ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Сопутствующие явления
Из сопутствующих явлений, присущих обратноосмотическому и электроосмофильтрационному разделению раство-
ров, следует выделить концентрационную поляризацию, осадкообразование и изменение структуры мембраны, тепловыде-
ление, газообразование и реакции на электродах.
Концентрационная поляризация в ультрафильтрационном, электроультрафильтрационном, обратноосмотическом и
электроосмофильтрационном разделении оценивается величиной, называемой уровнем концентрационной поляризации:
C
C
=Г
, (1.3)
где C – концентрация растворённого вещества у поверхности мембраны; C – концентрация растворённого вещества в
растворе.
В работах [10 – 15, 43 – 45] отмечается, что в процессе обратного осмоса величина концентрационной поляризации
всегда больше единицы и является отрицательным фактором, поскольку она вызывает повышение концентрации раство-
рённых веществ около поверхности мембраны. Это обстоятельство обуславливает рост концентрации растворённого ве-
щества в пермеате и создаёт возможность образования осадков на поверхности мембраны. Также следует отметить, что
концентрационная поляризация повышает осмотическое давление и снижает движущую силу процесса, а это ведёт к
уменьшению производительности разделения [44].
В ряде работ [1, 4, 8] констатируются факты, согласно которым при разделении растворов концентрационная поля-
ризация вызывает набухание полимера, изменение структуры, а это вызывает уменьшение гидродинамической прони-
цаемости.
Несмотря на многочисленные оценки влияния концентрационной поляризации на тот или иной процесс, следует за-
метить, что при разработке конкретного процесса обратного осмоса или электроосмофильтрации необходима экспери-
ментальная проверка этих оценок.
Осадкообразование и изменение структурных свойств мембраны в процессе эксплуатации оказывает существен-
ное влияние на изменение кинетики и технологических параметров ультрафильтрационного, электроультрафильтрацион-
ного обратноосмотического и электроосмофильтрационного разделения растворов.
Влияние осадкообразования в ультрафильтрационных, электроультрафильтрационных, обратноосмотических и
электроосмофильтрационных процессах на кинетические и технологические параметры проявляется через ряд явлений
[13, 43]. Любые отложения на поверхности мембраны увеличивают ее гидравлическое сопротивление, что соответственно
уменьшает водопроницаемость мембраны. При осадкообразовании на поверхности мембраны в аппарате интенсивно раз-
вивается концентрационная поляризация, что вызывает снижение водопроницаемости и коэффициента задержания.
Как известно, все полимерные материалы подвержены старению, т.е. постепенно в их структуре образуются необра-
тимые изменения. То же самое происходит и с полимерными мембранами. Изменения структурных свойств в ацетилцел-
люлозных мембранах связаны с уменьшением количества ацетильных групп в полимере [13]. Мембраны из ароматиче-
ского полиамида значительно более стойкие к агрессивным средам. Изменяют свойства полиамидных мембран – это
хлор, озон и диметилформальдегид.
Следует отметить, что и осадкообразование в некоторых случаях вызывает структурные изменения мембран – набу-
хаемость [13, 46], пластификацию и гидрофобизацию [1].
В противовес этим сведениям следует отметить, что осадкообразование и изменение структурных свойств мембраны
не всегда является отрицательным явлением, а иногда специально вызывают эти явления [1, 45 – 48], чтобы повысить
эффективность процесса. Поэтому вопросы осадкообразования и изменения структурных свойств мембраны сводятся к
определению таких условий, при которых мембрана эффективно работала бы продолжительное время.
Тепловыделение – это сопутствующее явление, присущее мембранным процессам, протекающим под действием или
при содействии электрического поля [49 – 53].
В процессе электроультрафильтрации, электроосмофильтрации часть электрической энергии расходуется на нагрев
мембраны, подложки и раствора и на токи утечки. Из-за разной электропроводности мембраны, подложки и раствора они
могут нагреваться до различных температур, т.е. в процессе электроультрафильтрации, электроосмофильтрации кроме
массопереноса будет ещё наблюдаться и теплоперенос. Соответственно теплоперенос может оказывать существенное
влияние и на массоперенос. Тепловыделения мембраны и раствора могут быть существенными и привести к значитель-
ному разогреву мембраны, что повлечёт за собой выход мембраны из строя.
Однако в отечественной и зарубежной практике исследований по вопросам теплопереноса в электроультрафильтра-
ционных, электроосмофильтрационных процессах нет. Нет и инженерной методики расчёта массопереноса в электроба-
ромембранных процессах с учётом теплопереноса.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- …
- следующая ›
- последняя »
