滲濾提純活性品紅溶液及其膜污染的實驗研究.pdf

1、膜分離技術目前已經在化工、石化、冶金、生物、環(huán)境和制藥等領域得到了廣泛應用。但是膜在運行中不可避免的存在著膜污染問題，膜污染導致膜的滲透通量下降，嚴重時將破壞膜的分離性能，采用更換膜組件的方法會增加膜器的運行費用，因此膜污染機理及膜污染清洗的研究成為膜分離技術成功應用的關鍵。本文對DK納濾膜滲濾提純活性品紅溶液進行了系統(tǒng)的研究，對不同工藝下膜的分離性能進行了比較，對污染機理進行了研究并建立了預測膜通量的數(shù)學模型，最后對污染膜進行了清洗實

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

3、小時就能達到同上純度，實驗中共加入去離子水1.6L。
　　 考察了操作壓力和攪拌轉速對膜污染的影響，操作壓力從0.8MPa增加到1.4MPa時，穩(wěn)定滲透通量增大，滲透通量衰減速度加快；攪拌轉速從150r/min增加到300r/min時，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，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％。
　　 對間歇恒容滲濾過程中膜污染的模擬發(fā)現(xiàn)：當溫度為25℃、操作壓力為1.0MPa、攪拌轉速為250r/min時，在滲濾初期，中間阻塞模型與實驗數(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不同壓力和不同攪拌轉速下間歇恒容滲濾過程進行模擬，發(fā)現(xiàn)操作壓力從0.8MPa至1.4MPa范圍內，攪拌轉速為250r/min時，K2值與操作壓力P之間有很好的線性關系；當操作壓力為1.0MPa時，攪拌轉速在150r/min-300r/min范圍內，K2值與攪拌轉速呈線性關系。
　　 對比不同清洗液的清洗效果發(fā)現(xiàn)，對間歇恒容和連續(xù)恒容滲濾后的污染膜，采用pH=5的HCl溶液浸泡30min，對污染膜具有較好的