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作為系統(tǒng)的膜接觸器（MC）是膜技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。膜在其中的功能是促進(jìn)兩個(gè)接觸相（液/液、液/氣）之間的質(zhì)量傳遞，其分離過(guò)程是基于相平衡原理。凡是傳統(tǒng)的萃取、滌氣、吸收、液/液提取、乳化、結(jié)晶、相轉(zhuǎn)換催化，都可由MC來(lái)完成。 |
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與傳統(tǒng)方法相比，MC有以下優(yōu)點(diǎn)：在接觸中相不散開(kāi)；能獨(dú)立改變流速而不受負(fù)荷限制；不受相密度差的限制；單位體積的表面積非常大；定型設(shè)計(jì)；容易比例放大。其缺點(diǎn)是存在額外的質(zhì)量傳遞阻力等?，F(xiàn)在，MC已成功地實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用，例如其在果汁濃縮和水處理等領(lǐng)域中的應(yīng)用。 |
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膜的濃差極化現(xiàn)象和污染，對(duì)壓力驅(qū)動(dòng)的膜分離中的液相性質(zhì)有負(fù)面影響。濃差極化是指：被超濾膜截留的溶質(zhì)在膜面上逐漸積聚，使那里的溶質(zhì)濃度升高，在濃度梯度的作用下，膜面附近的溶質(zhì)又反向擴(kuò)散到溶液的主體中，當(dāng)溶質(zhì)的積聚和反向擴(kuò)散達(dá)到平衡時(shí)，膜面上形成了有溶質(zhì)濃度分布的邊界層，該層對(duì)溶劑等小分子物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用，通量減小，稱為膜的濃差極化層。在此層中，溶質(zhì)的濃度高于主體溶液的濃度。濃差極化過(guò)程是可逆的，幾秒鐘之內(nèi)便會(huì)發(fā)生。如果溶液中含有大分子組成或懸浮顆粒，那么這些物質(zhì)有可能沉淀在膜面上，導(dǎo)致了致密層（凝膠）的形成，該層進(jìn)一步增大了膜分離的阻力。 |
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總之，濃差極化能產(chǎn)生兩個(gè)結(jié)果：一是截留相對(duì)分子質(zhì)量大的溶質(zhì)的能力提高，而截留相對(duì)分子質(zhì)量小的溶質(zhì)的能力降低；二是膜通量變小。 |
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污染對(duì)膜分離過(guò)程有不利影響。污物在膜面上的積累會(huì)造成膜通量的降低。污染也可能是由極化現(xiàn)象所引起的。但是污染多數(shù)是因以下物質(zhì)在膜面上或膜內(nèi)部的不可逆沉淀引起的：顆粒、膠質(zhì)、乳化液、懸浮液、大分子、鹽等。污染可能在幾分鐘或幾小時(shí)之內(nèi)發(fā)生，并且污染過(guò)程是不可逆的。污染會(huì)引起分子吸附、孔隙堵塞、沉淀成餅。 |
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防止和控制膜污染的方法有：對(duì)給料進(jìn)行預(yù)處理、改善膜表面、用化學(xué)藥劑清洗等。例如在MF時(shí)加電場(chǎng)；對(duì)UF和MF進(jìn)行抗污染改性；使膜具有靜電吸引力；增加膜對(duì)細(xì)菌的親和力；用高頻脈沖反沖洗等。 |
| 過(guò)去的幾年，人們著力于研究壓力驅(qū)動(dòng)的膜組件的流體動(dòng)力學(xué)和新技術(shù)。其中，有不少研究是關(guān)于濃差極化問(wèn)題和污染的?？刂茲獠顦O化的方法有：利用帶褶膜面處產(chǎn)生的湍流、脈動(dòng)流及渦流；將氣體噴射到給料流中，借以產(chǎn)生氣液兩相十字流來(lái)提高膜表面處的剪切力。 |
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