Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Расчет и анализ баромембранных процессов, осложненных неньютоновским поведением среды и гелеобразованием на поверхности

Диссертация: Расчет и анализ баромембранных процессов, осложненных неньютоновским поведением среды и гелеобразованием на поверхности
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Развитие рынка мембранных технологий, разработка законодательства направленного на стимулирование экологическичистых производств, появление нового поколения мембранных процессов и материалов, а также ряд других факторов диктуют необходимость разработки и создания, новых более научно-обоснованных подходов к расчету и анализу мембранных процессов. В частности, все более широкое внедрение… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Обзор литературы (Анализ существующих подходов к моделированию и 14 анализу баромембранных процессов)
    • 1. 1. Основные направления в развитии баромембранной технологии. 14 (Динамика развития и новые тенденции на рынках технологии и научно-технологической информации)
      • 1. 1. 1. Применение неорганических мембран для агрессивных и нагретых и сред
      • 1. 1. 2. Сопряженные и совмещенные баромембранные процессы в биотехнологии и для очистки сточных вод (Схемы на основе мембранного биореактора)
      • 1. 1. 3. Сопряженные и совмещенные баромембранные процессы в технологии опреснения морской воды
    • 1. 2. Анализ существующих подходов к разработке методов расчета 19 гидродинамического профиля в полупроницаемых каналах
      • 1. 2. 1. Гидродинамическое поле в плоском симметричном полупроницаемом канале
      • 1. 2. 2. Гидродинамическое поле в цилиндрическом канале
  • A] Решение для цилиндрического канала для случаев малых значений критерия Рейнольдса поперечного потока- Ы. е
  • B] Решение для цилиндрического канала при высоких значениях критерия Рейнольдса поперечного потока-Ке
    • 1. 2. 3. Аналитическое решение для гидродинамического профиля в мембранном реакторе на основе полых волокон
    • 1. 2. 4. Гидродинамический профиль в плоском асимметричном канале
    • 1. 2. 5. Моделирование течения в межтрубном пространстве
    • 1. 2. 6. Субмодели для описания трансмембранной скорости и поперечного потока
    • 1. 3. Анализ существующих подходов к моделированию конц. профиля
    • 1. 3. 1. Решение уравнения конвективной диффузии содержащего два конвективных и одно диффузионное слагаемое (Решение предложенное Брианом)
    • 1. 3. 2. Решение уравнения конвективной диффузии содержащего два конвективных и одно диффузионное слагаемое. Решение предложено Шервудом, Брианом Фишером и Дрезнером
    • 1. 3. 3. Численное решение уравнения конвективной диффузии содержащего два конвективных и одно диффузионное слагаемое для установившегося двухмерного течения (Решение предложено Лии и Кларком)
    • 1. 3. 4. Моделирование концентрационного профиля, когда имеет место зависимость коэффициента диффузии от скорости деформации
    • 1. 3. 5. Решение уравнения конвективной диффузии для случая, когда имеет место зависимость коэффициента диффузии и вязкости от скорости деформации
    • 1. 3. 6. Усиление поверхностной концентрации и осмотического давления вызванного формированием слоя отложений на поверхности мембраны
    • 1. 4. Моделирование процессов формирования слоя геля и осадка на 69 поверхности мембраны
    • 1. 4. 1. Основные характеристики и переменные
    • 1. 4. 2. Подходы на основе гель поляризационной модели и ее модификаций
    • 1. 4. 4. Подход, учитывающий механизмы миграции массы с поверхности мембраны
    • 1. 4. 5. Подход, основанный на моделировании траектории движения индивидуальной частицы учитывающий силы, действующие на частицу
    • 1. 4. 6. Моделирование явления блокировки пор
    • 1. 5. Учет неньютоновского поведения при анализе баромембранных 90 процессов
    • 1. 6. Выводы из литературного обзора и постановка задачи
  • Глава 2. Построение системы моделей для расчета и анализа баромембранных 101 процессов
    • 2. 1. Физическое поведение жидкой фазы и отложений на поверхности 101 мембраны. Исходные математические формулировки для описания основных моделей физического поведения
    • 2. 2. Принцип построения системы моделей
    • 2. 3. Разработка и построение моделей 1-й группы. Вспомогательные безразмерные переменные
    • 2. 4. Субмодели 2-й группы (Моделирование скорости деформации, а также зависящих от нее физических свойств)
      • 2. 4. 1. Функции скоростей деформации, полученные на основе выражений 116 профилей скоростей предложенных разными авторами
  • A] Функция скорости деформации, полученная на основе профиля скорости предложенного Берманом для плоского канала
  • B] Функция скорости деформации, полученная на основе профиля скорости предложенного Грином для плоского асимметричного канала
  • C] Функция скорости деформации, полученная на основе профиля скорости предложенного Юаном и Финкелыитейном для цилиндрического канала
    • 2. 4. 2. Функции вязкости, полученные на основе выражений профилей 121 скоростей предложенных разными авторами
  • A] Функция вязкости, полученная на основе профиля скорости предложенного Берманом для плоского симметричного канала
  • B] Функция вязкости, полученная на основе профиля скорости предложенного Грином для плоского асимметричного канала

C] Функция вязкости, полученная на основе профиля скорости предложенного Юаном и Финкелыптейном для цилиндрического канала (Т)] Функция вязкости, полученная на основании упрощенного уравненеия неньютоновского течения в плоском канале

2.4.3 Функции для коэффициентов диффузии, полученные на основе 125 математических выражений предложенных разными авторами

A] Функция коэффициента диффузии, на основе профиля скорости предложенного Берманом для плоского симметричного канала

B] Функция коэффициента диффузии, на основе профиля скорости предложенного Грином для плоского асимметричного канала

2.5 Построение моделей физического поведения и разработка математического описания для распределения концентрации в произвольном контрольном сечении

2.5.1 Моделирование физического поведения в произвольном контрольном сечении

A] Моно-компонентная модель предполагающая наличие концентрационной поляризации наряду с формированием слоя геля

B] Модель предполагающая наличие концентрационной поляризации при отсутствии слоя отложений на мембране

C] Модель гелеобразования при отсутствии обратного диффузионного потока

Т)] Модель физического поведения, когда имеет место зависимость коэффициента диффузии от скорости деформации

Е] Концентрационная поляризация и формирование слоя отложений на мембране обусловлены различными компонентами. Усиление степени концентрационной поляризации в слое осадка или коллоидных отложений на поверхности

2.5.2.

Субмодель описывающая влияние истинной селективности мембраны на степень КП в произвольном сечении. 2.5.2.1 Физическое поведение и исходные предпосылки 2.5.2.2. Построение модели 2.5.2.3 Анализ субмодели

2.5.3 Моделирование профиля концентрационной поляризации и химического 146 потенциала усиленного формированием слоя осадка или коллоидных отложений на поверхности мембраны.

2.5.3.1 Допущения и исходные предпосылки

2.5.3.2. Построение модели профиля концентрации и химического потенциала в зоне диффузионного слоя принадлежащего жидкой фазе

2.5.3.3 Построение модели профиля концентрации и химического потенциала в слое отложений на поверхности мембраны (Зона С)

2.5.3.4 Анализ и практическое применение модели

2.5.4 Моделирование концентрационного профиля в произвольном поперечном 154 контрольном сечении в процессах проточной микрофильтрации для случаев, когда имеет место зависимость коэффициента диффузии от скорости деформации при ньютоновском течении.

