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膜阻力分析
混凝-动态膜组合工艺在污水处理中的应用研究
刘程华2008山东大学硕论
第二章膜基材的筛选
微网膜基材主要起支撑作用,其表面形成的污泥层对颗粒和胶体的截留起关键作用。
由微网膜基材所构建的膜组件是混凝一动态膜反应器的核心部件,其表面形成的滤饼层对悬浮颗粒的截留起关键作用,膜基材的性质将会影响混凝一动态膜反应器运行的稳定性。
微网膜基材除了应该具有经济、易获得的特点以外,还应该具有良好的颗粒附着性能、化学性质稳定、膜污染易于控制和机械强度高等特点。
本论文选取了常见而又廉价的筛网、无纺布、不锈钢网作为微网膜基材,通过比较不同膜基材的物理性质和清水膜通量、处理污水时动态膜的形成及过滤特性,筛选获得性能较好的膜基材。
2.1试验装里与方法
2.1.1试验装置
混凝一动态膜反应器试验装置外观和示意图分别如图2-1和图2-3所示。
其主体由有机玻璃加工而成,反应器长、宽x高分别为40cmx20cm.巧0cm,中间用挡板一分为二。
动态膜组件是由PVC板、铁丝网和膜基材自制而成的,类似于板式膜(见图2-2)。
反应器利用反应器内水面与膜组件出水管之间的水头差自流出水。
利用曝气装置在左侧进行曝气,使废水与絮凝剂充分混合并形成环流。
所处理废水与混凝剂混合反应形成大量的絮体,含着大量絮体的混合液通过膜组件进行错流过滤,逐渐在原膜表面形成膜污染层,该污染层大大提高了原膜的截流能力,即为动态膜。
2.1.2试脸方法
(l)清水过滤试验
清水过滤试验装置如图2-4所示,所用的清水为实验室自来水。
试验槽的横截面积为0.19625m2,进行清水过滤试验时每次出水的体积控制在200mL以下,每次试验后均将出水返回试验槽中以保持槽中的液面高度,因此试验过程中因出水引起的出水水头的降低小于0.1cm,相对于试验中的出水水头高度(最低为2cm)而言误差小于5%。
通过加减水的方法改变出水水头,即每增加或减少3925mL水,出水水头增加或减少2cm。
分别用涤纶筛网、不锈钢丝网、单滑面无纺布和双滑面无纺布等四种微网膜基材制成四种平板动态膜组件,然后将这四种动态膜组件分别放入试验槽中,比较四种动态膜组件在不同出水水头条件下过滤清水时的出水通量。
打开出水口,按前述方法测量流出一定体积(<200mL)所需时间。
计算得相应出水水头差下的通量。
(2)初滤试验
以涤纶筛网、不锈钢丝网、单滑面无纺布和双滑面无纺布等四种微网动态膜组件构建的混凝一动态膜反应器处理受污染河水。
试验装置如图2-3所示。
通过烧杯混凝试验,选择聚合氯化铝PAC为处理受污染河水的混凝剂,最佳投药量为80mg/L.
