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影响超滤率的因素包括

发布时间:2024-04-16 17:05:17

A. 什么是超滤系数

透析器超滤系数(kuf)是指在1mmHg的跨膜压力下,每小时通过膜超滤的内液体的毫升数,容单位为ml/(h·mmHg)。临床上通常将kuf大于20ml/(h·mmHg)称为高通量透析器。

超滤系数是指在单位跨膜压下,水通过透析膜的流量,反映了透析器的水通过能力。不同超滤系数值透析器,在相同跨膜压下水的清除量不同。

(1)影响超滤率的因素包括扩展阅读

1、透析时,超滤是指水分从血液侧向透析液侧移动;反之,如果水分从透析液侧向血液侧移动,则称为反超滤。超滤:液体在静水压力梯度或渗透压梯度作用下通过半透膜的运动。

影响超滤的因素:净水压力梯度;渗透压梯度;跨膜压力;超滤系数。

2、在超滤过程中,水溶液在压力推动下,流经膜表面,小于膜孔的溶剂(水)及小分子溶质透水膜,成为净化液(滤清液),比膜孔大的溶质及溶质集团被截留,随水流排出,成为浓缩液。

超滤过程为动态过滤,分离是在流动状态下完成的。溶质仅在膜表面有限沉积,超滤速率衰减到一定程度而趋于平衡,且通过清洗可以恢复。

B. 为何会出现腹膜超滤功能低下

CAPD持续数年后逐渐出现抄不同程度的清除率和超滤下降,病因比较复杂,认为与腹膜粘连或硬化引起腹膜面积减少,长期透析致腹膜透析效能下降,长期使用同一批号的醋酸盐透析液以及严重的腹膜炎,透析液pH值太低,导管刺激,药物等因素有关。

临床上根据腹膜通透性改变将腹膜超滤功能低下分为两型:Ⅰ型,与间皮微绒毛丧失和细胞分离增加有关,表现为腹膜通透性增加;Ⅱ型,与腹腔多发性粘连和硬化包裹性腹膜炎有关,表现为通透性减低。Ⅰ型是可逆性的,停止一段时间即可恢复超滤功能,但如继续透析,会发展为Ⅱ型,Ⅱ型是不可逆性的。Ⅰ型的处理如下。

(1)暂停腹透,让腹膜“休息”数日或数周后可减少其通透性。

(2)减少透析周期时间,如将CAPD交换时间减为2~3小时,次数增加到6~7次,晚间腹腔不保留透析液,将CAPD改为CCPD,增加晚间交换次数,缩短每次保留时间,白天空腹腔,也能收到良好的效果。

(3)与使用醋酸盐透析液有关者,改用乳酸盐透析液。

(4)近年有报告,认为钙离子拮抗剂能改善超滤率。

(5)磷脂酰胆碱是一种表面活化剂,在透析液中加入该药,可改善腹膜的超滤率。

C. 影响微滤和超滤膜水通量的因素有哪些

膜通量是膜分离过程中重要的一项工艺参数,是指单位时间内通过单位膜面积上的流体量,影响膜通量的因素主要有四点:

1.压力:在超滤中膜两侧压力差△P对通量和截留率的影响,在超滤中,压力升高引起膜面浓缩升高,则透过膜的溶质也增大,因而截留率减小。

2.浓度:当以微滤过滤菌体时,通量与浓度的关系不同于超滤,在谷氨基酸发酵液的微滤中:开始通量下降很快,可能是由于膜面的污染;然后通量变化较小,可能由于管状收缩效应引起通量的增加和浓度增大引起的降低互相对消,最后通量急剧降低。

3.流速:根据浓差极化,凝胶层模型,流速较大,可使通量增大。对于超滤,通常在略低于极限通量的条件下操作。虽然增大流速可以加大通量,但需考虑:只有当通量为浓差极化控制时,增大流速才会使通量增加;增大流速会使膜两侧压力差减小,因为流经通道的压力将增大;增大流速,使剪切力增加,对某些蛋白质不利;动力消耗增加。

4.温度:在超滤或微滤中,一般来说,温度升高都会导致通量增大,因为温度升高使粘度降低和扩散系数增大。所以操作温度的选择原则是:在不影响料液和膜的稳定范围内,尽量选择较高的温度。由于水的粘度每升高1℃,约降低2.5%,所以,一般可认为,每升高1℃,通量约增加3%。

