错流膜过滤系统膜通量及其影响因素的研究
PAN膜超滤通量变化及影响因素探讨
式 中 ：口 （ ｋ ） 为 滤 饼 层 平 均 比 膜 阻 ； ｍ／ ｇ
Ｗ （ｇ ｋ ）为膜表 面 滤 饼 层堆 积 量 ；Ａ（ ）为膜 过 滤 。 面积 。滤饼层 比摩 阻可 根据 Ｃ ｒ ｎ ｋ ｚｎ ａｍａ － ｏｅ ｙ公式 计算：
１ ０（ ８ １一 ｅ ） 吼 一 — 一 （） ４
【 ＤＯＩ 码 】 １ ． ９ ９ ｉｉｓ ． ６ ２ ２ ６ ． ０ ０ ０ ． １ 编 ０ ３ ６ ／．ｓ ｎ １ ７ — ４ ９ ２ １ ． ５ ０ ６
膜 污染 曾是 阻碍超滤 技术 被人们 普遍接 受并 广 泛推 广 的重 要原 因 。如果 单 方 面地研 究 Ｐ ＡＮ 超 滤
Ｒ 一
（） ３
膜的分 离特性 ，对 工 艺 的实 际 应 用 没有 任 何 意义 ，
因为超滤 分离 过程 必然伴 随着对膜 的污 染 。 目前超 滤膜污染 问题 仍是影 响其 可靠性 的关键 因素 。所谓 膜 污染 ，乃指原 水 中悬 浮颗 粒及未 通过膜 的 可溶性
溶质 在膜 表面上 的沉积 或 聚积 ，以及通过 膜 的更 小
没 Ｖ ＝ｒ ｒ 为膜 的初 始全部 孔 的体 积 ，并将 ＝ｃ Ｎｌ
式 （ ）带人 式 （６ ７ ）可 得下式 ：
Ｑ， Ｑ０ １ 一 （ ～ ） 。 （） ８
滤 ３ ｒｉ ，通 量 有 所 下 降 ，这 时进 行 水 力 反 冲 ０ ｎ后 ａ
洗 ，通 量得 到恢复 ，然后 进入 下一个工 作周期 。超
为膜 的 固有 阻 力 ；Ｒ 为膜 表 面 截 留杂 质 结成 的 滤 饼层 （ ａ ｅＬ ｙｒ 的 阻力 ，可 用 Ｒｕｈ的 滤 饼 层 Ｃ ｋ ａ ｅ） ｔ
可得 出 ：
过滤公 式 ３ 表示 ： 来
错流超滤膜污染模型
Vol.31No.52005-10华东理工大学学报(自然科学版) Journ al of E as t Chin a University of Science an d T echnology (Natu ral S cience Edition) E -mail :w lxue@ 收稿日期:2004-09-06作者简介:刘 为(1979-),女,湖南人,硕士研究生。
文章编号:1006-3080(2005)05-0589-04错流超滤膜污染模型刘 为, 曾作祥*, 薛为岚, 姚亚丽(华东理工大学化工学院,上海200237) 摘要:采用临界粒径(d pc )和沉积概率( )两个概念,研究了错流超滤中膜污染的机理,并假设只有小于d pc 的粒子才会以一定的沉积概率堵塞膜孔,形成沉积层,从而造成膜通量的衰减。
在此基础上,建立了膜污染速率与沉积速度之间的函数关系,导出了两参数渗透动力学模型。
结果表明:模型获得的膜通量计算值与实验值的平均误差为4.15%,模型能较好地描述错流超滤中的渗透通量随时间的变化规律。
关键词:超滤;膜污染;机理;模型中图分类号:T Q028.8文献标识码:AA Filtration Model for Membrane Fouling DuringCrossflow UltrafiltrationL I U W ei , ZE N G Zuo -x iang *, X UE W ei -lan , YA O Ya -li(School of Chemical E ngineering ,E ast China Univer sity o f Science and T echnology ,Shanghai 200237,China )Abstract :The m echanism of m em br ane fouling during ultrafiltration was studied.By introducing the co nceptio n o f critical particle diameter (d pc )and depositon probablity ( ),w e assume that the decreasing of permeat flux is due to the po re blockag e and the form ation of depositio n layer,w hich are o nly for med by particle diameter less than d pc at certain deposition probability .A relatio nship betw een fouling rate and deposition velocity is form ulated,and a theoretical m odel w ith tw o param eters is developed to descr ibe the time -depend decline of perm eat flux w ith the av er ag e deviation of 4.15%.T he study indicate that the model is in go od agreement w ith the ex perim ental data during cross -flow ultrafiltration in literatures .Key words :ultrafiltration;membrane fo uling ;mechanism ;mo del 超滤技术以其操作压力不高、高效节能、对环境无污染等优点,广泛应用于饮用水处理、制药、生物制品、污水处理等行业。
PE管式膜错流过滤性能试验研究
!试验研究#PE 管式膜错流过滤性能试验研究3刘仁桓1 陈海平1 赵 旭2 王振波1 金有海1(11中国石油大学(华东) 21中国石油抚顺石化公司) 摘要 为了研究PE 管式膜的错流过滤性能,选用PE 管式膜作为过滤元件进行错流过滤试验,测试分析操作参数对错流过滤性能的影响。
试验结果表明:在错流过滤条件下,过滤稳定通量和初始通量都随操作压力的增加而线性增大;悬浮液浓度越大,过滤通量降低速度越快,并且随着浓度的增加,过滤的稳定通量略有下降;随着过滤错流速度的增大,过滤通量下降的速度变慢;过滤稳定通量随错流速度的增大,先迅速增大,在2m /s 左右达到峰值,然后缓慢下降。
