膜過濾
在過濾質量濃度大于約1%的高濃度料漿時,如果膜的實際開孔足夠小,在其表面可能形成一個固體顆粒沉積層,或者,在膜表面形成一個組合的沉積過濾層。進一步的過濾發(fā)生在新形成的沉積層上,且后續(xù)的過濾行為可能僅依賴于此沉積層。該層可稱為“動態(tài)層”或 “次生層”膜。
然而在膜過濾中,動態(tài)一詞也用于表示具有可移動過濾面的一種過濾器。動態(tài)膜這一概念不能用于在沉積層上的膜過濾,此沉積層與帶支撐材料的次生層膜所處的位置相同。在這種條件下過濾時,原來的膜在維持過濾上可能只扮演一個小角色,此效應如圖10-11所示[Raasch, 1987丄細小的地面石灰?guī)r顆粒的懸浮液,其體積濃度為2%,平均顆粒直徑為4印n, 用名義孔徑為0. 2微米的聚合物膜以及兩個孔徑分別為25微米和42微米的篩板進行過濾。用篩板過濾時,最初的滲透液是渾濁的,但在40s之后,所有使用的過濾介質的滲透液澄清度和滲透通量沒有什么差別。雖然粗大網眼的孔徑比顆粒粒徑約大一個數(shù)量級,但是2%的體積濃度足以在網眼上形成架橋,構成次生層膜。這是體現(xiàn)次生層膜效應的一個顯著 的實例,同時也表明了次生層膜如何在錯流過濾中控制過濾性能。在錯流過濾中,顆粒分離是一個眾所周知的效應[Tarleton和Wakeman, 1993]。錯流速度的增大可引起更多的粗大顆粒從沉積層移走,膜上剩下的小顆粒便形成了更薄的一層濾餅。在次生層膜過濾中,此種分離可以導致顆粒濃度降低,且沉積下來的顆粒粒徑必然符合能形成次生層膜的要求。因此,形成次生層膜所必需的條件是實現(xiàn)在粗大孔徑上的架橋,而這種架橋是錯流速度、膜支撐和懸浮液顆粒粒徑分布的函數(shù)。