Микрофильтрация и обратный осмос. Мембраны

[coseal]

Нужно подробное решение двух задач. Кому под силу - в ЛС, пожалуйста.

Спасибо.

 

Сами задачи:

------------------

 

Мембранный модуль RO (обратно-осмотический, тип "perfect mixing") используется для обессаливания морской воды (Cf = 35g/l). Получены следующие данные:

 

Поток чистой воды 1500 l/m²∙день, измеренный при 25 bar

Рабочее давление 55 bar

Температура 25 ^oC

 

Предполагая постоянный коэффициент удерживания по всему объему R = 0.993, определите концентрации пермеата и ретентата и поток воды для восстановления; f = 0,3, 0,4, 0,5 и 0,6.

 

Примечание:

R = 1 – Cp/Cr (без концентрационной поляризации)

Cf/Cr = 1 - Rf (по материальному балансу)

Где f - это доля проникшего через мембрану потока или восстановление, f = qp/qf

f - подача, p - пермеат, r - ретентат

Рассчитайте также площадь мембраны, необходимую для каждого случая при потоке пермеата 1 m³/h.

Прокомментируйте ограничения f

 

-------------------------

 

Испытание на получение чистой воды, проведенное производителем при давлении 2 Бар, показало, что ультрафильтрационная мембрана имеет мембранное сопротивление, R_m = 7,2x10¹² м^-1.

1. Каков был поток воды в л / м²∙ч, наблюдаемый во время заводского испытания

 

Мембрана используется в смешанном  ультра фильтрационном модуле, работающем при давлении 6,0 Бар (площадь мембраны 5.625 m²) применяется для концентрирования водного коллоида от 23 г/л до 92 г/л. В этих рабочих условиях на стороне с высоким давлением у мембраны формируется слой геля с R_c is 4.68x10¹³ m^-1. Мембрана полностью сохраняет коллоид.

1. Вычислите поток воды в л/м²∙ч через мембрану во время процесса коллоидной концентрации.

1. Рассчитайте расход сырья в системе в л/мин.

Коэффициент массопереноса на стороне высокого давления мембраны составляет 2,0х10^-5 м/с.

Какова концентрация взвешенного в гелевом слое материала в г/л ?

                                   

Мембранный модуль работает с рециркуляцией ретентата, так что скорость потока в мембране утраивается, что приводит к увеличению скорости потока воды. Концентрация слоя геля возрастает, но фактические его сопротивление Rc уменьшается из-за истончения слоя. По факту, можно предположить, что Rc обратно пропорционален концентрации геля. Скорость подачи, концентрация исходного сырья и рабочее давление не изменяются.

1. Определите новую скорость потока пермеата в л/мин. Также рассчитайте новую скорость потока воды, скорость потока ретентата, концентрацию гелевого слоя, сопротивление гелю и концентрацию ретентата.           

 

Вязкость воды 0.001 kg/m s