关键词 PE 管式膜 操作参数 错流过滤 通量 影响引 言随着近代高科技的发展,膜的开发和研究领域日益拓宽,被认为是20世纪末到21世纪中期最具有发展前途的高技术之一[1-3]。
微孔膜错流过滤能阻止滤饼生成,并控制浓差极化现象,使膜组件有较高的稳定渗透通量和分离效能,是当前应用最为广泛的膜过滤技术。
PE 膜具有过滤精度高、耐腐蚀性能好、再生操作方便等优点,用于硫化氢制氢工艺[4]可从酸性介质中分离硫磺颗粒。
膜过滤的影响因素很多,过滤机理的研究还跟不上工业应用[5]。
为此需要研究各种溶质、溶剂以及各种膜的特性,还要研究它们之间的作用和操作条件的影响。
笔者主要研究PE 管式膜错流过滤、膜错流过滤的性能以及影响因素,为膜组件的优化和过滤机理的分析提供指导。
试 验 装 置试验装置流程如图1所示。
料罐中的悬浮液经搅拌器充分搅拌均匀后,由离心泵吸入,经流量计和管路系统进入过滤器。
由过滤器过滤后,过滤清液经流量计和管路系统返回料罐,浓缩液经管路系统返回料罐,混合后循环试验。
系统压力由014级精密压力表测量,过滤器的进、出口流量分别选用LZ B —25和LZ B —15型转子玻璃流量计测量。
图1 试验装置流程图试验物料采用FCC 平衡催化剂,用CoulterLS230激光粒度仪测得溶质颗粒的平均粒径为1818μm ,颗粒粒度分布见图2。
影响MBR膜通量的因素有哪些？
影响MBR膜通量的因素有哪些？随着城市化进程的快速进展，环境污染日益严重，水资源供应短缺。
膜生物反应器（MBR）技术的应用成为水处理领域的热点。
但是，MBR 技术的应用受到膜通量的限制， MbR膜通量的高处与低处影响着水处理设备的性能和水资源利用效率。
本文将从膜材料、水质、微生物和操作条件四个方面分析影响MBR膜通量的因素，以期优化膜反应器的操作，提高膜通量，提高水处理效率。
1. 膜材料膜材料是MBR膜通量影响的紧要因素。
MBR膜依据材料的不同可以分为有机膜、无机膜和混合膜三种类型。
不同的材料具有不同的透水性、抗污染性和耐久性。
小孔径、静电作用和表面张力是影响MBR膜通量的紧要因素。
在MBR的应用过程中，材料的选择应依据不同需求进行选择。
•小孔径是MBR膜过滤的基础。
越小的孔径会提高MBR膜的截留效果，但也会加添MBR膜的阻力，降低膜通量，需要更高的压力才能使水通过膜孔。
因此在膜材料的选择上，需要依据应用场景的要求进行综合考虑。
•静电作用也是影响MBR膜通量的紧要因素之一、由于膜材料含有的静电会吸附在膜上的病毒菌群，导致膜上物质的浓度上升，最后导致通量的降低。
因此，MBR膜材料的选择也要考虑材料表面的静电性能。
•表面张力也会对MBR膜通量造成确定的影响。
表面张力越大，则水分子被吸附在膜上的时候就会更加紧密，会影响通量的提高。
因此，在MBR膜材料的选择上，还需要考虑表面张力对通量的影响。
2. 水质水体的原水质量不同会影响MBR膜通量。
水质中较高的有机质和悬浮颗粒简单堵塞膜孔，导致通量下降。
生物圈内的微生物在生长繁殖过程中会产生颗粒污染物，聚集在MBR膜表面，导致病毒菌群浓度过高，最后影响MBR膜的透水性能。
•悬浮颗粒：水中的悬浮颗粒是影响MBR膜通量的紧要因素之一、高浓度的颗粒会简单堵塞膜孔，导致通量下降。
因此，在MBR膜的使用过程中，需要依据水质的不同选择合适的预处理方法。
比如，沉淀法可以使大部分的悬浮颗粒沉淀下来，削减MBR膜的负担。
膜污染机理的研究和防治措施
力的方法， 该方法包括了各种膜-有机物的相互作用形式(如静电作用、酸碱作用 等)，只需知道膜和有机污染物的特性，便可进行计算。该方法可用于描述各种 条件下发生的污染(各种膜、 各种污染物、 各种溶液条件等)， 避免耗费大量时间、 财力和资源进行试验来获得膜污染潜力。
1.2.2 污染层的成分和结构
膜污染层的结构同样也是近年来的研究热点之一， 解析污染物的化学组成和空间 结构对污染物的去除有指导意义。Wang 等在恒流死端过滤装置中分析了 MBR 上 清液中 SMP 对膜污染的影响峥 o。膜污染速度快时，SMP 截留率高，且出水污染 物浓度不断下降，表明 SMP 在膜表面形成凝胶层；而污染速度慢时，SMP 仅在初 始阶段由于吸附被截留。在 SMP 的组分中，多糖物质的截留率高达 75％，是形 成凝胶层骨架的主要成分，蛋白类物质(截留率约 50％)和腐殖酸(几乎不被截留) 很少参与骨架搭建。加人 EDTA 后膜污染大大减轻，说明二价离子与多糖类物质 之间的架桥作用对形成凝胶层具有重要作用。进一步利用滴定试验分析了 MBR 膜表面积累的 SMP 官能团， 发现氨基和羧基是与二价离子配位的主要官能团。计 算结果也表明，被膜截留的氨基和羧基量与 Ca、Mg 和 Fe 的量相当。Zhang 等利 [7] 用共聚焦激光扫描显微镜和荧光显色方法对 MBR 中的污染膜进行分析 ，针对不 同成分采用不同颜色的荧光染料， 发现被污染膜丝上不同深度生物膜的成分有较 大差异。该分析方法为解析 MBR 膜丝上生物膜污染层的结构提供了新的途径。 Brink 等对 MBR 中膜表面凝胶层进行 TOC、扫描电镜和 x 射线能谱(EDX)的分析。 当通量恒定为 76 L／(m2·h)时，膜阻力在前 6 h 内没有明显上升，之后呈指数 形式增加，同时膜表面的 TOC 含量由 3．3μg／cm2 上升至 6．59 μ g／cm2。扫描 电镜结果表明凝胶层厚度为 30 μ m，EDX 结果表明凝胶层表面含硅。以上研究表 明，MBR 膜丝污染层的结构相当复杂，呈现出有机大分子、无机金属离子、无机 非金属元素和微生物细胞相互交联的网状结构。
不同运行条件对超滤膜通量阻力的影响研究
・
８・
过滤 与分 离 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｆ ｉ ｌ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ＆ Ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
２ ０ １ ７ Ｖ ｏ １ ． ２ ７ Ｎ ｏ ． ４
由 图 ４可 以 明显 得 出 ．任何 压力 情 况 下 ． 运 行越久 ． 通 量 阻力都 会 增 加 通 量 阻 力在 开 始 阶
图 ２ 装 置 示 意 图
试 验 用水 取 自北京 怀 柔 某 小 区 ． 水质 及 分 析
测试法 见 表 １ 。 两 天取水 一 次进行 测试 。 反 应器 经
增 加 ．这 是 由于 此 时疏 松 的滤 饼层 形 成伊 始 ． 剪
