Сравнение процессов механического и мембранного фильтрования с точки зрения массопереноса вещества через мембрану.
Механическая фильтрация:
Рис.2 Схема механического
фильтрования
ΔР – движущая сила процесса
2 – очищаемая вода
3 – фильтрующий механизм (перегородка)
4 – фильтрат (очищенная вода)
Схематически процесс представлен на рис.2. В процессе механического фильтрования все примеси раствора задерживаются и фиксируются в объеме загрузки фильтра. С течением времени емкость фильтра исчерпывается, повышается гидравлическое сопротивление фильтра и снижается его производительность. Повышается вероятность проскока загрязнения в фильтрат. После этого он должен быть промыт и регенерирован.
1 – ΔР – движущая сила процесса
2 – очищаемая вода
3 – концентрат
4 – пористая полупроницаемая мембрана
5 – очищенная вода (пермеат)
2-3 – градиент химических потенциалов
Как отмечалось ранее, перенос вещества из одного состояния в другое происходит, если существует положительный градиент химических потенциалов. Δμ – это универсальная характеристика, но возникает она как результат различий давлений, концентраций, температур и электролитических потенциалов. В зависимости от преобладающего градиента (T, C, P, E, μ) различают следующие мембранные процессы:
- ΔР – баромембранные (например, ОО)
- ΔТ – термомембранные (термодиализ)
- ΔЕ – электромембранные (электродиализ)
- Δμ –хемодиализ (диффузионные, ΔС)
В идеальных условиях при проведении процесса обратного осмоса не должно происходить загрязнения мембраны, поскольку задерживаемое вещество не сорбируется на ее поверхности, а как бы «отражается» от нее и выводится из системы в виде концентрата. Если задерживаемое вещество не отводить от поверхности мембраны, то происходит увеличение концентрации растворенных веществ в примембранном слое. Вследствие этого повышается осмотическое давление раствора, противодействующее движущей силе этого процесса, величина ΔР будет приближаться к нулю, и процесс фильтрования прекратится.
В реальности сорбция растворенных веществ на поверхности мембраны происходит тем или иным образом, и таким образом, мембрана подвержена загрязнению, что может ухудшать ее характеристики. Однако принимаются специальные меры для минимизации загрязнения поверхности мембраны, и в оптимальных условиях мембранные элементы могут работать длительный период с периодической промывкой и кислотной регенерацией.
Дата добавления: 2020-04-12; просмотров: 510;