往復旋轉管式陶瓷膜超濾脫脂奶水溶液的研究

張曉娜，梁志輝，曾燕艷，范洪波，呂斯濠

（1華南理工大學環境科學與工程學院，廣東 廣州 510006；2東莞理工學院化學與環境工程學院，廣東 東莞523808）

大量的研究表明[1-4]，膜組件旋轉可以有效減輕膜污染，延緩膜通量的衰減。目前，主要的旋轉膜組件有旋轉盤式膜[5]和旋轉管式膜[6]兩種。旋轉盤式膜系統通過膜片旋轉或者近膜面轉子的旋轉[7]，提高圓盤式膜片表面的剪切力，延緩膜污染。旋轉管式膜系統由內筒可旋轉膜管和外筒同軸不旋轉外殼組成，料液從兩筒間的管隙通過[8]，通過膜管的旋轉在管隙間形成泰勒渦二次流[9]，形成強化剪切的效果。根據文獻[10]，這兩種旋轉膜組件一般采用單向高速旋轉的方式強化膜表面的剪切作用。近期，有研究發現[11]，往復旋轉的膜組件可以產生比單向旋轉更好的剪切強化效果。張杰琳等[11]采用往復旋轉中空纖維膜超濾脫脂奶水溶液，發現往復旋轉比單向旋轉更利于延緩膜通量的衰減。不過，該研究僅分別考察了3個不同旋轉角速度與往復周期的影響，如果要清楚解釋往復旋轉強化膜過濾的規律與機理，仍需進一步的研究工作；另外，該實驗裝置采用的中空纖維膜在旋轉過程中容易折斷，且密封性較難控制，影響數據的穩定性。

本文作者在張杰琳等[11]研究的基礎上，采用單孔陶瓷管式膜，設計了一種往復旋轉管式陶瓷膜裝置，過濾脫脂奶水溶液，考察往復旋轉條件下管式陶瓷膜的過濾特性以及操作參數對膜過濾過程的影響，以揭示往復旋轉強化膜表面剪切作用的機理，推動往復旋轉膜過濾技術的發展。……