超滤操作条件对超滤膜清洗效率的影响
超滤操作手册
超滤操作手册一、简介超滤是一种膜分离技术，其膜为多孔不对称结构。
过滤过程是一抹两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程，使用压力通常为0.03~0.6MPa，筛分孔径从0.005~0.1μm，截流分子量为1000~500000道尔顿左右。
我们选用HYDRA cap 60膜。
影响超滤膜性能的因素1 膜的化学材料HYDRA cap 膜材质为亲水性聚醚砜（PES）,这种材质的化学稳定性优异，耐受氧化剂的能力强，亲水性好不容易被污堵，污堵后容易清洗恢复。
耐酸碱范围可达Ph2~13。
2 膜丝的微观结构和孔径。
HYDRAcap中空超滤膜的中空丝断面为海绵状多孔结构，内表面为超滤分离皮层，外表面为微滤多孔曾。
与传统超滤膜的指状大孔结构相比，孔径均一，内表面无缺陷，机械强度高。
HYDRAcap膜割分子量为15万道尔顿，分离孔径约为25nm。
3超滤膜组件的结构中空纤维膜是超滤膜的最主要形式，分为内压膜和外压膜。
外压式膜的进水流道在膜丝之间，膜丝存在一定的活动空间，内压式膜的进水流道是中空纤维的内腔。
HYDRA cap 是内压式膜。
4超滤的运行方式和清洗方式超滤的运行方式分为全流过滤和错流过滤两种模式。
全流过滤时，进水全部透过膜表面形成产水；错流过滤时，部分进水透过膜表面成为产水，另一部分则夹带杂质排出成为浓水，这种运行方式能处理悬浮物含量较高的原水。
超滤的清洗方式包括正洗、反洗、分散化学清洗、化学清洗等。
正洗、反洗可清除膜面的滤饼层。
分散化学清洗和化学清洗通过化学药剂来清除胶体、有机物、无机盐等在超滤膜表面和内部形成的污堵。
二、超滤工艺流程超滤工艺流程见图1所示四、超滤工作流程说明：超滤系统工艺流程如图1所示。
阀门W1、W2 、U1常开，其它阀门在各步骤中打开或关闭。
1运行打开阀门V1、V3，开启进水泵A。
运行中进水压力为0.1~0.2MPa，超过0.25MPa则停机并报警，说明进水压力过高。
进水泵有低液位保护，中液位自动运行。
超滤膜的过滤特点及影响因素
超滤膜的过滤特点及影响因素电泳涂装技术以其独有的高生产效率，优质耐蚀的涂层，安全经济等优点，受到涂装界的重视。
随着新型电泳涂料的开发和涂装技术的进步，成其是阳离子型电泳涂料的阴极电泳技术的开发，现今有用电泳涂装法涂底漆的车身达90%以上，车箱、车架、车轮等已基本使用电涂涂装涂底漆或一次成漆。
超滤设备的设计，有三个基本要求：一是确保有足够的流量通过膜表面，同时尽可能紧密，在既定的体积内可容纳最大的膜面积。
还要拆卸更换膜方便，易清洗等等。
常见的超滤膜有管式(又分内丈夫，外压两种)，板式，中空纤维式(也分内外压两种)，卷式四种。
从实际应用效果来看，卷式和中空对预处理、漆的管理要求严格，自动化水平要求高，而板式装卸、密封、维护较困难。
下表展示了不同类型超滤器及组件在电泳涂装上应用的优缺点。
电泳漆用超滤膜及其组件。
超滤膜的性能是超滤系统的核心。
超滤设备是否充分有效的发挥效应，关键在于超滤膜的性能好坏，即超滤膜的透过速度，截留率，寿命及耐化学药品性能等是否达到设计指标。
1、阳极电泳(阴离子型)用超滤膜。
