Регенерация ультрафильтрационных мембран, используемых в процессах водоподготовки

• Автор: Малышева, Инна Борисовна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1 Состояние вопроса
1.1 Основные направления применения ультрафильтрацион-ных установок

1.2 Материал для изготовления ультрафильтрационных мембран
1.3 Конструкции ультрафильтрационных мембранных модулей
1.4 Обзор мирового рынка производителей ультрафильтрационных мембранных модулей
1.5 Режимы работы ультрафильтрационных мембранных модулей
1.6 Вещества, загрязняющие ультрафильтрационные мембранные модули
1.6.1 Типы загрязняющих веществ
1.6.1.1 Неорганические загрязнения
1.6.1.2 Коллоидные загрязнения
1.6.1.3 Органические загрязнения
1.6.1.4 Биологические загрязнения
1.6.2 Взаимодействие между материалом ультрафильтрационных мембран и загрязняющими веществами
1.6.2.1 Электростатическое взаимодействие
1.6.2.2 Гидрофобное взаимодействие
1.7 Химические реагенты, используемые для регенерации ультрафильтрационных мембран
1.8 Обзор литературы по моделированию падения производительности ультрафильтрационных мембран в течение

фильтроцикла
1.8.1 Модель концентрационной поляризации и гелеоб-разования
1.8.2 Модели последовательных сопротивлений
1.8.3 Модели обратной промывки - падение производительности с течением времени
1.8.4 Модели прогноза падения производительности с течением длительного времени
1.9 Постановка и формулирование диссертационного исследования
Глава 2 Физико-математическая модель процесса падения удельной производительности ультрафильтрационных мембран, а также процесса их регенерации

2.1 Принципиальная схема образования осадка на поверхности ультрафильтрационной мембраны
2.2 Математическая модель процесса растворения осадка, скопившегося на ультрафильтрационных мембранных модулях. Определение времени регенерации мембран
Глава 3 Теоретическое и практическое обоснование решаемой задачи
3.1. Принципиальная технологическая схема ультрафильтрационной установки, работающей для доочистки невской водопроводной воды
3.2 Определение причин загрязнения ультрафильтрационных мембранных модулей, используемых для очистки водопроводной воды
3.3 Экспериментальное подтверждение наличия железобактерий в воде и на поверхности ультрафильтрационных мем
бранных модулей
3.4 Разработка методики регенерации ультрафильтрационных мембранных модулей
3.5 Стехиометрической уравнение химической реакции растворения железа (III) в водном растворе лимонной кислоты
Глава 4 Верификация разработанной физико-математической модели и экспериментальных данных
4.1 Методика проведения экспериментов для решения математической модели процесса растворения осадка, скопившегося на ультрафильтрационных мембранных модулях
4.1.1 Определение константы скорости реакции растворения оксида железа III в водном растворе лимонной кислоты
4.1.2 Определение влияния концентрации лимонной кислоты на степень растворения оксида железа III
4.2 Определение оптимального времени регенерации ультрафильтрационных мембран в водном растворе лимонной кислоты
Глава 5 Методика расчета ультрафильтрационных установок, используемых для очистки воды, загрязненной продуктами коррозии водопроводных сетей
5.1 Методика проведения регенерации ультрафильтрацинн-ных мембран
5.2 Методика определения оптимального времени регенерации
Основные выводы
Условные обозначения
Список использованной литературы

Если это условие не выполняется, процесс протекает в два этапа: на первом происходит накопление высокомолекулярных веществ на поверхности мембраны, на втором - возникновение геля. Начало второго этапа определяется временем 1, которое находится как:
1г=*0<}-СР<Щ>Ре1Сг)
где I - характерное время процесса.
По оценке авторов, при обычных значениях скорости фильтрации присутствуют оба этапа.
Интерес заслуживает модель, в которой основным параметром оценки гелеобразования является критическое число Ре*. В этом случае, если расчетное значение Ре больше Ре* происходит формирование геля. Если выполняется условие Ре*>Ре - слой геля на поверхности мембраны вообще не образуется. По мнению исследователей, при больших значениях Ре основная часть задерживаемых частиц уносится конвективным путем и образование геля ускоряется с одновременным снижением его толщины. Критическое число Ре* можно найти из уравнения:
сг 1 + (у / а -1)(1 - ехр[- Ре * тумн) „
СР 1 +(/ /а -I) схр [- Ре * и'](1 - схр [- Ре * ом>мН
где а- отличие средней скорости задерживаемых частиц в порах от скорости воды; \'=0 /О; у = £> /О ; И - характерный коэффициент
О м 0 м О
диффузии; Д £> - коэффициенты диффузии задерживаемых веществ

в перемешиваемом слое и порах мембраны м /с; Я=МД к- толщина
исходной мембраны м; у=ехрФ; у -коэффициент распределения; Ф-потенциал взаимодействия задерживаемых частиц со стенками мем-