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陶瓷膜分离技术由于具有分离、浓缩、纯化的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,广泛应用在化工、食品、医药、环保等行业液体中杂质的分离,显示了独特的优势和广阔的前景。但是陶瓷膜污染难题一直是其在工程应用中面临的最大障碍,膜污染不仅使过滤系统运行稳定性下降,能源消耗增多,而且成为制约陶瓷膜分离技术拓展更多应用领域的关键因素之一。在这些液体分离中,尤其是含消泡剂的发酵液的分离,消泡剂本身对陶瓷膜是否造成污染,相关研究并不多。 掌握消泡剂对陶瓷膜污染与清洗的变化规律,有助于我们了解不同类型的消泡剂对陶瓷膜过滤性能的影响,对于过滤前如何预防、过滤中如何判断污染情况和污染后指导如何清洗有着很重要的现实意义。希望通过本实验的一些研究,能为陶瓷膜生产企业进一步改进膜元件性能提供参考,并为陶瓷膜需求单位选择合适的陶瓷膜产品、消泡剂以及后续清洗受污染的陶瓷膜提供帮助。 本实验采用多通道管式陶瓷膜设备,针对上述问题分别进行污染与清洗实验。首先在实验室条件下,探讨影响陶瓷膜过滤性能的因素,这些影响因素主要包括:消泡剂种类、浓度、温度。并逐一考察这些因素对陶瓷膜过滤性能的影响趋势,实验结果表明:聚醚、有机硅和植物油三类消泡剂对陶瓷膜都造成了污染,而且,同一种类的消泡剂,随着分子量、粘度、浓度的增大,陶瓷膜受到的污染更严重。另外,较低的过滤温度,会加重膜元件的污染程度。 同时,在实验室条件下,研究了影响污染后的陶瓷膜的清洗效果的因素,主要包括:物理清洗(水冲)、清洗剂种类、清洗温度、清洗剂浓度、清洗次序。考察这些因素对清洗效果的影响趋势,实验结果表明:物理清洗(水冲)几乎没有效果,清洗剂种类对清洗效果影响显著,选择复配的D3-Ultra(@)10碱清洗剂和复配的D3-Ultra(@)75酸清洗剂配合使用比氢氧化钠和硝酸的清洗剂效果好,并且单独使用碱和酸清洗效果较差;清洗温度升高有利于膜渗透通量的恢复,但是温度过高清洗效果会减弱,75℃下清洗效果最佳;较高的清洗剂浓度能够使清洗剂和污染物接触机会更多,因此具有更好的清洗效果,但清洗剂浓度过高反而会对陶瓷膜造成二次污染,采用0.5% D3-Ultra(@)10和0.2% D3-Ultra(@)75配合使用清洗效果最好;清洗顺序以先碱洗后酸洗为佳,此种清洗方法膜通量恢复率高于先酸洗后碱洗,实验使用的粉末状D3-Ultra(@)10碱清洗剂具有较强发泡性,将其放在前一步清洗环节,更有利于后一步清洗中液体状D3-Ultra(@)75酸清洗剂中和去除,避免残留。