膜分离技术错流运行方式

膜法水处理工艺根据处理料液的径流方式不同分为全流（或称全量或死端）方式与错流方式，两者具有不同的工艺特征与应用范围。全流方式的工艺简单、回收率高、间歇式工作 ; 错流方式的工艺复杂、回收率低、连续式工作。全流及错流方式的径流形式示于下图。

系统运行的重要指标之一是原水利用率即系统回收率（或称系统收率）指标，设系统的原水流量为 Q _f 、透水流量为 Q _p 、浓水流量为 Q _c ，则系统回收率 R _e 为透水流量 Q _p 与原水流量 Q _f 之比。

全流运行方式的回收率恒等于 1 ，错流过滤方式的回收率恒小于 1 。

全流运行方式下，透过径流垂直透过膜面，截留物滞留在原液侧膜表面，形成对膜体的污染。错流运行方式下，透过径流与膜面成法线方向，浓液径流与膜面成切线方向，对聚集膜表面的截留污染物起到冲洗作用。因此在错流方式下，截留物对膜的污染现象与错流径流对膜的冲洗现象同时发生，具有自清洗功能，可减缓膜污染的速度。

全流与错流两种运行方式下，膜污染的程度不同，但同样需要对膜污染的清洗工艺，全流方式的清洗周期较短，错流方式的清洗周期较长。通过正冲、反冲甚至药洗等清洗工艺可以在一定程度上完成对污染物的清洗，以恢复膜的分离能力。通过清洗工艺已无法完成膜性能的恢复时，称为膜性能的衰减 ; 当膜性能严重衰减时，需要进行膜的更换。

错流运行方式中，存在一个切向流速与法向流速或浓水流量与透水流量的比值即错流比（反渗透工艺中也称浓淡比）。

错流比过低时不能形成有效的切向冲洗径流，浓差极化严重，错流的效果较差。错流比过高时会造成水源的浪费及能耗的增高。因此，错流运行方式下的错流比必须保持在一定水平范围之内，如卷式反渗透膜元件要求的浓水与淡水径流量之比应高于 5 ： 1 。

决定膜系统全流或错流运行方式的重要因素是截留物与膜结构的可清洗性质。超微滤膜截留的悬浮物、胶体及大分子有机物易于形成污染也易于清洗，且超微滤膜的多孔结构适合于频繁的反向冲洗，故超微滤工艺可采用错流方式也可采用全流运行方式。反渗透膜对盐分截留的同时也实现了对难溶盐的浓缩，一旦膜表面的难溶盐浓度超过其饱和度极限，将在膜表面析出沉淀。因难溶盐垢层难于清洗，加之复合膜结构缺乏反冲洗能力，故反渗透复合膜的系统工艺只能采用错流运行形式。