阳极电泳漆用超滤膜的透水速度，截留率，使用寿命，对阳极漆种的适应性等指标国产超滤膜均与国外同类产品水平相当，而今阳极电泳线上配套的超滤器国内基本上不进口，多采用国产超滤膜。
2、阴极漆(阳离子型)用超滤膜。
随着当今阴极电泳漆的迅速发展，与之相适应的超滤膜一直是膜工程人员研究重点。
由于阴极电泳漆固含量高，主要成份为水溶性高分子涂糕点和极细的颜料，吸附性较大，污染力较强，造成超滤膜极易堵塞、衰减。
为此国外一般选用具有与阴极漆基相同电荷的荷正电超滤膜来超滤阴极漆。
在超滤过程中，借助杜南效应，静电排斥，减轻漆对膜面的污染，增加透过速度，延长膜的使用寿命。
超滤设备在电泳漆超滤中的几个影响因素。
1、漆液流速。
超滤过速度是由膜面溶质逆向扩散速度所控制的，漆液在膜管流动时产生浓差级化是影响透过速度的主要因素，浓差极化强度取决于膜面漆液的流速，只有当膜面流速致使漆液从层流转入紊流状态时，才能冲破轴向流动边界层厚度，极化程度得以改善，管过速度得以提高。
超滤工作原理
超滤工作原理引言概述：超滤是一种常用的分离技术，通过超滤膜对溶液进行筛选，实现溶质的分离。
本文将详细介绍超滤的工作原理，包括超滤膜的结构和基本原理，超滤过程中的操作参数以及超滤的应用领域。
一、超滤膜的结构和基本原理1.1 超滤膜的结构超滤膜是由聚合物材料制成的，具有多孔结构。
常见的超滤膜材料有聚酯、聚醚、聚丙烯等。
超滤膜的孔径大小一般在0.001微米到0.1微米之间，可以根据需要选择不同孔径的膜材料。
1.2 超滤膜的基本原理超滤膜通过其孔径大小选择性地阻隔不同大小的溶质。
当溶液通过超滤膜时，溶质分子或颗粒会被膜上的孔径所阻挡，而溶剂分子则可以通过膜孔径进入膜的另一侧。
这样，溶质分离就可以实现。
1.3 超滤膜的分离机制超滤膜的分离机制主要包括筛分作用和吸附作用。
筛分作用是指根据溶质的分子大小，通过超滤膜的孔径选择性地阻挡溶质的传递。
吸附作用是指超滤膜表面的静电作用或亲疏水性，使溶质分子在膜表面发生吸附作用，从而实现分离。
二、超滤过程中的操作参数2.1 过滤压力过滤压力是指施加在超滤膜上的压力，用于推动溶液通过膜孔径。
适当的过滤压力可以提高超滤效率，但过高的压力可能会损坏超滤膜。
2.2 通量通量是指单位时间内通过超滤膜的溶液体积。
通量的大小受超滤膜孔径、过滤压力和溶液浓度等因素的影响。
通量越大，超滤效率越高。
2.3 清洗和维护超滤膜在使用过程中会受到污染，需要进行定期清洗和维护。
清洗可以采用物理清洗和化学清洗的方法，以去除膜表面的污染物，保持超滤膜的性能。
三、超滤的应用领域3.1 饮用水处理超滤技术在饮用水处理中被广泛应用。
通过超滤膜可以有效去除水中的悬浮物、胶体、细菌等微生物，提高水质。
3.2 生物制药超滤技术在生物制药中用于分离和纯化生物大分子，如蛋白质、抗体等。
超滤可以去除杂质，得到高纯度的目标产物。
3.3 废水处理超滤技术可以用于废水处理，去除废水中的悬浮物、有机物等，净化废水，达到排放标准。
超滤膜的过滤截留率指标
超滤膜的过滤截留率指标超滤膜是一种常用的膜分离技术，广泛应用于水处理、食品加工、制药等领域。
超滤膜的过滤截留率是评估其性能的重要指标之一。
本文将介绍超滤膜的过滤截留率指标及其影响因素。
超滤膜的过滤截留率是指在一定操作条件下，超滤膜对不同颗粒物质的截留效果。
通常以截留率百分比表示，截留率越高，说明超滤膜对颗粒物质的截留效果越好。
