1. 浓度极化对膜分离操作的不利影响。 如题。要正面解释。在线等答案。
浓度极化是膜通量的主要影响因素之一。其影响膜通量的原理主要是料液中的部分大分子溶质被膜截留,溶剂及小分子溶质则能自由地透过膜。被截留的溶质在膜表面处积聚,其浓度会逐渐升高,在浓度梯度的作用下,及近膜面的溶质又以相反方向向料液主体扩散,平衡状态时膜表面形成一溶质浓度分布界层,对溶剂等小分子物质的运动起到阻碍作用。所以,浓度极化现象将使膜通量下降,延长过滤时间。同时也可能使收率下降(当产物是小分子时)或使分离效果下降。
浓度极化对膜通量的影响区域一般在中压区(相对于该膜的工作压力范围,取中间压力),在该压力区域内,浓度极化带来的阻力是主要的,所以这也是膜分离操作过程中需要特被注意操作压力的选择。当然,我们也可以通过加大料液流量,提高料液温度或选择合适的膜组件结构来降低浓度极化带来的阻力。
2. 反渗透和超滤分离过程中浓差极化导致通量降低的原因有什么不一样
反渗透(RO)
过滤精度为0.0001微米左右,是美国60年代初研制的一种超高精度的利版用压差的膜法权分离技术。是一种需要加电、加压的膜法分离技术,可滤除水中的几乎一切的杂质(包括有害的和有益的),只能允许水分子通过。一般用于纯净水、工业超纯水、医药超纯水的制造。
超滤(UF)
过滤精度在0.001-0.1微米,是一种利用压差的膜法分离技术,可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质,能保留一些矿物质元素。超滤不需要加电加压,仅依靠自来水压力进行过滤。是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。可用于中水回用设备。
3. 超滤中的浓差极化现象分析
什么是浓差极化?
在压力驱动膜过程中,由于料液中水透过膜,而溶质被膜阻留,使膜表面上溶质的浓度升高。在浓度梯度作用下,溶质从膜表面向本体溶液反向扩散,形成边界层,使流体阻力和渗透压增加,从而导致溶剂透过通量减小。
当溶剂向膜表面流动引起的溶质流动速度与由浓度梯度引起的溶质向本体溶液的扩散速率达到平衡时,在膜表面附近形成一个稳定的浓度梯度区,膜表面浓度C2高于主体溶液浓度C1,这一区域称为浓差极化边界层,这一现象叫浓差极化;C2/C1叫浓差极化度。
浓差极化的危害
1. 浓差极化使膜表面溶质浓度增高,引起渗透压的增大,从而减小传质驱动力。
2. 当膜表面溶质浓度达到其饱和浓度时,会在膜表面形成沉积或凝胶层,增加透过阻力。
3. 膜表面沉积层或凝胶层的形成会改变膜的分离特性。
4. 当有机溶质在膜表面达到一定浓度时有可能对膜发生溶胀或溶解,恶化膜的性能。
5. 严重的浓差极化导致结晶析出,阻塞流道,运行恶化。
浓差极化防治
既然超滤膜的浓差极化现象危害如此之大,那么怎么防止浓差极化现象的恶化呢?
主要防治途径:
1. 加强进料的预处理。
2. 选择合适膜组件:组件结构;加入紊流器;料液横切流向设计;螺旋流。
3.合理的过程设计:料液脉冲流动;提高流速。
4.合适的操作参数的选择:适当提高进料液温度以降低粘度,增大传质系数等。
超滤膜的浓差极化不仅会使膜通量减小,不及时处理还会引起膜的性能恶化,寿命大大减少,因此做好日常的维护工作及其重要的~
4. 浓差极化对超滤和反渗透有何影响
由于浓抄差极化现象增大了膜两袭侧的渗透压,在同等工作压力作用下,系统的纯驱动压减小,与纯驱动压成正比的水通量将下降。与此同时,由于浓差极化现象增大了膜两侧的盐浓度差, 与盐浓度差成正比的盐通量将上升。因此,浓差极化现象将使反渗透系统的水通量下降及透盐率上升。
对超滤的影响没有反渗透严重。
5. 超滤膜元件如何进行供水水质调整
供水温度的调来整
源超滤膜透水性能的发挥与温度高低有直接的关系,超滤膜组件标定的透水速率一般是用纯水在25℃条件下测试的,超滤膜的透水速率与温度成正比,温度系数约为0.02/1℃,即温度每升高1℃,透水速率约相应增加2.0%。因此当供水温度较低时(如<5℃),可采用某种升温措施,使其在较高温度下运行,以提高工作效率。但当温度过高时,同样对膜不利,会导致膜性能的变化,对此,可采用冷却措施,降低供水温度。
供水pH值的调整
用不同材料制成的超滤膜对PH值的适应范围不同,例如醋酸纤维素适合pH=4~6,PAN和PVDF等膜,可在pH=2~12的范围内使用,如果进水超过使用范围,需要加以调整,目前常用的pH调节剂主要有酸(HCl和H2SO4)等和碱(NaOH等)。
由于溶液中无机盐可以透过超滤膜,不存在无机盐的浓度极化和结垢问题,因此在预处理水质调整过程中一般不考虑它们对膜的影响,而重点防范的是胶质层的生成、膜污染和堵塞的问题。
操作参数正确的掌握和执行操作参数对超滤系统的长期和稳定运行是极为重要的,操作参数一般主要包括:流速、压力、压力降、浓水排放量、回收比和温度。
6. 如何克服膜分离过程中的浓差极化
在膜分离过程中,给水中的溶剂(水)在压力驱动下透过膜,溶质(离子或回不同分子量的答溶质与颗粒物)被截留,使溶质在滤膜表面处的浓度逐渐高于溶质在水溶液主体中的浓度,在浓度梯度的作用下,溶质由膜面向本体溶液扩散,从而形成边界层,使流体...
