真空膜蒸餾濃縮黃芩苷提取液過程中的膜污染機(jī)制

中圖分類號(hào)：TU992.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Membrane Fouling Mechanism During Concentration of Baicalin Extract by Using Vacuum Membrane Distillation Technology

SHAO Ruonan ¹ ，YU Jun ² ，ZHU Youbing ³ ， LIU Chao ¹ ， LIU Guicail （1.School of Civil Engineering and Architecture，University of Jinan，Jinan 25OO22，Shandong，China; 2.Qingdao Jiaozhou Construction Engineering Design Co.，Ltd.，Qingdao 2663Oo，Shandong，China; 3.Shanghai Urban Construction and Municipal Engineering Group Co.，Ltd.，Shanghai 2Ooo65，China）

Abstract：To investigate membrane fouling issues in a vacuum membrane distilation system，membrane flux and baicalin retentionratio were selected as indicators to evaluate eficiencyof the system.Feed temperature，vacuum pressre，and feedflowrate were chosen as process parameters of the system，and orthogonal experiments wereused tooptimize the three processparameters.Onthebasis of theoptimized process parameters，efects of diferent process parameterson efficiencyof the system were explored. Morphology and elemental composition of membrane surface were analyzed by using scanning electron microscopy -X -ray energy dispersive spectroscopy to reveal intrinsic relationships between membrane fouling and processparameters.Theresultsshow that theoptimal process parameters for thesystem are feed temperature of 60 C ，vacuum pressure of O.09 MP a ，and feed volume flow rate of 600L/h . When the feed temperature increases from 40‰ to 60‰ ，decrease rate of membrane flux relative to the initial value at the end of system operation increases from 71.05% to 79.18% . When the vacuum pressure increases from O. O7 MPa to 0. O9 MPa， the decrease rate increases from 71.63% to 79.18% . When the feed volume flow rate increases from 4Oo L/h to 600L/h ，the decrease rate decreases from 83.49% to 79.18% . An increase in feed flow rate mitigates the membrane fouling，whereas an increase in feed temperature or vacuum pressure intensifies the membrane fouling.

Keywords：vacuum membrane distilation；membrane fouling mechanism；baicalin extract；orthogonal experiment；membrane flux；retention ratio

近年來，中藥產(chǎn)業(yè)在迎來新的發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)也面臨許多挑戰(zhàn)，例如，中藥濃縮工序的水資源消耗大，有效成分被高溫破壞等[1]。傳統(tǒng)中藥濃縮工藝有冷凍濃縮、蒸發(fā)濃縮、蒸汽機(jī)械再壓縮濃縮等。這些工藝有以下缺點(diǎn)：濃縮液有效成分含量較??；設(shè)備投資較大；能耗大；濃縮效率低，造成大量水資源浪費(fèi)[2]。真空膜蒸餾（VMD）技術(shù)可以利用膜的半透性，使水分從中藥提取液中透過，達(dá)到濃縮的效果，無需過高的溫度，從而保留中藥有效成分的活性，同時(shí)也能有效回收純水，受到廣泛關(guān)注[3-5] 。

在VMD系統(tǒng)運(yùn)行過程中，膜污染是限制VMD技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的主要問題之—[6-9]。VMD 系統(tǒng)中使用的是疏水膜，在毛細(xì)作用下，進(jìn)料溶液因高表面張力而在膜孔處形成凸液面，阻礙液體進(jìn)入膜孔，允許蒸氣態(tài)水分子過膜，實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)分離。當(dāng)膜孔內(nèi)沉積污染物時(shí)，引起疏水膜孔親水化即膜潤(rùn)濕現(xiàn)象，導(dǎo)致蒸氣通量和截留率減?。煌瑫r(shí)，在形成膜污染的過程中，常伴隨溫差極化和濃差極化現(xiàn)象出現(xiàn)，這2種現(xiàn)象對(duì)VMD 效能產(chǎn)生負(fù)面影響[10-14]；因此在考察膜濃縮效能的同時(shí)，探究膜污染規(guī)律，對(duì)VMD技術(shù)在中藥濃縮領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用具有重要意義。