切 作用 较 小情 况 下 ．凝 胶 就能 从膜 表 面 掉下 来 ． 开 始凝 胶较 为疏 松 不能 辅助 过滤 ｌ ５ Ｊ 随 着运 行 时 间增 加 ． 凝 胶 层 压 实 为厚 实 的滤 饼 层 时 。 水 回 收
甬数 为
１ ＝ Ａ Ｒ ０ （ ２）
时 恻 ／ ｍｉ ｎ
式中： 尺 为 总 通 量 阻 力 ； Ｒ 棚 为 起 始 通 量 阻 力： Ａ 为通 量 阻力 系数 ．表 征通 量 阻力 增加 的快
图 ５ 周 期 水 力 反 冲 洗 对 膜 污 染 的 影 响
但 随着 时 间 的增 加 ．物 理清 洗 效 果 也会 降 低 ． 在
２ ０ １ ７ Ｖ ｏ １ ． ２ ７ Ｎ ｏ ． ４
过滤 与分 离 Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｆ ｉ ｌ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ＆ Ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
・７ ・
缩 产 生 滤 饼 压力 ； 浓 差 极 化 阻力 Ｒ ， 是 最 主要 的 阻力 ． 以前 的研 究 一 直 被 忽 视 ， 这 一 阻 力 在 滤 饼 外形成浓度差 ， 这 一 层 的 阻力 增 加 ， 使 得 滤 饼 压 力增 加 。通过 水力 清洗 可降 低 Ｒ ， 滤 饼压 力 和孑 Ｌ
[久吾高科]膜分离中影响膜通量的因素有这四点
![[久吾高科]膜分离中影响膜通量的因素有这四点](https://img.taocdn.com/s3/m/c7f1110559eef8c75fbfb3ae.png)
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。
因素一：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。
因素二：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。
因素三：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。
因素四：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%。
[久吾高科]膜分离中影响膜通量的因素有这四点
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。
因素一：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。
因素二：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。
因素三：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。
因素四：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%。
错流过滤活性污泥过程中膜污染的研究
时 ， ＭＰ稳 定 在较 低 的值 ， 于 ２ ｋ ａ 当控 制 膜通 Ｔ 小 Ｐ ；
量低 于 ２ ． ／ ｍ ・ ） ， ＭＰ仍 较 低 ， ３ ８Ｌ （ ｈ 时 Ｔ 变化 不
大 了水力 阻力 ， 导致 膜 通量 下 降 。ｘ ｕ等 报道 ， 在
微滤 和超 滤 中 ， 废水 中 的 呵溶性 溶 质 吸 附 、 集 剑 聚 膜上， 导致 膜污染 。
ｒ ｎ ｉ ｇ ｍ ｅ ｂ ａ ｅ ｓ ｏ ｓ ｔ ｔｔ ｅ ｒ ｓｓａ ｃ ｓ ｃ ｕ ｅ ｙ ｃ ｋｅ－ ｒ ｉ ｇ ｎ ｒ ・ ｌ ｋ ｎ ｒ ｈ ａ ｎ ｕ ｎ ｎ ｍ ｒ ｎ ｈ ｗ ｈａ ｈ ｅ ｉｔｎ ｅ ａ ｓ ｄ ｂ ａ －ｏ ｍ ｎ ａ ｄ ｐｏ ｅ－ ｏｃ ｇ ａ ｅ ｔ ｅ ｍ ｉ ｆ ｂ ｉ ｐａ ｔ ｆｆｌｒ ｔｏ ｅ ｉｔｎ ｅ， ｗｈ ｃ ｒ ６． ４％ ａ ｄ ６１ ９ ｒｓｏ ｔａｉ ｎ ｒ ｓｓａ ｃ ｉ ｉｈ ａ ｅ ３ ６ ｎ ． ６％ ｏ ｈ ｏ ａ ｅ ｉｔｎ ｅ ｒ ｓ ｃｉ ｅ ｙ，ｔ ｅ ｆ ｔ ｅ ｔ ｔｌｒ ｓｓａ ｃ ｅ ｐｅ ｔ ｌ ｖ ｈ ｒ ｓｓａ ｅ ｃ ｕ ｅ ｙ ｍ ｅ ｂ ａ ｅ ｏｎｙ ａ ｃ ｕｎ ｓｆ ｒ１． ０％ ． ｅ ｉｔｎｃ ａ ｓ ｄ ｂ ｍ ｒ ｎ ｌ ｃ ｏ ｔ ｏ ４ Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄｓ： ｍ ｅ ｂ ａ ｉ ｒ ａ ｔ ｒ； ｃ ｔ ａ ｕ ｙ ｒ ｍ ｒ ｎｅ ｂ ｏ ｅ ｃｏ ｉ ｃ ｌ ｒ ｉ ｌｆ ｘ； ｃｏｓ —ｌ ｒ ｓｆｏｗ ｆｌｒ ｔ ｎ； ｍ ｅ ｂ ａ ｅ ｆ ｕｌ ｉ ｔａ ｉ ｏ ｍ ｒｎ ｏ ｉ ｎｇ； ｍ ｏ ｅ ； ｄ ｌ
物和可 溶性 胶体 物 质 构成 ， 浮 固体 浓 度 和 胞 外 聚 悬
合物浓 度会 随着 操作 条件 的 变化而 改 变。
旋转错流式膜组件浓缩微藻过程中金属离子对膜通量的影响
旋转错流式膜组件浓缩微藻过程中金属离子对膜通量的影响旋转错流是一种新型的错流过滤方式，相比于传统的错流方式，具有操作简便、体积小、能耗低的特点。
微藻浓缩是生物柴油生产过程中的一个重要步骤，通过旋转错流式膜组件对微藻进行浓缩具有良好的工业化前景。
本文通过实验，研究了添加金属离子对膜通量的影响。
标签：错流过滤；微藻；浓缩；金属离子；膜通量传统错流过滤方式是通过驱动力推动原液，使原液和膜片之间形成切向力，利用原液冲刷膜片表面堆积的泥饼层，延长膜片寿命，提高过滤效率。
但这种方式能耗高，设备复杂，在工业化应用中成本较高。
旋转错流式过滤改变了驱动力的作用对象，膜组件在液下通过程控旋转实现主动式错流过滤，消除浓差极化，提高膜通量，并充分利用旋转产生冲刷剪切力和滤液湍流，防止滤层产生通过电机驱动膜片转动，从而在不影响过滤效率的同时降低了能耗，设备体积大大缩小。
本实验通过该设备，研究金属离子浓度对膜通量的影响。
1 实验装置与方法1.1 微藻的培养本实验选取的藻种是螺旋藻钝顶835，所采用的培养基是Zarrouk培养基[2]，培养环境设定为30℃恒温，微藻浓度通过北京普析通用仪器有限责任公司生产的T6新世纪型紫外可见分光光度计，在560nm波长下进行测定。
