Методология разработки комплексных систем очистки жидких технологических сред на основе баромембранных процессов

• Автор: Орлов, Николай Савельевич
• Шифр специальности: 05.17.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 407 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Принципы организации комбинированных химико-технологических систем (Обзор литературы)
1.1. Анализ информации о начальных состояниях технологических потоков
1.1.1. Характеристика источников водоснабжения. Классификация примесей, содержащихся в природных водах
1.1.2. Характеристика сточных вод. Классификация примесей, содержащихся в сточных водах
1.2. Анализ информации о конечных состояниях технологических потоков
1.2.1 .Водоподготовка. Требования к качеству питьевой воды
1.2.2. Дополнительные гигиенические требования к качеству питьевой, частично деминерализованной воды
1.2.3.Требования к воде, применяемой в пищевой промышленности
1.2.4.Требования к воде, применяемой в теплоэнергетике
1.2.5.Требования к воде, применяемой в медицине и биотехнологии
1.2.6.Требования к воде, применяемой в электронной промышленности
1.3. Анализ технологических схем баромембранных систем очистки
1.3.1.Требования к качеству растворов, поступающих на стадию мембранного
разделения
1.3^.Стабилизационная обработка воды реагентами
1.3.3.Схемы предварительной очистки
1.3.4.Секционирование мембранных аппаратов
1.4. Разработка мембранных аппаратов. Характерные тенденции

1.4.1 .Оптимизация мембранных процессов на уровне объема аппарата
1,4.2.Массоперенос в локальном объеме аппарата
1.4.3 .Внешняя задача массопереноса в напорных каналах
1.4.4.Полупроницаемые мембраны. Краткая характеристика
1.4.5.Модели переноса компонентов раствора через мембрану
1.4.6.Выводы из литераткрного обзора. Обоснование задач экспериментального и теоретического исследования
Г лава 2. Экспериментальная часть
2.1. Описание опытных установок и методик исследований структуры мембран.
2.1.1. Описание работы установки "Поромер"
2.1.2. Методика исследования структуры мембран
2.2. Описание опытных установок и методик исследования массоотдачи и гидродинамики в напорных и дренажных каналах
2.2.1. Лабораторный стенд для исследования гидродинамики и массоотдачи
2.2.2. Описание конструкции плоскокамерного модуля
2.3. Расчетные и экспериментальные методики
2.3.1.Определение коэффициента массоотдачи электродиффузионным
методом
2.3.2. Определение коэффициента массоотдачи и массопроводности в процессе ультрафильтрации белковых растворов
2.3.3. Косвенный метод исследования концентрационной поляризации
2.4. Установка дефектоскопии мембранных модулей
2.5. Объекты исследования
2.6. Физико-химические и инструментальные методы анализа
Глава 3. Анализ лимитирующих стадий и способов интенсификации
баромембранных процессов
3.1. Прогнозирование задерживающей способности мембран

3.1.1. Анализ методов исследования задерживающей способности мембран
3.1.2. Осцилляция капиллярного мениска в порах мембраны
3.1.3. Осцилляция частиц в порах мембраны
3.1.4. Визуализация агрегации и адсорбции растворенного вещества на мембране
3.2. Внешний массоперенос в локальном объеме мембранного аппарата
3.2.1. Динамика формирования диффузионного пограничного слоя у поверхности мембраны
3.2.2. Кинетика адсорбции и агрегации растворенного вещества на поверхности мембраны
3.2.3. Расчет осмотического давления
3.3. Кинетика баромембранных процессов в объеме аппарата
3.4. Технологический расчет мембранного каскада
3.5. Структура ступени мембранного каскада
3.6. Технико-экономическая оптимизация баромембранных процессов
Глава 4. Обобщение опыта разработки и применения баромембранных процессов
в технологиях подготовки особо чистых сред
4.1. Подготовка особо чистой воды для микроэлектроники
4.1.1. Разработка конструкций ультра- и микрофильтрационных мембранных аппаратов
4.1.2. Анализ эффективности применения ультра- и микрофильтрации на финишной стадии очистки воды
4.2. Оптимизация конструкции массообменника с мембранами в виде полых волокон
4.2.1. Исследование структуры потоков в массообменниках с мембранами в виде полых волокон
4.2.2. Разработка и испытания массообменника

менее 10-15% суточного потребления организмом кальция и магния и следовательно этого количества недостаточно для оказания отмеченного положительного эффекта. В противовес этой аргументации высказываются соображения о роли той или иной химической формы металлов, например, с пищей человек получает в основном металлы в неионизированном виде, а с водой - в ионизированном, что оказывает более благоприятное влияние на обмен веществ.
Натрий. Киевским медицинским институтом им. А.А.Богомольца предложены минимальные уровни совместного содержания в питьевой воде натрия - 6 мг/л и калия -1 мг/л; оптимальное содержание натрия - до 50 мг/л, калия - до 5 мг/л; максимально допустимое содержание натрия - до 75 мг/л и калия - до 7,5 мг/л. При низком уровне калия допускается содержание натрия - до 100 мг/л, а при низком уровне натрия содержание калия - до 10 мг/л. По нормативам ВОЗ предельно допустимая концентрация натрия в питьевой воде - 200 мг/л.
Необходимо учитывать содержание веществ, образующихся или попадающих в воду при технологической ее обработке (окисленная органика, вещества, вымываемые из мембран и других полимерных материалов, химические реагенты, ингибиторы осадкообразования и т.д.). В связи с этим обязательным условием применения новых технологий подготовки воды питьевого качества является гигиеническая сертификация всех материалов, используемых в процессе обработки воды, а также контроль за содержанием в питьевой воде специфических ингредиентов, присущих данному методу. (Помимо этого для ряда процессов необходимо использование средств доочистки, например, сорбционных фильтров, обеспечивающих полное или частичное извлечение специфических компонентов).
1.2.3. Требования к воде, применяемой в пищевой промышленности.
Основными потребителями воды в пищевой промышленности являются [20]: пивобезалкогольное, ликероводочное, коньячное и кондитерское производства.
В отношении требований к технологической воде, используемой в рассмотренных производствах, по ряду показателей у специалистов данной отрасли отсутствует единство взглядов. Это обусловлено тем фактом, что существенная роль оценки качества продуктов, в которых вода является лишь одним из ингредиентов, отводится дегустации, как обобщенному органолептическому показателю.