2.5.4.1 Допущения и исходные предпосылки

2.5.4.3 Влияния 11ех, и на степень КП в процессе проточной микрофильтрации

2.5.5 Моделирование концентрационного профиля в произвольном поперечном 159 контрольном сечении в процессах проточной микрофильтрации для случаев, когда имеет место зависимость коэффициента диффузии от скорости деформации при неньютоновском течении

2.5.6. Моделирование трансмембранного переноса диспергированной фазы.

Стохастическое моделирование дисперсионного кривой распределения пермеата и концентрата

2.5.6.1 Предпосылки и упрощающие допущения

2.5.6.2 Моделирование «ситового механизма» разделения

2.5.6.3 Алгоритм и анализ субмодели

2.5.7 Распределение диспергированной фазы в произвольном контрольном сечении в зависимости от размера частиц и скорости.

2.5.7.1 Физические допущения, лежащие в основе модели

2.5.7.2 Моделирование распределения индивидуальной сусп. фракции в пределах зоны миграции

2.5.7.3. Прогнозирование численного распределения суспендированных фракций установленного диапазона изменения размеров частиц в произвольном контрольном сечении

2.6 Моделирование переменных по длине мембранного канала 183 Разработка моделей 4-й группы

2.6.1 Моделирование продольного профиля степени концентрационной 183 поляризации в плоском канале

2.6.1.1 Упрощающие допущения и исходные математические формулировки

2.6.1.2 Построение субмодели для описания продольного переноса субстанции

2.6.1.3 Фрагмент алгоритма и анализ субмодели

2.6.2 Моделирование степени температурной поляризации по длине 191 мембранного канала

2.6.21.Упрощающие допущения и исходные математические формулировки

2.6.2.2 Построение субмодели

2.6.2.3 фрагмент алгоритма и анализ <2 -субмодели

2.6.3 Моделирование профиля степени концентрационной поляризации в 203 цилиндрическом канале

2.6.3.1.Упрощающие допущения и математические формулировки

2.6.3.2 Построение субмодели

2.6.3.3Алгоритм и анализ субмодели

2.6.4 Моделирование профиля степени концентрационной поляризации в 210 межтрубном канале модуля на основе трубчатых фильтрующих элементов (ньютоновское поведение)

2.6.4.1 Упрощающие допущения и исходные математические формулировки

2.6.4.3 Построение субмодели

2.6.4.3 Фрагмент алгоритма и анализ субмодели

2.7 Моделирование процесса формирования и поведения слоя геля и осадка 222 на поверхности мембраны

2.7.1 Моделирование неньютоновского поведения слоя и его продольного перемещения

2.7.2 Профиль скорости деформации

Глава 3.

Глава

2.7.3 Профиль кажущейся вязкости 2.7.4. Профиль скорости течения слоя геля

2.7.5 Профиль напряжения сдвига в слое геля

2.7.6 Моделирование процесса образования, на мембране слоя осадка имеющего дискретную структуру (Оценка дисперсионного состава слоя и вероятности существования слой-формирующих частиц)

2.7.7. Моделирование скорости роста осадка для процессов микрофильтрации при отсутствии обратного диффузионного потока

Моделирование движущей силы

2.8.1. Предпосылки и допущения, лежащие в основе модели

2.8.2 Построение модели

2.8.3. Фрагмент алгоритма и анализ модели

Экспериментальные методики и объекты, использованные для получения 244 исходной информации и проверки адекватности математической модели

Методики для получения исходной информации для моделирования

3.1.1 Исследование пористой структуры с помощью ртутной порометрии

3.1.2 Реологический анализ кривых течения сред

3.1.3 Дисперсионный анализ суспензии

Описание экспериментальных установок

3.2.1 установки статического типа для определения зависимости селективности от величины слоя осадка на мембране

3.2.2 установки динамического типа для определения описания вероятности механического задержания частиц в фильтрующей матрице

3.2.3 Пилотная установка для экспериментальной оценка профиля эффективной движущей силы и степени КП в зависимости от температуры

Расчет процесса на основе разработанной системы субмоделей.

Численные решения и проверка адекватности

Расчет процесса концентрирования водной суспензии гидроокиси магния в модуле на основе трубчатых фильтрующих элементов

Расчет процесса очистки отработанного масла от механических примесей в модуле на основе трубчатых фильтрующих элементов

Расчет процесса микрофильтрации в режиме переменного рабочего давления в модуле на основе трубчатых фильтрующих элементов

Расчет процесса микрофильтрации в режиме нестационарной рециркуляции в модуле на основе трубчатых фильтрующих элементов

Расчет процесса статической микрофильтрации в модуле на основе гофрированных фильтрующих элементов

4.6 Количественная оценка изменения наблюдаемой движущей силы 263 вызванного гелеобразованием на поверхности мембраны

4.7 Расчет и проверка адекватности математического описания процесса 265 микрофильтрации в модуле на основе трубчатых фильтрующих элементов

4.8 Расчет и проверка адекватности модели описывающей влияние 268 температуры на эффективную движущую силу и модуль КП

4.9 Посторенние алгоритма

Глава 5. Экономический анализ гибридных систем термического и мембранного опреснения (Инкорпорирование процессов обратного осмоса в существующие схемы энерго производства и термического опреснения)

5.1 Гибридная система как объект техно- экономического моделирования и 276 анализа

5.2 Техноэкономические допущения.

5.3 Учет экологического ущерба обусловленного эмиссией СО2 в структуре производственных издержек в технологи термического и мембранного опреснения

5.4 Определение экономических показателей процесса термического 286 опреснения

5.5 Определение экономических показателей процесса обратноосмотического 289 опреснения

5.6 Поведение экономических индикаторов в течении экономической жизни 292 капитала (влияние стоимости первичного энергоносителя углеродного налога на приведенные экономические издержки процессов термического и мембранного опреснения)

5.6.1 Влияние стоимости первичного энергоносителя

5.6.2 Влияние величины углеродного налога

Выводы

Обозначения

Расчет и анализ баромембранных процессов, осложненных неньютоновским поведением среды и гелеобразованием на поверхности (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Мембранные процессы находят все более широкое применение при решении ряда экологических и технологических проблем в частности в электронной, химической, медицинской и других отраслях промышленности. Будучи экологическичистыми, безреагентными и низко энергоемкими, мембранные процессы являются одной из технологических основ устойчивого развития. Анализ тенденций на рынке технологий и научнотехнической информации указывает на рост научного, технологического и коммерческого интереса к баромембранным процессам и технологиям на их основе, [1−7]. По данным исследований рынка оборудования для баромембранных процессов, [8] преимущественный рост наблюдается в таких областях как биотехнология, пищевая, фармацевтическая. Предполагаемый рост в данных областях составляет 4.6%, [8]. В соответствии с результатами исследования проведенного компанией Маккилвейн [9], прогнозируемый рост рынка мембранного оборудования и материалов в 2011 составит более 11 млрд долларов США. Прогнозируется, в частности, значительный рост на североевропейском сегменте данного рынка, [10]. Как следствие роста технологического и коммерческого интереса к технологиям опреснения и водоподготовки, а также к инфраструктурным проектам в данной области, в 2006 году введен новый специализированный фондовый индекс, ISEB&S Water Index для оценки активности на рынке технологий опреснения и водоподготовки, [11]. Данный индекс включает индексы активности более 20 коммерческих фирм специализирующихся на рынке технологий опреснения и водоподготовки, таких как Aqua America, Watts Water Technologies и т. д. Серия программ и директив, разработанных Европейской Комиссией и направленных на стимулирование экологическичистых производств, в частности European Union Water Framework Directive (WFD) — Pollution Prevent Control Directive 96/61/EEC, Urban Waste Water Treatment Directive 91/271/EEC являются также существенной движущей силой стимулирующей развитие баромембранной технологии в Европе, [12]. В период экономический рецессии были ревлизованы дополнительные меры, направленные на поддержание рынка технологий характеризуемых низким ресурсопотреблением, [13].

