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超濾膜的水通量直接決定了裝置的設計總膜面積、裝置規(guī)模及投資額。影響超濾膜透過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)定運行的重要條件。對每一種廢水，膜水通量與上述參數(shù)的關系須通過小試及放大試驗取得和確定。
(1）料液濃度
隨著超濾過程的進行，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。因而需通過試驗，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參數(shù)：一個是在工藝要求的進料液濃度范圍內(nèi)膜的水通量和平均水通量；另一個是超濾過程中該料液的極限濃度，也就是最高允許濃度。同時，應分析該過程膜的透過液水質(zhì)，從而計算出膜對所分離物質(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，提高設備的處理能力。但提高膜表面流速使工藝過程泵的能耗加大，增加了運轉(zhuǎn)費用。對某種廢水的設計流速，要在所選用膜組件類型允許的流速控制范圍內(nèi)，通過試驗，繪制在一定濃度和壓力下不同膜表面流速與膜產(chǎn)水量的關系曲線，對提高膜表面流速增加的水通量和能耗進行技術(shù)經(jīng)濟比較，最終確定工藝采用的膜表面流速。
(3）料液溫度
通過試驗，繪制膜水通量與溫度的變化關系曲線。運行溫度的制定主要取決于兩點。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為35~42℃，水溫超過42℃，溶液粘度顯著降低，水通量增加，因而，運轉(zhuǎn)溫度應控制在羊毛脂熔點之上，一般控制在45~50℃；―般電泳漆運轉(zhuǎn)溫度為30℃；酶制劑〈25℃；蛋白質(zhì)〈55℃；生活污水為常溫等。二是通過試驗繪制曲線，得到膜水通量隨溫度增長的變化系數(shù)，以確定系統(tǒng)實際運轉(zhuǎn)溫度范圍內(nèi)的膜水通量。
(4）運轉(zhuǎn)壓力
超濾膜水通量與運轉(zhuǎn)壓力的關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)。當溶液的性質(zhì)符合滲透壓模型時，膜的水通量與壓力成正比關系。當處理介質(zhì)為高濃度有機廢水或廢液時，溶液的透過量用凝膠極化模型表示，膜透過通量與壓力無關，此時的透過通量稱為臨界透過通量，相對應的圧力稱為臨界壓力。對于每一項設計，都需要根據(jù)實際處理對象，通過小試，繪制設計進料和濃縮液濃度范圍內(nèi)運行壓力與膜水通量的關系曲線，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通量和臨界壓力。超濾設計運行壓力應低于臨界壓力值，設計運行壓力確定后，可確定相應條件下的超濾水通量。
(5）操作時間
隨著超濾過程的進行，逐漸在膜面形成凝膠極化層，膜的水通量逐漸降低。其透過通量隨時間的衰減速率，與膜組件的水力特性、料液的性質(zhì)和膜的特性有關。當超濾運行一段時間，膜的水通量下降到一定水平后，需要進行膜清洗。這段時間為一個運行周期，運行周期應通過實驗確定。
通過上述試驗，取得在設計料液濃度范圍內(nèi)的運行壓力、溫度、膜表面流速和操作周期等設計參數(shù)，并得到設計進料濃度范圍內(nèi)膜水通量隨濃度的變化數(shù)據(jù)和平均水通量。