Сайт по умолчанию
Каталог
По всему сайту
По каталогу
8-800-200-89-10
8-800-200-89-10
+7 812 645-12-12
+7 812 645-12-11
Заказать звонок
E-mail
mail@megafilter.ru
Адрес
Санкт-Петербург, пр. Энгельса 163-А
Режим работы
Пн. – Пт.: с 8:00 до 17:00
Заказать звонок
  • Услуги: анализ воды, проектирование, монтаж, наладка, сервис
    Услуги: анализ воды, проектирование, монтаж, наладка, сервис
  • Кабинетные фильтры
    Кабинетные фильтры
  • Сменные загрузки для коттеджных и промышленных фильтров
    Сменные загрузки для коттеджных и промышленных фильтров
  • Фильтры для частного дома
    Фильтры для частного дома
Акции
Услуги
  • Анализ воды
  • Монтаж
  • Наладка
  • Подбор оборудования
  • Проект системы
  • Сервисное обслуживание
Компания
  • О компании
  • Реквизиты
  • Документы
  • Доставка
Блог
Контакты
Референс-лист
    Войти
    0
    0
    0 Корзина
    Сайт по умолчанию
    Телефоны
    8-800-200-89-10
    +7 812 645-12-12
    +7 812 645-12-11
    Заказать звонок
    0
    0
    0
    Сайт по умолчанию
    • Кабинет
    • 0 Сравнение
    • 0 Избранное
    • 0 Корзина
    • 8-800-200-89-10
      • Назад
      • Телефоны
      • 8-800-200-89-10
      • +7 812 645-12-12
      • +7 812 645-12-11
      • Заказать звонок
    • mail@megafilter.ru
    • Пн. – Пт.: с 8:00 до 17:00
    Главная
    –
    Статьи
    –
    Водоподготовка
    –Обратный осмос и нанофильтрация. 31.1. Теоретические основы процесса

    Обратный осмос и нанофильтрация. 31.1. Теоретические основы процесса

    Глава 31. Обратный осмос и нанофильтрация



    31.1. Теоретические основы процессаОбратный осмос – наиболее быстро развивающийся и перспективный мембранный процесс. Сущность процесса состоит в пропускании воды под давлением через полупроницаемые полимерные мембраны, мембраны, которые пропускают молекулы воды, а задерживают растворенные ионы солей.
    Первоначально процесс обратного осмоса разрабатывался для опреснения подземных и морских вод. Отличительной чертой процесса являются высокие значения приложенных давлений. Поэтому процессы называются баромембранными. Значения рабочих давлений составляли 50–60 бар, что вызывало высокую стоимость оборудования, насосного, водораспределения и др.
    Прогресс в области производства мембран привел к созданию низконапорных мембран, работающих под низким давлением. Снижение величин рабочих давлений привело к значительному удешевлению и упрощению систем обратного осмоса.
    В настоящее время обратноосмотические установки используются для обессоливания воды, вытесняя традиционные методы – ионный обмен, дистилляцию. Невысокая стоимость и простота мембранных систем сделали метод обратного осмоса конкурентоспособным с традиционными установками водоподготовки.
    Высокая эффективность в задержании органических веществ (образующих цветность воды), бактерий, вирусов, жесткости железа делает его перспективным для подготовки питьевой и технической воды.
    Широко распространен процесс, получивший название «нанофильтрации» – разновидность обратного осмоса, в котором используются поры более крупного размера.
    Такие поры задерживают «крупные» многовалентные ионы железа, кальция, стронция, хрома, сульфат-ионы и т.д. на 80–90%, но слабо задерживают одновалентные ионы натрия, хлорида, бикарбоната – на 30–50%.
    При проведении процесса обратного осмоса растворенные вещества (ионы солей) задерживаются мембраной, а молекулы воды проникают через мембрану. Молекулы растворенной соли накапливаются у поверхности мембраны, где ее концентрация постепенно возрастает. Однако повышение концентрации соли у поверхности вызывает диффузию ионов от поверхности в объем раствора в соответствии с законом Фика. Таким образом, в системе устанавливается стационарное состояние. Конвективный поток растворенной соли к мембране уравновешивается суммой потоков через мембрану и от поверхности мембраны в объем раствора. По закону Фика, чем дальше от поверхности мембраны, тем ниже концентрация соли. В результате вблизи поверхности мембраны образуется пограничный слой, в котором значение концентрации соли увеличивается по мере приближения к мембране (рис. 31.1).