D. 超滤系统稳定运行受哪些因素的影响

一、超滤透过通量 超滤在操作压力为0.1-0.6MPa、温度为60℃以下时,其透过通量应在100-500L/(m2.h)为宜,实际中比它要小得多,一般为1-100L/(m2.h)。当超滤透过浓差通量低于1L/(m2.h)时,过程缺乏经济效益,其原因是浓差极化在膜面上形成的边界层(或凝胶层),使流体阻力增加,因此必须相应采取一些措施来解决。 1、料液流速 提高料液流速对防止浓差极化、提高设备处理能力有利。但增大压力使工艺过程耗能增加,结果导致费用增大。一般湍流体系中流速为1-3m/s。 在螺旋式组件体系中,常在层流区操作,可在液流通道上设湍流促进材料,或采用振动的膜支撑物,在流道上产生压力波等方法,以改善流动状态,控制浓差极化,从而保证超滤组件的正常运行。 2、操作压力 超滤膜透过通量与操作压力的关系决定于膜和边界层的性质。在实际超滤过程中往往后者控制着超滤透过同量。在用渗透压模型时,膜透过通量与压力成正比,而用凝胶化模型时,膜透过通量与压力无关。此时的透过通量称为临界透过通量。实际中超滤操作应在临界透过通量附近进行,此时操作压力约为0.5-0.6MPa,除了克服透过膜的阻力外,还要克服通过膜表面的流体压力损失。 3、温度 操作温度主要决定与所处理料液的化学、物理性质和生物稳定性,应在膜设备和处理物质允许的最高温度下进行操作,因为高温可以减少料液的黏度,从而增加传质效率,提高透过通量。温度与扩散系数的关系,可以用下式表示: μD/T=常数 由上式可见,温度T愈高,黏度μ变小,而扩散系数D则变大。例如,酶最高温度为25℃,电涂料为30℃,蛋白质为55℃,制奶工业为50-55℃,纺织工业脱浆废水中回收PVA时为85℃。 4、操作时间 随着超滤过程的进行,浓度极化在膜表面上形成了浓缩的凝胶层,使超滤透过通量下降。其透过通量随时间的衰减情况,与膜组件的水力特性、料液的性质和膜的特性有关。当超滤运行一段时间后,就需要进行清洗,这段时间称为一个运行周期,当然运行周期的变化还与清洗情况有关。 5、进料浓度 随着超滤过程的进行,料液(主体液流)的浓度在增高,此时黏度变小,边界层厚度扩大,这对超滤来说无论从技术上还是经济上都是不利的,因此对超滤过程主体液流的浓度应有一个限制,既最高允许浓度。 6、料液的预处理 为了提高膜的透过通量,保证超滤膜的正常稳定运行,在超滤前需对料液进行预处理,虽然超滤的预处理过程不像反渗透过程那么严格,但这种预处理也是保证实现超滤过程正常运行的关键,通常采用的预处理方法有: (1)过滤; (2)化学絮凝; (3)PH调节; (4)消毒; (5)活性炭吸附; 上述预处理方法可以根据料液的性质和需要进行选用。 此外,经超滤回收的水,在使用前还需进行再处理(称为后处理,如电子工业用水)如脱除CO2、PH调节、过滤、消毒等。

E. 影响超滤膜运行的因素有哪些

温度对产水量的影响:

温度对超滤膜系统的水分子的活性增强,粘滞性减小,故产水量增加。反之则产水量减少,因此即使是同一超滤膜系统在冬天和夏天的产水量的差异也是很大的,温度与产水量的关系是成正比的。一般在允许的温度条件下,温度系统约为0.0215/1°C,即温度每上升一度,则相应的产水量增加2.15%,因此可以使用调节水温的方法来实现超滤系统的产水量的稳定一致。

水质变化:

一方面,进水水质经由10μ过滤后,保证浊度小于1NTV,浓度不大于百分之五,且水温应在5至40摄氏度之间,压力应不大于0.2MPa,在此基础上,保证进水回收率在80%以上,酸碱度为2至13之间。另一方面,水质异常也是影响超滤出水量的重要条件,包括在雨季,原水中所蕴含的颗粒物、悬浮物会增多,使浊度达不到相关要求。加之进水的主要来源是地表水,所蕴含的有机物较多,在压力不均衡和连接不紧密的情况下会混入一定质量的生水,被截留于超滤膜表面,致使定期的清洁难以维持,直接导致超滤出水量降低。

操作压力对产水量的影响:

在低压时超滤膜的产水量与压力成正比关系,即产水量随着压力升高而升高,但当压力值超过0.3mpa时,即使压力再升高,其产水量的增加也很小,主要是由于在高压下超滤膜被压密而增加透水阻力所致,因此在超滤系统设计应注意;