超滤膜的过滤截留率受多种因素影响，主要包括膜孔径、材料性能、操作条件等。
首先，膜孔径是影响超滤膜过滤截留率的重要因素之一。
超滤膜的孔径通常在0.001-0.1微米之间，孔径越小，对颗粒物质的截留效果越好。
其次，超滤膜的材料性能也会影响其过滤截留率。
不同材料的超滤膜具有不同的分子筛选性能，选择适合的材料可以提高超滤膜的过滤截留率。
此外，操作条件如温度、压力等也会对超滤膜的过滤截留率产生影响。
一般来说，较高的温度和压力可以提高超滤膜的过滤截留率。
除了上述因素外，超滤膜的截留率还受到被处理液体性质的影响。
不同液体中的颗粒物质大小、形状、浓度等都会对超滤膜的过滤截留率产生影响。
例如，颗粒物质浓度较高时，容易堵塞超滤膜孔道，从而降低过滤截留率。
此外，溶液中存在的胶体物质也会影响超滤膜的过滤截留率。
胶体物质在溶液中呈现胶状状态，容易附着在超滤膜表面，从而降低过滤截留率。
为了提高超滤膜的过滤截留率，可以采取以下措施。
首先，选择合适的超滤膜材料和孔径。
根据被处理液体的特性选择合适的超滤膜材料，并根据需要调整孔径大小。
其次，优化操作条件。
通过调整温度、压力等操作条件，提高超滤膜的过滤截留率。
此外，在使用过程中定期清洗和维护超滤膜，防止堵塞和污染，也可以提高其过滤截留率。
总之，超滤膜的过滤截留率是评估其性能的重要指标之一。
通过选择合适的材料和孔径，并优化操作条件，可以提高超滤膜的过滤截留率，从而更好地应用于水处理、食品加工、制药等领域。
超滤膜的应用与原理
超滤膜的应用与原理应用介绍超滤膜（Ultrafiltration Membrane）是一种常用的膜分离技术，主要用于分离和浓缩溶液中的大分子物质和悬浮物。
超滤膜能够移除溶液中的高分子聚合物、胶体和微生物，广泛应用于水处理、食品和饮料工业、制药工业等领域。
工作原理超滤膜是一种半透膜，由于具有较大的孔径（通常为几纳米至几十纳米），使得溶液中的溶质、胶体和微生物无法通过膜孔，但溶剂和低分子量物质可以通过膜孔。
超滤过程是通过施加一定压力将原料液体推入超滤膜的一侧，并在压力差的作用下，让溶剂和小分子通过膜孔，而大分子被滞留在膜表面，从而实现分离的过程。
应用领域1.水处理领域：超滤膜常用于水处理中的脱盐、除菌和除臭等过程。
它可以有效去除水中的悬浮物、胶体、细菌和病毒，提供清洁、安全的饮用水。
此外，超滤膜还可以用于处理工业废水和污水，去除有害物质。
2.食品和饮料工业：超滤膜在食品和饮料工业中的应用非常广泛。
它可以用于去除牛奶中的脂肪和细胞、浓缩果汁、澄清啤酒、去除蛋白质等。
超滤膜能够保持食品和饮料的原始口感和营养成分，提高产品质量。
3.制药工业：超滤膜在制药工艺中的应用越来越重要。
它可以用于浓缩和纯化抗生素、脱除药物中的无效成分、去除微生物等。
超滤膜在制药领域中具有高分离效率、低能耗和占地面积小的优势。
4.生物技术：超滤膜在生物技术中起着关键的作用。
它被用于澄清和浓缩发酵液、分离和提纯重组蛋白、分离细胞和培养基等。
超滤膜具有滤液清澈、分离效率高、易于操作等优势。
主要优势1.高效分离：超滤膜能够有效地分离和去除溶液中的大分子物质和悬浮物，具有高分离效率。
2.营养保留：超滤膜在处理食品和饮料时能够保留产品中的营养成分，不会对产品造成损失。
3.操作简便：超滤膜的操作相对简单，只需施加一定压力即可实现分离过程。