目前，國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究較少，僅探究了單因素對(duì)VMD效能及膜污染的影響。蔡宇等[15]利用VMD技術(shù)濃縮益母草提取液，研究影響濃縮過程的基本因素，并分析濃差極化和溫差極化問題，結(jié)果表明，膜蒸餾技術(shù)可用于濃縮益母草溶液，同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)溫度和增大原料的流速能使膜通量增大，從而加快濃縮進(jìn)程。石飛燕等[1利用VMD技術(shù)濃縮黃芩提取液，并研究工藝參數(shù)對(duì)濃縮效率的影響，結(jié)果表明，隨著進(jìn)料溫度、冷側(cè)真空度和進(jìn)料流量的增大，膜通量顯著增大，在進(jìn)料溫度為 59^°C 、冷側(cè)真空度為 9495kPa 、進(jìn)料體積流量為 1.012L/min 的條件下，黃芩苷截留率可達(dá) 100% 。李建梅等[17]采用VMD技術(shù)濃縮益母草和赤芍提取液發(fā)現(xiàn)，截留率可達(dá) 100% ，但是保留率略小，原因是膜表面對(duì)有效成分的吸附導(dǎo)致有效成分少量損失。黃榮榮等[18]分析VMD技術(shù)濃縮枇杷葉提取液的影響因素和濃差極化問題發(fā)現(xiàn)，跨膜通量隨著進(jìn)料溫度、流量和冷側(cè)真空度的增加而增大。

針對(duì)已有研究未考慮工藝參數(shù)優(yōu)化的現(xiàn)狀，本文中設(shè)計(jì)三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化VMD系統(tǒng)的工藝參數(shù)；通過改變進(jìn)料溫度、真空壓力、進(jìn)料流量，探究VMD系統(tǒng)工藝參數(shù)對(duì)膜污染的影響規(guī)律；采用掃描電子顯微鏡-能量色散X射線譜儀表征膜表面，分析膜面污染層形貌及元素組成，闡釋工藝參數(shù)對(duì)膜污染的影響機(jī)制。

1試驗(yàn)

1. 1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料包括：聚四氟乙烯（PTFE）平板膜，膜平均孔徑為 0.1μm ，膜厚度為 0.55mm ，孔隙率為70% ，接觸角為 120^° ；板框式膜組件，膜的有效面積為 0.06m² ；黃芩苷提取液，黃芩苷的質(zhì)量濃度為268.4mg/L ；黃芩昔溶液，初始質(zhì)量濃度為 268.4mg/L

1.2 VMD系統(tǒng)裝置

VMD系統(tǒng)裝置如圖1所示。該系統(tǒng)運(yùn)行流程如下：在控制柜中設(shè)定試驗(yàn)溫度，通過加熱罐將進(jìn)料溶液加熱至設(shè)定溫度后，開啟磁力泵，將進(jìn)料溶液送至膜組件并循環(huán)，產(chǎn)生的水蒸氣在跨膜壓差的驅(qū)動(dòng)下穿過膜孔進(jìn)人滲透?jìng)?cè)，由真空泵抽至冷凝管中冷凝，并收集蒸餾液，

1.3 試驗(yàn)方法

在VMD系統(tǒng)運(yùn)行過程中，VMD效能受多個(gè)因素的影響。選取進(jìn)料溫度、真空壓力、進(jìn)料流量作為正交實(shí)驗(yàn)的3個(gè)因素，每個(gè)因素選取3個(gè)水平，其中進(jìn)料溫度為40、50、 60^°C ，真空壓力為 0.07， 0. 08 、0.09MPa ，進(jìn)料體積流量為 。

考察VMD系統(tǒng)效能的指標(biāo)包括膜通量、黃芩昔截留率。每隔一定時(shí)間測(cè)定滲透?jìng)?cè)收集的冷卻液質(zhì)量和黃芩苷截留率。膜通量為單位時(shí)間內(nèi)通過單位膜面積的水量。濃縮比為加熱罐中初始水量與剩余水量的比值。