1.2 实验装置实验装置如图所示，实验通过搅拌器模拟错流过程，膜片孔径为0.4 μm，压力探头采用Omega公司生产的PX302-015GV型压力传感器，测压区间为0-15 PSIG，抽吸泵压力为0-1 MPa。
1.3 试验方法实验所用藻液是经过预先浓缩的藻液，培养的微藻原液浓度为0.392—0.433 g/L，使用前需浓缩为2.20 g/L和4.00 g/L，并添加不同浓度的金属盐。
每次实验前用蒸馏水测定膜的纯水通量，实验初始压力为0.3 MPa，每隔半小时提高0.1 MPa，试验后用蒸馏水对膜片进行冲洗，再次用蒸馏水测定其水通量，以判断其不可逆污染程度。
搅拌器转速为110 rap/min。
膜污染的机理和数学模型研究进展
１ 污染物的类型
按照污染是否可逆，膜污染阻力还可以分为可
逆污染阻力 Ｒｒ 和不可逆污染阻力 Ｒｉｒ。吸附和孔堵过 程一般不可逆，通过反冲等物理方法不可去除；浓差
极化阻力过滤过程停止即消失，可逆；滤饼层阻力经
反冲可去除其大部分，属于部分可逆。按照污染的位
置，膜污染阻力还可以分为外部污染和内部污染，一
般孔内吸附和孔堵属内部污染，膜表面吸附、浓差极
ｄｔ ｄＶ
ｎ
（３）
或 ｄＪ ｄｔ
＝－ｋＪ（ＪＡ０）２－ｎ
（４）
ｎ 取值的不同，可得到不同模型［１２］：
（１）ｎ＝ ２ 时为完全孔堵模型：此模型假设孔径
远大于粒径，每个到达膜的颗粒都参与堵塞，并且颗
粒不会重叠，此种情况与一般过滤实际情况不符。
（２）ｎ＝ １ 时为中间孔堵模型：
Ｊｖ（ｔ） ＝（１＋Ａｔ） Ｊνｏ
２
水处理技术
第 ３３ 卷 第 ６ 期
表 １ 不同过滤阻力的特点 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
阻力名称
导致通量下降的原因
特点
膜自身阻力 Ｒｍ 吸附阻力 Ｒａ
孔堵阻力 Ｒｂ 浓差极化阻力 Ｒｃ
滤饼层阻力 Ｒｃａｋｅ
阻力名称导致通量下降的原因特点膜自身阻力rm吸附阻力ra孔堵阻力rb浓差极化阻力rc滤饼层阻力rcake不导致通量下降被分离溶质在膜表面或膜孔内沉积进而吸附其他的分子形成污染被分离溶质在膜表面或膜孔内形成阻塞造成通量下降由于膜表面上溶质的浓度成梯度增加即边界层渗透压升高使得膜的渗透通量下降浓差极化使膜表面的溶质浓度大于其饱和溶解度在膜表面吸附沉积而产生滤饼层恒量由膜自身性质决定不同膜的自身阻力差别很大过滤前期迅速增大并达稳态吸附饱和所占比重随料液性质不同而不同不可逆过滤前期增加明显滤饼层形成以后几乎不再增长不可逆随过滤过程存在过滤停止即消失在总阻力中所占比例较小可逆过滤前期很小随时间不断增长在过滤中后期逐渐对膜通量随时间的变化起主导作用部分可逆不同过滤阻力的特点table1characteristicsofdifferentfiltrationresistance这个阶段的内部污染占优势
错流微滤过程中的反冲规律研究
错流微滤过程中的反冲规律研究
1 引言
近年来，中低渗微滤过程已成为污水处理一项重要技术，它可以有效地减少废水中的污染物，达到国家规定的排放标准。
此外，尤其是反冲特性，也是广泛被研究对象，也就是说，当外界因素突变时，迅速实现设备有效控制和参数重置。
2 反冲规律研究
在反冲过程中，如何有效控制设备参数及其重置，重置的输入参数与其结果的交互关系要清晰，因此，以反冲流中污浊度的变化为研究对象，通过最小二乘法建立“输入参量—输出量”的简单线性关系模型，研究反冲流的规律，为设计、操作和控制中低渗微滤过程提供理论指导。
3 在中低渗微滤过程中的研究
在中低渗微滤过程中，膜抗压能力及滤材积层深度影响设备的反渗特性，其中抗压能力受滤材结构影响最大，滤材夹层数量与滤速也极大影响膜通量，滤材浊度越高，其反冲性能也越差。
为了更好地研究反冲规律，采用了模拟试验，以同一系列渗透压的狭窄膜滤模为实验装置，在膜泵以不同频率由运行到停止时，考察了膜抗压能力、滤速、积层深度、浊度等参数及其变化量对反冲过程及其特性的影响，得到了较为满意的结果。
4 结论
经过反冲流的实验研究，不同抗压能力、滤速、积层深度等渗透压的影响，中低渗微滤的反冲规律得到了验证，同时，为今后研究中低渗微滤反冲流的设计、操作和控制提供了一定的理论依据。
211130871_错流流速对厨余垃圾厌氧膜生物反应器通量的影响研究
错流流速对厨余垃圾厌氧膜生物反应器通量的影响研究吴健1，华银锋2，陈卫华1（1.上海黎明资源再利用有限公司，上海201209；2.上海浦东环保发展有限公司，上海200127）【摘要】对上海市某厨余垃圾处理厂的中试规模厨余垃圾浆料厌氧膜生物反应器（AnMBR ）进行了研究，重点探索了AnMBR 处理过程中错流流速对厌氧膜通量的影响。
结果表明，错流流速与AnMBR 的膜通量密切相关。
在试验错流流速下，沼液的AnMBR 亚临界通量为18.48L/（m 2·h ），相应的膜过滤阻力R 为2.53×1012m -1，此膜过滤阻力为清水的1.12倍。
修正后的惯性升力模型表明，运用该修正模型对不同错流流速下AnMBR 沼液膜通量拟合获得的沼液悬浮污染物颗粒平均半径a 为（4.375±0.032）μm，膜通量修正值b 为（3.172±0.198）L/（m 2·h ）。
【关键词】厨余垃圾浆料；厌氧膜生物反应器；错流流速；膜通量中图分类号：X799.3；X703文献标识码：A文章编号：1005-8206（2023）02-0070-07DOI ：10.19841/ki.hjwsgc.2023.02.011Effect Study of Cross-Flow Velocity on Membrane Flux of AnMBR for Food Waste WU Jian 1，HUA Yinfeng 2，CHEN Weihua 1（1.Shanghai Liming Resources Reuse Co.Ltd.，Shanghai 201209；2.Shanghai Pudong Environmental ProtectionDevelopment Co.Ltd.