過濾阻力

在膜過濾中，對于滲透液的流動有幾種阻力由圖10-15給出最著名的阻力就是濃差極化阻力。如果膜成功地將懸浮物在其表面截留下來, 那么在膜表面和大量進入的懸浮液之間勢必會產生濃度梯度。滲透液流動的阻力隨懸浮固體顆粒的含量而增加，如滲透率表達式所示，參照2.4節。因此滲透液流動的阻力隨著膜面濃度增大而明顯增大。隨著膜兩側的壓力差的增加，膜面的濃度可能達到一個最大值或極限值。壓力的進一步增長不會使這一濃度增大，但可能會導致膜面沉積層厚度增加。因此，膜面的厚度可變化的恒濃度層會產生附加的濃差極化阻力。這個阻力通常稱作“凝膠層”阻力，這個詞在超濾中比在微濾中更適用，因為聚合物和很細小的顆粒，在低固體顆粒濃度時，更傾向于形成濃度大致恒定的沉積層，而懸浮固體顆粒形成的濾餅和凝膠層阻力有相似的性質。

即使沒有任何懸浮物，膜也有固有的流動阻力，該阻力可以通過清潔流體流動測試確定。在過濾過程中，懸浮物質可能附著在膜的孔通道的內壁上，而使流體通道的尺寸減小，或者孔被完全堵塞。后兩個現象導致了吸附阻力和孔堵塞阻力。在過濾懸浮液時，通常不可能將這兩種阻力單獨地量化，懸浮物的沉積層也會產生一個相當大的阻力。如果膜只起到真 正的表面過濾的作用，則膜阻力會保持恒定，但通常膜會產生一些滲漏，實際的膜阻力在該位置會有所減小。這種情況和第2章中所討論的典型的濾餅過濾相似。因此，實際的膜阻力是吸附和孔堵塞共同作用的結果。在膜過濾模型中，通常考慮只存在單一的沉積層阻力：有效沉積層阻力。該阻力由濃差極化和凝膠層（或餅層）形成，膜和沉積層對孔吸附和堵塞狀況的影響是相互作用的。