ВЛИЯНИЕ pH СЫРЬЕВОГО ПОТОКА ВОДЫ НА ЗАРЯД МЕМБРАНЫ И ЗАДЕРЖАНИЕ ИОНОВ В ПРОЦЕССЕ ОБРАТНОГО ОСМОСА: ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНИТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ : доклад, тезисы доклада
доклад, тезисы доклада, статья из сборника материалов конференций
Библиографическое описание:ВЛИЯНИЕ pH СЫРЬЕВОГО ПОТОКА ВОДЫ НА ЗАРЯД МЕМБРАНЫ И ЗАДЕРЖАНИЕ ИОНОВ В ПРОЦЕССЕ ОБРАТНОГО ОСМОСА: ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНИТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ : доклад, тезисы доклада / И. И. Рыжков, Э. М. Кимани, М. Праник [и др.] ; Мембраны-2022 (2022 ; 26.09 - 30.09 ; Тульская область). - [Б. м. : б. и.], 2022. - Текст : непосредственный // Мембраны-2022 : Тезисы докладов ХV юбилейной Всероссийской научной конференции с международным участием. - Москва, 2022. - С. 80-82. - ISBN 9785990389199.
Аннотация:Моделирование переноса ионов через селективный слой мембраны обратного осмоса требует глубокого понимания физико-химических свойств поверхности мембраны. В частности, заряд мембраны может существенно зависеть от pH и состава сырьевого потока (рис. 1). Целью данной работы является теоретическое и экспериментальное исследование pH сырьевого потока на формирование заряда (ионизацию) поверхности мембраны, а также на перенос и задержание ионов Na+ и Cl– в водном растворе. Варьирование pH сырья осуществлялось посредством кислотно-щелочного дозирования с использованием HCl или NaOH (диапазон pH=3.5–10.5), а также с помощью бикарбонатной системы путем регулирования парциального давления CO2 (диапазон pH=3.8–7.0). Использовались плоские мембраны, вырезанные из модуля BW30HR-440 (DuPontTM FilmTecTM, США). Предложена одномерная математическая модель для описания транспорта ионов Na+ , Cl– , H+ , OH– через мембрану обратного осмоса. Модель учитывает перенос воды, изменение заряда поверхности мембраны в зависимости от pH за счет ионизации функциональных групп R–NH2 и R–COOH, стерические эффекты, а также эффект Доннановского исключения ионов. Рассчитаны зависимости задержания ионов и pH пермеата от pH сырьевого потока. Установлены закономерности изменения плотности заряда по толщине мембраны в зависимости от локального значения pH. В результате подгонки параметров (коэффициент изменения пористости и поверхностного 0.96 0.97 0.98 0.99 1.00 3 5 7 9 11 ion rejection pHfeed Na+ Cl- (a) 3 5 7 9 11 3 5 7 9 11 pHperm pHfeed (b) У-27 82 заряда) получено качественное и количественное согласие расчетных кривых с экспериментальными данными (рис. 2). Значение pH=5.2 соответствует изоэлектрической точке, в которой мембрана является незаряженной. При pH > 5.2 наблюдается увеличение задержания ионов Na+ и Cl– за счет увеличения доннановского исключения, вызванного отрицательным зарядом мембраны. При pH < 5.2 задержание Na+ увеличивается, тогда как задержание Cl– снижается вследствие положительного заряда мембраны. Электронейтральность поддерживается за счет переноса небольших количеств ионов H+ из сырья в сторону пермеата, тем самым снижая рН пермеата. Полученные результаты показывают ключевую роль локального рН в ионизации функциональных групп и их взаимодействия с ионами H+ и OH– . Указанные свойства поверхности мембраны существенно влияют на механизм доннановского исключения, который определяет задержание ионов и pH пермеата.
Держатель оригинала документа:Environmental Technology, Wageningen University, European Centre of Excellence for Sustainable Water Technology, Membrane Science and Technology Cluster, University of Twente, Институт вычислительного моделирования СО РАН
Количество экземпляров:
Твёрдая копия издания отсутствует в фонде библиотеки