В настоящее время наблюдается расширение потенциальных областей применения мембранной технологиипоявление нового поколения мембранных материаловновых конфигураций мембранных элементов, а также диверсификация технологических режимов. Наряду с этим отмечается появление новых технологических решений для очистки сточных вод при опреснении морской воды, а также в биотехнологии на основе сопряжения и совмещения баромембранных процессов с традиционными технологиями, [5], В частности происходит, усовершенствование опреснительных технологий, где наблюдается активное замещение традиционных процессов на баромембранные [14]а также различным уровнем гибридизации обратного осмоса с традиционным термическим опреснением, что в свою очередь сопровождается общим снижением энергозатрат и увеличением экологических показателей технологии в целом.

Развитие рынка мембранных технологий, разработка законодательства направленного на стимулирование экологическичистых производств, появление нового поколения мембранных процессов и материалов, а также ряд других факторов диктуют необходимость разработки и создания, новых более научно-обоснованных подходов к расчету и анализу мембранных процессов. В частности, все более широкое внедрение сопряженных и совмещенных процессов в биотехнологии и медицине, для которых характерна неизотермичность и неньютоновское поведение среды, где кажущаяся вязкость и коэффициент диффузии зависят от скорости деформации среды что свидетельствует о необходимости усовершенствования подходов к моделированию и развития нового поколения методов расчета и анализа. Внедрение процессов на основе неорганических мембран применяемых для разделения нагретых неводных сред подтверждает необходимость развития методов моделирования, расчета и анализа баромембранного разделения.

Анализ публикаций свидетельствует о неуклонном росте научного интереса к различным аспектам данной проблемы. В работе [14] указано что 10- 15% от общего объема стоимости европейского рынка биореакторных технологий предполагается инвестировать в инженерные исследования и разработку технологий на основе данного процесса. Данный факт указывает на высокий коммерческий потенциал исследований в данной области. Данная тематика широко представлена в долгосрочных исследовательских программах, а также включена в список приоритетных направлений ведущих инженерных центров. Исследования российских ученых [2,15−17] опубликованные в последние годы также подтверждают актуальность данного научного направления. Предлагаемая диссертационная работа выполнена в соответствии с директивными документами развития российской науки и технологии, координационным планом АН, а также, приоритетными направлениями развития науки, техники и критических технологий.

Данная тематика включена также в перечень научно-исследовательских работ РХТУ им. Д. И. Менделеева.

Научная новизна. В работе представлен метод расчета и анализа баромембранных процессов осложненного гель — поляризацией и неньютоновским поведением среды. Разработан массив сопряженных субмоделей, с помощью которого осуществляется количественное моделирование процессов транспорта массы и энергии. Представленные субмодели позволяют количественно оценивать влияние следующих факторов и явлений:

1. Неньютоновское поведение разделяемой среды (случаи когда эффективная вязкость зависит от скорости деформации- //(/). (Возможен анализ как псевдопластичных, дилатантных, а также, бингамовских сред).

2.Явление температурной поляризации (ТП), в случае протекания процесса при неизотермических условиях.

3.Явление концентрационной поляризации (КП) в фазах с учетом неныотоновского течения.

4. Количественное моделирование степени КП когда имеет место зависимость коэффициента диффузии от скорости деформации;

5. Количественное моделирование усиления степени КП в слое отложений на мембране;

6. Формирование и неньютоновское течение слоя геля вдоль поверхности мембраны;

7. Количественный учет нестационарности процесса. Нестационарность учитывается через моделирование скорости роста слоя геля или осадка.

Разработанные субмодели позволяют осуществить моделирование, отражающее физическое поведение реального объекта. Представленные субмодели использованы при разработке методп рпсчета и анализа баромембранных процессов.

Практическая значимость. Принцип, положенный в основу предложенной системы субмоделей позволяет осуществлять синтез алгоритма соответствующего физической сущности моделируемого объекта. Разработанная система позволяет минимизировать объем базового эксперимента и сокращать сроки проектирования.

Представленный в работе подход применен при моделировании процессов со смешанным механизмом разделения, случаев при которых явления гель поляризации и концентрационной поляризации контролируются различными компонентами и определяются разными транспортными механизмами случаев, описание которых представляется затруднительным на основании эмпирического подхода. Для количественного описания подобных случаев осуществлена гибридизация ультраи микрофильтрационных субмоделей в рамках представленной системы.

Представленный в работе подход применен для разработки метода расчета нестационарного процесса проточной микро фильтрации водных и неводных суспензий в модуле на основе трубчатых фильтрующих элементов. Метод позволяет рассчитать изменение параметров состояния и характеристик системы.

Получены, также, численные решения для ряда практических объектов:

1. Решение, описывающее микрофильтрацию отработанного индустриального масла ХАЗО;

2. Решение, описывающее концентрирование суспензии гидроокиси магния;

3. Решение, описывающее процесс тупиковой микрофильтрации в мембранном модуле на основе гофрированных фильтрующих элементов;

4. Решение, описывающее процесс микрофильтрации в режиме возрастания рабочего давления при поддержании постоянной удельной производительности;

5. Решение, описывающее концентрирование в режиме нестационарной рециркуляции;

6. Предложенный метод использован для анализа процессов мембранного опреснения морской воды;

Практические аспекты работы в частности разработанные методики расчета, результаты пилотных испытаний и т. д., подтверждены актами.

А Разработанный метод расчета и комплекс программ передан Ленинградскому Специализированному Комбинату Холодильного Оборудования, передача технической документации подтверждена актом;

B. Совместно с Институтом Химии ДВО АН СССР проведено испытание мембранного модуля на основе трубчатых фильтрующих элементов для концентрирования щелочной суспензии гидроокиси магния. Испытания подтверждены актом.

C. Разработанный метод расчета и комплекс программ передан НаучноТехническому Центру «Владипор» ;

Б. Разработанный метод расчета процесса ультрафильтрации передан Государственному научноисследовательскому институту химических реактивов и особо чистых веществ «ИРЕА». Метод включен в состав системы проектирования стадии мембранной очистки процесса получения особо чистых веществ.

Цель работы. Построение системы субмоделей и разработка метода расчета и анализа баромембранных процессов осложненных неньютоновским поведением сред и гелеобразованием. Применение данных моделей для анализа ряда практических объектов.

