設(shè)備的比例放大和模型

工業(yè)生產(chǎn)上，大型化微濾通常采用幾個(gè)膜器并聯(lián)操作以獲得所需要的滲透通量。用單個(gè)膜器做的初步實(shí)驗(yàn)是很容易進(jìn)行的，用過濾面積和滲透通量成比例的方法進(jìn)行放大，可以滿足工程設(shè)計(jì)的要求。然而還應(yīng)有一些關(guān)于優(yōu)化操作方法的重要選擇：

(1)單次通過串聯(lián)操作；

(2)用于懸浮液增濃的多次通過間歇操作；

(3)具有“進(jìn)料和排岀”的多次通過操作。

上述這些流程示意見圖單次通過法需要大的膜面積以實(shí)現(xiàn)對(duì)適量懸浮液的增濃。一組并聯(lián)操作的膜器的濃縮液或截留液成為下一組膜器的進(jìn)料。因?yàn)闈B透液的移走減少了所需要處理的懸浮液的體積，所以各組中并聯(lián)膜器的數(shù)目逐漸減少，而其數(shù)目減少后仍能保持原來的錯(cuò)流速度，甚至設(shè)計(jì)中可以使錯(cuò)流速度更大一些。多次通過的懸浮液增濃法實(shí)際上是一個(gè)間歇操作，在過濾過程中隨著滲透液從系統(tǒng)中移出，膜器的進(jìn)料濃度增大。工業(yè)生產(chǎn)上大型的多次通過增濃操作中，懸浮液通常以滲透液離開系統(tǒng)的相同速度進(jìn)入系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)室或小型生產(chǎn)操作中，連續(xù)進(jìn)料是很少見的。在具有進(jìn)料和排出的多次循環(huán)操作中，膜的進(jìn)料濃度為恒定值，此值應(yīng)保證得到較高的滲透通量。滲透液和排出濃縮液的流速應(yīng)正好和待處理的新的懸浮液的流入速度相匹配。第一種操作方式的能量效率比較高，因?yàn)楸盟鸵后w的消耗最小，但要使膜消耗最少，則膜的滲透通量必須要很高。為了簡化初步實(shí)驗(yàn)，一般采用沒有連續(xù)進(jìn)料的多次通過增濃方式。通過進(jìn)行簡單實(shí)驗(yàn)得到滲透通量隨流入的懸浮液濃度的變化關(guān)系，如圖10-17所示。然而，這個(gè)過程可能引起對(duì)滲透通量的過高估計(jì)，因?yàn)樵谠鰸獠僮髦?，瞬時(shí)滲透通量通常比相同濃度下的穩(wěn)態(tài)滲透通量要大。沉積的濾餅層需要一段時(shí)間來適應(yīng)主體流的流動(dòng)條件，包括懸浮液濃度。在這個(gè)適應(yīng)過程中，穩(wěn)態(tài)滲透通量常按圖10-3所示的相似的方式遞減。如果使用這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來預(yù)測單次通過法或具有進(jìn)料和排出的多次通過法的操作性能，可能會(huì)出現(xiàn)問題。對(duì)于這些操作方式應(yīng)做允許穩(wěn)態(tài)滲透通量增長的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。