Экология и производственная безопасность

Мем-Мем удельную производительность (прони­ цаемость) G: • коэффициент разделения ^ ,=( i -Q/Q) i oo%, где Cj и Cj - концентрация компонента в растворе до мембраны и за ней; • селективность (разделяющая спо­ собность) мембраны С ^ / с ^ сЧс^ где CJ- и - концентрации компонен­ тов Л и 5 в пермеате (после мембраны); и Сд - концентрации компонентов Л и 5 в жидкости до мембраны. Селективность мембран зависит от ее структуры, физико-химических свойств, а также от давления, темпера­ туры, состава фильтруемой жидкости и других факторов; • удельная производительность G = W S / x , где W - количество жидкости, прошед­ шей через мембрану за время фильтра­ ции t;S- поверхность (площадь) мемб­ раны. В упрощенном варианте мембра­ на может рассматриваться как множе­ ство параллельных цилиндрообразных каналов (пор) радиуса г, перпендикуляр­ но или наклонно расположенных в теле мембраны. Производительность мембраны G (поток жидкости, прошедший через мембрану за время т) зависит в основ­ ном от двух факторов: от гидравличес­ кой проницаемости L и движущей силы (например, градиента давления) р, соот­ несенной с толщиной мембраны 1. Гидравлическая проницаемость L зависит от: структуры мембраны, т.е. от пористости мембраны е (или доли обьема мембраны, занимаемого порами); радиуса пор г; вязкости жидкости г]. Тогда для мембраны с порами оди­ накового радиуса г можно записать: G = L • Лр, или с учетом всех факторов, определя­ ющих Z и Лр, эту зависимость можно за­ писать: G = (s г2/8г1т)(Лр//), где I - толщина мембраны. При мембранных процессах, осо­ бенно при микро- и ультрафильтрации, возникает так называемая концентраци­ онная поляризация - увеличение кон­ центрации растворенного вещества у поверхности мембраны, которая явля­ ется следствием более высокой скорос­ ти переноса растворителя через мемб­ рану. В результате снижается Кр и G, за­ грязняется мембрана и снижается срок ее службы. Для минимизации отрица­ тельного влияния концентрационной поляризации прибегают к выравнива­ нию концентрации растворенного веще­ ства во всем объеме жидкости с помо­ щью турбулизации прилегающего к по­ верхности мембраны слоя жидкости. От структуры и материала мембраны зави­ сит ее область применения и эффектив­ ность разделения растворителя и частиц. Коэффициент разделения, произво­ дительность и селективность мембраны зависят не только от градиента движущей силы (градиента давления, концентра­ ции, температуры, электрических потен­ циалов), но и от типа мембраны - мате­ риала, природы, ее структуры. Применя­ емые для очистки воды мембраны быва­ ют природными и синтетическими, ней­ тральными и заряженными. Синтетичес­ кие твердые мембраны, наиболее часто применяемые в процессах очистки, под- 342