，Shanghai200127）【Abstract 】The investigation of a pilot-scale AnMBR for the treatment of food waste slurry from a food wastetreatment plant in Shanghai was carried out.Primarily focused on the impact of cross-flow velocity on membrane flux during AnMBR treatment.The findings indicated a strong correlation between the cross-flow velocity and the membrane flux of AnMBR.The AnMBR subcritical flux for the biogas slurry was 18.48L/（m 2·h ）under the experimental cross-flow velocity，and the corresponding membrane filtration resistance R was 2.53×1012m -1，which was 1.12times that of water.According to the modified inertia lift model，the average radius（a ）of the suspended biogas slurry pollutant particles and the membrane flux correction value （b ）were（4.375±0.032）μm and（3.172±0.198）L/（m 2·h ），respectively，which were determined by fitting the AnMBR biogas slurry membrane flux with the modified model at various cross flow velocities.【Key words 】food waste slurry；AnMBR；cross-flow velocity；membrane flux1引言上海市自2019年7月开始强制推行生活垃圾分类工作。
错流过滤活性污泥过程中膜污染的研究
错流过滤活性污泥过程中膜污染的研究王勇;刘鹰;宋永辉;沈加正;华耀祖【摘要】The critical flux of the membrane bloreactor with self-made filtration membrane was determined by stepwise increasing flux method. The experimental results show that the critical flux of the membrane bioreactor is 23. 8 L/( m2 · h ). The membrane fouling behavior in filtration of activated sludge was studied under the condition of subcritical flux. The results of model calculation show that the decrease of membrane flux accords with membrane resistance limit model, pore blocking resistance model and cake resistance model simultaneously. The analysis on filtration resistance distribution of the running membrane shows that the resistances caused by cake-forming and pore-blocking are the main parts of filtration resistance, which are 36. 64% and 61. 96% of the total resistance respectively, the resistance caused by membrane only accounts for 1.40% .%采用通量阶式递增法对自制未改性滤膜用于膜生物反应器时的临界通量进行了测定.实验结果表明该膜生物反应器的临界通量为23.8 L(/ m2·h).在低于临界通量的条件下,对膜过滤活性污泥的污染行为进行了研究,通过模型计算,得出膜通量的衰减同时符合膜阻力模型、孔堵塞阻力模型和滤饼层阻力模型.对运行后过滤阻力分布进行分析,结果表明滤饼层阻力和孔堵塞阻力是过滤阻力的主要组成部分,分别占到过滤阻力的36.64%和61.96%,而膜阻力仅占1.40%.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2011(031)005【总页数】4页(P393-396)【关键词】膜生物反应器;临界通量;错流过滤;膜污染;模型;活性污泥;废水处理【作者】王勇;刘鹰;宋永辉;沈加正;华耀祖【作者单位】南京大学污染控制与资源化国家重点实验室,江苏南京210046;中国科学院海洋研究所,山东青岛266071;南京大学污染控制与资源化国家重点实验室,江苏南京210046;中国科学院海洋研究所,山东青岛266071;南京大学污染控制与资源化国家重点实验室,江苏南京210046【正文语种】中文【中图分类】X703膜污染是压力驱动型膜工艺处理效果的主要影响因素之一。
电场强化错流膜过滤的研究_胡婧逸
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INDUSTRIAL WATER ＆ WASTEWATER
工业用水与废水
Vol ． 40 No ． 4 Aug.， 2009
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）［2］。
Keywords： crossflow; electric field enhancement; eletric field membrane; membrane fouling; flux
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 等［1］ 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，
收稿日期： 2009 - 02 - 17； 修回日期： 2009 - 04 - 24