反应器恒通量操作,在PAC投药量80m叭的条件下,出水水头从0cm开始,分别将涤纶筛网、不锈钢丝网、单滑面无纺布和双滑面无纺布等四种膜组件置入反应器中,在开始出水之后6h内定时取样分析,比较四种膜组件的动态膜形成时间。
实验原水取自济南市窑头大沟,试验期间,原水ss100~400m,浊度61.3~195NTU,ss采用重量法测定,浊度采用HACH210OP便携式浊度仪测定。
2.2动态膜材料的物理性质比较
筛网、不锈钢丝网、单滑面无纺布和双滑面无纺布等四种微网膜基材的物理性质对比如表2-1所示。
可见,该四种微网膜基材由性质稳定的化学合成纤维或无机金属组成,其价格为14~30元/m2,远低于常规中空纤维超滤膜组件的市场价格(约150~450元/m2)。
2.3清水膜通分析
通过清水过滤试验,分析涤纶筛网、不锈钢丝网、单滑面无纺布和双滑面无纺布等四种微网动态膜组件在未使用的情况下过滤清水时的出水水头和膜通量的关系。
清水试验结果如图2-5所示。
图2-5表明,对于四种微网膜基材制成的动态膜组件,其出水膜通量均随着出水水头变化的增加而上升。
在相同的出水水头下,由涤纶筛网制成的动态膜组件的清水膜通量最大;单滑面无纺布制成的动态膜组件的膜通量与不锈钢丝制成的动态膜组件的膜通量接近,要小于涤纶筛网;双滑面无纺布制作的膜组件的清水膜通量最小,且远小于其它三种膜基材制成的动态膜组件的清水膜通量。
2.4混凝动态膜的形成
以涤纶筛网、不锈钢丝网、单滑面无纺布和双滑面无纺布等四种微网动态膜组件构建的混凝-动态膜反应器处理受污染河水,反应器启动后出水浊度随时间的变化见图2-6。
由图2-6可知,140目涤纶筛网和单滑面无纺布构建的微网动态膜组件从过滤开始出水浊度即迅速下降,60min之后处理出水浊度就降低到3NTU以下,之后出水浊度持续缓慢下降,55监测不出。
根据吴盈禧和范斌的研究,当反应器出水浊度稳定在某个较低的值以下,亦即出水55有良好而稳定的截留效果时,可以认为反应器内动态膜已基本形成。
因此,从图中可知140目涤纶筛网和单滑面无纺布构建的混凝动态膜组件可以在短的时间内形成稳定的混凝动态膜,从而保证良好的膜过滤效果。
140目涤纶筛网和单滑面无纺布在微网动态膜组件的构建中具有良好的适用性。
对于以双滑面无纺布构建的微网动态膜组件,其出水浊度也从过滤开始大幅下降,在60min之后保持稳定,稳定后的浊度较140目涤纶筛网和单滑面无纺布略高,维持在5NTU左右。
可见双滑面无纺布构建的微网动态膜组件亦能在较短的时间内形成动态膜,但相同压力下其过滤膜通量太小,故在微网动态膜组件的构建中不如140目涤纶筛网和单滑面无纺布。
140目不锈钢网构建的混凝动态膜过滤出水浊度一开始也明显下降,但之后不能保持稳定,随时间反而上升,到6h竟高达10NTU左右。
可见,不锈钢网构建的微网动态膜组件不能形成稳定的动态膜,不锈钢网在微网动态膜组件的构建中不具有良好的适用性。
2.5小结
(l)筛网、不锈钢丝网、单滑面无纺布和双滑面无纺布等四种微网膜基材由性质稳定的化学合成纤维或无机金属组成,其价格远低于常规中空纤维超滤膜市场价格。
(2)相同的出水水头下,由涤纶筛网制成的动态膜组件的清水膜通量最大:
单滑面无纺布制成的动态膜组件的膜通量与不锈钢网接近;双滑面无纺布制作的膜组件的清水膜通量远小于其它三种膜基材。
(3)140目涤纶筛网和单滑面无纺布在微网动态膜组件的构建中具有良好的适用性,其膜组件可以在60min内形成稳定的混凝动态膜,保证处理出水的浊度在3NTU以下;双滑面无纺布构建的微网动态膜组件能较快形成动态膜,但在微网动态膜组件的构建中不如140目涤纶筛网和单滑面无纺布:
不锈钢网在微网动态膜组件的构建中不具有良好的适用性。
活性炭-动态膜生物反应器处理生活污水的研究
王薇2007华中科技大学硕论
4PAC-DMBR中膜通透性研究
粉末活性炭技术,因其可以有效的改变污泥的絮体结构[40]以及降低胞外聚合物(EPS)的浓度[41]从而缓解膜污染而越来越受到人们的关注。
但主要研究都集中于粉末活性炭对MBR中固定膜的膜污染影响的研究,而关于PAC的投加对动态膜的通透性的影响研究却较少。
本实验研究了投加PAC对动态膜的通透性的影响,并与未投加活性炭的系统(DMBR)中动态膜的膜过滤阻力以及未使用过膜片的清水过滤阻力做了对比。
4.1试验概况
动态膜的通透性可以用过滤时的阻力来衡量。
根据Darcy公式:
分析动态膜的过滤阻力应该由滤饼的阻力、凝胶层的阻力以及动态膜基的阻力构成,即:
其中c,g,s分别表示滤饼层、凝胶层和动态膜基。
动态膜透过性实验装置如图4-1。
总共四个膜片,每个膜片面积为0.02m2。
试验槽的横截面积为0.038m2。
在出水的同时,在反应器上方加水,保持H值恒定。
在出水口用量筒测量其膜通量。
本试验在研究动态膜的透过性时主要研究以下三个方面的内容:
①在不同的出水水头下,先用自来水透过新膜,并通过拟合出的公式计算出未使用过膜片的清水过滤阻力Rn。
②向反应器中投加污泥形成动态膜之后,并连续过滤24h后,在不同的出水水头下,进行膜组件的透过性试验,且通过拟合出的公式计算出动态膜形成后的过滤阻力Ru。
③向反应器投加1.0g/L的粒径为100目粉末活性炭,连续过滤24h后,在同的出水水头下,进行膜组件的透过性试验,且通过拟合出的公式计算出投加活炭之后动态膜的过滤阻力Ru′。
在DMBR中,TMP是由出水水头差H产生的。
本试验装置的横截面积为0.038m2,通过加水的方法来提高出水水头,即每增加380ml水,出水水头增加1cm。
通过清水、动态膜形成后以及投加活性炭于动态膜反应器中的污水的透过性试验,来考察膜通量的变化情况,从而对动态膜的通透性进行分析。
4.2试验结果
透过性试验的膜通量的比较见图4-2,由图可知:
①J-H的关系并不表现为线型,而是有偏向H轴的趋势,即虽出水水头增加,通量增加趋于缓慢。
②在同一出水水头增量条件下,投加活性炭之后膜通量小于动态膜形成后的膜通量,而动态膜形成后的膜通量小于新膜的膜通量。
分析表明,产生上述第一个现象的原因在于动态膜的过滤阻力很小,使得透过动态膜的水在出水管路中的流动阻力变得不可忽略。
总的出水水头应该是水透过动态膜时的水头损失、流动过程中的水头损失以及最终出水的运动水头之和,即:
--H为总出水水位差(m)
――Hm为水透过动态膜时产生的水头损失(m)
――Hf为水在出水管路流动过程中的水头损失(m)
――Hl为透过过滤面的水在出水管路中的局部水头损失
――v为出水管内的流速(m.s-1)
――g为重力加速度(m.s-2)
――λ为沿层阻力系数
――ξ为局部阻力系数
――l为出水管的长度
――d为出水管的直径
根据式(4-4)和式(4-5),式(4-3)右边的后三项可以合并为:
--κ为出水管路中总的水头损失系数
出水管中的水流流速与膜通量有关:
--A为膜片的过滤面积(m)
动态膜两侧的压差TMP与Hm关系如下:
――ρ为水的密度(kg.m-3)
由以上上式可得:
式(4-10)表明,H-J表现为二次函数关系。
应用二次函数对清水实验,动态膜形成后实验以及投加活性炭之后的实验数据点进行了拟合如图4-3、图4-4、图4-5所示,拟合的曲线与实验数据非常吻合。
图中H的单位为cm,J的单位L(m2.h)。
根据拟合曲线可以读出其一次项和二次项的系数,从而可以求得膜过滤阻力分别为:
清水透过阻力:
连续过滤24h后动态膜片的过滤阻力:
投加粉末活性炭过滤24h后动态膜片的过滤阻力:
从上面计算出的阻力值,可以推出以下几个结论:
①这三者的膜过滤阻力是逐级递增的,分别都相差一个数量级。
②由Ru,Rn的值可求得滤饼层的阻力
Rc=Ru-Rn=2.25×1010m-1。
可见,在DMBR系统中,总的过滤阻力绝大部分由滤饼的过滤阻力贡献。
③Ru′的值大于Ru的值,且数值相差为2.05×1011m-1,此值是粉末活性炭吸附在膜表面上形成的阻力。
可见投加粉末活性炭之后,在一定程度上是加速了动态膜形成,而且在动态膜的过滤总阻力中占绝大部分比重。
④从数量级上来看,这三者的膜过滤阻力均小于固定膜的膜过滤阻力(在1012~1014m-1数量级),这也充分突出了动态膜的低压出水的优势。
4.3本章小结
通过实验测得不同出水水头下的膜通量,并通过二次曲线拟合的值计算出:
清水透过阻力Rn=5.01×109m-1,连续过滤24h后动态膜片的过滤阻力Ru=2.75×1010m-1,投加粉末活性炭过滤24h后动态膜片的过滤阻力Ru′=2.33×1011m-1。
通过分析阻力值之间的关系得出以下结论:
①在DMBR系统中,总的过滤阻力绝大部分由滤饼的过滤阻力贡献。
②投加粉末活性炭之后,在一定程度上是加速了动态膜形成,而且在动态膜过
滤总阻力中占绝大部分比重。
③数量级上来看,这三者的膜过滤阻力均小于固定膜的膜过滤阻力。
充分突出了
动态膜的低压出水的优势。
动态膜技术处理生活污水试验研究
大连理工大学06硕论魏奇峰
4.2.2新膜清水阻力与厚度关系确定
本研究的预涂动态膜是在过滤微粒粒径大于膜孔孔径时形成的,因此,可以根据滤饼层过滤型动态膜模型的理论,对本预涂动态膜的形成过程进行相关分析。
本文称反应器内的液位与出水口的高差H为出水水头(waterheaddrop,WHD);连续测定三次,得到的稳定通量读数作为通量测量值。
预涂动态膜本身也产生一定过滤阻力,所以预涂膜组件的总过滤阻力为:
式中,下标a、s分别表示预涂动态膜和膜组件本身。
由于膜组件过滤阻力小,使得透过膜组件的出水在管路中的沿程和局部阻力变得不可忽略。
总出水水头是水透过膜组件本身和预涂动态膜的水头损失、流动过程中的水头损失以及最终出水的运动水头之和,由此可以得到H-J的二次函数关系【91],即:
为拟合上述关系,首先利用试验数据做出五个膜组件的清水膜通量J随出水水头H的变化关系,如上图所示。
从图.42可以看出应用二次函数可以很好的拟合H-J的变化曲线,图中各曲线的拟合公式和相关系数见表4.2。
根据拟合曲线中一次项和二次项的系数,按照式(4.3)就可以计算得到各个膜组件
的清水透过阻力,详见表4.3。
其中林值是在试验室内温度25℃时的水的动力学粘度,为
。
可以看出,随预涂动态膜厚度的增加,膜组件总过滤阻力有所增加,但仍相对于中空纤维超滤膜组件小2-3个数量级,具有良好的通透性。
根据拟合曲线中二次项的系数,按式(4.3)可以计算得到各膜组件的K值,1-5号膜组件K值分别是1.63、1.03、1.46、1.26和.205。
各膜组件制作基本相同,但软塑料管出水管道以及管路连接等方面仍会存在细微的差别,导致各组件K值有所不同。
动态膜及其在分体式膜一生物反应器中应用的研究
东华大学硕论2005年卓琳云
2.2测试项目及分析方法
在本实验关于动态膜研究的部分,比较重要的参数有渗透液的通量以及涂膜液浓度。
渗透液的通量的计算是通过连续测量出水的质量,然后根据公式计算通量。
式中J为渗透液的通量,d为膜管管径,l为膜管长度。
测量通量时用一台电子天平对出水进行连续读数,出水直接流入放在天平上的容器中,每隔10秒记录一次累计出水质量数据和相应的时间,通过间隔时间段△t的出水量△V来计算膜管的通量。
由于出水浊度基本上为零,出水物理性质按纯水计。
出水量△V和通量J均换算为20℃的值。
实验中提到的错流速度指通过膜管横截面的水的速度,跨膜压力指加在膜管上的平均压力。
4.1.2阻力实验和计算
首先对一般的膜污染阻力进行分析。
由于浓差极化和膜污染的原因,膜在运行过程中,通量的衰减是不可避免的。
根据Daryc定律,膜过滤过程中的通量表达式为:
J,为膜通量,AP为膜压差,叮为料液粘度,尺为过滤总阻力。
在此基础上,许多研究者对尺提出了各自的分解方法,以确定不同污染物的阻力分布,本文采用:
各分解阻力在膜表面的位置如图4.3所示。
R,为膜层阻力,可由新膜的蒸馏水通量Jw计算获得
凡为不可逆污染阻力,很难以常规的物理方法消除,需用化学清洗剂。
本研究对动态膜过滤二级出水时膜污染的阻力结构进行了研究,过程如下:
1不同的压力下,先用新膜对自来水进行过滤,通过拟合出的公式计算出膜固有阻力Rm
2在相同的压力下正常运行的膜组件对二级出水过滤,所得阻力为总阻力Rt
3对污染后的膜管进行自来水高速清洗和反冲,然后在相同压力下测量膜管的通量,所得阻力为不可逆阻力Rf
4根据计算出的总阻力尺、膜固有阻力凡及不可逆阻力凡,计算可得出可逆阻力
用高岭土涂膜后在不同的错流速度下处理二级出水,根据实验结果计算各阻力所占百分比,其结果如表4.1所示。
由表4-1可得,膜本身的阻力所占的比例较小,处于次要地位。
由膜孔堵塞和滤饼层作用形成的阻力起主要作用,是造成膜通量衰减的主要原因。
其中可逆极化层阻力和半可逆极化层阻力之和Rp,在阻力中所占比例最大,而不可逆污染阻力Rf占总阻力的比例较小,由膜污染机理中所述可知,可逆阻力和半可逆阻力可以通过清水冲洗和反冲来恢复,即在系统运行中,通过简单的高速冲洗和反冲就能使膜管通量基本上完全恢复。
与未涂膜的膜管阻力构成相比,动态膜的存在使可逆和半可逆阻力的比例大大增加,这样简化了清洗过程,延长了膜管的使用寿命。
从表中还可知,错流速度对阻力有一定的影响,在固有阻力Rm一定的情况下,错流速度大形成的总阻力小,膜管通量大,从浓差极化和滤饼的形成也可知,错流速度大,在膜管表面形成的滤饼层薄,膜管通量会相对大一点。
但速度大会增加运行成本,我们需要对其进行综合考虑。
4.1.2污染成分研究
4.1.2.1污染物成分分析
4.1.2.2膜管表面电镜图
膜管经高岭土涂膜后直接进行电镜扫描,得到图4-3,用涂膜后的膜管处理二级出水3h再进行电镜扫描,得到图4-4。
