ВУЗ:
Составители:
бране).
Что же касается зависимости диффузионной проницаемости от температуры, то, как отмечается в работе [42, 45], диф-
фузионная проницаемость с повышением температуры возрастает. Конкретные же сведения по этому вопросу в литературе
практически отсутствуют.
Водопроницаемость
Водопроницаемость мембран оценивается объемом жидкости, прошедшей через единицу поверхности мембраны за
единицу времени при единичном перепаде давления.
Основные закономерности течения жидкости через полимерные мембраны изложены в работах [6, 28, 30, 42, 45, 49 –
51]. Особенности водопроницаемости молекул воды в полимерных материалах связаны, во-первых, с малыми размерами
индивидуальной молекулы воды, что обеспечивает ее проницаемость даже в плотных гидрофобных материалах; во-вторых,
взаимодействия между молекулами воды приводят к образованию кластеров из молекул воды в полимерных мембранах, что
также влияет на величину проницаемости; в-третьих, взаимодействия молекул воды с гидрофильными группами полимерной
матрицы обуславливает высокое влагосодержание, что определяет повышенную водопроницаемость.
На величину водопроницаемости при разделении растворов влияет давление, под которым находится разделяемый рас-
твор, температура раствора, концентрация растворенных веществ в растворе и природа растворенного вещества.
С повышением давления водопроницаемость через полупроницаемые мембраны возрастает [6]. Однако это бывает не
всегда так, в работе [50] отмечается, что при разделении загрязненных сточных вод обратным осмосом с повышением давле-
ния водопроницаемость может падать.
Температура также неоднозначно влияет на водопроницаемость при обратном осмосе. В работах [6, 50] говорится, что в
рабочем диапазоне температур водопроницаемость с повышением температуры возрастает, дальнейшее повышение темпе-
ратуры разделяемого раствора приводит к резкому снижению водопроницаемости. Влияние температуры на водопроницае-
мость рассмотрено и в работах [52, 53].
В значительной степени на водопроницаемость мембран оказывает влияние величина концентрации растворенного ве-
щества в растворе. С повышением концентрации водопроницаемость падает [6, 28, 49, 50].
Величина водопроницаемости существенно зависит и от природы растворенного вещества. На одной и той же мембране
при прочих равных условиях (но различных по природе разделяемых растворов, т.е. растворенных в них веществ) величина
водопроницаемости может значительно отличаться [6, 50].
Чаще всего при инженерных расчетах (определение рабочей площади мембраны) используют экспериментальные дан-
ные по водопроницаемости в зависимости от ряда факторов (давления, температуры, концентраций и вида растворенного
вещества).
Осмотическая проницаемость
Осмотическая проницаемость полимерных мембран )(
ос
Р может быть оценена и по коэффициенту самодиффузии
)(
.dc
D [32]. При этом следует учитывать, что вода в полимере может находиться в связанном и в свободном состоянии. К
связанной воде относят воду, входящую в гидратные оболочки полимерной матрицы. К свободной воде относится вода, не
участвующая во взаимосвязи с полимерной матрицей. Между этими состояниями нет четкой границы. Кроме того, между
связанной и свободной водой происходит непрерывный обмен.
При практических расчетах удобнее пользоваться коэффициентом осмотической проницаемости воды через единицу
поверхности мембраны при градиенте концентрации равном единице. Для этих целей использовалась методика, приведенная
в работе [54].
Электроосмотическая проницаемость
Электроосмотическая проницаемость воды через мембраны всегда связана с протеканием постоянного электрического
тока через систему мембрана–раствор. Очень много работ посвящено изучению электроосмотической проницаемости через
ионообменные мембраны [54 – 58]. Величина электроосмотической проницаемости не является постоянной, характеризую-
щей данную мембрану или пару мембран.
С повышением концентрации раствора электроосмотическая проницаемость через гомогенные мембраны падает [4, 59].
Это, вероятно, связано с усилием электростатического взаимодействия в фазе мембраны, при одновременном увеличении
вязкости раствора и уменьшении радиуса пор. Для гетерогенных мембран пока нет ясной концентрационной зависимости
электроосмотической проницаемости.
Результаты, описывающие влияние плотности тока на электроосмотическую проницаемость, противоречивы [55]. Дан-
ные, приведенные в работе [55] показывают, что в области малых плотностей тока электроосмотическая проницаемость из-
меняется. Однако недавние результаты, представленные в работах [54, 55, 58], свидетельствуют о том, что электроосмотиче-
ская проницаемость ионообменных мембран в условиях эксперимента не зависит от плотности тока. Также в работе [55] от-
мечается, что температура мало влияет на электроосмотическую проницаемость.
Как следует из представленных результатов в работе [55], для ионообменных мембран нет ясных представлений о вели-
чине электроосмотической проницаемости и, тем более, зависимости ее от концентрации и температуры. Что же касается
электроосмотической проницаемости для полупроницаемых мембран и зависимости ее от внешних условий (концентрации,
температуры), то таких данных нет. А для расчета процессов электроультрафильтрации и электроосмофильтрации необхо-
димы данные по электроосмотической проницаемости и, желательно, в зависимости от концентрации и температуры раство-
ра.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- …
- следующая ›
- последняя »