4.低能耗：与传统的分离方法相比，超滤膜具有低能耗的优势，有利于节约能源和降低成本。
使用注意事项1.清洗维护：超滤膜在使用过程中需要进行定期清洗和维护，以保证膜的正常运行和延长使用寿命。
超滤膜技术对细菌的杀菌效果研究
超滤膜技术对细菌的杀菌效果研究超滤膜技术是一种有效去除细菌的方法，其原理是通过超微孔径的滤膜，将细菌和其他污染物分离出来。
超滤膜技术被广泛应用于水处理、食品加工和制药等领域，具有杀菌效果好、操作简便、能耗低等优点。
本文将探讨超滤膜技术在杀菌方面的研究。
一、超滤膜的制备和性能超滤膜是由聚合物材料制备而成，其特点是具有大通量、高截留率和良好的机械强度。
超滤膜的孔径通常在0.01-0.1微米之间，可以有效地去除微生物、蛋白质、胶体等大分子物质，保留水溶液中的小分子物质。
超滤膜的制备方法主要有两种：一种是溶液浸渍法，即将聚合物材料溶解在溶剂中形成溶液，然后将溶液浸渍在多孔性支撑材料上，通过干燥和交联等处理得到超滤膜；另一种是熔融挤出法，即将聚合物材料熔融后挤出成膜。
溶液浸渍法制备的超滤膜具有较高的孔隙度和孔径分布均匀性，而熔融挤出法制备的超滤膜则具有较好的机械强度和耐高温性能。
超滤膜的性能主要通过孔径和截留率来评价。
孔径越小，超滤膜对微生物的截留率越高。
一般来说，孔径小于0.01微米的超滤膜可以有效地杀灭细菌，孔径在0.01-0.1微米之间的超滤膜可以有效地去除细菌。
二、超滤膜技术在杀菌方面的应用超滤膜技术在杀菌方面的应用包括水处理、食品加工和制药等领域。
在水处理领域，超滤膜技术可以有效地去除水中的细菌、病毒和胶体等污染物，使水质达到卫生标准。
研究表明，超滤膜技术对大肠杆菌、沙门氏菌等常见的致病菌有很好的截留效果，可以将其截留率提高到99%以上。
此外，超滤膜技术还可以去除水中的悬浮物、颜色和异味等有害物质，提高水的质量。
在食品加工领域，超滤膜技术可以用于奶制品和果汁等液态食品的杀菌处理。
研究表明，超滤膜技术对各种细菌具有很好的杀灭效果，可以有效地延长食品的保质期。
此外，超滤膜技术还可以去除食品中的悬浮物和颗粒等杂质，提高食品的口感和品质。
在制药领域，超滤膜技术可以用于药物的分离和纯化。
研究表明，超滤膜技术对细菌和病毒具有很好的截留效果，可以有效地去除药物中的微生物污染物，提高药品的质量和安全性。
矿井防灭火技术分析
１２ 阻 化 剂 技 术 防 灭 火 ．
阻化剂防灭火技术始于２世纪６ 年代。常用 的阻化剂是一些吸水性 ０ Ｏ 很强的无机盐类 （ ａ Ｍ Ｃ ） ＣＣ ｇ 。阻化剂只有与水混合成一定质量浓度 ， 的水溶液后 才能抑制和起到防火作用 ，其防灭火机理为 ：①增加煤 在低 温时的化学惰性 ，使煤炭和氧的亲合力降低 ； ②形成液膜包围煤块 和煤 的表面裂 隙面 ；③充填煤柱 内部裂隙 ；④增加煤体的蓄水能力；⑤水分 蒸发吸热降温 。实质是降低煤在低温时的氧化速度 ，延长煤的 自 燃发火
２ 预 防矿 井外 因火 灾
除了以上 防灭火技术以外 ， 矿井生产过程中必须采取预防矿井外因 火灾的措施 。
２１ 预 防电气 引火 ．
岩层浅钻孔气体分析法 ”完全可用于圈定煤矿井下采 空区内煤 自然发火 火 源的工艺方法 ，只要掌握 一定 的检测技术手段 ，具有相 当的技 术素 养 ，完成并不多的工程量 ，进行一定程度 的技术数据处理 ，即可取得满