    Рис. 31.1. Распределение задерживаемого мембраной вещества у поверхности мембраны




    Предположим, что на расстоянии d от поверхности мембраны концентрация растворного вещества равна C и имеет то же значение, что и концентрация в объеме потока воды благодаря полному смешению. Вблизи поверхности мембраны образуется пограничный слой, в котором концентрация увеличивается по мере приближения к мембране, достигая максимального значения C у ее поверхности. Конвективный поток соли к поверхности мембраны обозначается как

    где C – концентрация соли, г/л; J – удельная проницаемость мембраны, л/с·м2.


    Поскольку часть соли проходит через мембрану, поток через мембрану составляет

    где C – концентрация соли в фильтрате (г/л).


    Накопление солей у поверхности мембраны вызывает диффузионный поток в обратном направлении – от мембраны в раствор. Таким образом, устанавливается стационарное состояние, равновесие, при котором поток растворенного вещества к мембране равняется сумме двух потоков: потока растворенного вещества через мембрану и диффузионного потока, определяемого законом Фика, т.е.

    где D – коэффициент диффузии; C – концентрации соли в потоке, изменяющиеся от C(b) до C(m)
    При x=0 c=C(m) При x=δ (на расстоянии δ от поверхности мембраны) C=C(b)
    Разделяя переменные и интегрируя уравнение (31.1), получаем
    или


    или

    Отношение коэффициента диффузии к толщине пограничного слоя δ называется коэффициентом массопереноса k:

    При условии, что растворенная соль полностью задерживается мембраной (C(ф)=0), уравнение (31.4) упрощается и представляется в виде:

    Уравнение (31.6) является основным уравнением концентрационной поляризации, отражающим природу концентрационной поляризации: гидродинамика в аппарате определяется коэффициентом k, свойства мембран – величиной J. Коэффициент массопереноса k зависит от гидродинамических условий (скорости потока на входе в мембрану V, коэффициента диффузии растворенного вещества D, вязкости, плотности), а также размеров и формы модуля. Уровень концентрационной поляризации можно снизить двумя путями: изменить величину потока J и коэффициента массопереноса k. Коэффициент диффузии увеличить нельзя, но можно увеличить скорость движения раствора вдоль мембраны за счет изменения формы и размеров модуля, снижая длину модуля или уменьшая сечение. Кроме увеличения скорости течения для улучшения массопереноса можно «разрушить» пограничные слои с помощью «турбулизаторов» – сетчатых вставок в канал.

    Страницы книги:

                                                                          Глава 31. Обратный осмос и нанофильтрация



    31.2. Основные параметры процесса обратного осмоса
    31.3. Мембраны для обратного осмоса
    31.4. Типы мембранных аппаратов и их конструкций
    31.5. Разработка технологических схем предварительной обработки воды перед обратноосмотическими установками
    31.6. Конструирование установок обратного осмоса31.7. Технологические расчеты мембранных систем
    31.8. Современные технологические схемы мембранных

    Дополнительно

    Назад к списку
    • Все публикации 95
      • Водоочистка 34
      • Водоподготовка 17
      • Водоснабжение 3
      • Новости 41
    Подпишитесь на рассылку наших новостей и акций
    Подписаться
    Интернет-магазин
    Каталог
    Акции
    Бренды
    Услуги
    Анализ воды
    Монтаж
    Наладка
    Подбор оборудования
    Проект системы
    Сервисное обслуживание
    Компания
    О компании
    Реквизиты
    Документы
    Доставка
    Информация
    О компании
    Реквизиты
    Документы
    Помощь
    Условия оплаты
    Условия доставки
    Гарантия на товар
    Вопрос-ответ
    Обзоры
    Контакты
    8-800-200-89-10
    8-800-200-89-10
    +7 812 645-12-12
    +7 812 645-12-11
    Заказать звонок
    E-mail
    mail@megafilter.ru
    Адрес
    Санкт-Петербург, пр. Энгельса 163-А
    Режим работы
    Пн. – Пт.: с 8:00 до 17:00
    mail@megafilter.ru
    Санкт-Петербург, пр. Энгельса 163-А
    © 2025 Системы очистки воды
    Оферта