简述超滤和微滤过程中产生的浓差极化现象

『壹』 浓差极化的现象

① 膜分离过程中的一种现象，会降低透水率，是一个可逆过程。是指在超滤过程中，由于水透过膜而使膜表面的溶质浓度增加，在浓度梯度作用下，溶质与水以相反方向向本体溶液扩散，在达到平衡状态时，膜表面形成一溶质浓度分布边界层，它对水的透过起着阻碍作用。
② 电流通过电池或电解池时，如整个电极过程为电解质的扩散和对流等过程所控制，则在两极附近的电解质浓度与溶液本体就有差异，使阳极和阴极的电极电位与平衡电极电位发生偏离，这种现象称为“浓差极化”。

『贰』 微滤与超滤的共同点和不同点，及其优缺点

微滤、超滤的区别
从膜的分离范围来看，微滤最适合液体介质的降浊、除菌处理，而超滤主要可用於对低分子溶解物与有机大分子的分离（通常是指分子量在500以上，106以下的大分子从溶液中分离）。对於反渗透水处理中的预处理来说是分离水中全部的有机物、微生物和胶体颗粒。

微滤和超滤的过滤过程通常是以直流过滤方式（包括表面过滤、深度过滤）和错流过滤方式进行的。微滤膜和超滤膜的差异最明显的是孔径不同，微滤膜一般指孔径在 0.02-0.1um，高度均匀，具有筛网特征的多孔固体连续相，而超滤的孔径似为0.002-0.2um，在进行分离时的压力也分别为0.01- 0.3Mpa和0.2-1.0Mpa。

超滤膜透过物质主要是水、溶剂、离子和小分子。
被截留物质主要是蛋白质、各类□、细菌、病毒、乳胶、微粒子、过滤精度为10-4cm~10-7cm利用超滤膜不同孔径对液体进行分离，其分子切割量（CWCO）一般为6000~50万，孔径为100nm(纳米)。

微滤膜透过物质主要是水、溶液和溶解物。被截留物质主要是悬浮物、细菌类、微粒子。过滤精密有0.2cm、0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm、和10.0cm。其在过滤领域里的重要特点是：

1. 使所有比网孔大的粒子被全部拦截在膜的表面，克服了常规过滤的深层过滤介质过滤达不到“绝对值”的要求，而微孔过滤膜是趋于“绝对值”过滤器的首选材料。

2. 孔径均匀，过滤精度高
微孔滤膜的孔径十分均匀，故为均孔膜，其与反渗透及超滤有明显的不同。其最大孔径与平均孔径的比值一般为3~4，孔径分布基本呈正态分布，因而常被作为起 保证作用的手段，过滤精度高，分离效率高。孔隙率高，流速快。微孔膜的微孔数绚达每平方釐米107~1011个孔，孔隙率在60%~90%之间，由於孔隙 率高，其对液体的过滤速度在同等过滤精度下，比常规过滤介质快40倍。

3. 厚度薄，吸附量小微孔膜的厚度一般为90~220um，与一般深层过滤介质比，只有它们的1/10，因而过滤速度高，过滤时对被滤物质的液体的吸附量极小。

4. 无介质脱落，不产生二次污染。微孔膜是均匀，连续的整体结构，没有一般的深层过滤介质可能产生滤材脱落的不足。

5. 颗粒容纳量小，易赌塞。微孔膜阻留颗粒大多数只限于膜表面，因而易被材料中与膜孔径大小相近的微粒或凝胶物质所堵塞。微滤和超滤在处理系统上视水质需要适当地采取预过滤。
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『叁』 超滤中的浓差极化现象分析

什么是浓差极化？

在压力驱动膜过程中，由于料液中水透过膜，而溶质被膜阻留，使膜表面上溶质的浓度升高。在浓度梯度作用下，溶质从膜表面向本体溶液反向扩散，形成边界层，使流体阻力和渗透压增加，从而导致溶剂透过通量减小。

当溶剂向膜表面流动引起的溶质流动速度与由浓度梯度引起的溶质向本体溶液的扩散速率达到平衡时，在膜表面附近形成一个稳定的浓度梯度区，膜表面浓度C2高于主体溶液浓度C1，这一区域称为浓差极化边界层，这一现象叫浓差极化；C2/C1叫浓差极化度。