心电极之间， 外围电极通常由不锈钢制成， 作为阴 极 ； 中 心 阳 极 为 棒 状 电 极 ， 根 据 Bowen 等 ［7］ 的 研 究， 最好的阳极材料为钛涂层， 如铂涂钛材料。 当 膜由导电材料制成时， 可用膜直接作阴极， 此时， 膜间阻力会减小， 这样的系统在维持相同场强的条 件 下 能 耗 较 少 。 Wakeman 等 ［8］ 通 过 分 析 流 动 速 率 和电场剖面计算出颗粒在板框式膜组件中的运动轨 迹， 比较了平板电场和管式膜中的辐射电场的效
影响MBR处理效果及膜通量的因素研究
影响MBR处理效果及膜通量的因素研究膜生物反应器(MBR)由于使用了膜分离技术，可在HRT较短而SRT很长的工况下运行，延长了废水中难生物降解的大分子有机物在反应器中的停留时间，最终将其去除［1 、2］。
目前，国内对MBR处理生活污水的研究较多，而对处理难降解工业废水却少有报导。
毛纺印染废水由于含多种染料等难降解有机物，传统生物处理技术对毛纺印染废水的处理效果往往不理想，因此用MBR处理毛纺印染废水的研究具有重要的意义。
试验就采用MBR处理毛纺印染废水时，溶解氧、污泥浓度、污泥负荷、容积负荷和水力停留时间等因素对处理效果的影响以及温度和污泥浓度对膜通量的影响进行了探讨。
1 试验材料与方法1.1 试验装置与流程试验在北京某毛纺厂污水站进行。
废水经过0.5 mm筛板过滤后进入系统，其工艺流程见图1。
其中厌氧池容积为4.5m3，主要作用是通过水解酸化破坏染料等有机物的分子结构以利进一步降解；曝气池容积为3.0m3，曝气量控制在8～15m3/h。
膜材料为聚丙烯氰(PAN)中空纤维超滤膜，截留相对分子质量为5×104，膜总面积为12m2。
1.2 分析项目与方法试验分析项目有pH值、温度、MLSS、DO、NH3-N、COD、色度、浊度等，测定方法均采用《水和废水监测分析方法》(第3版)的标准方法。
1.3 原水水质及运行参数原水水质与运行参数如表1、2所示。
表1 原水水质温度(℃) pH COD(mg/L) BOD5(mg/L) NH3-N(mg/L) 色度(倍) 浊度(NTU)24～38 6.3～7.8 179～358 44.8～206 0.51～1.74 50～240 34 ～98表2 曝气池运行参数统计值温度(℃)pH DO(mg/L)容积负荷［g/(m3·d-1)］污泥负荷［g/(kg·d-1)］MLSS(g/L)HRT(h) Q(m3/d)最大35 8.2 10.4 2447 5850 2.82 9.4 13.4 最小9 6.5 0.2 831 568 0.32 5.4 7.7 平均24.9 7.4 2.8 1320 1478 1.55 7 10.32 结果与讨论2.1 处理效果系统出水水质的平均值见表3。
错流过滤实验报告
一、实验目的1. 了解错流过滤的原理和操作方法；2. 掌握错流过滤在液体分离中的应用；3. 通过实验验证错流过滤的效率及影响因素。
二、实验原理错流过滤是一种动态过滤方式，其原理是在膜表面形成两个分力：一个是垂直于膜面的法向力，使水分子透过膜面；另一个是平行于膜面的切向力，将膜面上的截留物冲刷掉。
在错流过滤过程中，原料液在膜管内高速流动，在压力驱动下，含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜，含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留，从而实现流体分离、浓缩、纯化。
三、实验仪器与材料1. 错流过滤装置：膜组件、蠕动泵、秒表、压力表、量筒等；2. 原料液：浊度较高的水样；3. 膜材料：微滤膜、超滤膜等；4. 清洗液：去离子水、酸碱溶液等。
四、实验步骤1. 将膜组件安装到错流过滤装置上，确保连接紧密；2. 将浊度较高的水样加入原料液容器中；3. 开启蠕动泵，使水样在膜组件内高速流动；4. 调节压力表，使膜组件两端产生一定压差；5. 观察膜组件进出口的压力变化，记录数据；6. 定时取样，分析透过液和浓缩液的浊度；7. 实验结束后，清洗膜组件，清除污染物。
五、实验结果与分析1. 在错流过滤过程中，透过液的浊度逐渐降低，浓缩液的浊度逐渐升高，说明错流过滤对浊度有较好的去除效果；2. 随着过滤时间的延长，透过液的浊度变化趋于稳定，说明错流过滤的效率相对稳定；3. 在相同条件下，不同孔径的膜材料对浊度的去除效果不同，孔径越小，去除效果越好；4. 膜表面污染是影响错流过滤效率的主要因素，可通过反冲洗等方法清除污染物，提高过滤效率。
六、实验结论1. 错流过滤是一种有效的液体分离方法，适用于浊度较高的水样处理；2. 膜材料的孔径、操作条件等因素对错流过滤效率有显著影响；3. 清洗膜表面是提高错流过滤效率的重要手段。
七、实验建议1. 在实验过程中，注意调节压力，避免膜组件损坏；2. 定期清洗膜组件，清除污染物，提高过滤效率；3. 选择合适的膜材料，根据实际需求进行实验优化。
硅藻土预涂动态膜的错流过滤研究
膜分离技术具有出水水质好、 处理效果稳定等 [ 1] 优点 。但是 膜组 件的 成本 昂贵、 膜污 染难 以控 制 , 这限制了其大规模使用。与微滤工艺出水水质 相近的动态膜分离技术, 具有投资低、 膜污染容易控 [ 2] 制、 能耗低等 优点 。错 流过滤时, 料液通过膜表 面产生的高剪切力使沉积在膜表面的颗粒返回到料 液中, 这不但能有效控制滤饼层厚度 , 还减弱了浓差 极化现象, 使膜组件保 持较高的通量 和分离效能。 当颗粒离开膜表面的速度与其在膜表面沉积的速度 达到平衡时 , 泥饼层厚度就能维持稳定, 从而使膜通 量保持在一个较高的水平。笔者以不锈钢丝网为基 网、 硅藻土为预涂材料制备动态膜, 采用错流操作方 式进行过滤 , 研究了其除污效果及影响因素。 1 试验装置与方法 试验装置如图 1 所示。
优点。 以不锈钢丝网为基网、 硅藻土为预涂材料制备动态膜, 并采用错流操作方式进行过滤 。试验 结果表明: 动态膜错流工艺的预涂时间短 、 通量大、 出水浊度低, 且对有机物的去除率可达 30 %左 右 。采用恒定压力运行, 当动态膜的跨膜压差由 0 . 01 MP a 增大到 0. 02 M Pa 时 , 出水通量变大, 但 运行周期缩短; 由 0 . 02 MP a 增大到 0 . 03 M Pa 时, 出水通量变小 , 且运行周期缩短 。初始通量越小 则跨膜压差的上升速度越慢, 运行周期越长。 此外 , 随着预涂混合液浓度的增大 , 运行周期变长 , 出 水通量变小 。对颗粒在膜表面的受力分析表明 , 跨膜压差和错流速度对动态膜的性能具有重要的 影响。 关键词 : 硅藻土 ; 动态膜 ; 错流过滤 文章编号: 1000- 4602( 2011) 05- 0036- 04 中图分类号 : TU991 文献标识码 : A
