凝胶层阻力及极化层阻力较小,随着操作压力差增大,透过通量增加较快,此时超滤阻力主
要为超滤膜的阻力Ｒｍ,透过通量Ｊ与压力差 Δ ｐ可近似用下式表示:Ｊ=Δ ｐ/R ｍ（3）
　如再增加操作压力,透过通量增加使得膜面上被截留的高分子可溶性固形物的浓度增加 ,
浓差极化作用增强,此时开始形成较厚的膜面凝胶层,浓差极化作用进一步加强,不可忽略。
因此超滤阻力除膜阻力外,又增加了极化层阻力Ｒｐ和凝胶层阻力 Rg。此时,透过通量Ｊ与
操作压力差 Δ ｐ可用下式表示:Ｊ=Δ ｐ R ｍ+R ｐ+Rg（4）　
　　从图 3 曲线看,随着操作压力差增加,透过通量增加量趋于变小。这表明,如再增加超滤
压力,凝胶层厚度及浓差极化程度增加较快,超滤阻力大大增加,导致透过通量增加较少,在
超滤操作时

? ×勘苊？以减少能耗。

2

 

　结果与讨论

　　2.2　不同溶质质量浓度黑液的透过通量与超滤时间关系
　　超滤透过通量是反映黑液处理量大小、回收木质素快慢的指标。实验为了得到不同溶
质质量浓度黑液的超滤透过通量随超滤时间的变化规律,将原黑液稀释成不同溶质质量浓
度的一系列溶液。在操作压力差为 0.2MP ａ时,不同溶质质量浓度黑液的透过通量随超滤
时间的变化规律如图 4。由不同溶质质量浓度黑液的稳定透过通量与黑液的溶质质量浓度
关系,可作图 5。从图 4 看,低质量浓度溶液需要较长时间才能达到透过通量恒定,而高质量
浓度溶液达到透过通量恒定所需时间较短。
　　这是因为在操作压力差一定的条件下,溶液透过通量的变化与凝胶层厚度、浓差极化
作用、膜阻力三种因素有关。高质量浓度溶液粘度大,高分子物质比较容易在膜面形成稳定
厚度的凝胶层。高质量浓度溶液的透过通量小,透过液与膜孔壁之间的相对运动速度小,溶
液通过膜孔时的湍动程度较小,膜孔壁对污染物的饱和吸附较快完成,膜阻力趋于恒定。由
于上述两项超滤阻力达到平衡的时间缩短,膜内溶液达到溶质质量浓度差平衡的时间缩短,
浓差极化能较快达到稳定。在操作压力差一定的情况下,因三项超滤阻力较快达到恒定,透
过通量也较快达到恒定。由图 5 看,溶液溶质质量浓度越高,相应的稳定透过通量越小。
　　这是因为随着溶液溶质质量浓度的增加,超滤的浓差极化作用进一步加强以及凝胶层
厚度逐渐增加造成的。对此,可通过增大超滤操作的料液循环速度来增加膜面流体湍动,减
少浓差极化程度及凝胶层的厚度,减少超滤阻力,提高透过通量。