中空纖維微濾膜阻塞機(jī)理及膜老化機(jī)理分析.pdf

1、隨著新型膜材料、膜處理工藝的快速發(fā)展，中空纖維膜系統(tǒng)在水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而膜污染導(dǎo)致的更高能量消耗和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用是膜技術(shù)應(yīng)用的重要障礙，膜清洗及其帶來的膜老化問題是工業(yè)膜應(yīng)用的核心問題。因而膜污染機(jī)理和老化機(jī)理研究一直是低壓膜技術(shù)應(yīng)用研究的的熱點(diǎn)問題。本論文以微濾膜和超濾膜為研究對象，從膜阻塞和膜老化兩個(gè)方面研究了膜在應(yīng)用過程中的阻塞機(jī)理和老化機(jī)理。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括以下三個(gè)方面：
　?。?）研究了初始

2、跨膜壓差、離子濃度、膜絲長度、溫度對微濾膜通量的影響。結(jié)果表明，初始跨膜壓差越大，作用時(shí)間越長，通過通量表征的膜孔開啟度越大；鹽水濃度越高越容易達(dá)到膜絲的吸鹽飽和度，膜絲的通量也就越容易穩(wěn)定；膜絲長度越長，單位面積膜絲通量越?。粶囟仍礁?，水分子間作用力越弱，粘度越小，通量越大。并且通量分別于溫度和粘度成線性關(guān)系。
　　（2）通過微濾處理SiO2、CdS、Fe3O4納米顆粒溶液分析了膜阻塞過程中顆粒阻塞機(jī)理。結(jié)果表明，粒徑小于膜孔的

3、顆粒阻塞過程包括膜孔收縮、膜孔堵塞、泥餅層的形成；粒徑大于膜孔的顆粒阻塞過程主要是泥餅層的形成；根據(jù)截留質(zhì)量與阻力的關(guān)系，模擬了微濾SiO2納米顆粒溶液過程中通量的變化，模擬結(jié)果表明，濃度在0.5 g/L以下，跨膜壓差在0.025 MPa以下時(shí)，壓力衰減系數(shù)在0.045-0.061之間，泥餅層壓縮系數(shù)在0.18-0.4之間，性質(zhì)比較穩(wěn)定，殘差平方和小于2，模擬效果比較好；在微濾過程中，泥餅層可壓縮性的變化主要是由于膜絲支撐層玻璃纖維的性

4、質(zhì)所導(dǎo)致的；借助環(huán)境掃描電鏡分析了顆粒在膜腔中的流動(dòng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)過濾前10 min，由于膜絲內(nèi)腔中水流流態(tài)為紊流，沉淀在膜絲前端的顆粒被“吹”到了膜絲末端，導(dǎo)致末端泥餅層的厚度比前端大，從第25 min開始，由于膜絲內(nèi)腔中水流為層流，導(dǎo)致前端泥餅層的厚度比末端大。
　?。?）借助傅里葉紅外分析儀分析了PVDF、PES膜浸泡在不同濃度ClO2溶液中的老化機(jī)理。結(jié)果表明，PVDF膜在溶液中的老化過程，主要是頻率為875 cm-1處的C-