中壓區(qū)和高壓區(qū)減少濃差極化現(xiàn)象的措施有哪些

通過促進(jìn)物質(zhì)傳遞,增大物質(zhì)傳質(zhì)系數(shù),可以達(dá)到減少甚至消除濃差極化現(xiàn)象的目的.

中壓區(qū)

當(dāng)操作壓力介于p_l和p₂之間時(shí)，濃差極化阻力占主導(dǎo)地位，通量與操作壓力呈曲線關(guān)系。故此時(shí)應(yīng)盡量減少濃差極化阻力。通過促進(jìn)物質(zhì)傳遞，增大物質(zhì)傳質(zhì)系數(shù)，可以達(dá)到減少甚至消除濃差極化現(xiàn)象的目的。主要措施包括：

(1)   增大料液流速:增大料液流速就增大了溶質(zhì)與溶劑的擴(kuò)散速度，減小濃差極化層厚度，從而提高膜通量。但料液流速的升高會(huì)增加系統(tǒng)的能耗，所以料液流速不能無(wú)限制地升高，此時(shí)存在一個(gè)投資效益問題;另外,料液流速越高，流體剪切力越大，此時(shí)應(yīng)考慮某些生物產(chǎn)品對(duì)剪切力的敏感性。

(2)  升高料液溫度:溫度升高，溶質(zhì)和溶劑的擴(kuò)散系數(shù)要增大，濃差極化會(huì)減弱。

(3)   選擇合適的膜組件結(jié)構(gòu)：當(dāng)料液的固含量較低且產(chǎn)品是透過液時(shí)，組件結(jié)構(gòu)的選擇余地較大。如濃縮液是產(chǎn)品時(shí)，選擇組件結(jié)構(gòu)時(shí)要慎重。一般來(lái)說應(yīng)盡量選擇流道較窄的膜組件形式。如選用中空纖維式和薄流道式，料液流速高，剪切力大，能減弱濃差極化和防止凝膠層形成。一般不宜釆用流道中有隔網(wǎng)的組件，因?yàn)檫@樣會(huì)造成固體在膜面沉積，且清洗困難。

高壓區(qū)

當(dāng)操作壓力大于p₂時(shí)，膜面形成了凝膠層，凝膠層阻力占主導(dǎo)地位，此時(shí)膜通量與操作壓力無(wú)關(guān)。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免凝膠層的形成。因?yàn)槟z層是濃差極化造成的，所以防止凝膠層形成的方法與控制濃差極化的方法一樣。

在實(shí)際應(yīng)用中，超濾膜的操作壓力通常選擇在中壓區(qū)，這樣既能保證有較高的膜通量，又能防止凝膠層的形成，過濾總阻力不致太高。盡管上述方法在一定程度上可以減少膜污染和濃差極化,但是并不能完全阻止，所以還必須對(duì)膜進(jìn)行定期的物理清洗和化學(xué)清洗。