2015-10-22
862
К баромембранным процессам водоподготовки, осуществляемым под действием перепада давления через разделительную полупроницаемую мембранную перегородку в интервале температур 5–30 °С, относятся:
I. Мирофильтрация
Размер пор (d=50-10000нм)
Движущая сила ΔP=0,03-0,2МПа
Область использования: Отделение тонкодисперсных частиц от коллоидов.
II. Ультрафильтрация.
Размер пор (d=5-50нм)
Движущая сила ΔP=0,2-1МПа
М> 300000
Область использования: очистка воды от частиц, бактерий и вирусов, размеры которых превышают размеры пор мембраны.
III. Нанофильтрация.
Размер пор (d=1-5нм)
Движущая сила (ΔP=1-1,5МПа)
М>300
Область применения:
· основная либо первая ступень умягчение воды
- предфильтрация морской воды перед обратноосмотическим или термическим обессоливанием
- опреснение пищевых и молочных продуктов, напитков, побочных продуктов.
- деминерализация красителей и флуоресцентных осветлителей.
- очистка отработанных моющих растворов.
- снижение цветности и обработка пищевых продуктов.
- концентрирование пищевых и молочных продуктов, напитков.
- концентрирование побочных продуктов брожения.
- концентрирование лекарственных форм
- коррекция солевого состава воды
- удаление высокомолекулярной органики со снижением показателей БПК и ХПК
IV. Обратный осмос.
Размер пор (d<= 0,3нм)
Движущая сила (ΔP= 1,5-100МПа)
М<300
Область применения: Спектр применения технологии обратного осмоса очень широк. Условно его можно классифицировать на две основные группы:
- Очистка растворителя. В этом случае продуктом является пермеат.
- Концентрирование растворенного вещества. В этом случае продукт — концентрат.
Осмос и осматическое давление.
µ(i)=µ(0)+R*T*a(i)+v(i)p(i)
µ(1)=µ(0)+R*T*a(1)+vp(1)
µ(2)=µ(0)+R*T*a(2)+vp(2)
µ1=µ2
R*T*lna(1)+vp(1)=R*T*lna(2)+vp(2)
a(2)=1 lna(2)=0
R*T*lna(1)= v(p(2)-p(1))
Обозначим P(2)-P(1)= -π
R*T*lna(1)= -πv
a(1)=x(1)*ɣ(1)
ɣ(1) -> 1
R*T*lnx(1)= -πv
x(1)=1-y(1)
R*T*ln(1-y(1))= -πv
Ряд Тейлора.
ln(1-y(1))= -y(1)- y(1)^2/2- y(1)^3/3- y(1)^n/n
R*T*y(1)= πv
π= RT/v* y(1)
y(1)= n(2)/(n(1)+n(2))
π= RT/v*n(2)/n(1)= RTn(2)/v
n(1)-число молекул воды
v-удельный объем
C=Mn(2)/v v=Mn(2)/C
П=CRT/M
Отличие баромембранных процессов от обычной фильтрации заключаются в том, что при фильтрации продукт откладывается в виде кристаллического или аморфного осадка на поверхности фильтра, в то время как в баромембранных процессах образуются два раствора, один из которых обогащен растворенным веществом,. В этих процессах накопление вещества у поверхности мембраны недопустимо, т.к. приводит к снижению селективности и проницаемости.
41. Основные гипотезы механизма действия мембран в процессе обратного осмоса.
