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超濾膜的水通量直接決定了裝置的設(shè)計(jì)總膜面積、裝置規(guī)模及投資額。影響超濾膜透過(guò)通量的主要因素有操作壓力、料液濃度、膜表面流速、料液溫度、膜清洗周期。上述參數(shù)的最佳組合是保證超濾系統(tǒng)產(chǎn)水通量、裝置穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件。對(duì)每一種廢水，膜水通量與上述參數(shù)的關(guān)系須通過(guò)小試及放大試驗(yàn)取得和確定。
(1）料液濃度
隨著超濾過(guò)程的進(jìn)行，滲透液不斷排出系統(tǒng)，濃縮液一側(cè)濃度不斷提高，溶液粘度增加，膜的產(chǎn)水量不斷降低。因而需通過(guò)試驗(yàn)，繪制在一定溫度和壓力下，膜的水通量隨料液濃度增加的變化曲線。繪制該曲線可取得兩個(gè)參數(shù)：一個(gè)是在工藝要求的進(jìn)料液濃度范圍內(nèi)膜的水通量和平均水通量；另一個(gè)是超濾過(guò)程中該料液的極限濃度，也就是最高允許濃度。同時(shí)，應(yīng)分析該過(guò)程膜的透過(guò)液水質(zhì)，從而計(jì)算出膜對(duì)所分離物質(zhì)的分離率。
(2）膜表面流速
膜的水通量隨膜表面流速的提高而增加。提高膜表面流速，可以防止和改善膜表面濃差極化，使膜的產(chǎn)水量增加，提高設(shè)備的處理能力。但提高膜表面流速使工藝過(guò)程泵的能耗加大，增加了運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。對(duì)某種廢水的設(shè)計(jì)流速，要在所選用膜組件類型允許的流速控制范圍內(nèi)，通過(guò)試驗(yàn)，繪制在一定濃度和壓力下不同膜表面流速與膜產(chǎn)水量的關(guān)系曲線，對(duì)提高膜表面流速增加的水通量和能耗進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最終確定工藝采用的膜表面流速。
(3）料液溫度
通過(guò)試驗(yàn)，繪制膜水通量與溫度的變化關(guān)系曲線。運(yùn)行溫度的制定主要取決于兩點(diǎn)。一是所處理料液性質(zhì)所能允許的合理的溫度范圍。例如，洗毛廢水中羊毛脂熔點(diǎn)為35~42℃，水溫超過(guò)42℃，溶液粘度顯著降低，水通量增加，因而，運(yùn)轉(zhuǎn)溫度應(yīng)控制在羊毛脂熔點(diǎn)之上，一般控制在45~50℃；―般電泳漆運(yùn)轉(zhuǎn)溫度為30℃；酶制劑〈25℃；蛋白質(zhì)〈55℃；生活污水為常溫等。二是通過(guò)試驗(yàn)繪制曲線，得到膜水通量隨溫度增長(zhǎng)的變化系數(shù)，以確定系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)的膜水通量。
(4）運(yùn)轉(zhuǎn)壓力
超濾膜水通量與運(yùn)轉(zhuǎn)壓力的關(guān)系取決于溶液的特性，而溶液的性質(zhì)又決定了膜和邊界層的性質(zhì)。當(dāng)溶液的性質(zhì)符合滲透壓模型時(shí)，膜的水通量與壓力成正比關(guān)系。當(dāng)處理介質(zhì)為高濃度有機(jī)廢水或廢液時(shí)，溶液的透過(guò)量用凝膠極化模型表示，膜透過(guò)通量與壓力無(wú)關(guān)，此時(shí)的透過(guò)通量稱為臨界透過(guò)通量，相對(duì)應(yīng)的圧力稱為臨界壓力。對(duì)于每一項(xiàng)設(shè)計(jì)，都需要根據(jù)實(shí)際處理對(duì)象，通過(guò)小試，繪制設(shè)計(jì)進(jìn)料和濃縮液濃度范圍內(nèi)運(yùn)行壓力與膜水通量的關(guān)系曲線，在曲線上找到膜水通量不再隨壓力的提高而增加的臨界透過(guò)通量和臨界壓力。超濾設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力應(yīng)低于臨界壓力值，設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力確定后，可確定相應(yīng)條件下的超濾水通量。
(5）操作時(shí)間
隨著超濾過(guò)程的進(jìn)行，逐漸在膜面形成凝膠極化層，膜的水通量逐漸降低。其透過(guò)通量隨時(shí)間的衰減速率，與膜組件的水力特性、料液的性質(zhì)和膜的特性有關(guān)。當(dāng)超濾運(yùn)行一段時(shí)間，膜的水通量下降到一定水平后，需要進(jìn)行膜清洗。這段時(shí)間為一個(gè)運(yùn)行周期，運(yùn)行周期應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。
通過(guò)上述試驗(yàn)，取得在設(shè)計(jì)料液濃度范圍內(nèi)的運(yùn)行壓力、溫度、膜表面流速和操作周期等設(shè)計(jì)參數(shù)，并得到設(shè)計(jì)進(jìn)料濃度范圍內(nèi)膜水通量隨濃度的變化數(shù)據(jù)和平均水通量。