軟化水設備超濾中的濃差極化現(xiàn)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(xiàn)象就是引起這種現(xiàn)象的原因之一,掌握其發(fā)生機理和降低這種現(xiàn)象發(fā)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”。
什么是濃差極化
在壓力驅(qū)動膜過程中,由于料液中水透過膜,而溶質(zhì)被膜阻留,使膜表面上溶質(zhì)的濃度升高。在濃度梯度作用下,溶質(zhì)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。
當溶劑向膜表面流動引起的溶質(zhì)流動速度與由濃度梯度引起的溶質(zhì)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(wěn)定的濃度梯度區(qū),膜表面濃度C2高于主體溶液濃度C1,這一區(qū)域稱為濃差極化邊界層,這一現(xiàn)象叫濃差極化;C2/C1叫濃差極化度。
濃差極化的危害
1、濃差極化使膜表面溶質(zhì)濃度增高,引起滲透壓的增大,從而減小傳質(zhì)驅(qū)動力。
2、當膜表面溶質(zhì)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(zhì)在膜表面達到一定濃度時有可能對膜發(fā)生溶脹或溶解,惡化膜的性能。
5、嚴重的濃差極化導致結(jié)晶析出,阻塞流道,運行惡化。
濃差極化防治
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(jié)構(gòu);加入紊流器;料液橫切流向設計;螺旋流。
3、合理的過程設計:料液脈沖流動;提高流速。
4、合適的操作參數(shù)的選擇:適當提高進料液溫度以降低粘度,增大傳質(zhì)系數(shù)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。
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