浓差极化的危害

1. 浓差极化使膜表面溶质浓度增高，引起渗透压的增大，从而减小传质驱动力。

2. 当膜表面溶质浓度达到其饱和浓度时，会在膜表面形成沉积或凝胶层，增加透过阻力。

3. 膜表面沉积层或凝胶层的形成会改变膜的分离特性。

4. 当有机溶质在膜表面达到一定浓度时有可能对膜发生溶胀或溶解，恶化膜的性能。

5. 严重的浓差极化导致结晶析出，阻塞流道，运行恶化。

浓差极化防治

既然超滤膜的浓差极化现象危害如此之大，那么怎么防止浓差极化现象的恶化呢？

主要防治途径：

1. 加强进料的预处理。

2. 选择合适膜组件：组件结构；加入紊流器；料液横切流向设计；螺旋流。

3.合理的过程设计：料液脉冲流动；提高流速。

4.合适的操作参数的选择：适当提高进料液温度以降低粘度，增大传质系数等。

超滤膜的浓差极化不仅会使膜通量减小，不及时处理还会引起膜的性能恶化，寿命大大减少，因此做好日常的维护工作及其重要的~

『肆』 什么是超滤

超滤膜属于毛细管式中空纤维膜，是以高分子材料经特殊的膜制造工艺生产的不对称半透回膜，它是答一种不产生相变的分离方法，其所用的制膜材料为改性PVC、PAN或者PVDF，具有良好的机械性能和耐热、耐化学性能以及较强的抗污染能力。它的切割分子量为10万道尔顿，超滤膜丝内径0。 9mm，外径1。6mm，属内压式过滤，即原液先进入中空膜丝内部，经压力差驱动，沿径向由内向外渗透过中空膜丝，从而滤除原液中的各种细菌、胶体、杂质等大分子物质。

『伍』 超滤和微滤的原理

超滤与微滤原理来
超滤及源微滤是依托于材料科学发展起来的先进的膜分离技术。
超滤和微滤均是利用多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的杂质颗粒。在压力驱动下，溶液中水、有机低分子、无机离子等尺寸小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧，溶液中菌体、胶体、颗粒物、有机大分子等大尺寸物质则不能透过纤维壁而被截留，从而达到筛分溶液中不同组分的目的。该过程为常温操作，无相态变化，不产生二次污染。

超滤是利用超滤膜的微孔筛分机理，在压力驱动下，将直径为0.002-0.1μm之间的颗粒和杂质截留，去除胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。应用于锅炉给水处理、工业废污水处理、饮用水的生产及高纯水制备等。在给水处理中常作为反渗透、离子交换的预处理。
微滤也是利用微滤膜的筛分机理，在压力驱动下，截留直径在0.1～1μm之间的颗粒，如悬浮物、细菌、部分病毒及大尺寸胶体，多用于给水预处理系统。

『陆』 如何克服膜分离过程中的浓差极化

在膜分离过程中，给水中的溶剂（水）在压力驱动下透过膜，溶质（离子或回不同分子量的答溶质与颗粒物）被截留，使溶质在滤膜表面处的浓度逐渐高于溶质在水溶液主体中的浓度，在浓度梯度的作用下，溶质由膜面向本体溶液扩散，从而形成边界层，使流体...

『柒』 浓差极化现象该怎么解决

你的问题太模糊了。
这是摘自其他文献的解决办法，希望对你有所帮助。
一、增高流速
首先可以采用化工上常用的增加骚动的措施。也就是说设法加大流体流过膜面的线速度，其中也包括采用层流薄层流道法。
二、填料法
如将29～100us的水球放入被处理的液体中，令其共同流经反渗透(借助于半透过膜的膜分离技术)器以减不膜边界层的厚度而增大透过速度。不球的材质可用玻璃或甲基丙烯酸甲酯制作。此外，对管形反渗透(借助于半透过膜的膜分离技术)器来说，也可向进料液中填加微形海绵球操作温度造成超滤浓差极化.不过，对板式和卷式组件而言，加填料的方法是不适宜的，主要是因有将流道堵塞的危险。
三、装设湍流促进器
所谓湍流促进器一般是指可强化流态的多种障碍物。例如对管式组件而言，内部可安装螺旋挡板。对板式或卷式的膜组件可内衬网栅等物以促进湍流。实验表明，这些湍流促进器的效果很好。
四、脉冲法
主要作法是在流程中增设一脉冲发生装置，使液流在脉冲条件下通过膜(具有选择性分离功能的材料)装置。脉冲的振幅和频率不同，其效果也不一样。对流速而言，振幅越大或频率越高，透过速度也越大。
虽然动力增加了25%～50%，但是，换来了透过速度提高了70%的得益，有相当的经济价值。
五、搅拌法
是目前应用广泛，特别是在测试装置中必定使用的一种方法。其主要作法是在膜面附近增设搅拌器，也可以把装置放在磁力搅拌器上回转使用。试验表明，传质系数与搅拌器的转数成直线关系水处理公司。
六、加分散阻垢剂(hindersthedirtyagent)
为防止反渗透(借助于半透过膜的膜分离技术)膜结垢(是水中溶解的钙镁离子形成不溶性碳酸盐而沉积的产物)，某厂过去曾以加硫酸或盐酸来调节PH值，但因酸系统的腐蚀和泄露使操作者很感麻烦，并使水处理(通过物化方法去除水中一些物质的过程)系统运行正常。

