設備的比例放大和模型

工業生產上，大型化微濾通常采用幾個膜器并聯操作以獲得所需要的滲透通量。用單個膜器做的初步實驗是很容易進行的，用過濾面積和滲透通量成比例的方法進行放大，可以滿足工程設計的要求。然而還應有一些關于優化操作方法的重要選擇：

(1)單次通過串聯操作；

(2)用于懸浮液增濃的多次通過間歇操作；

(3)具有“進料和排岀”的多次通過操作。

上述這些流程示意見圖單次通過法需要大的膜面積以實現對適量懸浮液的增濃。一組并聯操作的膜器的濃縮液或截留液成為下一組膜器的進料。因為滲透液的移走減少了所需要處理的懸浮液的體積，所以各組中并聯膜器的數目逐漸減少，而其數目減少后仍能保持原來的錯流速度，甚至設計中可以使錯流速度更大一些。多次通過的懸浮液增濃法實際上是一個間歇操作，在過濾過程中隨著滲透液從系統中移出，膜器的進料濃度增大。工業生產上大型的多次通過增濃操作中，懸浮液通常以滲透液離開系統的相同速度進入系統。在實驗室或小型生產操作中，連續進料是很少見的。在具有進料和排出的多次循環操作中，膜的進料濃度為恒定值，此值應保證得到較高的滲透通量。滲透液和排出濃縮液的流速應正好和待處理的新的懸浮液的流入速度相匹配。第一種操作方式的能量效率比較高，因為泵送液體的消耗最小，但要使膜消耗最少，則膜的滲透通量必須要很高。為了簡化初步實驗，一般采用沒有連續進料的多次通過增濃方式。通過進行簡單實驗得到滲透通量隨流入的懸浮液濃度的變化關系，如圖10-17所示。然而，這個過程可能引起對滲透通量的過高估計，因為在增濃操作中，瞬時滲透通量通常比相同濃度下的穩態滲透通量要大。沉積的濾餅層需要一段時間來適應主體流的流動條件，包括懸浮液濃度。在這個適應過程中，穩態滲透通量常按圖10-3所示的相似的方式遞減。如果使用這些實驗數據來預測單次通過法或具有進料和排出的多次通過法的操作性能，可能會出現問題。對于這些操作方式應做允許穩態滲透通量增長的進一步實驗。