核孔膜错流过滤研究
核孔膜错流过滤研究引言：核孔膜错流过滤是一种重要的分离技术，广泛应用于生物医学领域。
本文将从核孔膜错流过滤的原理、应用及研究进展等方面进行介绍，旨在深入了解该技术，并为相关领域的研究提供参考。
一、核孔膜错流过滤的原理核孔膜错流过滤是一种基于膜分离原理的技术。
核孔膜是细胞核内的一种薄膜结构，由核孔复合物组成，具有一定的孔径大小。
核孔膜错流过滤通过在核孔膜上构建一层薄膜，并利用薄膜上的孔径大小来选择性地分离目标物质。
核孔膜错流过滤的分离原理主要包括两个方面。
首先，根据目标物质的大小选择合适的核孔膜孔径。
核孔膜孔径大小通常在10纳米到100纳米之间，因此可以分离出不同大小的目标物质。
其次，利用核孔膜错流过滤的特殊结构，可以实现目标物质的连续分离和高效富集。
二、核孔膜错流过滤的应用核孔膜错流过滤在生物医学领域有广泛的应用。
首先，在细胞核孔膜的研究中，核孔膜错流过滤可以用于研究核孔膜通道的结构与功能。
其次，在蛋白质分离与富集中，核孔膜错流过滤可以实现对不同大小蛋白质的选择性富集，从而为蛋白质分离纯化提供了一种有效的方法。
此外，核孔膜错流过滤还可以应用于基因治疗、药物传递等领域，用于分离纯化目标物质或载体。
三、核孔膜错流过滤研究进展核孔膜错流过滤在过去几十年中得到了广泛的研究。
研究人员通过改变核孔膜错流过滤的工艺参数、薄膜材料和孔径等方面，不断提高分离效率和选择性。
同时，研究人员还开发了一系列新型的核孔膜错流过滤器件，如微流控芯片、纳米孔膜等，进一步提高了核孔膜错流过滤技术的应用范围和性能。
在核孔膜错流过滤的研究中，还存在一些挑战和难题。
首先，核孔膜错流过滤的薄膜材料需要具有良好的生物相容性和稳定性，以满足生物医学应用的需求。
其次，核孔膜错流过滤的分离效率和选择性需要进一步提高，以满足不同领域的需求。
此外，核孔膜错流过滤的工艺参数和操作条件也需要进一步优化，以实现工业化生产和应用。
结论：核孔膜错流过滤作为一种重要的分离技术，在生物医学领域有着广泛的应用前景。
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流 膜过 滤 系统 的最优 工沉 , 对 实现错 流膜过 滤 系统 的 高效 ! 低耗运 行 , 延 长错 流膜 板和 系统 的工 作寿 命提 供技 术支持 , 对提 高生 产 没备效 能和企 业经济 效益 , 实现 价值 最大化 的 日标 具 有重 要意 义 " 1 膜 通量研 究的理论 依据 根据 错流 过滤 的特性 , 已知影 响错流 过滤 膜通 }l 的 因 素 很 多 , 关 于滤 ] 通 员 -. 方面 的 务 g J 2 研 究 和理 论也 很 多 " 有学者 根据 微 滤试验现 象 提 出了 临界通 { 的概 念 , 它是指 在恒 通 哦过 滤 ,卜
r 关键词 1 错流膜 膜通 星 过滤影响l 索 最优 丁 l k _况
概述
中存在 一 个临界 值 , 当膜 通 最大 于这 个仇时 , 错 流膜 过 滤是 一种 无需借 助过 滤介质 对滤 T M P (透膜压 差 ) 迅速 上 升 , 膜 污 染急 剧 发展 " 在错流 膜过 滤 系统 中临界 通 量是 一 个对 膜污 染 有 币要意 义的概 念 " 临界通 晴主 要 山透 膜压 差 ! 错流 切 向速度 ! 过滤 时 间 ! 酒 液 温度 ! 反 冲 间 隔 11个影 响 因素决定 }0 " 夕 一 个巳认 为 , 临 界通 显 可 以作为 五大 因素 的综 合 相关 函数 " 当啤 洒 中 醉 母等颗粒 杂质 浓度 一定 的时候 , 可 以引 入极 限流 城来表述 最优 的理 想化 膜通 准 " 鉴 J川 亩界 通 肠概 念 的价 值 , 本课题 以此作 为对体 系优 化 卜 的指 导 , 通过 五个 影 响因 素的单 因素实验 及 正 交 系统 的研 究 , 优 化 了错流 膜过 滤 系统 的应用
3.1 平均 透膜 压差 对膜通 员 的影 响 酵 母数 和可 滤性 相对稳 定 的酒液 , 温 度 一 " C ! 错 流 切 向 速度 sm / ! 过 滤 时 间 l ! 反 ,S s h 冲 间隔 6m in , 透 膜压 差分 别为 0. ! 0. ! 0.1 ! 05 08 0 .15 ! 脱 M P 时 的 平均 过 滤 通 量 , 以研 究 透 a 膜压 差对膜 通 量的影 响 " 3. 错 流切 向速度 对膜通 吸的影 响 2
和 客 观性 "
) 2 依 据 各项 过 滤 实验 的 日标 和 方法 没 计 各实验 的囚 索参数 表 , 并按错 流 膜过 滤 的操 作 规程 以 各 白组 建 的装 竹进 行 各项 实验 "
2 . 实验 的操 作 控制 6
行机 构 的仄 力调 节阀触动 调 竹阀 , 并 同时对 系 统 卜 力泵进 行 变频 控制 调 竹泵 的输 出功率 ! 动
集 卡
P
口 接
a L bVIW CW
平台
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图2
温度控制装置结构简 图
2. 仄 差控 制装 粉 4.2 选 用数 显式 智 能压 力变送 器 和带执 行机 构 的从 力调 }丁 阀配 了 流膜 ,!, 央控制 系统 实现 透 竹浩 膜从 差的实 时控 制 " 两 个刊 能压 力变送 器分 别 安装 在错 流膜 过 滤 系统 的待 滤酒液 入 口和滤才 占 洒液 出 日 "这 两个压 力 变送 器实时 采 集压 力 {:. i 一 号传送 到 错流 膜 ,},央 控制 系统 的可 编程 信号 处 理 器 中 , 通过 根 据 预先 设定 的参数 和运 算公;一 七
进 行 对 比运 算 , 处理 器将 运 算结果 输送 到带 执
图4 数据收集分析系统
2 . 实验 方法 5 ) 1 选 定 试验 对 象 : 选 定 某 一: l种 ! 某 }} 原 浓 ! 可滤性 稳 定的 发酵 液 , 以便 J几 定 待 滤 恒 液 的醉 母 等杂质浓 度 , 使 试验 数据 更 具 l 比性 J .