Апробация работы. По результатам работы были сделаны устные и стендовые сообщения на международных и региональных конференциях. В частности, на международном мембранном конгрессе (International Congress on Membranes and Membrane Processes, ICOM-2008), Гонолулу, США, Июль, 2008; на 10-й международной конференции по неорганическим мембранам (10th International Conference on Inorganic Membranes, ICIMw-2008), Япония, Август 2008; на международной конференции Membranes in Drinking Water Production and Waste Water Treatment, Октябрь, 2008 Францияна 6й международной конференции по мембранной технологии (The 6th International Membrane Science and Technology Conference, IMSTEC-2007), Сидней, Австралия, Ноябрь, 2007; на международной конференции по неорганическим мембранам (Sixth International Conference on Inorganic Membranes, ICIMg-2000), Монпелье, Франция, Июнь 2000, на международной конференции Membrane Distillation Osmotic Distillation and Membrane Contactors, Четраро, Италия, Июль1998; на международном симпозиуме Pretreatment of Feed Water For Reverse Osmosis Desalination Plants, Кувейт, Март 1997, на международном семинаре Membranes in Drinking and Industrial Water Production- (Technical Innovation and Health Aspects) Лаквила, Италия, Июнь 1997. Результаты были, также, представлены и опубликованы в материалах ряда международных и национальных конференций и научных семинаров:

297 Выводы.

1. В работе представлен метод расчета и анализа баромембранных процессов направленный на совершенствование сопряженных схем предпочтительных с точки зрения ресурсосбережения и технологический устойчивости и позволяющих преодолеть многие недостатки и технологические ограничения характерные для каждого процесса в отдельности, в частности осмотическое давление, уязвимость к различным загрязняющим факторам и т. д.

2. В работе предложена система моделей для расчета и анализа баромембранных процессов позволяющая разработать расчет соответствующий физическому поведению объекта в частности:

2.1 Модель описывающая формирование и неньютоновское поведение слоя отложений на поверхности мембраны, когда эффективная вязкость зависит от скорости деформации;

2.2 Модель описывающая явление усиления степени КП обусловленной снижением диффузионной проводимости в слое отложений на мембране;

2.3 Модель описывающая степень КП в случае проточной МФ когда скорость обратной миграции частиц зависит от скорости деформации среды;

2.4 Модель описывающая усиление степени КП обусловленное ростом температуры на высокоселективных обратноосмотических мембранах, а также явление температурной поляризации;

2.5 Модель позволяющая прогнозировать дисперсионное распределение частиц в фильтрате и концентрате на основании «ситового механизма» разделения;

2.6 Модель описывающая изменение фракционного распределения в слое КП для случая проточной микрофильтрации гетерогенной системы, когда обратная миграция частиц диспергированной фазы зависит от скорости деформации среды;

2.7 Модель, описывающая изменения движущей силы по длине мембранного канала с учетом трансмембранного переноса механической энергии;

2.8 Модель, описывающая изменения плотности механической энергии и движущей силы по длине канала;

2.9 Модель, описывающая нестационарное поведение системы (Нестационарность учитывается через моделирование скорости накопления отложений на поверхности мембраны роста сопротивления);

3. На основе разработанной системы моделей получена серия численных решений, в частности: (1) решение описывающее микрофильтрацию отработанного индустриального масла от механических примесей- (2) решение описывающее концентрирование суспензии гидроокиси магния- (3) численное решение, описывающее нестационарный процесс микрофильтрации в режиме с рециклом- (4) численное решение, описывающее процесс микрофильтрации в режиме переменного рабочего давления- (5) решение описывающее процесс тупиковой микрофильтрации в мембранном модуле на основе гофрированных фильтрующих элементов- (6) решение описывающее влияние температуры на степень концентрационной поляризации в процессе обратного осмоса на высокоселективных мембранах.

4. Данная система моделей была использована для анализа результатов пилотных испытаний и для научно-обоснованного расчета режимов проведения процесса баромембранного разделения с целью повышения эффективности и энергосбережения. Практические аспекты работы в частности, разработанные методики расчета, результаты пилотных испытаний и т. д. подтверждены актами. На основе математических решений были сделаны следующие выводы и рекомендации для решения ряда практических задач.

4.1 Повышение осмотического давления обрабатываемого раствора сопровождается снижением верхнего предельнодопустимого значения рабочей температуры при применении высокоселективных обратноосмотических мембран для опреснения растворов с высоким осмотическим давлением, (вследствие негативного влияния роста температуры на рост степени КП и снижение эффективной движущей силы).

4.2 Сопряжение обратного осмоса с существующими когенеративными системами сопровождается улучшением техноэкономических показателей и снижением величины удельных эмиссий СО2 приходящихся на кубометр пермеата.

Условные Обозначения.

А, В коэффициенты уравнения для определения вязкости.

С концентрация, кг/ м3;

В коэффициент диффузии, м/сп 2 г сечение потока м — с безразмерная координата верхней границы диффузионного слоя;

Н полувысота канала, мг номер участка длины, безразмерн.- номер временного интервала, безразмерн.;

Кх индекс консистентности, Н ст/ м2;

К0 коэффициент очистки, ко = С} /С2 безразмерн.;

Кк коэффициент концентрирования кк — Ск /С,, безразмерн.;

Ь длина канала, мт показатель степени для жидкой фазы, безразмерн.- т (при описании ТФЭ) отношение межцентрового расстояния к наружному диаметру фильтрующего элемента, т = В/И2 •.

М массовый расход, кг/ с;

Р давление Н/ м — О.

Рг порог текучести (для бингамовских сред), НУ м — р показатель степени для слоя геля, безразмерн.- г, Я текущий (максимальный) радиус, м ;

Ям наблюдаемая селективность мембраны [ям = (с, — С2)/С,);

Б толщина слоя геля, м;

Т (1) температура К (С) — и, и продольная скорость жидкой фазы, м/ с;

Ж, м> скорость перемещения слоя геля, м/ с;

V поперечная (трансмембранная) скорость м/ с;

Ф2 вероятности проникновения частицы через пору;

Фу вероятность уноса частицы вдоль фильтрующей поверхностивероятности участия частицы в формировании слоя осадкаа степень концентрационной поляризации, а = (сш безразмерн.;

5 степень температурной поляризации, /? = -/,)//,, безразмерн.- у скорость деформации, с" 1;

5 Г толщина температурного слоя, м;

8С толщина диффузионного слоя, м,.

Зц, толщина динамического (вязкого) слоя, м, кажущаяся вязкость, Па ст], в, Я, е безразмерные переменныер плотность, кг/ м3- л т время (или напряжение сдвига, Н/ м) — ср у гловая координаты.

Подстрочные Индексы.

1 — соответствует параметрам в объеме канала высокого давления;

1Мсоотв. параметрам на поверхности мембраны в канале высокого давления;

LONGсоотв. параметрам характеризующим транспорт вдоль мембраны;

GELхарактеризует параметр относящийся к слою геля;

Rex Критерий Рейнолдса для продольной составляющей скорости,.

R ех = ШшхР1м.

Rez Критерий Рейнолдса для поперечной составляющей скорости,.

