2.2. Основные термины и определения

Полупроницаемая мембрана – перегородка, способная избирательно пропускать одни компоненты раствора, задерживая при этом остальные. Для нужд водоподготовки в большинстве случаев используются полупроницаемые мембраны, пропускающие молекулы воды и задерживающие содержащиеся в воде примеси (загрязнения).

Исходная (питательная, feed , raw ) вода – вода после предочистки, подаваемая на установку мембранного разделения.

Пермеат (фильтрат, permeate ) – очищенная вода, прошедшая сквозь полупроницаемую мембрану.

Концентрат (ретантат, concentrate ) – раствор, не прошедший сквозь полупроницаемую мембрану, содержащий в себе основную массу примесей и загрязнений, задержанных мембраной.

Рециркуляция (рецикл, recycle ) – возврат части потока концентрата для подмешивания к исходной воде.

Селективность (задерживающая способность, rejection ) – способность полупроницаемой мембраны задерживать примеси, содержащиеся в воде. Обычно обозначается как R . Представляет собой отношение разности концентраций примеси в исходной воде C исх и в фильтрате С фил к ее концентрации в исходной воде, выраженное в процентах:

.

В ряде случаев удобнее пользоваться селективностью и другими сходными величинами, выраженными не в процентах, а в относительных единицах. Для них мы будем использовать те же обозначения, но с тильдой сверху:

.

Солепроницаемость ( salt passage ) характеризует количество солей, прошедших через мембрану. Выражается в процентах и определяется, как отношение концентрации солей в фильтрате к концентрации их в исходной воде:

.

.

Перепад давления на мембране ( TMP – trans membrane pressure ) – разность между средними давлениями со стороны питательной воды и со стороны фильтрата , обычно выражается в атм или MПa :

,

где Р исх – давление со стороны подачи исходной воды; Р кон – давление со стороны концентрата; Р фил – давление со стороны фильтрата.

Удельная производительность (удельный расход, удельный съем, flux ) по пермеату – количество пермеата, получаемого с единицы поверхности мембраны в единицу времени при постоянном давлении, обычно выражается в л/(м 2 ∙ч):

,

где J – удельный расход, Q фил – расход фильтрата, S мем – площадь мембраны.

Для процессов мембранного осветления удельная производительность пропорциональна перепаду давления на мембране: J = K · Δ P , а для мембранного обессоливания – разности перепадов приложенного ( Δ P ) и осмотического ( Δπ ) давлений: J = K ·( Δ P – Δπ ). В этих соотношениях K – проницаемость мембраны – обычно выражается в л/(м 2 ∙ч∙МПа).

Производительность установки – количество пермеата (обычно объем), вырабатываемое в единицу времени, выражается в м 3 /ч.

Гидравлический КПД ( конверсия, recovery , степень отбора пермеата ) характеризует степень полезного (целевого) использования воды и определяется как отношение расхода пермеата к расходу питательной воды, выраженное в процентах:

.

.

Фактор концентрирования ( concentration factor ) – отношение расхода питательной воды к расходу концентрата:

.

Фактор концентрационной поляризации – отношение концентрации примеси у мембраны С м к ее концентрации в ядре потока С исх :

.

Мембранный элемент – законченное устройство (изделие), содержащее полупроницаемую мембрану.

Корпус (фильтродержатель, pressure vessel ) – сосуд высокого давления (обычно в форме цилиндра с плоскими крышками), в котором размещаются мембранные элементы.

Модуль – корпус, с содержащимися в нем мембранными элементами.