康迪 , 消毒专家
总机: 肠3 3 3 7翁印! 3 以14 传真: 3 7 日 1 1 7 1 釜,
卜 胃盯 助吻 即 E 刁. 日 耐归7 @ 16 D 2 即弃 以卜 爪" 3 厅
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错流膜边滤系统膜通量及泉影响因素前研穷
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上况 "
液进 行物理 性 分 离的过程 , 本课题 系统 的研究 厂错流 膜过 滤 系统 0{膜 包 的流通 墩(即过 滤 墩, 卜 称膜 通 暇) 及 其影 响 囚素 , 引入 了透 膜压 差 ! 错流切} 句速度 ! 过 滤时 问 ! 洒 液温 度 ! 反 冲间 隔五 个 重要 的影响 因素 , 以啤 洒 为待 滤对 象 , 探 讨膜 通 量与 各影 响因素之 间的关 系 , 从而 了 # 求 错流 膜过 滤 系统过 滤啤 酒的最 优工 况 , 使膜 通 觉达 到最 优 仇 " 错 流膜 过 滤系统 膜包 的膜通 准是 膜包和 系 统 工作 性 能的重 要指 标 " 以膜通 准为 仁 , 对 体 影 响膜 通 蛋的 各 因素进行 相应 的研 究 , ! 求错 子
收稿 日期 : 2012一 1一 1 29
2 实验 装置 与方法 2 .1 实验 材料 啤酒 发酵液 2 . 实验 对 象 2 错流 膜过滤 系统
2. 主要 实验 装备 .J仪器 3 过滤 液温度 控制 装置 ( 图 1 和 图 2 ; )
过 滤仄 差控 制装 置 ( 图 3 所水 ); 数据 收 集 分 析 系 统 ( 图 4 所 示 ), 均 由不 同 没备配 置 " 2. 自组 建装 备简 介 4
流 {.}和] ! , 从 } 实现 对仄 旅的 在线拧 制 " J 力 J j {
2. . 数据 收 集分 析系统 43 透 膜) 井和 洒 液温 度 山 以上 所述 的 自乡{建 { I 的过滤 液温 度控 制装 代和) 爪控 制装 价提供 数 { l
A : 主动 力泵 . B : 发. 液 入 口压力变 送卷 . C : 沈清 酒液 出口压 力变送 器 . D : 带执 行狡
) 4 数 据 采 集 分 析 : 该项 工 作 由独 众外设
的 /数据 收 集分析 系统 0 完成 "通过 与分 析系 统连 接 的 /过 滤液 温度 控制装 置 0 ! /压 差控 制装 置 0 和 /错流 膜过 滤 中央 控制 系统 的信号 输 出模 块 0 所 提供 的相 关数据 , 分析 系统 可以 根 据 某 一 设 定 的采 样 频 率 实 时 在 线 的记 录 各 项 相 关 数 据 " 数 据 采 集 完 成 后 可 以通 过 装 有 a I L b v Ew - 的 Pc 对 数据 进行 相应 的分析 处理 " 7, 3 实验研 究 首先 用单 因素 法试验 各 因素对错 流膜 过滤 系统膜 通量 的影 响 , 然 后在此 基础 上采用 正交 试验 方法 , 寻 找错流 膜 过滤 系统在 啤酒过 滤过 程 中的最 佳 工况 " 根 据 啤酒 过 滤 工 艺 及 实 验 设 备 的操 作 要 求 , 将试 验过 程安 排如下 : 选 定 固定 原 浓 度 ! 酵母 数 和 可 滤 性 相 对 稳 定 的 发 酵液 ; 透 膜 压 差 " 5一 2M P a ; 错 流 刀 0.
切 向速 度 3一 /S; 过 滤 时 问 1一 ; 酒 液 温 度 7m 3h 一 o C ; 反冲I 1.5一 司隔 4 一 m i " lo n 以连续 生产 的模式 不 断补充 发酵 液并 排放 浓缩液 , 在 保持 发酵液 可滤 性基 本稳 定 的前提
卜 行试验 " 系统 的膜 通 员数据 以错 流过 滤 系 进 统 自身配置 的清酒 液流 最计 数据 为准 "
康迪 , 消毒专家
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# 29 #
2.4.1 过 滤液 温度 控 制装 仪 i 亥装 )! 11} #} 行 控 制 器 7 流 { 一 竹l 亡 {}:执 . l 勺 ,l 调 调 (" A 公 ,,J ) ! 往 度 传 感 器不 J 程 温 度 f:. 号 ;E I 左 {1.!.编 i 处少!器 川 ( 一 J几 构成 " 温 J ,} )t{门 ) 变传 感 器安装 了 } 板 框 式换 热 器的洒 液 出 口处 , 对洒 液 的温度 进 行实 1寸 {l 测 日}同 时将 温度 信 廿传送 到 温度 {- 廿 ; . 处理 器 , 处尸 器按 照 预 设定 的 方式 对 f.. 号进 行 只 i 比较性 分 析 , ! 何后按!! 预 设的 比 例和运 算 公式 砚 输 出执 行信 号到 安装 J飞 t 式换 热 器冷 媒 入 日 板l 的心 执 行控 制器 的流 场 竹阀 , 调 竹阀对冷 媒 ;/ l调 I 均流 { 进 行 十 认均调整 , 从 l J实现 待滤 洒液 i.勺 .哥 !I)! 一 自 l 实 时 在线 钻 控 " 温度传 感 器结 构形 式 夕 图 1 1 !l ( ) 所示 , ( 图 2 ) 是认 装置结 构 的简 单不 意 图 " 材空
醉母数 和可 滤性 相对 稳定 的酒 液 , 温度 一
o 万C ! 透 膜 压差 0.1 M Pa ! 过 滤 时 间 zh ! 反 冲 问 隔 6m i , 错 流 切向速 度分 别为 3 ! 4 ! 5 ! 6 ! n 7m / 时 的 平均 膜 通 址 , 以 研 究 错 流 切 向 速 度 s 对膜 通 } 的影 响 " !卜 3. 过 滤时 间对膜 通 准的影 响 3 酵毋数 和 可滤性 相对稳 定 的酒 液 , 温度 一
康迪 , 消毒专家
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) 1 温度 : 酒液温度数据传送和在线控 制
由 /发酵液 温度 控制 装置 0 辅助 实现 " 如上 所 述 , 通 过 该装置 的在 线协 调运 作对待 滤洒 液进 行在 线 检测 , 并通 过 对 (图 2 ) 7 }.的酒 液换 热 器 的冷媒 入 口流 量调节 阀进行精 确 的微 从调节 对待 滤 的酒液进 行 相应 的准确 温控 , 以满 足试 验 的要求 " 2 ) 透 膜 压 差 : 错 流膜 过 滤 过 程 中 的透 膜 压 差 由 /压 差控制 装置 0 辅助 实现 " 通过 该装 置 的在 线检 测 和 协 调运 行 , 对 (图 3) 中清酒 液 出 口处 的洒 液压 力调 节阀进 行微 量调 节, 并 同时 对 系统 主 动力 泵进 行变频 控制 , 调节 泵 的 输 出功率 ! 流 气 压力 , 实现 错流 膜透膜 压差 坏口 的相应稳 定控 制 , 从而 满足试 验 的需求 " 3) 错流 切 向速度 ! 过滤 时 阳2 反冲 间隔 : 和 错流 过滤 过程 中 的错流 切 向速 度 ! 过滤时 间和 反 冲问 隔的数 据输送 和 相应控 制可 以 山错 流膜 过滤 中央 控制 系统 的 自身功能 来满 足 , 对 错流 膜过 滤 系统 的触摸 式操 作屏 幕进 行相应 的操作 便 可以 实现 "