孔径大小、膜电荷性、亲疏水性等一系列膜的物化性能对膜污染的影响。　　1.1膜材质　　K.H.Choo等人[3]比较了使用聚砜膜、纤维素膜和聚偏氟乙烯三种不同材质下膜污染的情况，研究发现在过滤的初始阶

6、段，膜污染的趋势主要由膜材质所决定，三种膜材质中以聚偏氟乙烯膜污染趋势最小。K.H.Choo等人研究表明，不同膜材质的污染趋势与料液对膜材料的粘附性能有关，与膜表面张力的分散组分的趋势一致，即膜表面张力的分散组分越大，越容易发生粘附污染，并由此在对以上三种材质的膜比较中得出，聚偏氟乙烯膜的污染趋势最小。　　1.2膜孔径或截留分子量　　当膜孔径与粒子或溶质尺寸相近时，容易导致膜孔堵塞。从理论上讲，确保污染物被截留的情况下，选择孔径大点的膜可以使水通量提高。但实验发现，选用较大膜孔径，反而加速了膜的污染，水通量下降很快。一般来说，膜的切割颗粒

7、尺寸(截留分子量)应比要分离的污染物的尺寸小一个数量级。Hong.S.P等[4]认为，渗透通量下降率随着膜孔径的增加而加快。　　1.3膜孔隙率　　膜孔隙率影响着溶液通量的大小，由Hagen-Poiseuille公式，结合Spiegler-Kedem方程、空间阻碍细孔模型和TMS模型可知，当膜厚度、弯曲因子越大，孔隙率越小时，溶质和溶剂的渗透通量越小。同样，王晓昌等[6]采用Kozeny-Carnen方程也发现，膜孔隙率和颗粒尺寸越大，膜面污染层比阻越小，膜的渗透通量越大；膜的孔隙率还对膜溶质的截留具有选择性。　　1.4膜电荷性质　　有些膜

8、材料本身带有的电荷或极性基团，会与料液中的荷电体产生相互作用，根据同者相斥、异者相吸的原理，相斥时膜面不易被污染，相吸时膜面易吸附溶质而被污染。膜在料液中，由于构成膜的高分子材料本身具有电荷性