Баромембранные процессы. Хараев Г.И - 36 стр.

низкой селективностью вместо мембран с высокой селек-           растворенного вещества в массовых долях, нижние индексы
тивностью, но на порядок меньшей удельной производи-           «о», «w» и «к» относятся соответственно к исходному рас-
тельностью.                                                    твору, пермеату и концентрату для схемы в целом, «см» - к
       В практике обратного осмоса и ультрафильтрации          раствору, полученному при смешении потоков, «1» и «2» -
нашли применение двухступенчатые схемы. Это связано с          соответственно к первой и второй ступеням.
тем обстоятельством, что благодаря высокой экономиче-                 В первой схеме концентрат первой ступени поступает
ской эффективности обратного осмоса и ультрафильтрации         на вход второй ступени, а пермеат второй ступени возвраща-
двухступенчатые схемы с их использованием оказываются          ется на вход первой. Эта схема обеспечивает преимущест-
часто дешевле, чем схемы с применением конкурирующих           венно повышение степени концентрирования раствора, кото-
методов разделения. В то же время, при большем необхо-         рая характеризуется коэффициентом концентрирования
димом числе ступеней, как правило, выгоднее конкури-           K K = x K x0 .
рующие процессы или же их сочетание с мембранными.                    Во второй схеме пермеат из первой ступени направля-
       Рассмотрим две двухступенчатые схемы с рецирку-         ется на вход второй, а концентрат второй ступени возвраща-
ляцией потоков.                                                ется на вход первой. Эта схема обеспечивает повышенную
                                                               степень очистки раствора, которая характеризуется коэффи-
                                                               циентом очистки K 0 = x0 x w .
                                                                      Проведенный анализ показал, что области существова-
                                                               ния схем на значительном пространстве пересекаются, в связи с
                                                               чем возникает задача правильного выбора схемы. Для ее реше-
                                                               ния было проведено сопоставление эффективности схем при
                                                               использовании в качестве критерия оптимизации суммарного
                                                               расхода пермеата с двух ступеней, поскольку этой величине
                                                               пропорциональны общая поверхность мембран и энергетиче-
                                                               ские расходы [4].
                                                                      В результате было установлено, что в области совмест-
                                                               ного существования схем целесообразность выбора первой или
                                                               второй схемы определяется требуемой степенью очистки и
                                                               практически не зависит от степени концентрирования.
                                                                                       1
                                                                      Так, если K 0 <      , по минимуму критерия оптимиза-
     Рис. 7.2. Двухступенчатые схемы с рециркуляцией потоков                          1−ϕ
                                                                                                                 1
                                                               ции предпочтительна первая схема, если же K 0 >      , то вто-
      На рис. 7.2 и далее по тексту использованы следую-                                                       1−κ
щие обозначения: L – массовые потоки разделяемых рас-                                                             1
                                                               рая. В случаях,   когда K 0 близок к   величине       , лучше
творов, W – массовые потоки пермеатов, x – концентрации                                                         1−ϕ
                               71                                                                72