Rег = НУмлхР/и Sc Критерий Шмидта, Sc = ///pD.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems: Edited by Afgan, N.H., Bogdan, Z., Duic, N., Sweets & Zeitlinger Publishers, Lisse, -Netherlands, 2004.
  2. A.B., Баранов A.E., Баранов E.A., Какуркин Н. П., Казанцева H.H., Асеев, Опыт использования мембранных технологий для очистки и опреснения воды, под ред Коротеева A.C., -М., Химия, -2008.
  3. Membranes in Clean Technologies (Theory and Practice), Ed. Andrzej B. Koltuniewicz and Enrico Drioli, Vols 1 & 2, Wiley- VCH Verlag, Weinheim, -2008,
  4. Membrane Technology in the Chemical Industry, Ed. By Suzana Pereira Nunes, KlausVictor Peinemann, Wiley- VCH Verlag, Weinheim, -2006
  5. Market trend, Desalination Market 2005- 2015 (A global assessment & forecast), Media Analytics Ltd., UK, -Oxford, 2004
  6. C.J.M. van Rijn, Nano and micro engineered membrane technology (Membrane Science and Technology Series, 10) Elsevier, -Amsterdam, 2004.
  7. Baker R. W., Membrane technology and application, John Willey & Sons, Ltd., Chichester, -UK, 2004
  8. Strong growth forecast for membrane technology // Membrane Technology (An International Newsletter). 2007. -V. 2 (February). — P. 5−7.
  9. The McILVAINE Company («www.mcilvainecompanv.com)
  10. Membrane market set to reach $ 1 billion, Membrane Technology (An International Newsletter//, -2007.-V.4 (April), -P.6
  11. ISE launches Water Index, Membrane Technology (An International Newsletter // -2006. -V. 3(March). -P.l.
  12. Europe in Figures- Eurostat Yearbook 2008 (Statistical Report) KS-CD-07−001-EN- C, European Commission, Luxemburg, -2009. (http://ec.europa.eu/eurostat)
  13. A. Wilkers, A plan for growth// Environmental Finance. -2009.-P. 20−21.
  14. B.Lesjean, E. Huisjes, Survey of the European MBR market: trends and perspectives // Desalination. -2008. V. 231. — P. 71 — 81.
  15. E.A., Гидродинамика и массообмен на полупроницаемых поверхностях с малым отбором и вдувом массы, дисс докт. техн наук, -М., 2003
  16. Г. Г., Научные основы технологии и применения керамических мембран, дисс. докт. техн. наук, -М., 2002
  17. Ю.С., Неравномерное осаждение частиц на внутренней и внешней поверхности полупроницаемых мембран, дисс. докт. физ- мат наук, -М., 2007.
  18. Т. Huuhilo, P. Vaisanen, J. Nuortila-Jokinen, М. Nystrom, Influence of shear on flux in membrane filtration of integrated pulp and paper mill circulation water // Desalination.- 2001. -V. 141.-P. 245−258.
  19. Robert van Reis, Andrew Zydney, Bioprocess membrane technology, (Review) II Journal of Membrane Science. 2007. — V. 297. — P. 16- 50.
  20. ПАТ. 4 341 631 (США) Устройство для ультрафильтрации и обратного осмоса с графитовыми трубками, (В. Hargitay, W. Plain) Заявл. 01.12.1980, опубл.27.07.1982 НКИ 210−323.2, МКИ В01Д 31/00
  21. Reingbare filterelemente aus poros gesintertem edelstahl, PALL Filtrationstechnik GmBH, Dreich,-Frankfurt/M., 1986.
  22. Метод проточной ультрафильтрации: Материал фирмы IMECA, ВР-94 43 800.
  23. Robert van Reis and Andrey Zydney, Membrane separations in biotechnology // Current Opinion in Biotechnology. 2001. — V. 12, N2. — P. 208- 211.
  24. M. Duke, N. Milne, Y. Lin, J. Diniz da Costa, Membrane distillation and reverse osmosis of seawater by ZSM-5 Zeolite membranes made by secondary growth // 10th International Conference on Inorganic Membranes (ICIM-10), -Tokyo, Japan, August, 2008.
  25. W.Li, W. Xing, N. Xu, Clarification of calcium lactate fermentation broth using ceramic membrane and its hydraulic resistance analysis // 10th International Conference on Inorganic Membranes (ICIM-10), Tokyo, Japan, August, 2008
  26. Osmoniks to market of bioreactor // Filtration and Separation. 2000. — V37, N 8. — P. 11.
  27. Belfort G. Membranes and bioreactors: A technical challenge in biotechnology // Biotechnol. Bioeng. 1989. -V. 3. — P. 1047−1066.
  28. Heath C. and Belfort G., Membranes and bioreactors // Int. Journal Biochem. 1990. — V. 22, N8.-P. 823- 835.
  29. Spalding B.J., A growth market for bioreactor // Biotechnology. 1991. — V. 9. P. 338−341.
  30. Belfort G and C. Heath, New developments in membrane bioreactors, // Membrane Process in Separation and Purification, edited by Joao G. Crespo & Karl W. Boddeker,, Kluwer Academic Publishers, -1993.
  31. W:Yang, N. Cicek, J. Ilg, State-of the art of membrane bioreactor: Worldwide research and commercial application in North America // Journal of Membrane Science. 2006. -V. 270. — P. 201−211.
  32. Chia- Chi Ho, A. Zydney, Overview of fouling phenomena and modelling approaches fro membrane bioreactors // Separation Science and Technology. 2006. — V. 41. — P. 1231 — 1251.
  33. Daniel E. Suk, Takeshi Matsuura, Membrane- based hybrid processes: a review // Separation Science and Technology. 2006. — V. 41. — P. 595- 626.
  34. N. Hilal, M ALAbri, Enhanced membrane pre-treatment processes using macromolecular adsorption and coagulation in desalination plants: A review // Separation Science and Technology. 2006. — V. 41. — P. 403- 453.
  35. T. Matsuura, Progress in membrane science and technology for scawater desalination a review // Desalination. — 2001. — V. 134. — P. 47- 54.
  36. C. Fritzmann, J. Lowenberg, T. Wintgens, T. Melin, State- of -the art of reverse osmosis desalination // Desalination. 2007. — V. 216. — P. 1−76.
  37. Sherman May, Hybrid Desalination Systems, MEDREC Series R& D Reports, Project 97-AS-008b MEDRC, Muscat, Oman, 2000
  38. F. Macedonio, E. Curcio, G. Di Profio, E. Drioli, Integrated Membrane Sytem for Water Treatment // The 6th International Membrane Science and Technology Conference, IMSTEC- 07, Australia, Sydney, 2007
  39. O. Hammed, Overview of hybrid desalination systems- current status and future prospects // Desalination 2005. — V 186. — P. 207- 214.
  40. H. Ludwig Hybrid systems in seawater desalination- practical design aspects, present status and development perspectives // Desalination. 2004. — V .164. — P. 1−18.
  41. Regierer S.A., Soviet Phyics // Techn. Physics. 1960. -V. 5, N6. — P. 602−605.
  42. Macey R.T.Pressure flow patterns in a cylinder with reabsorbing walls // Bidletin Math. Biophysics. 1963. — V. 25, N1. — P. 1−9.
  43. Kelman R.B., A theoretical note on exponential flow in the proximal part of the mammalian nephron IIBulletin Mathematical Biophysics. 1962. — V. 24, N3. — P. 303−317.
  44. Terril R.M., Thomas P.W. Laminar flow through a uniformly porous pipe II Applied Scientific Research. 1969. — V. 21, N1. — P. 37−67.
