超声强化多通道陶瓷膜微滤超细TiO2悬浮液

第62卷第1期2011年1月化工CIESC学报JournalVo1．62No．1January2011超声强化多通道陶瓷膜微滤超细TiO2悬浮液王凤来，陈亚中，崔鹏，熊伟(合肥工业大学化工学院，安徽省可控化学与材料化工重点实验室，安徽合肥230009)摘要：针对超声强化膜分离过程能耗高的问题，提出并设计了一种新型超声强化膜分离操作方式，并进行了超声强化陶瓷膜微滤超细TiO颗粒悬浮液的研究。考察了超声场参数、操作时间及溶液环境对多通道陶瓷膜微滤过程的影响规律，并分析了此操作方式强化陶瓷膜微滤颗粒悬浮体系的机理。结果表明，该操作方式能够获得较高膜通量恢复率及平均膜通量，同时超声能量消耗减小了90．0以上；降低超声频率及提高功率，有利于膜通量恢复，在超声参数45kHz和0．33W·CII1条件下，膜通量恢复到初始值的94．O；控制超声辐射时间0．167min，微滤时间8min时，平均膜通量提高了61．5；降低悬浮液颗粒浓度及提高料液温度都有利于超声场强化陶瓷膜微滤过程。关键词：超声强化；多通道陶瓷膜；微滤；TiOz悬浮液中图分类号：TQ028．8文献标志码：A文章编号：0438—1157(2011)01—0119—06MicrofiltrationoffineTiO2suspensionwithultrasound—enhancedmulti—channelceramicmembraneWANGFenglai，CHENYazhong，CUIPeng，XIONGWei(AnhuiKeyLaboratoryofControllableChemicalReactionandMaterialChemicalEngineering，SchoolofChemicalEngineering，HeUniversityofTechnology，Hefei230009，Anhui，China)Abstract：Anewoperationmodeforultrasound—enhancedmembranemicrofiltrationwasdesignedinordertoreduceenergyconsumption．MicrofiltrationofTiO2suspensionwithultrasound—enhancedmulti—channelceramicmembranewasdemonstrated．Factorsthatinfluencedmembranemicrofiltration，suchasultrasonicparameters，operatingtime，TiO2concentration，aswellassuspensiontemperature，werediscussed．Theprimarymechanismforenhancingtheeffectofultrasoundwasanalyzed．Theresultsshowedthatwiththeoperationmode，thefluxrecoveryrateandaveragepermeationfluxwerebetter，andtheultrasonicenergyconsumptionwasreducedbyover90．0．Lowerultrasonicfrequencyandhigherpowerdensitywereconducivetorestorationoftheinitialflux．Undertheoptimumcondition，ultrasonicfrequencyof45kHzandpowerdensityof0．33W·cm，thefluxrecoveryratecouldreach94．0V0．Withultrasonicradiationtimeof0．167rainandmicrofiltrationfor8min，theaveragefluxcouldincrease61．5．LowerTiO2concentrationandhighertemperaturebenefitedthemicrofntrationprocess．Keywords：ultrasound—enhanced；multi—channelceramicmembrane；microfiltration；TiO2suspension2010—0406收到初稿，2010—07—05收到修改稿。联系人：崔鹏。第一作者：王风来(1985一)，男，硕士研究生。基金项目：国家自然科学基金项目(20876030)。Receiveddate：2010—04—06．Correspondingauthor：Prof．CUIPeng，cuipeng@hfut．edu．cnFound