RO мембранасы 99,9% тозны ничек кире кага?
Кире осмоз мембранасы (RO мембранасы) табигый осмотик процесска каршы торуның төп принцибы буенча эшли. Менә аның эш механизмына тирән анализ:
Табигый осмоз һәм кире осмозны физик чагыштыру
Табигый Осмоз Феномены - ярым үткәргеч мембрананың ике ягында концентрация аермасы булганда (чиста су һәм тозлы су кебек), су молекулалары түбән концентрация ягыннан югары концентрация ягына үз-үзеннән агып чыгачак, ике яктагы концентрацияләр балансланганчы. Бу вакытта сыек өслекнең биеклек аермасы аркасында тудырылган басым - осмотик басым.
Осмотик басым dil эретелгән эремәнең: π = iCRT (монда мин - эремчек молекулаларының электролизы аркасында тудырылган ионнар саны; C - эремчекнең моляр концентрациясе; R - моляр газ даими; T - абсолют температура.)
Мәсәлән, диңгез суларының осмотик басымы 28 барга кадәр, су агымын кире кайтару өчен зуррак басым таләп итә.
Кире Осмозның "Pressгары басымлы контр-агымы" тоз ягына басым ясый (> осмотик басым) су молекулаларын кире агымга мәҗбүр итә, "тозлы су → саф судан" кире концентрация градиент миграциясенә ирешә.
Кире осмоз вакытында эретүченең осмотик тизлеге, ягъни сыеклык агымы N,: N = Kh (Δp-Δπ) (монда K - гидротехник үткәрүчәнлек коэффициенты, ул температура белән бераз арта; Δp - мембрана аша статик басым аермасы; Δπ - мембрана аша осмотик басым аермасы).
Бу вакытта: Чиста су ягында: аша үткән су молекулаларын җыю, концентрацияләнгән су ягында: тоз, авыр металл һәм башка пычраклар (концентрат).
Мембрана структурасының экстремаль төгәллеге
Сандвич структурасы:
Ярдәм катламы: тукылмаган тукымалар (калынлыгы ≈ 120 μm) - югары басымга каршы торучы "корыч рамка".
Күзәнәк катламы: Полисульфон материалы (күзәнәкнең зурлыгы 0.01-0,1 мм) - пычрак, ком, датны тотып торган "беренче оборона линиясе".
Актив катлам: Полиамид пленкасы (калынлыгы ≈ 200 нм) - чын "молекуляр судья", күзәнәк күләме бары тик 0,1-1 нм (water су молекулаларыннан икеләтә зуррак).
Чагыштыру мәгълүматлары:
Вирус диаметры (0.02-0.3 μm)> Мембрананың күзәнәк күләме 3000 тапкыр.
Бактерия күләме (0,5-5 мм)> Мембрананың күзәнәк күләме 5000 тапкыр.
Классик модель теориясе
- Чишелеш-диффузия моделе
Төп фараз: Мембрана - тишексез бертөрле структура, һәм эретүче һәм эретүче эретү аша мембрана материалына һәм диффузиягә күчерелә.
Тапшыру процессы:
Таркату: Су молекулалары һәм мембрана өслегендә adsorb эриләр һәм мембрана материалына эриләр;
Диффузия: Химик потенциаль градиентның йөртүче көче астында (басым аермасы), су молекулалары мембрана аша таралалар;
Дезорпция: мембрананың икенче ягында чиста су кебек чыгарыла.
Математик белдерү: Су агымы Jw = A (ΔP - Dp), монда А - мембрананың үткәрүчәнлек коэффициенты, D.P - кулланылган басым, һәм Dp осмотик басым аермасы.
- Өстенлекле адсорбция-капиллярлы агым моделе
Төп фараз: Мембрана өслегендә наноскаль каналлар бар, алар су молекулаларын "бәйләнгән су" монолайеры формалаштыру өчен өстенлек бирәләр, ә эремчекләр кире кагыла.
Тапшыру механизмы:
Сайланма adsorption: Мембрана өслеге водород бәйләнешләре аша су молекулаларын сайлап ала (мәсәлән, целлюлоза асетатындагы карбонил кислороды);
Канал транспорты: pressureгары басым астында бәйләнгән су каналлар аша "водород бәйләнеше сикерүе" аша уза, ә эремчекләр зурлыкны чыгару аркасында саклана.
Спектакль:
Тоздан баш тарту дәрәҗәсе: 98% -99,9% (ТДС
Авыр металлны чыгару дәрәҗәсе:> 99,9% (кургаш, арсеник һ.б.).
Төп йогынты ясаучы факторлар
Эш басымы
Осмотик басым чишелеше булырга тиеш, гадәттә сәнәгать кушымталары өчен 60-80 бар (дезализация), һәм көнкүреш өчен 2-4 бар.
Температура: 5-45 ℃ (югары температура мембрананың күзәнәк деформациясенә китерә)
pH диапазоны: 4-11 (полиамид мембранасы), 5-6 (целлюлоза асетат мембранасы).
Пычраткыч төр
Органик булмаган масштаб (мәсәлән, CaCO₃): PH = 2 тә лим кислотасын чистартуны таләп итә
Биологик пычрану (мәсәлән, бактерия фильмнары): DBNPA санитизаторы белән эшкәртелә.
Кушымта сценарийлары һәм мембрана төрен сайлау
Диңгез суларын дезализацияләү Полиамид композит мембранасы (TFC) pressureгары басымга каршы тору (＞60 бар), 99% дезализация дәрәҗәсе
Өйдәге су чистарту Спираль композит мембрана Түбән басым эше (2-4 бар), энергияне 30% экономияләү.
Индустриаль чиста су (электрон чиплар) Ультра түбән басымлы композит мембрана Продукция суына чыдамлыгы 18 МΩ · см.