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大流量滤芯常规微滤理论

来源:http://www.txjlsh.cn发表时间:2022-06-28

大流量滤芯常规微滤理论

大流量滤芯微孔膜过滤过程的驱动力(即施加在被过滤流体上的压力)使流体过滤。以液体过滤为例,液体和小颗粒(溶质)通过膜并作为渗透物被收集,而悬浮颗粒被膜捕获并作为浓缩的渗余物被收集。颗粒截留的机理取决于膜的性质(物理的和化学的)以及膜和颗粒之间相互作用的性质。当膜的孔径小于悬浮颗粒的尺寸时,颗粒被其几何起点阻挡,不能进入或通过膜,但与渗透物分离。这种分离机制称为表面过滤或筛网过滤机制。如果膜的孔径大于颗粒的大小,在这种情况下,颗粒可以进入膜孔,当它们接触到孔壁并粘附在孔壁上时,就会被过滤掉。因为这种过滤发生在膜中,所以这种分离机制被称为深度过滤机制。

大流量滤芯微滤过程按膜两侧主液和透过液的运动方向可分为顺流和错流两种过程。在实验室中,使用滤纸和漏斗来共享沉淀物和溶液,分离出的主悬浮液在其自身的静压力或渗透侧的真空度下被滤纸分离。此时主液和透过液平行流动,称为平行微滤。在平行微滤中,被膜捕获的颗粒随着时间积累成滤饼层。如果使用深过滤膜,被捕获的颗粒将聚集在膜的空腔中;如果使用表面过滤膜,被捕获的颗粒将聚集在膜的空腔中;如果使用表面过滤膜,被捕获的颗粒将聚集在膜表面;在这两种情况下,过滤阻力都会增加;如果过滤在恒压下进行,渗透通量将会降低;如果在恒定通量下进行过滤,膜两侧的压降将增加。因此,顺流微滤须定期清膜上积聚的颗粒或更换膜,所以微滤过程是一个间歇操作过程。当主悬浮液与膜表面相切流动时,主液体中的颗粒被膜截留,透过液垂直于膜表面通过膜流出。这个过程被称为错流微滤,有时也被称为切向微滤。被膜捕获的颗粒在膜表面形成滤饼层。由于主液在压力下与膜表面相切产生的高剪切力,可以除去膜表面的滤饼颗粒,因此滤饼层较薄。因此在长期运行后仍能保持高通量。

  

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