死端微滤膜渗透通量的预测研究

摘要

在微滤的应用过程中,由于微滤膜污染机理的复杂性,到目前为止,还没有普遍适用的模型可用于定量描述微滤膜污染现象,这就严重阻碍了微滤膜技术在工业中的进一步推广应用,因此,准确预测膜污染存在情况下膜通量的衰减规律就成为膜领域内亟待解决的问题之一.该论文正是针对这一亟待解决的问题而展开的,在综合前人研究成果的基础上,该论文研究了死端微滤过程中的通量衰减规律,针对不同的机理得到了堵塞模型的积分形式,并根据具体堵塞机理提出了可用于准确预测微滤膜通量的新组合堵塞模型.通过对阻力叠加模型的研究,该论文在前人的基础上将原有模型加以扩充和修正,得到了新的发展模型.通过实验验证,在一定的浓度和压力范围内,对于蛋白质溶液的死端微滤过程,模型预测值和实验数据吻合较好,从而证明了模型的实用性.此外,该文还研究了操作条件对死端微滤膜通量的影响,得到了最优化操作条件.一般来说,通量随着温度的升高而增大,随浓度的增大而减小,在一定的压力范围内,通量随着压力的升高而增大,当压力上升到0.14MPa时,通量将不随压力而变化,此时达到极限通量.并得到了通量随温度和压力变化的经验关系式,最佳操作温度为26℃,最佳压力范围约为0.12MPa.对于浓度的影响,溶液浓度增大,稳态通量下降,在溶液浓度达到一定值时,稳态通量近似恒定,此时滤饼厚度为平衡厚度,其值将保持不变.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明和关于论文使用授权的说明

符号说明

第1章绪论

1.1膜分离技术基本知识

1.1.1膜分离技术的概念及特点

1.1.2膜分离技术的发展史

1.2本课题的学术背景

1.2.1微滤技术基本知识

1.2.2本课题的研究意义

1.3国内外研究进展

1.3.1微滤分离的污染机理及其相关研究

1.3.2死端微滤的相关模型

1.3.3小结

1.4本课题的主要内容

1.5本章小结

第2章实验部分

2.1实验原材料及设备

2.1.1实验材料

2.1.2实验仪器

2.2溶液的制备

2.2.1磷酸盐(PBS)缓冲溶液的制备

2.2.2牛血清白蛋白(BSA)溶液的制备

2.2.3酵母溶液的制备

2.3实验装置和方法

2.4操作条件对死端微滤膜通量的影响及优化

2.4.1理论背景

2.4.2结果和讨论

2.4.3小结

2.5发展的堵塞模型在蛋白质溶液死端微滤通量预测中的应用

2.5.1理论背景

2.5.2实验方法

2.5.3结果和讨论

2.5.4小结

2.6微滤过程发展的孔堵塞-滤饼过滤模型的实验验证

2.6.1理论背景

2.6.2模型发展

2.6.3结果和讨论

2.6.4小结

2.7死端微滤过程中通量预测模型的发展

2.7.1理论背景

2.7.2过滤实验

2.7.3结果和讨论

2.7.4小结

结论

参考文献

附录1

附录2

攻读硕士学位期间的学术论文

致谢