滲濾提純活性品紅溶液及其膜污染的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、膜分離技術(shù)目前已經(jīng)在化工、石化、冶金、生物、環(huán)境和制藥等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是膜在運(yùn)行中不可避免的存在著膜污染問題，膜污染導(dǎo)致膜的滲透通量下降，嚴(yán)重時(shí)將破壞膜的分離性能，采用更換膜組件的方法會(huì)增加膜器的運(yùn)行費(fèi)用，因此膜污染機(jī)理及膜污染清洗的研究成為膜分離技術(shù)成功應(yīng)用的關(guān)鍵。本文對(duì)DK納濾膜滲濾提純活性品紅溶液進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，對(duì)不同工藝下膜的分離性能進(jìn)行了比較，對(duì)污染機(jī)理進(jìn)行了研究并建立了預(yù)測(cè)膜通量的數(shù)學(xué)模型，最后對(duì)污染膜進(jìn)行了清洗實(shí)

2、驗(yàn)。
　　 采用N2加壓攪拌平板納濾膜實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行活性品紅染料溶液滲濾提純，考察操作壓力和攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)膜性能的影響，選擇最佳操作條件，并在選擇的最佳操作條件下進(jìn)行了間歇恒容滲濾和連續(xù)恒容滲濾實(shí)驗(yàn)。當(dāng)溫度為25℃、操作壓力為1.0MPa、攪拌轉(zhuǎn)速為250r/min、濃縮倍數(shù)為6.3倍時(shí)，處理450ml染料液，經(jīng)過28小時(shí)間歇恒容滲濾操作，染料純度由90％提高到99％以上，達(dá)到廠家要求，共消耗去離子水2.7L；連續(xù)恒容滲濾時(shí)，只需12

3、小時(shí)就能達(dá)到同上純度，實(shí)驗(yàn)中共加入去離子水1.6L。
　　 考察了操作壓力和攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)膜污染的影響，操作壓力從0.8MPa增加到1.4MPa時(shí)，穩(wěn)定滲透通量增大，滲透通量衰減速度加快；攪拌轉(zhuǎn)速從150r/min增加到300r/min時(shí)，穩(wěn)定滲透通量增大，滲透通量衰減速度減慢；根據(jù)Darcy定律計(jì)算出滲濾過程的膜污染阻力組成：1次加水濃縮的間歇恒容滲濾操作后，DK膜的污染阻力主要由新膜阻力、凝膠層和濾餅層阻力組成，分別占總阻力的2

4、7.8％和69.6％；經(jīng)過7次加水濃縮的間歇恒容滲濾操作后，其新膜阻力、凝膠層和濾餅層阻力分別占總阻力的24.4％和72.2％；連續(xù)恒容滲濾操作終了時(shí)，凝膠層和濾餅層阻力所占比例有所下降，占總阻力的37.63％，堵塞阻力占總阻力的28.62％。
　　 對(duì)間歇恒容滲濾過程中膜污染的模擬發(fā)現(xiàn)：當(dāng)溫度為25℃、操作壓力為1.0MPa、攪拌轉(zhuǎn)速為250r/min時(shí)，在滲濾初期，中間阻塞模型與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好，滲濾后期，膜污染主要受沉積層

5、控制。采用中間阻塞模型對(duì)不同壓力和不同攪拌轉(zhuǎn)速下間歇恒容滲濾過程進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)操作壓力從0.8MPa至1.4MPa范圍內(nèi)，攪拌轉(zhuǎn)速為250r/min時(shí)，K2值與操作壓力P之間有很好的線性關(guān)系；當(dāng)操作壓力為1.0MPa時(shí)，攪拌轉(zhuǎn)速在150r/min-300r/min范圍內(nèi)，K2值與攪拌轉(zhuǎn)速呈線性關(guān)系。
　　 對(duì)比不同清洗液的清洗效果發(fā)現(xiàn)，對(duì)間歇恒容和連續(xù)恒容滲濾后的污染膜，采用pH=5的HCl溶液浸泡30min，對(duì)污染膜具有較好的