如何在空洞纤维膜工艺中实现空气阻力控制:膜振动或内部表面修改?
Qingwen Qin1, Lutian Wang1, Juan Li2
1State Key Laboratory of Separation Membranes and Membrane Processes, TianGong University, Tianjin 300387, China; School of Material Science and Engineering, TianGong University, Tianjin 300387, China.
Water research
|June 4, 2023
概括
两种策略,膜振动和内部表面修改,有效地控制空洞纤维膜过中的空气阻力. 这两种方法都通过控制气泡形成和粘附,显著提高了过效率.
科学领域:
- 膜科学与技术 膜科学与技术
- 过工程 过工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 空气阻力是一个新出现的挑战,影响空洞纤维膜过效率.
- 需要有效的策略来减轻空气阻力对过性能的负面影响.
研究的目的:
- 研究和比较两种不同的策略来控制空洞纤维膜模块中的空气阻力.
- 评估膜振动和内部表面修饰在提高过效率方面的有效性.
主要方法:
- 通过纤维布拉格格 (FBG) 传感和超声波分相阵 (UPA) 技术实时监测膜性能.
- 通过空气和松动实现膜振动,并使用多巴胺 (PDA) 改造内部表面,以提高水友性.
- 数学建模,分析空气阻力对过效率的影响.
主要成果:
- 空气阻力最初会导致过效率的急剧下降,在较高的阻力水平下,效果会减弱.
- 透气与纤维松动相结合,有效地抑制了空气聚合,并促进了空气逃逸.
- 多巴胺 (PDA) 修饰增强了内部表面的水友性,减少了空气粘附,增加了气泡上的液体阻力.
- 优化膜振动和表面修改使流量增强分别提高了26.92%和34.10%.
结论:
- 膜振动和内部表面修改都是优化空洞纤维膜系统中空气阻力控制的可行策略.
- 这些方法在过流量增强方面提供了显著的改进,解决了一个关键的运营挑战.
