电场强化错流膜过滤的研究
电场强化错流膜过滤技术可有效改善膜污染和置、机理、外加电场及影响渗透通量的因素这4个方面进浓差极化对错流过滤带来的不利影响。就电场膜过滤装行综述。目前研制的新型附加电场中空纤维膜组件克服了传统膜过滤组件的缺点.显示出很大的工程应用前景。
关键字:错流 电场强化 电场膜 膜污染 通量
错流膜过滤技术被广泛应用于分离和去除原水中的悬浮微小物质。但是,由于膜污染及浓差极化导致膜通量下降,成为该技术广泛应用的制约因素。膜污染是一个物理、化学、生物过程相互作用的复杂现象,Yamamura通过用微滤膜过滤地 表水的试验后得出膜污染的机理:含铁化合物、碳水化合物或蛋白质等相对较大的颗粒会覆盖膜表面或缩小膜孔;而小分子颗粒(如含锰化合物或腐殖酸)会进一步堵塞这些变小后的膜孔,最终导致膜表面形成不可逆的膜污染。而一般进水悬浮物质和 膜都是带有电荷的,这些电荷之间相互作用使颗粒沉积下来,也会产生膜污染。
在处理含有亲水基团 的大分子物质时,膜表面会产生凝胶层,不仅造成膜滤速率迅速衰减,而且还会缩短膜的使用寿命,是导致分离效率降低、限制膜过滤优势发挥的内在因素。为了更好地强化错流过滤,国内外研究者从 各种角度出发来克服膜污染和浓差极化给过滤带来的不利影响。主要方法有:边界层控制、乱流发生、膜材料改进、结合外场(如磁场、电场等) 。
结合电场的错流膜过滤技术,即电场膜技术. 被广泛应用于反冲洗水脱盐,皮革废水、纺织废水的脱色,水果汁、发酵(蛋白)液的净化等领域。1977年Henry用电场错流微滤高岭土悬浮液和油 污废水,并建立了一套关于膜理论的数学模型:1994年J.Jurado利用激湍旋涡流动附加直流电场 的方法进行血液蛋白回收:1996年Jagannadh 和Muralidhare关于电动方法控制膜污染进行了综述;2005年J O Kim等发现将电场用于微滤预处理,可使渗透通量增加、原水中活性细菌减少,并且节省絮凝剂用量:2007年B.Sarkar等进行附加电场错流超滤合成水果汁的试验,提出一种量化 通量和凝胶层厚度的模型。本文将从电场膜过滤 装置、过滤机理、外加电场以及渗透通量的影响因 素这4个方面对电场膜技术展开论述。
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