泡沫防灭火是将气体在混合液体中充分分散 ，形成泡沫 ，充填火 区 空间 ，窒息火 区，隔绝空气 ，达到 防灭火的 目的。目前应用的泡沫主要 有 ：惰性气体泡沫 、阻化泡沫、三相泡沫和粉煤灰 固化泡沫。泡沫材料 具有较高的发泡倍数 ，可以覆盖高低处的浮煤 ；泡沫具有一定 的强度 ， 可以起 到充填 、 堵漏的作用 ； 泡沫 内的气体 可在 目标区域内有效驻 留， 起到降温 、窒息的效果。但是泡沫稳定时间短 ，不能实现固化 ，在表面 破碎 区域压注发泡 陛能差，成本相对较高。
参考 文 献 ［ ｔ永兵 ， 湘， 军， 热喷涂技 术 的发展和应 用【． 与涂饰，０７６ ｕ 刘 祁文 等． Ｊ电镀 ］ ２０ 。 ． 【 吴子健 ． 喷涂技 术与应 用【】 ２ 】 热 Ｍ ． 工业 出版社，０６ 机械 ２０ ． 【徐 滨 士， 绍华， 世参． ３ ］ 朱 刘 材料表 面工程［ 】 尔滨工业 大学 版社． ０ ， Ｍ． 哈 ２ ５ ０
超滤过程的膜污染和运行条件优化
超滤过程的膜污染和运行条件优化王旭亮;李宗雨;董泽亮;赵静红;张艳萍【摘要】超滤是废水净化的最佳选择之一,然而不可避免的膜污染问题制约了超滤技术的进一步发展.通过阐述超滤膜污染过程和影响因素,精准认知污染类型和污染机制,不断优化膜运行条件,适当地改变操作参数,选择合适的清洗方式和清洗剂,以获得较高的污染物去除率和膜渗透率,降低超滤技术成本.【期刊名称】《工业用水与废水》【年(卷),期】2019(050)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】超滤;膜污染;操作参数;物理清洗;化学清洗【作者】王旭亮;李宗雨;董泽亮;赵静红;张艳萍【作者单位】国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津 300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津 300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津 300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津 300192【正文语种】中文【中图分类】TQ085;X703.1超滤技术凭借其分离效率高、分离过程无相变、绿色节能等优势，被广泛应用于工业废水处理、生活污水回用、家用净水、海水淡化预处理等领域，近年来发展迅速［1-6］。
然而由于膜表面的杂质被截留或吸附，以及膜与原水中存在的各种组分之间的相互作用而产生的膜污染，严重制约了超滤技术的进一步发展。
针对不同膜污染机理采取合理的运行方式来抑制复杂反应，是控制膜污染的理想途径，可以获得较高的污染物去除率、膜渗透率以及整个超滤过程的低成本运行。
本文综述了超滤过程中膜污染与影响因素，考虑到污染机理与污染物的复杂性，膜污染控制可以通过优化运行方式去除污染物、防止或减轻膜污染，介绍了不同操作参数和周期性物理化学清洗下膜污染去除效果。
1 超滤过程的膜污染1．1 膜污染过程超滤过程中，进料液中的污染物质在膜表面或膜孔内积累，通过吸附、孔隙堵塞和滤饼或凝胶等多种作用机制，膜的渗透性逐渐下降。
