π ∙ 0,0162
W = wср ∙ S = 2,97 ∙ ────── = 5,96 ∙ 10-4 м3/с = 2,15 м3/ч. 4
Производительность мембранного элемента по пермеату
Wп = G ∙ F = 0,3 ∙ π ∙ 0,016 ∙ 2 = 0,03 м3/ч,
W 2,15
К конц = ──── = ─── = 1,01.
W – Wп 2,12
9. Размещение над мембраной турбулизирующих вставок – гофрированных, спиральных, перфорированных. По оценкам, турбулизаторы могут увеличить коэффициент массоотдачи в 4-10 раз. На рисунке 3.10 показано принципиальное действие турбулизаторов в межмембранном канале.
Рис.3.10. Турбулизирующая вставка в канале между мембранами:
1 – отверстие для перетока; 2 – вход в канал; 3 – полупроницаемые мембраны;
4 – пластина турбулизатора; 5 – дросселирующий выступ
10. Ведение в поток гетерогенных частиц – лучше всего пузырей газа, которые по ходу потока вибрируют и способствуют размыванию поляризационных слоев.
11. Применение механической вибрации инфра- и ультразвукового диапазона. Излучатель вибрации можно расположить в потоке и передавать колебания по жидкости, можно подвергать вибрации саму мембрану.
12.Эффективным способом снятия поляризационных явлений является движущаяся мембрана. Самый простой тип движения – вращение. Мембранный элемент выполняют в виде двухстороннего диска и вращают со скоростью 500- 1000 об/мин. Пермеат выходит через полый вал, а между соседними мембранными дисками устанавливают неподвижные кольца-турбулизаторы (рис. 3.11).
Рис.3.11. Принципиальная схема разделительного аппарата с вращающимися
мембранными дисковыми элементами
В щелевых зазорах между мембраной и турбулизатором зарождаются так называемые вихри Тейлора, обеспечивающие интенсивную турбулизацию и соответствующее увеличение коэффициента массоотдачи β. Недостаток – противодействие центробежной силы внутри мембранных элементов потоку пермеата.
|
|
13. Более простым динамическим действием является вращение турбулизаторов над поверхностью мембраны. На рисунке 3.12 показано принципиальное устройство такого аппарата.
Рис.3.12. Принципиальная схема разделительного аппарата
с вращающимися дисковыми турбулизаторами
Турбулизаторы выполнены в виде перфорированных дисков, при вращении которых в отверстиях возникают турбулизирующие вихри, направленные к поверхности мембран. Скорость вращения достаточно мала - 200-400 об/мин.
Механизм возникновения поперечных потоков представлен на рисунке 3.13.
Рис. 3.13. Механизм возникновения турбулизирующих вихрей
в отверстиях вращающегося диска
Третья группа способов основана на периодическом восстановлении разделительных свойств мембраны путем очистки ее от накопившихся наслоений. Выбор способа такой очистки зависит от механических и химических свойств мембраны.
14. Гидравлическая очистка обратным потоком пермеата. Речь идет о периодической подаче пермеата из-под мембраны в камеру исходного раствора. При этом в камере снимают давление, но продолжают прокачивать раствор. Схема такой очистки показана на рисунке 3.14.
Рис.3.14. Принцип обратной промывки
Способ применим для мембран с высокой механической прочностью.
15. Гидравлическая очистка реверсивным потоком концентрата. Здесь речь идет о периодической смене направления движения исходного потока вдоль мембраны. Принципиальная схема осуществления способа показана на рисунке 3.15.
|
|
Рис.3.15. Очистка мембран реверсивным потоком концентрата
16. Механическая очистка мембран с помощью мягких губчатых тел, которые проталкиваются вдоль мембраны потоком исходного раствора, снимая с поверхности гелевые и осадочные образования.
17. Химическая очистка мембран периодическим заполнением межмембранных каналов химическими реагентами, растворяющими образовавшиеся отложения. Очень важно правильно выбрать моющее средство, которое не должно растворять мембрану, а также подобрать его концентрацию и режим мойки.
Среди наиболее употребляемых следующие:
- кислоты – фосфорная, лимонная, соляная;
- щелочи – сода, гидроксид натрия;
- комплексообразователи – этилендиаминтетрауксусная кислота;
- поверхностно-активные вещества;
- дезинфицирующие вещества – Н2О2, NaOCl;
- ферменты для ускорения гидролиза;
- чистая вода.