Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г. - 277 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

277
Рис. 6.7. Схема установки обратного осмоса: 1 – насос; 2 – модуль
обратного осмоса; 3 – мембрана; 4 – выпускной клапан.
Механизм обратного осмоса состоит в том, что мембраны собирают
воду, которая в поверхностном слое не обладает растворяющей способно-
стью, и через поры мембраны будет проходить только чистая вода, не-
смотря на то, что размер многих ионов загрязнителей меньше
, чем размер
молекул воды. Это объясняется явлением адсорбции молекул воды у по-
верхности мембраны.
При ультрафильтрации растворенные вещества задерживаются на
мембране потому, что размер молекул их больше, чем размер пор, или
вследствие большого трения их молекул о стенки пор мембраны.
Эффективность процесса зависит от свойств мембран. Они должны
обладать высокой
селективностью, большой проницаемостью, устойчиво-
стью к действию среды, постоянством характеристик в процессе эксплуа-
тации, достаточной механической прочностью, низкой стоимостью.
Селективность ϕ (в %) мембран в процессе разделения определяют
по формуле
ϕ = 100(
c
о
- c
ф
)/c
о
= 100(1 - c
ф
/c
о
), (6.57)
где
c
0
и c
ф
– концентрация растворенного вещества в исходном растворе
(сточной воде) и фильтрате (очищенной воде).
Пористость β мембраны можно выразить соотношением
β = π
.
d
ср
2.
n/4, (6.58)
где
d
ср
– средний диаметр пор, м; n – число пор на 1 м
2
площади мембра-
ны.
Проницаемость определяется количеством фильтрата
V
ф
, полученно-
го в единицу времени с единицы рабочей поверхности:
V
ф
= k
1
(ΔP - ΔP
о
), (6.59)
где Δ
P – разность давлений воды до и после мембраны; ΔP
о
– разновид-
ность осмотических давлений;
k
1
– коэффициент, зависящий от проницае-
мости мембраны.
Таким образом, скорость обратного осмоса прямо пропорциональна
эффективному давлению (разности между приложенным давлением и ос-
мотическим). Эффективное давление значительно превосходит осмотиче-
ское. Величина осмотического давления составляет: для соли Na
2
SO
4
– 43
кПа, а для NaHCO
3
– 89 кПа.
В процессе очистки некоторое количество растворимого вещества
проходит через мембрану вместе с водой. Этот проскок
S практически не
зависит от давления: 
    Рис. 6.7. Схема установки обратного осмоса: 1 – насос; 2 – модуль
          обратного осмоса; 3 – мембрана; 4 – выпускной клапан.

      Механизм обратного осмоса состоит в том, что мембраны собирают
воду, которая в поверхностном слое не обладает растворяющей способно-
стью, и через поры мембраны будет проходить только чистая вода, не-
смотря на то, что размер многих ионов загрязнителей меньше, чем размер
молекул воды. Это объясняется явлением адсорбции молекул воды у по-
верхности мембраны.
      При ультрафильтрации растворенные вещества задерживаются на
мембране потому, что размер молекул их больше, чем размер пор, или
вследствие большого трения их молекул о стенки пор мембраны.
      Эффективность процесса зависит от свойств мембран. Они должны
обладать высокой селективностью, большой проницаемостью, устойчиво-
стью к действию среды, постоянством характеристик в процессе эксплуа-
тации, достаточной механической прочностью, низкой стоимостью.
      Селективность ϕ (в %) мембран в процессе разделения определяют
по формуле
           ϕ = 100(cо - cф)/cо = 100(1 - cф/cо),             (6.57)
где c0 и cф – концентрация растворенного вещества в исходном растворе
(сточной воде) и фильтрате (очищенной воде).
      Пористость β мембраны можно выразить соотношением
           β = π.dср2.n/4,                                   (6.58)
                                                      2
где dср – средний диаметр пор, м; n – число пор на 1 м площади мембра-
ны.
      Проницаемость определяется количеством фильтрата Vф, полученно-
го в единицу времени с единицы рабочей поверхности:
              Vф = k1 (ΔP - ΔPо),                         (6.59)
где ΔP – разность давлений воды до и после мембраны; ΔPо – разновид-
ность осмотических давлений; k1 – коэффициент, зависящий от проницае-
мости мембраны.
      Таким образом, скорость обратного осмоса прямо пропорциональна
эффективному давлению (разности между приложенным давлением и ос-
мотическим). Эффективное давление значительно превосходит осмотиче-
ское. Величина осмотического давления составляет: для соли Na2SO4 – 43
кПа, а для NaHCO3 – 89 кПа.
      В процессе очистки некоторое количество растворимого вещества
проходит через мембрану вместе с водой. Этот проскок S практически не
зависит от давления:


                                   277

Страницы