『捌』 浓差极化对超滤和反渗透有何影响

由于浓抄差极化现象增大了膜两袭侧的渗透压，在同等工作压力作用下，系统的纯驱动压减小，与纯驱动压成正比的水通量将下降。与此同时，由于浓差极化现象增大了膜两侧的盐浓度差， 与盐浓度差成正比的盐通量将上升。因此，浓差极化现象将使反渗透系统的水通量下降及透盐率上升。
对超滤的影响没有反渗透严重。

『玖』 浓差极化的膜分离过程中的浓差极化

莱特.莱德浓差极化是指分离过程中，料液中的溶液在压力驱动下透过膜，溶质(离子或不同分子量溶质)被截留，在膜与本体溶液界面或临近膜界面区域浓度越来越高;在浓度梯度作用下，溶质又会由膜面向本体溶液扩散，形成边界层，使流体阻力与局部渗透压增加，从而导致溶剂透过通量下降。

折叠浓差极化浓差极化会使实际的产水通量和脱盐率低于理论估算值。浓差极化效应如下:膜表面上的渗透压比本体溶液中高，从而降低NDP;降低水通量(Qw);增加透盐量(Qs);增加难溶盐的浓度，超过其溶度积并结垢。浓差极化因子(β)被定义为膜表面盐浓度(Cs)与本体溶液盐浓度(Cb)的比值:因电解槽中电极界面层溶液离子浓度与本体溶液浓度不同而引起电极电位偏离平衡电位的现象。是电极极化的一种基本形式。电解过程中溶液在电解槽内出现的这种浓度差异，是由于液相传质即，通过界面层溶液的扩散速度跟不上电解速度引起的。结果，当电极反应在一定电流密度下达到稳定后，阴极界面层溶液的浓度必低于本体溶液;而在阳极，例如可溶阳极，界面层溶液的浓度必高于本体溶液。根据能斯特(w.Nernst)电位方程，这两种情况都要导致电极电位偏离按本体溶液浓度计的平衡电位:阴极电势变小(向负方向移动)，阳极电势变大(向正方向移动)，即发生了电极的浓差极化。浓差极化随电流密度增加而增大。浓差极化是大电流密度下产生的主要极化形式。浓差极的大小用浓差超电位钕￡表示，阴极浓差超电位与电流密度i的关系为:式中i极限为正离子一到达阴极表面便被立即还原，致使界面层溶液中该离子浓度趋于零的电流密度，称极限电流密度。极限电流密度由实验确定，它相当于阴极极化曲线出现水平段时的电流密度。极限电流密度越大，容许的电流密度上限越大，对电解和电镀越有利。提高电解质溶液的浓度、搅拌和加热溶液，都能提高极限电流密度。浓差极化对金属电解、电镀没有任何好处，它使槽电压升高，电耗增大，并使阴极沉积或镀层质量恶化，甚至造成氢的析出和杂质金属离子的放电。浓差极化可以通过搅拌、加热溶液或移动电极而消除至一定限度，但由于电极表面扩散层的存在而不能完全避免。

『拾』 比较电渗析和超滤工艺中浓差极化的异同点是什么

比较电渗析和超滤工艺中浓差极化的异同点是什么
1.超滤过程中内的浓差极化

在膜分离过程中，大分子溶质容被膜所截留并不断累积在膜表面上，使溶质在膜面处的浓度Cm高于主体溶液中的浓度Cb，从而形成浓度差Cm-Cb，并促使溶质的反向扩散。这种现象称为浓差极化。

2.电渗析
电渗析法是利用电场的作用，强行将离子向电极处吸引，致使电极中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的。