《表2 不同循环流量对应的膜面流速》

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《陶瓷膜预处理猪场沼液的工艺参数及效果研究》

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注：膜孔径20 nm、操作压力0.2 MPa、温度20℃。

膜面流速是影响管式膜分离性能和工艺设计条件的重要因素，因为膜面流速直接影响管式膜的通量、耐污染性能和系统能耗。本研究中通过调控循环流量实现对膜面流速的调节（膜面流速与循环流量的对应关系见表2），考察了膜面流速对膜通量的影响，结果如图4所示。膜面流速为2.0 m/s时，膜通量为37 L/（m2·h）；当膜面流速增加至3.5 m/s时，膜通量增大至194 L/（m2·h）。将膜面流速和膜通量的数据进行拟合，见公式（4），发现其符合二次多项式模型（抛物线模型），两者之间具有显著相关性，相关系数R2=0.999。随着膜面流速的增加，膜通量也逐渐增大，但增加幅度不断减小。随着膜面流速的增加，膜表面流体产生的剪切力增大，污染物难以在膜表面附着富集而被错流料液带走，凝胶层阻力降低，膜污染减轻[22]。同时，较高的膜面流速强化膜的传质作用，降低了边界层厚度及边界层阻力，因此膜通量增加。但是膜面流速的增加是以能耗的增加为代价的[23]，因此膜面流速的选定要充分考虑膜通量和运行能耗的关系。若一味追求高的膜面流速，将会显著地增大能耗。鉴于此，本试验中较适宜的膜面流速为3.0 m/s，在此条件下稳定膜通量为175 L/（m2·h）。