墊片對正滲透過程中濃差極化的影響研究.pdf

1、作為膜分離領(lǐng)域中常見的問題，濃差極化現(xiàn)象長期以來是膜分離過程中制約其實(shí)際水通量表現(xiàn)性能的關(guān)鍵因素之一。這其中的正滲透膜分離技術(shù)，由于用到的正滲透膜是具有不對稱結(jié)構(gòu)的三醋酸纖維素膜，因而除了會在膜活性層表面發(fā)生外濃差極化現(xiàn)象以外，還會在膜支撐層內(nèi)部發(fā)生內(nèi)濃差極化現(xiàn)象，從而一定程度上減緩了正滲透膜組件的運(yùn)行水通量。正基于此，尋找一種能有效減緩正滲透運(yùn)行中濃差極化現(xiàn)象（尤其是內(nèi)濃差極化現(xiàn)象）的方法就變得十分迫切。
　　本研究中通過在傳統(tǒng)

2、平板型正滲透膜組件內(nèi)部的原料液或汲取液廊道的特定位置安置金屬網(wǎng)墊片，以期望借助金屬網(wǎng)墊片對流體紊流度以及溶液中溶質(zhì)傳質(zhì)效應(yīng)的影響來減緩運(yùn)行過程中出現(xiàn)的濃差極化（尤其是內(nèi)濃差極化）現(xiàn)象。此外，在金屬網(wǎng)墊片存在的情況下，對膜兩側(cè)滲透壓差、金屬網(wǎng)網(wǎng)孔規(guī)格與正滲透膜組件運(yùn)行性能之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比分析，以期望通過優(yōu)化運(yùn)行條件，最大程度發(fā)揮出金屬網(wǎng)墊片減緩濃差極化的功效。
　　通過一系列對比實(shí)驗(yàn)，本研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)分別以0.5 M和2M的Na

3、Cl溶液作為原料液和汲取液，在活性層朝向原料液（FO模式）這種膜取向下，此時將金屬網(wǎng)墊片（網(wǎng)孔規(guī)格為1×1mm）安置在原料液廊道遠(yuǎn)離膜、汲取液廊道貼緊膜的位置，都可以對濃差極化問題起到很好的減緩效果。與未安置金屬網(wǎng)墊片的對照組相比，其水通量分別有5.4％和9％的提升幅度;而當(dāng)在原料液和汲取液廊道都安置金屬網(wǎng)時，與對照組相比，水通量有14.1％的提升幅度。類似的，在活性層朝向汲取液（PRO模式）這種膜取向下，將金屬網(wǎng)墊片安置于原料液廊道遠(yuǎn)

4、離膜的位置和汲取液廊道貼緊膜的位置，與未安置金屬網(wǎng)墊片的對照組相比，其水通量分別有1.5％和2.1％的提升幅度。當(dāng)在原料液和汲取液廊道都安置金屬網(wǎng)時，水通量可提高4.1％。
　　此外，通過固定原料液濃度(0.5 M)而改變汲取液濃度(1M、2M、4M)來對滲透壓差與濃差極化關(guān)聯(lián)性進(jìn)行考察的章節(jié)中，也發(fā)現(xiàn)滲透壓差越高，金屬網(wǎng)墊片對濃差極化的減緩效果愈好。以墊片位于汲取液廊道貼緊膜位置為例，當(dāng)原料液濃度為0.5 M而汲取液濃度分別為1