2 結(jié)果與討論

2.1 工藝參數(shù)優(yōu)化

正交實(shí)驗(yàn)與極差分析結(jié)果如表1所示。由表可知：每次正交實(shí)驗(yàn)中黃芩苷截留率均為 99% ，因此確定膜通量為考察VMD系統(tǒng)效能的唯一指標(biāo)。因素的第 i（i=1，2，3） 個(gè)水平下的值 K_i 越大，表示此水平對(duì)膜通量的影響越大，進(jìn)料溫度、真空壓力和進(jìn)料流量這3個(gè)因素對(duì)應(yīng) K_i 的最大值均為 K₃ ；極差越大表示此因素對(duì)膜通量的影響越大，進(jìn)料溫度、真空壓力、進(jìn)料流量3個(gè)因素的極差分別為10.96、10.17、0.17，因此進(jìn)料溫度對(duì)膜通量影響最大，真空壓力次之，進(jìn)料流量最小。綜上所述，最佳工藝參數(shù)為進(jìn)料溫度 60^°C 、真空壓力 0.09MPa 、進(jìn)料體積流量 600L/h 。

2.2進(jìn)料溫度對(duì)VMD系統(tǒng)效能與膜污染的影響

2.2.1 膜通量分析

在進(jìn)料體積流量為 600L/h 并且真空壓力為0.09MPa 的條件下，當(dāng)溫度分別為40、50、 60^°C 時(shí)，VMD系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，使進(jìn)料溶液均濃縮至質(zhì)量濃度增大3倍，考察不同進(jìn)料溫度對(duì)膜污染的影響。不同進(jìn)料溫度時(shí)膜通量隨濃縮比和濃縮時(shí)間的變化如圖2所示。由圖可知：進(jìn)料溫度越高，則膜污染現(xiàn)象越嚴(yán)重，VMD系統(tǒng)的膜通量的減小趨勢(shì)越明顯。當(dāng)進(jìn)料溫度為 40% 時(shí)，膜通量從初始值 減至 2.57kg/（m²?h） ，膜通量相對(duì)初始值的減小率為 71.05% ；當(dāng)進(jìn)料溫度升至 50^°C 時(shí)，VMD系統(tǒng)的膜通量從初始值 減至 ，膜通量相對(duì)初始值的減小率為 76.31% ，膜污染現(xiàn)象加劇；當(dāng)進(jìn)料溫度升至60^°C 時(shí)，膜通量從初始值 減至4.92kg/（Ωm²?h） ，膜通量相對(duì)初始值的減小率為79.18% ，膜污染加劇。

不同進(jìn)料溫度時(shí)的膜通量減小率與濃縮時(shí)間如圖3所示。由圖可知：在進(jìn)料溫度為 40，50，60^°C 時(shí)，進(jìn)料溶液均濃縮至質(zhì)量濃度增大3倍的時(shí)間分別為 1 340?960?600min 。相對(duì)于進(jìn)料溫度為 40^°C ，進(jìn)料溫度為 60^°C 時(shí)的濃縮時(shí)間縮短 740min ，濃縮效率提高 55.2% ，進(jìn)料溫度升高大幅提升了VMD系統(tǒng)的濃縮效率。隨著進(jìn)料溫度從 40% 升至 60^°C ，膜通量減小率由 71.05% 增至 79.18% ，說明膜污染現(xiàn)象加劇。黃芩昔截留率達(dá)到 99% ，此時(shí)黃芩昔并未被吸至滲透?jìng)?cè)，表明膜未完全潤(rùn)濕。

2.2.2 膜污染分析

為了充分研究不同工藝參數(shù)對(duì)VMD系統(tǒng)濃縮黃芩苷提取液過程中膜污染的影響，在連續(xù)濃縮結(jié)束后，不同工藝參數(shù)時(shí)產(chǎn)生的污染膜在冷凍干燥機(jī)中冷干，然后采用掃描電子顯微鏡表征膜表面形貌，結(jié)果如圖4所示。從圖中可以看出：原膜為多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，清潔的膜孔較明顯，表面沒有污染物；當(dāng)進(jìn)料溫度為 40^°C 時(shí)，污染膜表面僅有少量沉積物，不均勻地分散在膜表面，大部分膜表面仍保持清潔，水蒸氣可以透過膜孔進(jìn)入滲透?jìng)?cè)后被收集，因此膜通量不會(huì)明顯減小;當(dāng)進(jìn)料溫度為 50^°C 時(shí)，膜表面沉積物量明顯增加，污染面積增大，產(chǎn)生明顯的污染層，清潔膜孔大量減少，導(dǎo)致VMD系統(tǒng)傳質(zhì)阻力增加，有效傳質(zhì)面積減少，因此膜通量減小加快，膜濃縮進(jìn)程減慢；當(dāng)進(jìn)料溫度為 60^°C 時(shí)，污染物在膜上堆積，膜表面幾乎被污染物覆蓋，導(dǎo)致有效傳質(zhì)面積進(jìn)一步減少，因此濃縮 10h 后膜通量相對(duì)初始值的減小率為 79.18%

