Dak kollu li għandek bżonn tkun taf dwar il-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni fl-osmosis inversa

Matulmembrana ta 'l-osmosis b'luraIl-proċess ta 'separazzjoni, meta l-ilma jgħaddi mill-wiċċ tal-membrana, il-molekuli tal-ilma jgħaddu mill-membrana tal-osmosis b'lura, filwaqt li s-soluti (bħal melħ, materja organika, eċċ.) Jinżammu. Dawn is-soluti miżmuma se jakkumulaw gradwalment ħdejn il-wiċċ tal-membrana, li jiffurmaw saff tal-konfini ta 'konċentrazzjoni għolja, li jirriżulta f'fenomenu li fih il-konċentrazzjoni tas-solut fuq il-wiċċ tal-membrana hija sinifikament ogħla mill-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni tal-massa. Dan il-fenomenu jissejjaħ polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni.

Immaġinazzjoni intuwittiva: Immaġina tazza ta 'soluzzjoni tal-melħ hija ffiltrata minn membrana RO, u l-melħ "jakkumula" fuq il-wiċċ tal-membrana biex jifforma saff ta' żona ta 'konċentrazzjoni għolja. L-istess bħal meta jkun hemm ġamm tat-traffiku, il-vetturi jinġabru fl-intersezzjoni.

Mekkaniżmu ta 'rifjut tas-solut

L-essenza tal-permsselettività tal-membrana: il-membrani RO jiksbu separazzjoni selettiva permezz tal-effett molekulari ta 'saffi densi tal-polyamide. Molekuli tal-ilma (dijametru ta 'madwar {{0}}. 28 nm) jistgħu jgħaddu mill-pori tal-membrana, filwaqt li ħafna joni (bħal Na⁺ b'dijametru ta' 0. 19 nm iżda 0.72 nm wara l-idratazzjoni) u l-materja organika huma miżmuma. Din is- "semi-permeabilità" tikkawża li s-soluti jkomplu jakkumulaw fuq il-wiċċ tal-membrana.

Industry pain points: Although high-density membranes (>99%) Ittejjeb il-kwalità tal-ilma, dawn jaggravaw il-polarizzazzjoni u jeħtieġu "disinn ta 'ottimizzazzjoni tar-rata ta' retenzjoni tal-fluss" biex jibbilanċjaw il-prestazzjoni.

Saff tal-konfini idrodinamiku

- Karatteristiċi ta 'distribuzzjoni tal-veloċità: Ħdejn il-wiċċ tal-membrana, il-veloċità tal-fluwidu tinżel sew mill-veloċità tal-fluss prinċipali (bħal 0. 3 m / s) sa kważi żero, li tifforma saff tal-konfini tal-veloċità (ġeneralment 50-200 μm ħxuna). Is-solut f'dan is-saff jiddependi biss fuq diffużjoni molekulari biex jirritorna għas-soluzzjoni ewlenija, u r-rata ta 'diffużjoni hija 3-5 ordnijiet ta' kobor inqas mill-migrazzjoni konvettiva.

- L-influwenza tat-turbulenza u l-fluss laminar:

• State Laminar (Reynolds Numru Re<2000): The boundary layer is stable, and the solute is seriously accumulated
• Turbulent state (Re>4000): Eddy Disturnce jeqred is-saff tal-konfini, u r-rata ta 'polarizzazzjoni hija mnaqqsa b' 40-70%

- Każ ta 'inġinerija: Wara li apparat spirali ta' fluss turbulenti ġie installat fil-qoxra tal-membrana ta 'proġett ta' desalinizzazzjoni tal-ilma baħar, il-fattur ta 'polarizzazzjoni () naqas minn 1.25 għal 1.08, u r-rata ta' rkupru tas-sistema żdiedet bi 12%.

Gradjent tal-pressjoni osmotika

Il-pressjoni osmotika tas-soluzzjoni ta 'konċentrazzjoni għolja fuq il-wiċċ tal-membrana tiżdied, tiġġieled il-pressjoni operattiva u tnaqqas il-forza tas-sewqan effettiva.

