旋转流管式微滤膜的流场探测及分离性能研究

利用水力旋流器原理采用切向进料使膜器环隙产生旋转流,为探明旋转流场的特征,应用PIV(粒子图像测速技术)测试系统进行了实测,结果表明环隙中存在起强化过滤作用的类Taylor涡。在此基础上对旋转流场进行了过滤分离实验,以探讨旋转流场中的进料方式、悬浮液质量分数和操作压力对过滤的影响。研究发现由于存在旋转流和二次涡流的剪切强化作用使得在相同工况下旋转流过滤的稳定通量达到普通轴向流的4—10倍,这表明旋转流过滤是一种有效的膜过滤强化方法之一,由此为进一步探讨旋转流膜过滤强化机理,减少浓差极化和膜污染提供实验依据。     

湍流促进器对液固一体式膜反应器中膜过滤性能影响的研究

以改善液固一体式膜反应器中膜过滤性能为目的,设计了3种外置式湍流促进器进行膜过滤强化实验,考察了湍流促进器的构型、旋转速度等因素对膜通量的影响。结果表明,旋转的湍流促进器可以明显地提高膜通量,其中推进式湍流促进器的强化效果最明显;随着湍流促进器旋转速度的增加,膜通量也相应增加;采用该湍流促进器可以进行高悬浮液质量浓度的膜过滤强化实验。     

旋转作用强化膜过滤装置评述

评述了当前利用旋转作用强化膜过滤的三种典型装置 ,即旋转盘式膜器、旋转膜管式膜器和旋转流管式膜器 ,包括它们各自的结构、机理、优缺点以及国内外的研究现状     

往复旋转中空纤维膜处理脱脂奶水溶液

采用一种往复旋转中空纤维膜超滤装置处理脱脂奶水溶液,考察了该膜过滤装置的结构参数、膜组件旋转参数以及料液的特征参数等对膜渗透通量衰减的影响。结果表明,旋转角速度越大,膜丝距中空轴轴心越远,往复旋转中空纤维膜的剪切强化作用越好;往复旋转周期的优化则需考虑如何使料液流场流速与膜丝转速之间的矢量迭加在膜表面产生的速度梯度更大,单纯增大或减小旋转周期均会弱化剪切强化的效果。在同样操作参数下,往复旋转方式比死端过滤及单向旋转方式的膜过滤更利于延缓膜通量衰减。     

往复旋转管式陶瓷膜超滤脱脂奶水溶液的研究

往复旋转管式陶瓷膜过滤系统通过膜组件往复旋转在膜表面反复产生高剪切率,达到减缓膜污染的效果。在相同操作条件下,与单向旋转过滤和死端过滤相比较,往复旋转过滤具有更好的减缓膜污染的作用。本实验利用往复旋转膜过滤装置超滤脱脂奶水溶液,考察了各种参数对该膜系统过滤特性的影响。实验结果表明,料液浓度增大,膜通量减小;过高的操作压差将会抑制膜通量增加;旋转速度增大,膜表面剪切强化作用增强,膜通量相应增大;膜稳态通量随往复旋转周期增大呈现先增大后减小的趋势。当料液速度达到膜组件转速时,瞬时反方向旋转膜组件,膜表面产生最大的剪切率,膜稳态通量也达到最大值。能耗分析表明,往复旋转过滤较单向旋转过滤单位通量能耗低。     

旋转流过滤在脱落酸中的应用与膜管再生研究

将旋转流膜过滤应用工程实际生产中,通过简单的结构改进能显著的提高过滤能力,并通过实验[1]和工程生产的实际应用研究,提出了松弛再生法在旋转流膜管的再生中是一种有效的方法之一。     

弹状流对陶瓷膜超滤葡聚糖水溶液的影响

为降低膜污染和浓差极化需维持较高膜面流速,能耗较高。将气升式外循环引入膜过程,可有效降低浓差极化和能耗。实验考察了曝气量对渗透通量的影响,当曝气量为400 L·h^-1时,与相同液速条件下单相流错流过滤相比较,膜通量提升87%;进一步增大曝气量,膜通量增加趋势变缓。对气升式膜过滤过程的水力学特性进行了研究,在弹状流条件下,气液两相流可有效提高膜面剪切力,增强膜面传质。在较低流速下,曝气可有效降低膜污染阻力,提高膜通量。结合气液两相流理论和膜过滤阻力模型,分析了弹状流提升膜通量的机理。     

电场强化错流膜过滤的研究

电场强化错流膜过滤技术可有效改善膜污染和浓差极化对错流过滤带来的不利影响。就电场膜过滤装置、机理、外加电场及影响渗透通量的因素这4个方面进行综述。目前研制的新型附加电场中空纤维膜组件克服了传统膜过滤组件的缺点,显示出很大的工程应用前景。电场强化错流膜过滤中会发生电泳和电渗等电动力学效应以及电化学效应。电泳是减缓膜污染一个主要因素,电泳和电渗两者共同作用,可以大幅提高过滤通量。采用脉冲电场可以减缓过滤速率的衰减幅度,节省单位体积滤液的电功率比耗。当颗粒具有较高Zeta电位、外加场强及跨膜压力接近临界值、错流速率较高时,过滤通量极限值将会得到提高。     

旋转切向流管式膜器的参数设计与优化研究

旋转切向流强化膜微滤是近几年提出的一种新的强化方法 ,它把水力旋流器的作用原理引入到管式膜微滤中 ,从而改进了膜器结构和悬浮流体进入膜器的方式 ,提高了膜通量 ,降低了膜污染 ,本文分析和探讨了旋转切向流膜器的结构参数与操作参数 ,给出了膜器结构设计与优化方法     

膜振动过滤通量的实验研究

针对膜过滤过程中,因污染造成膜渗透通量下降等问题,提出了全新的将膜过滤与机械振动结合的膜振动过滤方式;用粘土悬浮液做正交实验,对比了在相同操作条件下,膜振动过滤及无振动膜过滤的膜过滤通量随时间的变化情况,表明膜振动过滤通量比无振动膜过滤通量大,并验证膜振动过滤方式的可行性;通过对影响因素的分析明确了振动频率适中、振动振幅较大时,膜过滤通量越大的原因。