采用能量色散X射線譜儀對(duì)不同進(jìn)料溫度時(shí)的污染膜進(jìn)行元素分析，結(jié)果如表2所示。從表中可以看出：PTFE材質(zhì)的平板膜的膜表面只能檢測(cè)C、F這2種元素，其中C元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 32.81% ，F(xiàn)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 67.19% ；本試驗(yàn)中進(jìn)料溶液為黃芩苷提取液，在不同進(jìn)料溫度時(shí)，污染膜表面中只能檢測(cè)到C、O、F這3種元素，說明膜表面發(fā)生了有機(jī)污染物沉積；當(dāng)進(jìn)料溫度為 40°C 時(shí)，C元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至 53.06% ，0元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至 17.58% ，F(xiàn)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減至 29.36% ；當(dāng)進(jìn)料溫度為 50% 時(shí)，C元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至 64.09% ，Ｏ元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至 21.41% ，F(xiàn)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減至 14.50% ；當(dāng)進(jìn)料溫度為 60^°C 時(shí)，C元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至 64.82% ，0元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至 35.18% ，膜表面未檢測(cè)到F元素，原因是膜表面被污染物完全覆蓋，并且污染物厚度較大，X射線不能穿透污染層。污染物表面C、0元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著進(jìn)料溫度的升高而增大，而F元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著進(jìn)料溫度的升高而減小，甚至進(jìn)料溫度為 60^°C 時(shí)的F元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減至0，說明進(jìn)料溫度越高，膜表面堆積的有機(jī)物越多，膜污染現(xiàn)象越嚴(yán)重。

2.3真空壓力對(duì)VMD系統(tǒng)效能與膜污染的影響

2.3.1 膜通量分析

在進(jìn)料體積流量為 600L/h 并且進(jìn)料溫度為60^°C 的條件下，當(dāng)真空壓力分別為 0.07， 0. 08 0.09MPa 時(shí)，VMD系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，使進(jìn)料溶液均濃縮至質(zhì)量濃度增大3倍，考察不同真空壓力對(duì)膜污染的影響。不同真空壓力時(shí)膜通量隨濃縮比和濃縮時(shí)間的變化如圖5所示。從圖中可看出：真空壓力越大，則膜污染現(xiàn)象越嚴(yán)重，VMD系統(tǒng)的膜通量的減小趨勢(shì)越明顯。當(dāng)真空壓力為 0.07MPa 時(shí)，膜通量從初始值 減至 3.00kg/（m²?h） ，膜通量相對(duì)初始值的減小率為 71.63% ；當(dāng)真空壓力增至 0.08MPa 時(shí)，膜通量從初始值 減至 3.60kg/（Ωm²?h） ，膜通量相對(duì)初始值的減小率為 74.76% ，膜污染現(xiàn)象加??；當(dāng)真空壓力增至0.09MPa 時(shí)，膜通量從初始值 減至 ，膜通量相對(duì)初始值的減小率為79.18% ，說明膜污染進(jìn)一步加劇。