从上两张照片可以明显看出,涂膜后膜管内表面呈现规则的分布,而污染后则有一些污泥絮体覆盖在动态膜表面,没有明显的膜孔隙,还有一些较大的不规则颗粒物质,这些物质很可能是污水中的无机颗粒或原生物的尸体,这些物质的堆积直接导致了动态膜表面的堵塞,从而造成出水通量下降。
4.1.3膜渗透液通量的衰减规律
在处理污泥的过程中,记录渗透液通量随时间变化,发现在运行最开始的20mni内,渗透液通量下降很快,可以认为在这个阶段,在动态膜内部和膜表面造成膜孔堵塞,导致通量快速下降。
接下来的时间里,通量的下降趋势减缓,Zh后,通量基本上没有变化,可以认为这段时间内,滤饼层在错流操作下逐渐达到了平衡,动态膜中的膜污染进入生物污染阶段,如前面膜污染机理中所述。
短时间内膜管阻力增加较慢,通量下降趋势减缓,但经过较长时间运行,通量下降趋势又会增加,这时就需要对膜管进行反冲洗,在第六章中有描述。
4.2清洗方法的研究
本章用J:
J0来表示膜管清洗后的恢复效果,J为清洗后的膜管通量,J。
为膜管使用前经蒸馏水浸泡一天后再用自来水测得的通量。
本文中涂膜清洗过程使用同一根膜管,没涂膜清洗过程使用另一根膜管。
膜管的通量的测量见第二章。
所取的污泥为污水厂回流泵房的污泥,污水厂处理的是生活污水,污泥成分中有较多有机物质,以及一些无机盐,不存在难溶解物质。
对污染成分的测定证实了这一点,所以采用一般的酸碱清洗剂就能满足要求,故选用盐酸和氢氧化钠进行实验。
4.2.1清洗时间与浓度对通量影响
4.2.1.1酸、碱液浓度选择
如图4-6所示,碱洗在自来水反冲后进行,酸洗在碱洗度(碱液浓度0.2mol/L)后进行。
在选择的碱液浓度范围内酸洗在碱洗(碱液浓(0.05~0.3mol/L),当碱液浓度大于o.lmol/L时,浓度大小对清洗效果的影响并不明显。
同样,在选择的盐酸浓度范围(0.05一0.2mol/L)内,当盐酸的浓度增加到0.lmol/L,再继续增加清洗效果差异不大。
故选择Na0H和盐酸浓度分别为:
o.2molL/,0.lmolL/。
以后所用即为作选择的浓度。
4.2.1.2酸、碱洗时间
从图4一7可见,碱洗效果随着时间的增加呈现不规则变化,在前30mni,膜管通量变化不大,30mni到lh,恢复效果较明显,再延长时间,碱洗效果提高不大。
酸洗效果由图4一7可知,酸洗在碱洗hl(碱液浓度o.2mol/l)后进行,酸洗hl膜管通量恢复达到较好水平,再延
长时间对清洗效果影响不大。
选择碱、酸洗时间均为lh。
在本章中碱酸洗时间无说明均为lh。
4.2.2清洗过程选择
在处理不同过滤介质时,无机膜污染后的清洗有的只需要酸洗或碱洗就能达到要求,但有的也要两者联合,本实验也考察了酸、碱洗的必要性和顺序。
对于只酸洗和只碱洗的情况,结果如图4一8所示,只酸洗和只碱洗最后的清洗效果较差,在实际运行中不能满足清洗要求。
在碱洗过程中,通量从开始的35%恢复最多时只到50%。
在酸洗过程中还出现通量下降的现象,原因可能是因为预涂膜材料高岭土不溶于酸,在酸洗过程中反而造成了污染,从而膜管通量下降。
本实验还进行了酸碱洗顺序的探讨,结果发现(见图4一9),在先酸洗的过程中,酸洗后膜管通量下降。
先酸洗后碱洗的效果远不及先碱洗后酸洗,这可能是由于金属离子产生的无机沉淀物附着在紧贴膜面及孔的内表面[69],而涂膜所用的高岭土及一些有机物质覆盖在金属沉淀物的表面,先用碱清洗时,除去了表面的有机物质,有利于酸与金属沉淀物充分接触,故清洗效果较好;反之,清洗效果就差。