  45. Kozinsky A.A., Schmidt F.p., Lightfoot E.N. Velocity profiles in porous-walled ducts II Ind. Eng. Chem. Fund. 1970. — V. 9, N3. — P .502−505.
  46. Apelblat A., Katzir- Katchalsky, A. Silberberg, A mathematical analysis of capillary- tissue fluid exchange // Biorheology .- 1974. V. 11. — P. 1−49.
  47. Kleinstreuer, C., Paller, M.S. Laminar dilute suspension flows in plate-and-frame ultra filtration units» II AIChE Journal. 1983. — V. 29, N4. — P. 529−533.
  48. Green G. A., Laminar flow through a channel with one porous wall, Course Project in Adv. F. M. Dept. of Chem. & Env. Eng., RPI Troy, -New York, 1979.
  49. Van Dyke M., Perturbation Methods in Fluid Mechanics. The Parabolic Press, -1975.
  50. Singh R., and R.L. Laurence Influence of Slip Velocity at the Membrane Surface on Ultra filtration Performance- I. Channel Flow System // Int. J. Heat. Mass. Transfer. 1979. — V. 22. -P. 721.
  51. Beifort G., Eds Membrane Methods in Water and Wastewater Treatment, Academic Press, New York, 1982.
  52. Sparrow E.M., Loeffler A.J. Longitudinal laminar flow between cylinders arranged in regular array // AIChE Journal. 1959. — V. 5, N3. — P .325−330.
  53. Gun D.J., Darling C.W. Flow of incompressible fluid in semi permeable tubes of ultra filtration units // Transactions Inst. Chem. Eng. 1963. — V. 41. — P .163−173.
  54. Axford R.A., Longitudinal laminar flow of an incompressible fluid in finite tube boundless with (m+1) tubes // Rpt. Los Alamos Sei. Lab. LA 3418, USA, -Los Alamos, 1966.
  55. Rehme K. Laminarstromung in Stabbundeln // Chem. Eng. Techn. 1971. — V. 43, N17. — P. 962−966.
  56. Y. Moussy, A. Snider, Laminar flow over pipes with injection and suction through the porous wall at low Reynolds number // Journal of Membrane Science. 2009. — V. 327. — P. 104 107.
  57. A. Chatterjee, A. Ahluwaila, S. Sentilmurugan, Sh. Gupta, Modeling of radial flow hollow fiber module and estimation of model parameters using numerical techniques // Journal of Membrane Science. 2004. — V. 236. — P. 1- 16.
  58. S. Karode, Laminar flow in channel with porous walls, revisited // Journal of Membrane Science. 2001. -V. 191. — P. 237- 241.
  59. Y. Polyakov, Dead-end outside- in hollow fibre membrane filter: Mathematical model // Journal of Membrane Science. 2006. — V. 279. — P. 615- 624.
  60. Ghidossi R., Daurelle J.V., Yeyret D., Moulin P., Simplified CFD approach of hollow fibre ultra filtration system // Chemical Engineering Journal. 2006. — V. 123. — P. 117−125.
  61. Kedem. O. and A. Katchalsky Thermodynamic analysis of permeability of biological membrane to non-electrolytes // Biochimica et Biophysica Acta. 1958. — V. 27. — P. 229.
  62. Matthiasson E and Sivik Bjorn, Concentration polarisation and fouling // Desalination. -1980. -V. 35. P. 59−103.
  63. Sourirajan S., Reverse Osmosis, Logos Press Ltd, London, 1970.
  64. F. Bellucci and N. Esposito Efficiency, recovery and productivity of continuous reverse osmosis systems: New closed expressions // Desalination. 1979. — V. 28, N3. — P. 181−191.
  65. G.H. Rao and K.K. Sirkar, Explicit flux expressions in tubular reverse osmosis desalination // Desalination. -1979. V. 27, N2. — P. 99−116.
  66. Dresner L. Boundary layer built up in the demineralisation of salt water by reverse osmosis // Oak Ridge National Lab., Rpt. 3621, USA, 1964
  67. Brian P.L. Concentration polarisation in reverse osmosis desalination with variable flux and incomplete salt rejection // I&EC Fundamentals. 1965. — V. 4, N4. — P. 439−445.
  68. T.K. Sherwood, P.L. Brian, R.E. Fisher and L. Dresner Salt concentration at the phase boundaries in desalination by reverse osmosis // I&EC Fundamentals. — 1965. V. 4, N4. — P. 113−118.
  69. W.N. Gill, C. Tien and D. W. Zeh, Concentration polarisation in a reverse osmosis system // I.& EC Fundamentals. 1965. — V. 4, N4. — P. 433−439.
  70. Lee Y. and M. Clark, A numerical model of steady-state permeate flux during cross-flow ultra filtration // Desalination. 1997. — V. 109. — P. 241−251.
  71. Blatt, W.F. et. al., Solute polarisation and cake formation in membrane ultra filtration: causes, consequences and control techniques. Cake formation in membrane ultra filtration, J.E. Flinn, ed. Plenum Press.-New York, 1970
  72. Porter M.C. Concentration polarisation with membrane ultra filtration. //Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. -1972. -V. 11. P. 234 -248.
  73. Green G. and G. Belfort Fouling of ultra filtration membranes: Lateral migration and the particle trajectory model // Desalination. -1980. -V. 35. -P. 129 -147.
  74. Altena F.W. and G. Belfort II Chemical Engineering Science. 1984. -V. 39, N2. -P. 343.
  75. Madsen, R.F., Hyper-filtration and ultra filtration in plate-and-frame systems, AmsterdamOxford-N.Y.: Elsevier Scientific Publ. Co., -1977.
  76. G. Belfort, R.H.Davis, A.L.Zydney. The behaviour of suspensions and macromolecular solutions in crossflow micro filtration // Journal of Membrane Science. -1994. -V.96. -P.1−58.
  77. I.Huisman, C. Tragardh, Particle transport in cross flow microfiltration-I. Effect of hydrodynamic and diffusion// Chemical Engineering Science. -1999. -V.54.-P.271- 280.
  78. Thor Thorsen, Concentration polarization by natural organic matter (NOM) in NF and UF // Journal of Membrane Science. -2004. -V.233. -P.79- 91.
  79. Janneke Kromkamp, Mark van Domselaar, Karin Schoen, Ruud van der Sman, Remko Boom. Shear-induced diffusion model for microfiltration of polydisperse suspensions // Desalination. -2002. -V.146. -P.63−68.
  80. Breedveld V., D. van den Ende, M. Bosscher, R.J. J. Jongchaap and J. Mellema. Measurement of the full shear-induced self diffusion tensor of non colloidal suspensions // Journal of Chemical Physics. -2002. -V. 116, N23. -P. 10 529- 10 535.
  81. R. Bian, K. Yamamoto, Y. Watanabe. The effect of shear rate on controlling the concentration polarization and membrane fouling // Desalination. -2000. -V.131. -P. 225- 236.
  82. Vera L., Villaroel Lopez, S. Delgado, S. Elmaleh. Cross-flow microfiltration of biologically treated wastewater // Desalination. -1997. -V.l 14. -P.65−75.
  83. M. Mondor, C. Moresoii. Shear-induced hydrodynamic diffusion model for cross-flow microfiltration: role of the particle volume fraction // Desalination. -2002. —V.145. -P.123- 128.
  84. Arza Seidel, Menachem Elimelech. Coupling between chemical and physical interactions in natural organic matter (NOM) fouling of nano filtration membranes: implication for fouling control II Journal of Membrane Science. -2002. -V.203. -P.245- 255.