7. 超滤膜分离实验中,什么是浓度极差有什么危害有哪些消除方法
浓差极化,从理论上说,超滤膜是纯物理的过滤方式,它的分离后的效果应该是,版无相变,无权质变
如果浓差极化产生,那么超滤膜的分离效果就会有 质变的可能,其主要危害,就是让超滤膜分离的效果 不稳定了。
消除浓差极化,一般是2步骤,已经出现了。那么就清洗,用化学药剂清洗膜
最主要的是预防,主要是体现在,超滤膜之前工艺上,和超滤系统设计的。
反洗时间,反洗流量,反洗药剂,反洗药剂浓度,加药的时间,这些设计可以影响,超滤膜浓差极化的形成。也许有错字,,不我也不检查了。希望对您有帮助
超滤膜技术 问题,解决者
膜术师
8. 膜分离过程中浓度极化的根本原因是什么
根本原因:
电极上有电流通过时,在电极溶液界面上发生电化学反应,参与反应的可溶性粒子不断地从溶液内部输送到电极表面或从电极表面离开。如果这种传质过程的速度比电荷传递步骤的速度慢。则电极表面液层中参予反应的粒子和溶液内部的该粒子的浓度会出现差异,导致浓差极化使反应速度变化。
影响因素:
(1)电极反应电流: 当电极反应电流增大时,电极反应速度加快,生成物浓度增加和反应物浓度的降低也加剧,电极表面与溶液本体的浓度差也增加,引起的电极极化也越大。
(2)扩散层的厚度:在电极表面存在着一薄层静止的液体,称为扩散层。溶液本体中的反应物质微粒必须以扩散形式经此薄层才能到达电极表面。反之电极表面的生成物也必须扩散,通过这一薄层才能到达溶液本体。
9. 何谓"浓度极化"现象,怎样减轻膜过滤中的"浓度 极化"现象
1、象电势太吧 2、盐桥用减少液体接界电势没盐桥存原电池两极电积聚阻止反应继续进行盐桥离扩散向电池相反抵消掉液节电势选择盐桥要求两种离扩散速率近似比用..
10. 影响微滤和超滤膜水通量的因素有哪些
膜通量是膜分离过程中重要的一项工艺参数,是指单位时间内通过单位膜面积上的流体量,影响膜通量的因素主要有四点:
1.压力:在超滤中膜两侧压力差△P对通量和截留率的影响,在超滤中,压力升高引起膜面浓缩升高,则透过膜的溶质也增大,因而截留率减小。
2.浓度:当以微滤过滤菌体时,通量与浓度的关系不同于超滤,在谷氨基酸发酵液的微滤中:开始通量下降很快,可能是由于膜面的污染;然后通量变化较小,可能由于管状收缩效应引起通量的增加和浓度增大引起的降低互相对消,最后通量急剧降低。
3.流速:根据浓差极化,凝胶层模型,流速较大,可使通量增大。对于超滤,通常在略低于极限通量的条件下操作。虽然增大流速可以加大通量,但需考虑:只有当通量为浓差极化控制时,增大流速才会使通量增加;增大流速会使膜两侧压力差减小,因为流经通道的压力将增大;增大流速,使剪切力增加,对某些蛋白质不利;动力消耗增加。
4.温度:在超滤或微滤中,一般来说,温度升高都会导致通量增大,因为温度升高使粘度降低和扩散系数增大。所以操作温度的选择原则是:在不影响料液和膜的稳定范围内,尽量选择较高的温度。由于水的粘度每升高1℃,约降低2.5%,所以,一般可认为,每升高1℃,通量约增加3%。