不同真空壓力時(shí)的膜通量減小率與濃縮時(shí)間如圖6所示。由圖可以看出：在進(jìn)料溶液均濃縮至質(zhì)量濃度增大3倍后，當(dāng)真空壓力分別為0.07、0.08，0.09MPa 時(shí)，進(jìn)料溶液均濃縮至質(zhì)量濃度增大3倍的時(shí)間分別為 1300，1020，600min 。相對(duì)于真空壓力為 0.07MPa ，真空壓力為 0.09MPa 時(shí)的濃縮時(shí)間縮短 700min ，濃縮效率提高 53.8% ，真空壓力的增大使VMD系統(tǒng)的濃縮效率大幅提升。隨著真空壓力從 0.07MPa 增至 0.09MPa ，膜通量減小率從 71.63% 減至 79.18% ，說明膜污染現(xiàn)象加劇。黃芩昔截留率達(dá)到 99% ，此時(shí)黃芩昔并未被吸至滲透?jìng)?cè)，表明膜未完全潤(rùn)濕

2.3.2 膜污染分析

不同真空壓力時(shí)污染膜的表面形貌如圖4所示。從圖中可以看出：當(dāng)真空壓力為 0.07MPa 時(shí)，污染膜表面僅有少量沉積物，大部分膜表面仍保持清潔，因此膜通量不會(huì)明顯減小；當(dāng)真空壓力為0.08MPa 時(shí)，膜表面沉積物量明顯增加，清潔膜孔大量減少，因此膜通量減小加快，膜濃縮進(jìn)程減慢；當(dāng)真空壓力為 0.09MPa 時(shí)，污染物在膜上堆積，膜表面幾乎被污染物覆蓋，導(dǎo)致有效傳質(zhì)面積進(jìn)一步減少。

采用能量色散X射線譜儀對(duì)不同真空壓力時(shí)的膜表面進(jìn)行元素分析，結(jié)果如表3所示。由表可知：當(dāng)真空壓力為 0.07MPa 時(shí)，C元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至 45.58%，0 元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至 11.34% ，F(xiàn)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減至 43.08% ；當(dāng)真空壓力為 0.08MPa 時(shí)，C元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至 56.37% ，0元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至 12.22% ，F(xiàn)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減至 31.41% ：當(dāng)真空壓力為 0.09MPa 時(shí)，C元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至64.82% ，0元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至 35.18% ，膜表面被污染物完全覆蓋。污染物表面C、0元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著真空壓力的增大而增大，F(xiàn)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著真空壓力的增大而減小，當(dāng)真空壓力為 0.09MPa 時(shí)，F(xiàn)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減至0，說明真空壓力越大，膜表面堆積的有機(jī)物越多，膜污染現(xiàn)象越嚴(yán)重。

2.4進(jìn)料流量對(duì)VMD系統(tǒng)效能與膜污染的影響

2.4.1 膜通量分析

在真空壓力為 0.09MPa 且進(jìn)料溫度為 60^°C 的條件下，當(dāng)進(jìn)料體積流量分別為400、500、 600L/h 時(shí)VMD系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，使進(jìn)料溶液均濃縮至質(zhì)量濃度增大3倍，考察不同進(jìn)料流量對(duì)膜污染的影響。不同進(jìn)料流量時(shí)膜通量隨濃縮比和濃縮時(shí)間的變化如圖7所示。由圖可知：隨著進(jìn)料流量的增大，膜污染減緩。當(dāng)進(jìn)料體積流量為 400L/h 時(shí)，膜通量從初始值 減至 3.52kg/（Ωm²?h） 膜通量相對(duì)初始值的減小率為 83.49% ；當(dāng)進(jìn)料體積流量為 500L/h 時(shí)，膜通量從初始值 22.01kg/（m²?h） 減至 4.08kg/（Ωm²?h） ，膜通量相對(duì)初始值的減小率為 81.47% ，膜污染減緩；當(dāng)進(jìn)料體積流量增至600L/h 時(shí)，膜通量從初始值 減至 ，膜通量相對(duì)初始值的減小率為79.18% ，說明膜污染進(jìn)一步減緩

不同進(jìn)料流量時(shí)的膜通量減小率與濃縮時(shí)間如圖8所示。由圖可知：當(dāng)進(jìn)料體積流量分別為400、500、 600L/h 時(shí)，進(jìn)料溶液均濃縮至質(zhì)量濃度增大3倍的時(shí)間分別為 800，700，600min 。相對(duì)于進(jìn)料體積流量為 400L/h ，進(jìn)料體積流量為 600L/h 時(shí)的濃縮時(shí)間縮短 200min ，濃縮效率提高 25% ，進(jìn)料流量的增大使VMD系統(tǒng)的濃縮效率小幅提升。隨著進(jìn)料體積流量從 400L/h 增至 600L/h ，膜通量減小率從 83.49% 減至79. 18% ，說明膜污染減緩。黃芩昔截留率達(dá)到 99% ，此時(shí)黃芩苷并未被吸至滲透?jìng)?cè)，表明膜未完全潤(rùn)濕。