  85. Jeffrey J. Bishop, Alexander S. Popel, Marcos Intaglietta and Paul C. Johnson. Effect of aggregation and shear rate on the dispersion of red blood cells flowing in venues // American Journal of Physiology. -2002. -V.283. -P.1985−1996.
  86. C. Wisniewsk, A. Grasmick, A. Leon Cruz, Critical particle size in membrane bioreactors Case of a denitrifying bacterial suspension // Journal of Membrane Science.-2000.-V .178. —P. 141−150.
  87. Zydney, A.L., and C.K. Colton Concentration polarisation model for filtrate flux in cross flow microfiltration of particulate suspensions// Chem. Eng. Commun. -1986. -Y.47. P.1−21.
  88. Eckstein, E.C., P.G. Bailey, and A.H. Shapiro. Self- diffusion particles in shear flow of a Suspension//J. Fluid. Mech. -1977.-V.79. P.191- 208.
  89. Davis, R.H., and D.H. Leighton Shear-induced transport of a particles layer along a porous wall // Chem. Eng. Sci., -1987.-V. 42, N2. P. 275−281.
  90. Romero, C.A., and R.H. Davis Global model of cross flow microfiltration based on hydrodynamic particle diffusion II J. Membr. 5c/.-1988. -V.39. -P.157−185.
  91. Romero, C.A., and R. H. Davis Transient model of cross flow microfiltration // Chem. Eng. Sci. -1990. -V.45. P.13−25.
  92. Romero, C.A., and R.H. Davis Experimental verification of the shear-induced hydrodynamic diffusion model of cross flow microfiltration II J. Membr.
  93. Davis R.H., and Leighton D.H. Shear-Induced Transport of a Particles Layer Along a Porous Wall II Chem. Eng. Sci. -1987. -V.42, N2. -P.275−281.
  94. Davis R. H. And Sherwood J. D. A Similarity Solution for Steady-State Cross flow Microfiltration // Chem. Eng. Sci. -1990. -V.45, N11. -P.3203−3209.
  95. Davis R.H. Micro filtration // Membrane Handbook, ed. Winston Ho and K. Sirkar. NY. VNR Publisher, 1992
  96. D. Leighton, A. Acrivos, Measurement of self-induced self-diffusion in concentrated suspensions of spheres II Journal of Fluid Mechanics, -1987.-V.177. —P. 109.
  97. Isidro E. Zarraga, David T. Leighton, Jr. Shear-Induced Diffusivity in a Dilute Bidisperse Suspension of Hard Spheres // Journal of Colloid and Interface Science, 2001. -V.243. -P. 503 514.
  98. V. Breedveld, D. van denEnde, M. Bosscher, R. J. J. Jongschaap, and J. Mellema Measurement of the full shear induced self diffusion tensor of non colloidal suspensions I I Journal of Chemical Physics, -2002. -V.116, N23. -P. 10 529−10 535.
  99. M. Criado-Sancho, D. Jou, L. F. Del Castillo, J. Casas-Vazquez, Shear-induced polymer migration: analysis of the evolution of concentration profiles// Polymer. -2000. -V.41.-P.8425−8432.
  100. D. Jou, M. Criado-Sancho, J. Casas-Vazquez, Non-equilibrium chemical potential and stress-induced migration of polymers in tubes // Polymer. -2002. -V.43.-P.1599−1605.
  101. Leonard M. C. Sagis, Shear induced diffusion in viscoelastic materials with anisotropic rigid particles II Physica A. -2001. -V.298. -P.l 87−197.
  102. Ph. Moulin, D. Veyret, F. Charbit, Dean vortices: comparison of numerical simulation of shear stress and improvement of mass — transfer in membrane processes at low permeation fluxes // Journal of Membrane Science. -2001. -V. 183.-P. 149−162.
  103. Porter M.C. Concentration Polarisation with Membrane Ultra filtration // Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. -1972. -V.l 1. -P.234−248.
  104. Trettin, D.R. and M.R. Doshi Limiting flux in ultra filtration of macromolecular solutions// Chem. Eng. Commun. -1980. -V.4.-P.507−522.
  105. S. Haber, H. Brenner, Lateral migration in sheared suspensions: a case study of the «diffusion» model // International Journal of Multiphase Flow. -2002. -V. 28. -P. 1687- 1696.
  106. J.Kromkamp, A. Bastiaanse, J. Swarts, G. Brans, R.G. M van Sman, R.M. Boom, A suspension flow model for hydrodynamics and concentration polarisation in cross flow micro filtration // Journal Membrane Science.--2005. -V. 253. -P. 67- 79.
  107. I.Huisman, G. Tragardh, C. Tragardh, Particle transport in cross-flow micro-filtration-II. Effect of particle- particle interaction // Chemical Engineering Science. -1999. -V. 54. -P.281−289.
  108. Yonghun Lee, Mark M. Clark, Modelling of flux decline during cross flow ultra filtration of colloidal suspensions II Journal of Membrane Science.-1998.-V. 149. -P. 181−202.
  109. R. Zhou, Hsueh-Chia Chang, Capillary penetration failure of blood suspensions II Journal of Colloid and Interface Science. -2005. -V.287. -P. 647−656.
  110. M. Mondor, C. Moresoli, Shear-induced hydrodynamic diffusion model for cross-flow microfiltration: role of the particle volume fraction // Desalination. -2002. -V.l 45 -P. 123−128.
  111. N.N. Kramadhati, M. Mondor, C. Moresoli, Evaluation of the shear-induced diffusion model for the microfiltration of polydisperse feed suspension // Separation and Purification Technology. -2002. -V.27. -P. 11−24.
  112. Sh. Chellam, M. R. Wiesner, Evaluation of cross-flow filtration models on shear- induced diffusion and particle adhesion: Complications induced by feed suspension polydispersivity, //Journal of Membrane Science. -1998. V.138. -P. 83−97.
  113. A. Seidel, M. Elimelech, Coupling between chemical and physical interactions in natural organic matter (NOM) fouling of nano filtration membranes: implications for fouling control, //Journal of Membrane Science. -2005. -V.203. -P. 245−255.
  114. How Y. Ng., R.O. membrane solute rejection behaviour at the initial stage of colloidal fouling // Desalination. -2005. -V.174. -P. 211−217.
  115. Hoek, E.M.V., Menachem Elimelech, Cake enhanced concentration polarization: A new fouling mechanism for salt rejecting membranes // Environmental Science and Technology. -2003.-V.17.-P.5581−5588.
  116. S. Lee, J Cho, M. Elimelech, Influence of colloidal fouling and feed water recovery on salt rejection of RO andNF membranes // Desalination. -2004. -V.160. -P. 1−12.
  117. S. Lee, J Cho, M. Elimelech, Combined influence of natural organic matter (NOM) an colloidal particles on nano-filtration membrane fouling // Journal of Membrane Science. -2005. — V.262.-P. 27−41.
  118. T.H.Chong, F.S. Wong, A.G. Fane, Enhanced concentration polarization by unstirred fouling layers in reverse osmosis: Detection by sodium chloride tracer response technique
  119. Journal of Membrane Science. -2007. V.287. -P. 198- 210.
  120. Moshe Herzberg, M. Elimelech, Bio-fouling of reverse osmosis membranes- role of biofilm- enhanced osmotic pressure II Journal of Membrane Science. -2007. -V.295. -P.l 1- 20.
