往复旋转管式陶瓷膜超滤脱脂奶水溶液的研究

化工进展

往复旋转管式陶瓷膜超滤脱脂奶水溶液的研究

张晓娜1，2，梁志辉2，曾燕艳2，范洪波2，吕斯濠2

1华南理工大学环境科学与工程学院，广东广州 510006；2东莞理工学院化学与环境工程学院，广东东莞 523808

出版日期:2013-12-05 发布日期:2013-12-04

Study on skim milk ultrafiltration with a reciprocating rotating tubular ceramic membrane module

ZHANG Xiaona1，2，LIANG Zhihui2，ZENG Yanyan2，FAN Hongbo2，LU Sihao2

1School of Environment Science and Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510006，Guangdong，China；2School of Chemical and Environmental Engineering，Dongguan University of Technology，Dongguan 523808，Guangdong，China

Online:2013-12-05 Published:2013-12-04

摘要/Abstract

摘要： 往复旋转管式陶瓷膜过滤系统通过膜组件往复旋转在膜表面反复产生高剪切率，达到减缓膜污染的效果。在相同操作条件下，与单向旋转过滤和死端过滤相比较，往复旋转过滤具有更好的减缓膜污染的作用。本实验利用往复旋转膜过滤装置超滤脱脂奶水溶液，考察了各种参数对该膜系统过滤特性的影响。实验结果表明，料液浓度增大，膜通量减小；过高的操作压差将会抑制膜通量增加；旋转速度增大，膜表面剪切强化作用增强，膜通量相应增大；膜稳态通量随往复旋转周期增大呈现先增大后减小的趋势。当料液速度达到膜组件转速时，瞬时反方向旋转膜组件，膜表面产生最大的剪切率，膜稳态通量也达到最大值。能耗分析表明，往复旋转过滤较单向旋转过滤单位通量能耗低。

关键词: 往复旋转管式膜, 剪切强化, 膜污染, 能耗

Abstract: The reciprocating rotary tubular ceramic membrane filtration system could create high shear rate at the membrane surface repeatedly by rotating membrane module in a reciprocating motion to reduce membrane fouling. Compared with the unidirectional rotating filtration and dead-end filtration under the same conditions，the reciprocating rotary filtration system showed superiority in reducing membrane fouling. This research designed ultrafiltration skim milk solution tests to investigate the influence of operating parameters. The results revealed that feed concentration increase could lead to the decrease of membrane permeate flux，and membrane flux could be reduced once the TMP was too high. The increase of rotating speed could induce the increase of shear enhancement and the membrane permeate flux. As the reciprocating rotating cycle increased，the quasi steady membrane permeate flux firstly increases before it decreased. When the feed fluid velocity was at the membrane module velocity，the membrane module being rotated in opposite direction instantaneously generated the largest shear rate on the membrane surface and gained the largest permeate flux. The specific energy consumption per m3 permeate of the reciprocating rotary filtration system was lower than the unidirectional rotating filtration.

Key words: reciprocating rotary tubular membrane, shear enhancement, membrane pollution, energy consumption

张晓娜1，2，梁志辉2，曾燕艳2，范洪波2，吕斯濠2. 往复旋转管式陶瓷膜超滤脱脂奶水溶液的研究[J]. 化工进展.

ZHANG Xiaona1，2，LIANG Zhihui2，ZENG Yanyan2，FAN Hongbo2，LU Sihao2. Study on skim milk ultrafiltration with a reciprocating rotating tubular ceramic membrane module[J]. Chemical Industry and Engineering Progree.

[1]	连梦雅, 谈莹莹, 王林, 陈枫, 曹艺飞. 地下水预热新风一体化热泵空调系统制热性能研究[J]. 化工学报, 2023, 74(S1): 311-319.
[2]	杨欣, 王文, 徐凯, 马凡华. 高压氢气加注过程中温度特征仿真分析[J]. 化工学报, 2023, 74(S1): 280-286.
[3]	王光宇, 张锴, 张凯华, 张东柯. 微波加热干燥煤泥热质传递及其能耗特性分析[J]. 化工学报, 2023, 74(6): 2382-2390.
[4]	杨灿, 孙雪琦, 尚明华, 张建, 张香平, 曾少娟. 相变离子液体体系吸收分离CO₂的研究现状及展望[J]. 化工学报, 2023, 74(4): 1419-1432.
[5]	王思琪, 顾天宇, 陈献富, 王通, 李佳, 柯威, 李小锋, 范益群. 陶瓷膜用于杜仲叶提取液澄清的分离特性与膜污染机制研究[J]. 化工学报, 2023, 74(3): 1113-1125.
[6]	张兰河, 汪露, 李梓萌, 唐宏, 郭静波, 贾艳萍, 张明爽. 电极超滤膜生物反应器处理阴离子表面活性剂废水[J]. 化工学报, 2022, 73(10): 4679-4691.
[7]	黄子轩, 陈欢, 李海, 王明龙, 陈光进, 刘蓓. ZIF-8浆液中试分离CO₂/N₂过程模拟及能耗分析[J]. 化工学报, 2022, 73(1): 322-331.
[8]	陆至彬, 谢星, 鲁思达, 何畅, 张冰剑, 陈清林. 基于代理模型的含盐废水多级纳滤系统的过程优化设计[J]. 化工学报, 2021, 72(3): 1400-1408.
[9]	唐和礼, 张冰, 黄冬梅, 申渝, 高旭, 时文歆. XDLVO理论在膜污染解析中的应用研究[J]. 化工学报, 2021, 72(3): 1230-1241.
[10]	滕达, 李铁林, 李昂, 安连锁, 沈国清, 张世平. 单通道陶瓷膜管低压透水性能实验分析[J]. 化工学报, 2020, 71(S1): 261-271.
[11]	赵学辉, 李晓乐, 刘洋, 胡岩, 许青, 张宏伟. KMnO₄溶液pH调控对PVDF膜物化性能和污染行为影响[J]. 化工学报, 2020, 71(5): 2401-2412.
[12]	方乘, 杨盛, 吴云, 张宏伟, 王捷, 王鲁天, 郝松泽. 絮体表面形态对膜污染预测的影响[J]. 化工学报, 2020, 71(2): 715-723.
[13]	平晓静,赵顺毅,栾小丽,刘飞. 基于迁移学习的有机硅单体分馏过程能耗建模[J]. 化工学报, 2020, 71(12): 5706-5714.
[14]	冯尧成,任厉泰,张锋,张志炳. 好氧发酵过程微界面传质耦合模拟分析[J]. 化工学报, 2020, 71(11): 4936-4944.
[15]	闫秋会,孙晓阳,罗杰任,吴志菊. 玻璃棉/SiO₂气凝胶复合板的改性研究[J]. 化工学报, 2019, 70(S2): 363-368.