2.4.2 膜污染分析

不同進(jìn)料流量時(shí)污染膜的表面形貌如圖4所示。由圖可知：當(dāng)進(jìn)料體積流量為 400L/h 時(shí)，污染膜表面有大量且大塊污染物，嚴(yán)重堵塞了膜孔；當(dāng)進(jìn)料體積流量為 500L/h 時(shí)，膜表面污染物的體積明顯減小，膜污染減緩；當(dāng)進(jìn)料體積流量為 600L/h 時(shí)，膜表面的污染物被粉碎，原因是當(dāng)進(jìn)料流量增大時(shí)，膜表面的剪切力增大，將膜表面的部分污染物剪切變小后帶走，對(duì)污染層的形成有一定的抑制作用。

采用能量色散X射線譜儀對(duì)不同進(jìn)料流量時(shí)的膜表面進(jìn)行元素分析，結(jié)果如表4所示。由表可知：當(dāng)進(jìn)料體積流量為 400L/h 時(shí)，C元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至 63.60% ，0元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 36.40% ，F(xiàn)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0；當(dāng)進(jìn)料體積流量為 500L/h 時(shí)，C元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至 64.11% ，0元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 35.89% ，F(xiàn)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0；當(dāng)進(jìn)料體積流量為 600L/h 時(shí)，C元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至64.82% ，0元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 35.18% ，F(xiàn)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0。污染物表面C元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著進(jìn)料流量的增大而略有減小，0元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有增大；在3種進(jìn)料流量條件下，均在膜表面檢測(cè)到F元素，說明進(jìn)料流量的增大對(duì)膜污染有較小的抑制作用。

3結(jié)論

本文中利用正交實(shí)驗(yàn)確定最優(yōu)工藝參數(shù)，探討進(jìn)料溫度、真空壓力、進(jìn)料流量3個(gè)因素對(duì)膜污染的影響，得到以下主要結(jié)論：

1）利用VMD系統(tǒng)濃縮黃芩苷提取液，最佳工藝參數(shù)為進(jìn)料溫度 60^°C 、真空壓力 0.09MPa 、進(jìn)料體積流量 600L/h 。

2）進(jìn)料溫度越高則膜污染現(xiàn)象越嚴(yán)重的主要原因是，溫度越高則膜通量越大，大量水分子在膜表面蒸發(fā)，導(dǎo)致液膜界面處的溫度與進(jìn)料側(cè)溫度的溫差進(jìn)一步增大，熱邊界層越厚，傳熱阻力作用越明顯，VMD系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力越小，膜通量減小趨勢(shì)越顯著；同時(shí)，進(jìn)料溫度越高，則膜通量越大，有機(jī)污染物在膜表面沉積得越多，膜表面附近進(jìn)料的質(zhì)量濃度變大，膜表面邊界層變厚，濃差極化現(xiàn)象越明顯，導(dǎo)致傳質(zhì)阻力增大，膜污染加重。

3）真空壓力越大，則膜通量越大，有機(jī)污染物在膜表面的沉積增多，膜表面附近進(jìn)料的質(zhì)量濃度變大，膜表面邊界層變厚，溫差極化和濃差極化現(xiàn)象越明顯，導(dǎo)致傳質(zhì)阻力增大，膜污染加重。

4）膜污染隨著進(jìn)料流量的增大而減緩，主要原因是隨著進(jìn)料流量的增大，膜表面附近的流體剪切力增大。較大的剪切力在一定程度上將沉積在膜表面的污染物帶回到進(jìn)料溶液主體中，導(dǎo)致膜表面污染層厚度減小，溫差極化和濃差極化效應(yīng)減弱，膜通量減小變慢，膜污染減緩

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（責(zé)任編輯：王 耘）