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中空纤维超滤膜已广泛应用在水处理中,但是膜污染问题一直是影响过滤效率和大规模应用的最大限制性因素,在恒通量操作过程中,由于压力梯度的存在,污染程度会在轴向方向上发生变化,这对膜过滤的性能有重大影响。本文采用电阻抗图谱技术结合Zeta电位原位表征中空纤维膜局部膜污染行为和膜污染迁移现象,进而对膜孔堵塞、滤饼层形成和滤饼层压实不同的污染阶段重新定义,并且分析不同的纤维长度和操作通量对膜污染迁移的影响,确定膜纤维的有效过滤长度和最佳的操作通量。实验结果表明:1.在过滤的初始阶段,TMP、电阻抗和Zeta电位快速上升,产生该现象的主要原因是由于在过滤初期污染物快速吸附在膜孔内和膜表面上,因此,我们将该阶段称之为膜孔堵塞时期。在过滤的中期,TMP、电阻抗和Zeta电位缓慢增加,这是因为在该阶段由于膜和污染物之间的排斥作用,形成了疏松的滤饼层,导致膜阻力增长缓慢,我们把此阶段定义为滤饼形成阶段。在过滤后期,TMP和Zeta电位保持相对稳定的状态,电阻抗下降,产生该现象的原因可能是滤饼层发生压实过程,因此我们将TMP和Zeta电位保持相对稳定,而电阻抗下降的过滤阶段定义为滤饼层压实阶段。2.通过该研究方法得出在死端恒通量过滤0.5g/L的酵母和高岭土的混合液时,轴向空间上存在不均匀污染分布现象即首段的污染总是最严重的,其次是中段,最后是末段;在时间上存在污染进程差异化现象即首段总是最先进入滤饼层压实阶段,其次是中段,最后是末段。3.改变过滤溶液的浓度为5 g/L时,在死端恒通量过滤条件下,由于存在膜污染程度的重新分配,在过滤的后期会出现污染迁移过程。膜污染迁移过程的定义为在中空纤维膜过滤系统中轴向空间上不同位置的污染程度重新分配的现象。并且在该实验条件下,研究了纤维长度对膜污染迁移的影响。4.当纤维长度较短时,轴向空间不同的位置不均匀污染现象明显,膜污染重新分配的过程较快发生;当纤维长度较长时,轴向空间不同的位置不均匀污染现象不明显,并未出现污染迁移现象,并且由于末段的抽吸力严重不足,导致末段纤维成为无效的过滤部分,降低过滤效率。同时,分析不同操作通量对膜污染迁移的影响,亚临界通量的操作条件下并未出现膜污染迁移现象;在临界通量的操作条件下,由于膜污染的重新分配,会发生1次膜污染迁移过程。在超临界通量的操作条件下,不均匀污染分布现象最明显,会出现2次膜污染迁移过程。