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掃流微過濾之過濾數學模式及應用
Thesis

掃流微過濾之過濾數學模式及應用

張棟江
Masters, National Tsing Hua University
1994

Abstract

掃流 微過濾 前處理 Crossflow Microfiltration Pretreatment
本研究分為理論探討及實際應用二大部份: 在理論探討部份,係以流體力學微粒傳輸理論配合質量平衡, 來分析在掃流微過濾器, 之過濾渠道中微粒受力情形與薄膜表面微粒沉積量之關係,進而推導出一數學模式來預測在各種不同操作條件下( 包括操作壓力差, 掃流流速, 微粒濃度, 薄膜孔徑, 微粒粒徑及粒徑分佈,電解質濃度, 及 pH ) 掃流微過濾法之濾速隨時間變化情形o實驗中過濾渠道之流況均控制在層流範圍, 由實驗之結果吾人發現: 非穩定濾速隨微粒粒徑, 薄膜孔徑, 掃流流速或初始懸浮液中混合微粒平均粒徑之增大而增大, 但卻隨微粒濃度或電解質濃度之增大而減小, 另本數學模式對非穩定濾速之預測值與實驗值相當穩合o在實際應用方面, 係以平版型掃流微過濾器分別結合薄膜預付著碳酸鈣濾餅及懸浮液膠凝等二種不同前處理步驟, 來應用於水中金屬離子之去除, 並比較其過濾成效及適用性o 由實驗結果顯示: 預附著前處理方式並無法有效的去除水中金屬離子, 但以膠凝前處理方式在適宜之 pH 範圍, 對於水中金屬離子之去除,均可達完全過濾去除之效果o 另當溫度較高和電解質濃度較低時,掃流微過濾結合膠凝前處理之非穩定濾速較大o 最後亦由前所推導之數學模式來模擬實驗數據, 並求得膠羽之等似粒徑o

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