超滤膜在水处理中的污染及其控制措施
超滤膜在水处理中的污染及其控制措施超滤膜污染控制技术是超滤膜技术推广的关键，超滤膜污染受到膜结构和特性，温度、压力、水中杂质、原生水质等因素的影响，造成超滤膜通水量减少、能耗增加、生产成本升高。
超滤膜清洗时比较复杂，并且还要使用化学药剂，会对周围水质造成再次污染。
超滤膜清洗难度大，在对超滤膜进行清洗过程中要对超滤膜污染问题进行区别对待，提前做好各项准备，当超滤膜污染超标时，及时地进行超滤膜清洗。
通过超滤膜与粉末活性炭的组合工艺、混凝剂超滤膜组合工艺等工艺创新可以提高超滤膜污染工作效率。
本文通过对超滤膜在水处理中污染的原理和特点的分析，根据对超滤膜污染影响因素的探究，提出超滤膜在水处理中的污染控制措施，以期促进超滤膜技术的发展。
标签：超滤膜；水处理；污染；控制措施引言随着科学技术的发展，膜过滤技术得到较快的发展，使用膜过滤技术可以有效去除水中的微生物、细菌、无机颗粒和有机物，超滤膜水处理技术具有良好的物化性能和分析性能，能够满足环境工程水质要求。
超滤膜技术可以实现对水的净化、浓缩、分析，有效实现水体净化，并且成本低，有着较好的发展前景。
可以通过促进科技创新，逐步转变经济发展方式对超滤膜进行技术创新，促进企业健康发展，企业在获得经济效益的同时可以获得社会效益和生态效益。
1、超滤膜技术概念1.1 超滤膜技术工作原理。
超滤膜技术是在压差推动力作用下进行的筛孔分离过程，即在一定的压力作用下，当含有大、小分子物质两类溶质的溶液流过被支撑的膜表面时，溶剂和小分子溶质（如无机盐类）将透过膜，作为透过物被收集起来；大分子溶质（如有机胶体等）则被膜截留而作为浓缩液被回收，从而可以实现对水质净化和浓缩，分离出相关溶液的技术。
超滤膜技术在应用中介于微滤和纳滤之间，膜孔径范围为0.005-0.1μm，截留分子量为1000-500，000道尔顿左右。
超滤膜工作原理主要体现在一定压力下进行过滤的半透性的膜。
受到压力的作用，溶液中的溶剂和低分子量的溶质会通过超滤膜上的孔洞到达膜的另一侧。
蛋白质超滤操作
蛋白质超滤操作
一、准备超滤膜
在进行蛋白质超滤操作之前，需要准备超滤膜。
超滤膜是一种特殊的过滤膜，能够只允许小分子物质透过，而阻止大分子物质通过。
根据所需的超滤膜的孔径大小和超滤设备的规格，选择合适的超滤膜。
在操作前要检查超滤膜是否完好无损，并按照厂家提供的说明进行安装。
二、加样
将待超滤的蛋白质溶液加入到超滤设备中，注意不要加入过多，以免影响超滤效果。
加样时要保证均匀分布，避免产生气泡。
三、施压
对超滤设备施加一定的压力，使蛋白质溶液在压力的作用下通过超滤膜。
施加的压力大小要根据超滤膜的孔径和设备而定，一般在0.1-0.5MPa之间。
在施压过程中要保持压力稳定，避免波动过大影响超滤效果。
四、循环
在进行超滤过程中，需要保证蛋白质溶液在超滤膜表面形成循环流动，以保证超滤效果。
在循环过程中，需要定期检查循环流量和压力，保证正常运转。
五、收集
经过一段时间的超滤后，小分子物质会透过超滤膜进入收集袋中。
收集时要及时记录收集时间和重量，以便后续分析。
六、清洗
在超滤结束后，要对超滤膜进行清洗。
清洗时要选用适当的清洗剂，并按照厂家提供的说明进行操作。
清洗时要保证清洗彻底，以免影响下次超滤效果。
七、保存
清洗完毕后，要将超滤膜晾干并保存好。