Il-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni tħalli impatt sinifikanti fuq il-prestazzjoni tal-membrana ta 'l-osmosi b'lura (RO), li twassal għal diversi effetti ħżiena kemm fuq l-effiċjenza kif ukoll fuq il-lonġevità. L-effetti ewlenin jinkludu:

1. Fluss tal-ilma mnaqqas: Il-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni tirriżulta fl-akkumulazzjoni ta 'soluti fil-wiċċ tal-membrana, li toħloq gradjent ta' konċentrazzjoni li jopponi l-forza ta 'sewqan osmotiku. Dan it-tnaqqis fil-konċentrazzjoni effettiva ta 'l-ilma fil-wiċċ tal-membrana jwassal għal tnaqqis fil-fluss tal-ilma, u jfisser li inqas ilma tax-xorb huwa prodott maż-żmien.
2. Żieda fil-pressjoni operattiva: Hekk kif isseħħ il-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni, il-pressjoni osmotika effettiva tiżdied mal-membrana. Sabiex jinżamm il-fluss tal-ilma mixtieq, l-operaturi jista 'jkollhom bżonn iżidu l-pressjoni tal-għalf, u jwasslu għal konsum ogħla ta' enerġija u spejjeż operattivi.
3. Fouling tal-membrana: L-akkumulazzjoni ta 'soluti fil-wiċċ tal-membrana mill-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni tista' twassal għal fouling. Hekk kif tiżdied il-konċentrazzjoni, aktar soluti jistgħu jaderixxu mal-wiċċ tal-membrana, li jiffurmaw saff foulant li jnaqqas aktar il-permeabilità u jżid ir-reżistenza għall-fluss.
4. Selettività tal-membrana kompromessa: Bidliet fil-konċentrazzjoni fil-wiċċ jistgħu jbiddlu l-imġieba ta 'diffużjoni tas-soluti. Pereżempju, konċentrazzjonijiet ogħla ta 'joni speċifiċi jistgħu jinfluwenzaw il-karatteristiċi tat-trasport, li potenzjalment inaqqsu s-selettività tal-membrana għall-joni mixtieqa u li jippermettu speċi aktar mhux mixtieqa biex jipperfezzjonaw.
5. Temperatura u pressjoni miżjuda: Peress li l-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni tgħolli l-konċentrazzjoni tas-solut ħdejn il-wiċċ tal-membrana, tista 'twassal għal żidiet lokalizzati fit-temperatura minħabba tisħin osmotiku, li jista' jkollu impatt fuq l-istabbiltà u l-prestazzjoni tal-materjali tal-membrana maż-żmien.
6. L-istabbiltà kimika tal-membrana: il-konċentrazzjonijiet elevati ta 'ċerti soluti minħabba l-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni jistgħu jwasslu għal reazzjonijiet kimiċi lokalizzati jew degradazzjoni tal-materjal tal-membrana. Dan jista 'jirriżulta fi ħajja mnaqqsa tal-membrana u żieda fil-ħtiġijiet ta' manutenzjoni.
7. Tnaqqis fir-rati ta 'rkupru: Peress li l-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni taffettwa l-fluss tal-ilma u l-effiċjenza, din tista' twassal għal tnaqqis fir-rati ta 'rkupru tas-sistema RO. Dan ifisser persentaġġ iżgħar ta 'ilma ta' l-għalf jiġi kkonvertit għal permeate, u jżid il-volum ta 'salmura prodott u potenzjalment jikkumplika l-immaniġġjar ta' l-iskart.
8. Kundizzjonijiet ta 'tħaddim mibdula: Sabiex jitnaqqsu l-effetti tal-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni, l-operaturi tas-sistema jistgħu jaġġustaw ir-rati tal-fluss, il-pressjoni, u kundizzjonijiet operattivi oħra, li jistgħu jwasslu għal prestazzjoni mhux ottimali jekk ma jsirux bir-reqqa.

1. Iżid it-taħwid u t-taqlib biex tnaqqas l-akkumulazzjoni ta 'soluti fuq il-wiċċ tal-membrana;
2. Agħżel razzjonalment disinn tal-membrana u parametri operattivi biex tevita fluss tal-membrana eċċessivament għolja u pressjoni operattiva baxxa wisq, u tnaqqas il-formazzjoni ta 'saffi ta' konċentrazzjoni;
3. Regolarment iwettaq tindif kimiku u fiżiku;
4. Wettaq trattament minn qabel xieraq qabel ma tidħol fis-sistema ta 'separazzjoni tal-membrana, bħal filtrazzjoni fina, filtrazzjoni tal-fibra vojta, eċċ., Li tista' tnaqqas il-materja sospiża u l-materja partikulata li tidħol fis-sistema tal-membrana u tnaqqas il-grad ta 'polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni.