過濾阻力

在膜過濾中，對(duì)于滲透液的流動(dòng)有幾種阻力由圖10-15給出最著名的阻力就是濃差極化阻力。如果膜成功地將懸浮物在其表面截留下來, 那么在膜表面和大量進(jìn)入的懸浮液之間勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生濃度梯度。滲透液流動(dòng)的阻力隨懸浮固體顆粒的含量而增加，如滲透率表達(dá)式所示，參照2.4節(jié)。因此滲透液流動(dòng)的阻力隨著膜面濃度增大而明顯增大。隨著膜兩側(cè)的壓力差的增加，膜面的濃度可能達(dá)到一個(gè)最大值或極限值。壓力的進(jìn)一步增長不會(huì)使這一濃度增大，但可能會(huì)導(dǎo)致膜面沉積層厚度增加。因此，膜面的厚度可變化的恒濃度層會(huì)產(chǎn)生附加的濃差極化阻力。這個(gè)阻力通常稱作“凝膠層”阻力，這個(gè)詞在超濾中比在微濾中更適用，因?yàn)榫酆衔锖秃芗?xì)小的顆粒，在低固體顆粒濃度時(shí)，更傾向于形成濃度大致恒定的沉積層，而懸浮固體顆粒形成的濾餅和凝膠層阻力有相似的性質(zhì)。

即使沒有任何懸浮物，膜也有固有的流動(dòng)阻力，該阻力可以通過清潔流體流動(dòng)測(cè)試確定。在過濾過程中，懸浮物質(zhì)可能附著在膜的孔通道的內(nèi)壁上，而使流體通道的尺寸減小，或者孔被完全堵塞。后兩個(gè)現(xiàn)象導(dǎo)致了吸附阻力和孔堵塞阻力。在過濾懸浮液時(shí)，通常不可能將這兩種阻力單獨(dú)地量化，懸浮物的沉積層也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)大的阻力。如果膜只起到真 正的表面過濾的作用，則膜阻力會(huì)保持恒定，但通常膜會(huì)產(chǎn)生一些滲漏，實(shí)際的膜阻力在該位置會(huì)有所減小。這種情況和第2章中所討論的典型的濾餅過濾相似。因此，實(shí)際的膜阻力是吸附和孔堵塞共同作用的結(jié)果。在膜過濾模型中，通常考慮只存在單一的沉積層阻力：有效沉積層阻力。該阻力由濃差極化和凝膠層（或餅層）形成，膜和沉積層對(duì)孔吸附和堵塞狀況的影響是相互作用的。