超滤中的浓差极化现象分析

随着超滤膜使用时间的增加，膜的通量会逐渐减小，浓差极化现象就是引起这种现象的原因之一，掌握其发生机理和降低这种现象发生的具体措施，对膜分离的过程是十分重要的。今天小编就来向大家介绍一下“浓差极化”。

什么是浓差极化

在压力驱动膜过程中，由于料液中水透过膜，而溶质被膜阻留，使膜表面上溶质的浓度升高。在浓度梯度作用下，溶质从膜表面向本体溶液反向扩散，形成边界层，使流体阻力和渗透压增加，从而导致溶剂透过通量减小。

当溶剂向膜表面流动引起的溶质流动速度与由浓度梯度引起的溶质向本体溶液的扩散速率达到平衡时，在膜表面附近形成一个稳定的浓度梯度区，膜表面浓度c2高于主体溶液浓度c1，这一区域称为浓差极化边界层，这一现象叫浓差极化；c2/c1叫浓差极化度。

浓差极化的危害

1、浓差极化使膜表面溶质浓度增高，引起渗透压的增大，从而减小传质驱动力。

2、当膜表面溶质浓度达到其饱和浓度时，会在膜表面形成沉积或凝胶层，增加透过阻力。

3、膜表面沉积层或凝胶层的形成会改变膜的分离特性。

4、当有机溶质在膜表面达到一定浓度时有可能对膜发生溶胀或溶解，恶化膜的性能。

5、严重的浓差极化导致结晶析出，阻塞流道，运行恶化。

浓差极化防治

既然超滤膜的浓差极化现象危害如此之大，那么怎么防止浓差极化现象的恶化呢？

主要防治途径：

1、加强进料的预处理。

2、选择合适膜组件：组件结构；加入紊流器；料液横切流向设计；螺旋流。

3、合理的过程设计：料液脉冲流动；提高流速。

4、合适的操作参数的选择：适当提高进料液温度以降低粘度，增大传质系数等。

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