所以,膜的清洗顺序采用先碱后酸的方式较为有利。
4.2.3清洗方法的重复性考察
按选择的清洗条件和过程进行涂膜后的膜管循环使用和反复清洗实验。
从图4一10可知,膜管反复运行通量恢复较好,每次清洗过程的最后通量的恢复率都在90%左右。
没有出现污染物的累积问题。
说明所选择的清洗剂和清洗过程是比较有效可行的。
4.2.4与未涂膜清洗效果比较
4.2.4.1单次比较
由图4-11可知,涂膜与未涂膜运行各阶段膜管通量都存在较大区别,与未涂膜膜管相比,涂膜后的膜管运行稳定通量提高,反冲后通量恢复较好。
在碱洗和酸洗后,涂膜的膜管通量恢复率达到90%左右,而未涂膜的通量最后恢复率只有70%不到。
说明涂膜对膜管污染有很好的预防作用,能提高再生能力。
4.2.4.2多次比较
未涂膜直接处理泥水混合液的膜管第一次使用后通量恢复到初始通量的65.9%,继续清洗实验,第二次只能恢复到33.7%,此时膜管的通量己从1800L/m2.h衰减到403L/m2.h。
不能继续使用。
而图4一10表明,涂膜后的膜管通量恢复较好,可以重复使用。
这说明预涂膜能增加膜管的重复利用率,节省运行成本。
4.3本章小结
本章首先对膜管的污染机理进行了初步的探讨,对膜阻力结构进行了初步研究,得出因膜管堵塞和滤饼层形成的可逆阻力是膜管总阻力的主要组成部分,膜管通量经过简单的高速冲洗和反冲就能恢复;对膜污染成分进行了较详细的分析,得出膜污染成分中主要存在的是钙镁盐,这样有利于清洗剂的选择。
然后再以陶瓷膜管为基础,研究了在其上面用高岭土预涂膜后处理泥水混合液,不可逆阻力增大到足够大,反冲后通量仅为原始通量的30~40%时的清洗过程。
结果表明:
①清洗过程和条件:
高速冲洗一自来水反冲一碱洗(0.2mol/LNaOH)l小时一酸洗(0.lmol/LHCI)l小时;
②经过反复清洗,涂膜后的膜管通量恢复稳定在90%左右。
说明预涂膜提高了膜管的再生能力;
③比较涂膜未涂膜的膜管清洗效果的差异。
发现涂膜后的膜管通量恢复率明显高于未涂膜的。
说明预涂膜提高了膜管的再利用率。
2012硕论
2.3实验表征
2.3.1SEM电镜
实验采用KYKY-2800型扫描电镜(北京中科仪技术发展有限公司生产)对膜的表面和截面进行检测扫描。
扫描电镜在低真空模式下分辨率为:
4.5nm,高真空模式下分辨率为:
3.5nm;将加速电压控制在0.5KV-30KV之间。
图2.4所示为实验用基膜表面扫描电镜照。
(a)表面-500倍(b)表面-2000倍
图2.4基膜电镜照片
Fig.2.4SEMpicturesofsupport
2.3.2孔径分布测定
炭膜的孔径大小及孔径分布采用气泡法测定,室温下以氮气为测试气体,异丙醇为润湿剂。
气泡法的理论依据是以表面张力引起膜孔中液体的上升。
当炭膜浸泡在异丙醇溶液中,由于表面张力的作用,异丙醇溶液进入炭膜孔内,当膜孔中膜孔中的液柱重力与表面张力达到力平衡就会有气泡产生。
图2.5所示为用气体泡压法测定的平均孔径分别为1.0、1.6、1.7和3.0μm基膜的孔径分布,几乎呈正态分布。
2.3.3膜孔隙率测定.
按照国家标准方法(GB1966-80)测定膜孔隙率:
首先用电子天平(精确至O.OOlg)
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- 阻力 分析