超滤过程:

原水在管道内或管道外流动,小分子溶质及溶剂穿过膜逐渐形成超滤液,并降低浓度,成为浓缩液,从而实现小分子溶质和溶剂分离和浓缩。超滤过程具有动态性,且膜不易堵塞,但会随着运行时间的增加,产生吸附作用,使超滤膜表面形成残渣等物质。因此,超滤的各项特征是保证出水量的必要条件。

进水浑浊度对产水量的影响:

进水浊度越大时,超滤膜受到影响的产水量越少,而且进水浊度大更易引起超滤膜的堵塞,在确定超滤膜产生量时也应考虑进水浊度的影响,一般可采用以下方法降低浊度的影响;

A、 增加前级预处理降低原水浊度;

B、 使用错流过滤方式,并降低系统回收率;

流速对产水量的影响:

流速的变化对产水量的影响虽不像温度和压力那样明显,流速过大时反而会导致膜组件的产水量下降,这主要是因为由于流速加快增加了组件压力损失而造成的,因此在设计超滤系统流速时,一定要控制在给定的流速范围内,流速太慢影响超滤分离质量,容易形成浓差极化,太快则影响产水量。

F. 什么是超滤率

是指在稳定的单位跨膜压下,透析膜对水的清除能力,其大小决定脱水量。
单位是ml/h.mmHg

G. 影响纳滤膜,超滤膜,RO膜的性能因素有哪些

压力的影响
进水压力影响RO和NF膜的产水通量和脱盐率,我们知道渗透是指水分子从稀溶液侧透过膜进入浓溶液侧的流动,反渗透和纳滤技术即在进水水流侧施加操作压力以克服自然渗透压。当高于渗透压的操作压力施加在浓溶液侧时,水分子自然渗透的流动方向就会被逆转,部分进水(浓溶液)通过膜成为稀溶液侧的净化产水。透过膜的水通量增加与进水压力的增加存在直线关系,增加进水压力也增加了脱盐率,但是两者间的变化关系没有线性关系,而且达到一定程度后脱盐率将不再增加。
由于RO和NF膜对进水中的溶解性盐类不可能绝对完美地截留,总有一定量的透过量,随着压力的增加,因为膜透过水的速率比传递盐分的速率快,这种透盐率的增加得到迅速地克服。但是,通过增加进水压力提高盐分的排除率有上限限制,正如图1脱盐率曲线的平坦部分所示那样,超过一定的压力值,脱盐率不再增加,某些盐分还会与水分子耦合一同透过膜。
温度的影响
膜系统产水电导对进水温度的变化非常敏感,随着水温的增加,水通量几乎线性地增大,这主要归功于透过膜的水分子的粘度下降、扩散能力增加。增加水温会导致脱盐率降低或透盐率增加,这主要是因为盐分透过膜的扩散速率会因温度的提高而加快所致。膜元件能够承受高温的能力增加了其操作范围,这对清洗操作也很重要,因为可以采用更强烈和更快的清洗程序。
盐浓度的影响
渗透压是水中所含盐分或有机物浓度和种类的函数,盐浓度增加,渗透压也增加,因此需要逆转自然渗透流动方向的进水驱动压力大小主要取决于进水中的含盐量。如果压力保持恒定,含盐量越高,通量就越低,渗透压的增加抵消了进水推动力,水通量降低,增加了透过膜的盐通量(降低了脱盐率)。
回收率的影响
通过对进水施加压力当浓溶液和稀溶液间的自然渗透流动方向被逆转时,实现反渗透过程。如果回收率增加(进水压力恒定),残留在原水中的含盐量更高,自然渗透压将不断增加直至与施加的压力相同,这将抵销进水压力的推动作用,减慢或停止反渗透过程,使渗透通量降低或甚至停止。RO
系统最大可能回收率并不一定取决于渗透压的限制,往往取决于原水中的含盐量和它们在膜面上要发生沉淀的倾向,最常见的微溶盐类是碳酸钙、硫酸钙和硅,应该采用原水化学处理方法阻止盐类因膜的浓缩过程引发的结垢。
pH 值的影响
各种反渗透和纳滤膜元件适用的pH值范围相差很大,像这样的超薄复合反渗透和纳滤膜与醋酸纤维素反渗透和纳滤膜相比,在更宽广的 pH
值范围内更稳定,因而,具有更宽的操作范围。膜脱盐率特性取决于pH值,水通量也会受到影响。

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