保存时要放在干燥、阴凉的地方，避免阳光直射和潮湿环境。
同时也要定期检查超滤膜是否完好无损，及时更换破损的超滤膜。
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膜 科 学 与 技 术 M EM BRAN E SCI EN CE AN D T ECHNOL OGY
Vol. 26 No. 1 F eb. 2006
文章编号 : 1007- 8924( 2006) 01- 0047- 04
超滤操作条件对超滤膜清洗效率的影响
冲洗后, 将已知纯水通量的污染膜组件依次安装好 , 用质量分数 为 0. 3% 、 体积为 1. 5 L 的 Ultrasil 11 ( 去离子水配制 ) 溶液, 室温清洗 20 min, 重新将系 统用去离子水冲洗干净后 , 超滤 1. 5 L 去离子水, 测 清洗后膜的纯水通量 J c. 所有的清洗操作压力均为 0. 02 MP a, 方式为全循环清洗.
很明显, 离子强度相同时 , 除 pH 值为 9. 00 以 外, 清洗效率随 污染溶液 pH 值的升高而增 大, pH 为 7. 00 的清洗效率达 99. 48% , 这可能是在较强的 酸性条件下, 由于发酵液中的菌体和蛋白质呈正电 性, 牢固地吸附在带负电荷的膜面上, 滤饼层比较紧 密, 清洗比较困难, 清洗效率低; 随着 pH 值由 2. 77 提高到 7. 00, 污染物 ( 菌体和蛋白质 ) 所带正电荷在 减少 ( 等电点附近为零) , 污染物与膜面的结合力较 弱, 滤饼层比较疏松, 清洗剂较容易渗透进入膜面污 染层的孔隙, 滤饼易被腐蚀而脱落, 清洗比较容易, 清洗效率高; 再进一步提高 pH 值时, 溶液呈碱 性, 污染物逐渐带上负电荷, 虽然与同样带负电荷的膜 面由于静电斥力结合力进一步减弱 , 但是由于清洗 剂中的主要组分 阴离子表面活 性剂也带 负电 荷, 由于强大的静电排斥作用 , 清洗剂分子难以接近
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力的作用使膜面滤饼越致密, 膜污染越严重, 清洗剂 较难进入滤饼孔隙, 瓦解腐蚀滤饼 , 清洗变得困难 .
7. 00 的范围内, 较高 pH 值条件超滤污染的膜容易 清洗 , 因为此时荷负电的膜表面和菌体、 蛋白质等大 分子之间存在静电排斥 , 分子之间的距离较大, 形成 的滤饼结构疏松, 清洗过程中清洗剂容易进入间隙, 腐蚀滤饼 , 清洗效率较好 , 由 pH 2. 77 的 83. 10% 升 高到 7. 00 的 99. 48% , 但 pH 值继续 增加达 9. 00 时, 清洗效率反而下降至 82. 71% ; 超滤时间越 长, 清洗效率越差 ; 另外低压范围内 , 污染压力大, 清洗 效率好; 超滤溶液的离子强度越大 , 清洗效率越高. 参 考 文 献
- 2 2 - 1
h - 1 ) 与相同条件下 ) 之比: ( 1)
h
100%
2
2. 1
实验结果与讨论
超 滤溶 液 pH 值 和 离子 强度 对清 洗效 率的 影响 超滤溶液的 pH 值和离子强度通过改变膜和溶
质的表面电荷影响膜面污染层结构, 间接影响清洗 过程进而影响清洗效率 . 超滤溶液的 pH 值和离 子强度对清洗效率的影响如图 3 所示.
