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作為系統(tǒng)的膜接觸器（MC）是膜技術(shù)的一個發(fā)展方向。膜在其中的功能是促進兩個接觸相（液/液、液/氣）之間的質(zhì)量傳遞，其分離過程是基于相平衡原理。凡是傳統(tǒng)的萃取、滌氣、吸收、液/液提取、乳化、結(jié)晶、相轉(zhuǎn)換催化，都可由MC來完成。 |
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與傳統(tǒng)方法相比，MC有以下優(yōu)點：在接觸中相不散開；能獨立改變流速而不受負荷限制；不受相密度差的限制；單位體積的表面積非常大；定型設(shè)計；容易比例放大。其缺點是存在額外的質(zhì)量傳遞阻力等。現(xiàn)在，MC已成功地實現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用，例如其在果汁濃縮和水處理等領(lǐng)域中的應(yīng)用。 |
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膜的濃差極化現(xiàn)象和污染，對壓力驅(qū)動的膜分離中的液相性質(zhì)有負面影響。濃差極化是指：被超濾膜截留的溶質(zhì)在膜面上逐漸積聚，使那里的溶質(zhì)濃度升高，在濃度梯度的作用下，膜面附近的溶質(zhì)又反向擴散到溶液的主體中，當溶質(zhì)的積聚和反向擴散達到平衡時，膜面上形成了有溶質(zhì)濃度分布的邊界層，該層對溶劑等小分子物質(zhì)的運動起阻礙作用，通量減小，稱為膜的濃差極化層。在此層中，溶質(zhì)的濃度高于主體溶液的濃度。濃差極化過程是可逆的，幾秒鐘之內(nèi)便會發(fā)生。如果溶液中含有大分子組成或懸浮顆粒，那么這些物質(zhì)有可能沉淀在膜面上，導(dǎo)致了致密層（凝膠）的形成，該層進一步增大了膜分離的阻力。 |
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總之，濃差極化能產(chǎn)生兩個結(jié)果：一是截留相對分子質(zhì)量大的溶質(zhì)的能力提高，而截留相對分子質(zhì)量小的溶質(zhì)的能力降低；二是膜通量變小。 |
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污染對膜分離過程有不利影響。污物在膜面上的積累會造成膜通量的降低。污染也可能是由極化現(xiàn)象所引起的。但是污染多數(shù)是因以下物質(zhì)在膜面上或膜內(nèi)部的不可逆沉淀引起的：顆粒、膠質(zhì)、乳化液、懸浮液、大分子、鹽等。污染可能在幾分鐘或幾小時之內(nèi)發(fā)生，并且污染過程是不可逆的。污染會引起分子吸附、孔隙堵塞、沉淀成餅。 |
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防止和控制膜污染的方法有：對給料進行預(yù)處理、改善膜表面、用化學藥劑清洗等。例如在MF時加電場；對UF和MF進行抗污染改性；使膜具有靜電吸引力；增加膜對細菌的親和力；用高頻脈沖反沖洗等。 |
| 過去的幾年，人們著力于研究壓力驅(qū)動的膜組件的流體動力學和新技術(shù)。其中，有不少研究是關(guān)于濃差極化問題和污染的?？刂茲獠顦O化的方法有：利用帶褶膜面處產(chǎn)生的湍流、脈動流及渦流；將氣體噴射到給料流中，借以產(chǎn)生氣液兩相十字流來提高膜表面處的剪切力。 |
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