Проницаемость при обратном осмосе концентрационной поляризации

Как и всем мембранным методам, обратному осмосу и ультрафильтрации свойственно явление концентрационной поляризации, которое заключается в увеличении концентрации растворенного вещества у поверхности мембраны вследствие преимущественного переноса растворителя через мембрану. В результате происходит падение проницаемости и селективности, сокращается срок службы мембран. Для уменьшения вредного влияния концентрационной поляризации необходимо турбулизовать прилегающий к поверхности мембраны слой жидкости, чтобы ускорить перенос растворенного вещества в ядро разделяемого раствора. Этого добиваются применением в лабораторных установках магнитных мешалок и вибрационных устройств, а в промышленных условиях увеличением скорости протекания жидкости вдоль мембраны и использованием различного рода турбулизаторов. [c.18]

Разделение методами обратного осмоса и ультрафильтрации принципиально отличается от обычного фильтрования. При обратном осмосе и ультрафильтрации образуются два раствора концентрированный и разбавленный, в то время как при фильтровании осадок откладывается на фильтровальной перегородке. В процессе обратного осмоса и ультрафильтрации накопление растворенного вещества у поверхности мембраны (вследствие концентрационной поляризации) недопустимо, так как при этом резко снижаются селективность (разделяющая способность) и проницаемость (удельная производительность) мембраны, сокращается срок ее службы. [c.519]

Возможность разделения газовых смесей основана на том, что компоненты смеси обладают различными значениями коэффициентов проницаемости (см. Газопроницаемость). Селективность проницаемости повышается с ростом различия в критич. темп-рах, размерах или структуре молекул разделяемых компонентов, а также с понижением темп-ры. Разделение жидких смесей методами диализа, ультра- и микрофильтрации основано на проникновении через поры Р. м. молекул (частиц) малого размера и задерживании более крупных (фазовый механизм проницаемости). Во избежание роста концентрации растворенного вещества на границе раствора с Р. м. (концентрационной поляризации) разделяемая система должна перемешиваться. Основное условие реализации обратного осмоса — приложение к разделяемой системе давления, превышающего осмотическое. [c.136]

Изучая влияние концентрационной поляризации на селективность и проницаемость мембран для обратного осмоса при разделении растворов хлорида натрия концентрацией 0,05 0,1 и 0,5 моль/л, Пуш с сотр. [99] закрывали активную поверхность мембран мембранными фильтрами (неселективными по отношению к разделяемому раствору) с целью увеличения толщины поляризационного слоя. С увеличением толщины этого слоя значительно уменьшаются проницаемость (рис. 3-8) и селективность (рис. 3-9) мембраны. [c.69]

При разделении растворов веществ с большой молекулярной массой (>500) применяют мембраны с порами большего диаметра, чем при разделении низкомолекулярных веществ. Эти мембраны имеют значительно большую проницаемость. Следовательно, при ультрафильтрации наблюдаются большие конвективные потоки по направлению к мембране и требуются более жесткие условия для снижения концентрационной поляризации, чем при обратном осмосе. Чтобы повысить скорость ультрафильтрации, а тем более микрофильтрации, приходится интенсивно перемешивать раствор или прокачивать его с большой скоростью (до 3—5 м/с) над мембраной. Однако в ряде случаев такой прием не приемлем, так как приводит к резкому [c.70]

Пульсация раствора. Концентрационную поляризацию можно значительно снизить, создав пульсирующий поток. Так, при разделении раствора глюкозы применение пульсирующего потока с частотой пульсаций 1 Гц позволило увеличить проницаемость трубчатых мембран на 70% [62]. Для такого увеличения скорости процесса при стационарном режиме движения раствора необходимо повышение скорости потока примерно в б раз. Особенность пульсирующего режима движения разделяемого раствора состоит в том, что при достаточно большой частоте пульсаций максимальная скорость потока разделяемого раствора наблюдается не на оси каналов аппарата, а в пристенных слоях жидкости. При наличии в потоке твердых взвешенных частиц они стремятся мигрировать от стенок к оси потока, что уменьшает вероятность их оседания на поверхности мембран, приводящее к снижению проницаемости. В работах [63, 64] приведены методы расчета эффективности воздействия пульсаций на характеристики мембран для обратного осмоса и предложена теория пульсирующего потока жидкости в процессе обратного осмоса. [c.72]

Как и всем мембранным методам, обратному осмосу свойственно явление концентрационной поляризации [2—3, 8, с. 28], которое заключается в увеличении концентрации растворенного вещества у поверхности мембраны вследствие преимущественного переноса растворителя через мембрану. В результате происходит падение проницаемости и селективности [9, 10], сокращается срок службы мембран. Для уменьшения вредного влияния концентрационной поляризации необходимо турбулизовать прилегающий к поверх- [c.10]

Турбулизация разделяемого раствора. Создание развитого турбулентного режима движения в аппарате разделяемого раствора приводит к увеличению проницаемости и селективности мембраны вследствие снижения концентрации растворенных веществ в пограничном слое и приближения ее к концентрации в ядре потока, что вызывает уменьщение осмотического давления и увеличение движущей силы процесса (это важно прежде всего для обратного осмоса). В случае недостаточной турбули-зации раствора над мембраной при толщине пограничного слоя бг=100—300 мкм [55] концентрационная поляризация может достигать значения порядка 10 и более. [c.70]

Выше уже отмечалось, что концентрационная поляризация приводит к загрязнению мембран. Но этим далеко не исчерпывается ее отрицательная роль в мембранных процессах. Именно она определяет сопротивление массообмену со стороны разделяемого раствора. Из-за повышения концентрации у поверхности снижаются селективность и удельная производительность мембран. Причем поскольку отношение концентраций растворенных веществ у поверхности мембраны и в объеме разделяемого раствора экспоненциально возрастает с увеличением удельной производительности, то концентрационная поляризация может явиться фактором, лимитирующим проницаемость мембран в процессах ультрафильтрации, нанофильтрации и обратного осмоса. И усилия, направленные на создание новых высокопроизводительных мембран, могут оказаться напрасными, если одновременно не развивать способы ее эффективного снижения. [c.344]