ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Раадел II- Испарение через меморану из "Мембранные процессы разделения жидких смесей" Диафилътрация — это способ проведения мембранных методов разделения (ультрафильтрации, обратного осмоса и некоторых других), который может использоваться в случаях, когда мембрана обладает заметно различной селективностью по отношению к разделяемым компонентам раствора. При диафильтрации в раствор вводится растворитель в количестве, равном количеству отбираемого фильтрата. Тот из компонентов, который плохо задерживается мембраной (НС), переходит вместе с растворителем в фильтрат, а компонент, по отношению к которому мембрана высокоселективна (ВС), остается в аппарате. [c.111] С помош ью диафильтрации можно практически нацело разделить компоненты раствора. [c.111] Если же, например, на мембране с подобными характеристиками проводить обычную ультрафильтрацию, то в результате удается только повысить концентрацию компонента ВС в исходном растворе, а концентрация НС остается практически неизменной. [c.111] Предлагается метод расчета периодического процесса диафильтрации, протекающего в соответствии со схемой, приведенной на рис. 1-52. Мембранный аппарат 1 заполняется разделяемой смесью, после чего из емкости 2 насосом 3 в аппарат подается растворитель. Рабочее давление в аппарате поддерживается на постоянном уровне с помощью клапана 4. Фильтрат направляется в сборник 5. Жидкость в мембранном аппарате интенсивно перемешивается, так что ее состав можно считать постоянным в каждый момент времени во всех точках аппарата. [c.111] Полагая заданными количество разделяемого раствора о (в кг), его состав, состав растворителя, концентрацию НС в очищенном растворе и время процесса диафильтрации т, определим необходимое количество растворителя Lp, состав фильтрата, концентрацию ВС в очищенном растворе и рабочую поверхность мембран. [c.111] Справедливость этих допущений показана в работах [12, 137]. [c.112] Отсюда можно найти количество растворителя, необходимое для проведения диафильтрации. [c.112] Уравнение (1,131) с учетом отношения Ьр/Ьп, даваемого равенством (1,129), может использоваться для определения конечной концентрации ВС в аппарате. [c.112] Выражения (1,132) и (1,134) с учетом величины р/ о из равенства (1,129) позволяют определить средние концентрации компонентов в фильтрате. [c.113] Для выполнения расчетов по предлагаемой методике обычно достаточно постановки двух опытов в лабораторной ячейке с перемешиванием. При двух различных концентрациях НС и требуемой концентрации ВС в исходном растворе определяется проницаемость мембраны, что позволяет рассчитать значения О и С, и селективность по обоим компонентам. [c.114] Дистиллированная вода Сточные воды. ... [c.114] Сопоставление результатов показывает, что, хотя во втором случае требуемое количество растворителя и поверхность мембран несколько больше, однако при этом удается дополнительно получить 1,74 кг белка — весьма ценного продукта. [c.115] Вопросы экономики процессов мембранного разделения рассмотрены в ряде работ [8, 14—16, 30, 142] в основном применительно к опреснению соленых воя, очистке промышленных и коммунальных стоков и водных растворов различных веществ. [c.115] Указывается [24], что для крупных установок производительностью по очищенной воде 2000 м /сут и больше общая стоимость эксплуатации (включая амортизацию, смену мембран, затраты труда и плановую прибыль) оценивается в 2,6—10,6 центов на 1 м очищенной воды. Капитальные затраты ожидаются в сумме 132—265 долл. на 1 суточной производительности, стопмость замены мембран — 4,3—12,9 долл. за 1 м мембраны. В работе [30] приведены расчеты, которые показывают, что стоимость обработки сточных вод может составлять 5,3—9,3 центов за 1 м очищенной воды в зависимости от размера установок. [c.115] В тех случаях, когда обратный осмос и ультрафильтрация будут единствен-ньши возможными методами очистки (например, при разделении легко поли-мериаующихся нетермостойких и взрывоопасных растворов), требования к стоимости могут быть значительно снижены. [c.116] На рис. 1-53 представлены графики, иллюстрирующие зависимость стоимости очистки воды методом обратного осмоса от производительности установки. Хотя стоимость очистки воды на небольших установках выше, чем на крупных, тем не менее и эта стоимость представляется небольшой в сравнении с затратами на другие методы очистки. Сообщается, что установки невысокой производительности (38 мЗ/сут) стоят 15 ООО долл., а эксплуатация их обходится в 13 центов за 1 м3 очищенной воды. Стоимость установки для очистки сточных вод целлюлозно-бумажных производств производительностью — 400 м /сут. по очищенной воде оценивается в 137 тыс. долл. [c.116] В табл. 1-12 представлена [15, с. 550J зависимость капитальных затрат по проектным данным от производительности установок с различными по конструкции мембранными аппаратами. [c.116] Производительность по опресненной воде, н /сут. [c.116] Для установок большой производительности большая разница в общей стоимости в значительной степени определяется стоимостью труб с запорными устройствами, которая для аппаратов фильтр-прессного типа достигает 30%, а для аппаратов с полыми волокнами составляет всего 6—9% общей стоимости установки. Стоимость мембран относительно невелика и, в зависимости от конструкции аппарата, составляет 1—3% общей стоимости установки. [c.116] В работах [8, 14—16, 24, 39, 143] обобщается опыт эксплуатации установок обратного осмоса и ультрафильтрации, изготовляемых в США и Англии. Указывается [30], что несмотря на то, что эти методы начали развиваться сравнительно недавно, более 1000 действующих установок различной производительности поставляют воду, пригодную для бытовых, промышленных и сельскохозяйственных целей сооружаются крупные установки производительностью до 4000 м сут. [c.116] Вернуться к основной статье