齐希光1 郭群峰2 李秀芬3*
( 1. 江南大学 食品学院 , 无锡 214036; 2. 华北煤炭医学院 , 唐山 063000; 3. 江南大学 生物工程学院, 工业生物技术教育部重点实验室 , 无锡 214036) 摘 要: 超滤操作条件直接影响膜面滤饼层的厚度和密度 , 从而间接影响污染膜的化学清洗
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膜分离技术在发酵工业得到实际应用的主要障 碍是有机和无机物在膜面或孔内的沉积, 超滤过程 中膜面沉积层的形成无论是对渗透速率还是污染膜 的清洗 都会造 成不利 影响 . 尽管 通过 采用 错流冲 洗 和反冲洗技术 或改变膜特性 等来降低或 减缓膜污染是可能的, 但是实践证明任何方法技术 都不能彻底消除膜污染, 污染膜的清洗在实际生产 中不可 避免. 据悉膜 的清 洗和更 换占 运行 成本的 50% , 占整个超滤系 统总成本的 30% [ 5] , 因此对污 染膜进行有效清洗是降低成本的有效途径. 本文针 对超滤操作条件如超滤溶液化学条件、 超滤时间和 超滤压力等对膜清洗效率的影响进行了研究 , 以期 在可能的情况下 , 寻找能获得最佳膜清洗效率的超 滤操作方法, 降低运行成本, 为超滤预除谷氨酸发酵 液中的菌体、 实现味精行业清洁生产提供指导 .
效率 . 针对聚砜超滤膜- 谷氨酸发酵液体系 , 着重考察超滤溶液 pH 值、 离子强度、 污染时间以 及超滤压力对清洗效率的影响. 结果表明, 超滤 pH 值从 2. 77 升高到 7. 00 时 , 清洗效率升高 到 99. 48% ; 但 pH 值进一步升高到 9. 00 时 , 发酵液中的菌体和蛋白质及膜表面均带强大负电 荷, 由于静电排斥使得清洗剂中的有效成分 阴离子表面活性剂难以接近污染层 , 清洗效率 降低 , 从 pH 7. 00 的 99. 48% 降低到 pH 9. 00 的 82. 71% ; 超滤时间越长, 剪切力的作用使膜面 滤饼越致密, 清洗变得困难, 超滤 1 h 的清洗效率为 99. 73% , 而 3 h 的清洗效率为 57. 92% ; 超 滤压力为 0. 05 MPa 时清洗效率为 86. 49% , 压力升高到 0. 08 MP a 时 , 清洗效率达 99. 48% , 即低压范围内 , 超滤压力大, 清洗效率高; 清洗效率随超滤溶液离子强度增大而增大 . 关键词: 超滤 ; 发酵液; 化学清洗 中图分类号: T Q028. 8 文献标识码 : A 提供 . 正常放罐时发酵液的 pH 值为 6. 8~ 7. 2, 温度 为 34~ 36 , 呈乳白色或淡黄色, 主要成分有: 湿菌 体 3% ~ 4% , 谷氨酸 7% ~ 8% , 可溶蛋白 1% , 残糖 0. 8% , 氨离子 0. 6% ~ 0. 8% , 其他氨基酸主要是丙 氨酸等约 0. 6% ~ 0. 8% , 另有少量色素、 乳酸等发 酵副产物 . 错流超滤系统由天津膜天膜工程技术有限公司 提供 , 如图 1 所示. 膜组件由 4 根长 25 cm 的膜丝组 成, 总几何面积为 34. 68 cm 2 , 中科院生态环境研究 中心提供 , 材质聚砜, 切割分子量 20 000~ 30 000, 表面带有微量负电荷. 1. 2 实验方法 发酵液超滤和清洗顺序如图 2 所示. 测定新膜