  121. Ester Huertas, Moshe Herzberg, Gideon Oron, Menachem Elimelech, Influence of bio fouling on boron removal by nano filtration and reverse osmosis membranes // Journal of Membrane Science. -2008. -V.318. -P. 264- 270.
  122. Sangyoup Lee, Jaeweon Cho, Menachem Elimelech, Influence of colloidal fouling and feed water recovery on salt rejection of RO and NF membranes // Desalination. -2004. V.160. -P. 1−12.
  123. В., Течение раствора через многослойные мембраны // Коллоидный Журнал, -1983. -Том XLV. -С.480−485.
  124. Li N., and W.S. Ho. Membrane process // Membrane Handbook, ed. Winston Ho and K. Sirkar. NY. VNR Publisher, 1992
  125. E.Iritani, N.Katagiri., T.Sengouku., K. M. Yoo, K. Kawasaka, A. Matsuda, Flux decline behaviour in dead- end micro-filtration of activated sludge and its supernatant // Journal of Membrane Science. -2007. -V.300. -P.36−44.
  126. E.Iritani, Y. Mukai, E. Nagihara, Measurements and evaluation of concentration distributions in filter cake formed in dead- end ultra-filtration of protein solutions // Chemical Engineering Science. -2002. -V.57. -P.53- 62.
  127. Kimura S. and Nakao S. Fouling of cellulose acetate tubular reverse osmosis modules treating the industrial water in Tokyo // Desalination. -1975. -V.17. P.267−288.
  128. Belford G. and B. Marks Artificial particulate fouling of hyper-filtration membranes-II Analysis and protection from fouling // Desalination. -1979. -V.28. P. 13−30.
  129. Hung C.C., and Tien C., Effect of particle deposition on the reduction of water flux in reverse osmosis // Desalination. -1976. -V.18, N2. P. 173−187.
  130. Green G. and G. Belfort Fouling of ultra-filtration membranes: Lateral migration and the particle trajectory model // Desalination. -1980. -V.35. -P.129−147.
  131. Kleinstreuer C. and T.P.Chin Analysis of multiple particle trajectories and deposition layer growth in porous conduits // Chem. Eng. Commun., -1984. -V.28. -P.193.
  132. Altena F.W. and G. Belfort Lateral migration of spherical particles in porous flow channels: Application to Membrane Filtration // Chem. Eng. Sci. -1984. -V.39, N2. -P.343.
  133. Belfort G. Fluid Mechanics in Membrane Filtration: Recent Development // J. Membr. Sci. -1989. -V.40. -P.123.
  134. Lu W.M., K.J. Hwang and S.C. Ju Studies on the mechanism of cross-flow filtration // Chem. Eng. Sci. -1993. -V.48. -P.863.
  135. Schmitz P., C. Gouverneur, D. Houi, and Madianos M. Theoretical model at pore scale for particle deposition on a cross flow microfiltration membrane // Proc. World Filtration Congress, Nice, France, -1990. -P.571.
  136. Fischer andRaasch, Cross-Flow Filtration, // Ser Chem. Eng. -1986. -V.8. P. 211.
  137. Lu W.M. and S.C. Ju Selective particle deposition in cross flow filtration // Separation Science & Technology. -1989. -V.24, N 7, 8. -P.517.
  138. Lu W.M., and K.J. Hwang and S, C. Lu Studies on the mechanism of cross flow filtration // Chem. Eng. Sci. -1993. -V.48. P.863.
  139. Houi D. and R. Lenormand, Particle accumulation at the surface of the filter // Filtr. Sep., -1986.-P. 238
  140. Tassopoulos M., J.A. O’Brien, and D.E. Rosner Simulation of microstructure, Mechanism relationships in particle deposition // AIChE Journal. -1989. -V.35, N6. P.967.
  141. Sharma M. and Lei Z. A model for clay filter cake properties // Colloids Surf. -1991. -V.56. P.357.
  142. Lu W.M. and K.J. Hwang, Mechanism of cake formation in constant pressure filtrations // Sep. Technol. -1993. -V.3. P.122.
  143. Lu W.M., and K.J. Hwang, Cake formation in 2-D cross flow filtration // AJChE Journal. -1995. -V.41, N6. P.1443−1455.
  144. Myung-man Kim, A. Zydney, Theoretical analysis of particle trajectories and sieving in cross-flow filtration // International Conference ICOM-2005, South Korea, -Seoul, 2005.
  145. Kawakatsu T., M. Nakajima, S. Nakao, S. Kimura, Three- dimensional simulation of random packing phenomena during microfiltration II Desalination. -1995. — V.101. -P. 203−209.
  146. Robert van Reis, Andrew Zydney, Bioprocess membrane technology (Review) // Journal of Membrane Science.--2007.-V. 297. -P. 16−50.
  147. S. Kosvintsev, R. G. Holdich, I. W. Cumming, V. M. Starov, Modelling of dead-end microfiltration with pore blocking and cake formation,// Journal of Membrane Science.-2002.-V.208.-P.181−192.
  148. Porter M.C. The effect of fluid management on membrane filter throughput // Proceedings of 2nd Pacif. Chem. Eng. Congr., -New York, 1977. V. 2, N4. -P. 975−982.
  149. Porter M.C. What, when, and why of membranes- MF., UF and RO. In: What the Filter Man Needs to Know About Filtration, AIChE Symp. Ser. No. 171, ed. W. Shoemaker, -American Institute of Chemical Engineers, — New York, 1977.-P. 83−103
  150. Belter, P.A., E.L.Cussler, and W.-S.Hu. Bioseparations- Downstream Processing for Biotechnology, John Wily & Sons, — New York, 1988
  151. Ward A.S. Liquid filtration theory. In: Filtration Principles and Practices, ed. M.J. Mattesonand C. Orr, 2nd ed., Marcel Dekker, -New York, 1987.-P. 132−161.
  152. Christie J. Geankoplis, Transport Processes and Unit Operations, Allyn and Backon, Inc., Toronto, 2000
  153. Perry’s, Chemical Engineers' Handbook, 6th ed., McGraw-Hill, -New York, 1984.
  154. Brodkey R. S and Hershey H. C., Transport Phenomena (A unified approach), McGraw-Hill, Inc.,-New York, 1988.
  155. Juliana Todorovic, Darko M. Krstic, GyulaN. Vatai, Miograd N. Tekic, Gas absorption in a hollow- fibre membrane contactor with pseudo- plastic liquid as an absorbent // Desalination.2006. —V.193. — P. 286- 290.
  156. Bennett C.O., Myers J.E., Momentum, Heat, and Mass Transfer, McGraw-Hill, Inc., -New York, 1983.
  157. Helene Carrere, Study of hydrodynamic parameters in the cross- flow filtration of guar gum and pseudoplastic solutions //Journal of Membrane Science. -2000. -Y.174. -P. 135- 145
  158. S. Delgado, R. Villarroel, E. Gonsalez, Effect of the shear intensity on fouling in submerged membrane bioreactor for wastewater treatment// Journal of Membrane Science. -2008.-V. 331.-P. 173−181.
  159. J. Coulson, J. Richardson, Chemical Engineering, Pergamon Press, -New York, 2003.
  160. Y. Koh, N. Ong, X. Chen, Y. Lam, J. Chai, Effect of temperature and inlet velocity on the flow of a non-Newtonian liquid, //Int. Comm. Heat Mass Transfer. — 2004. V. 31, N 7.-P. 1005−1013.
  161. Iritani E., Murakami Y., Murase T., Analysis of flow of power-law non-Newtonian fluids in hollow fiber membrane modules// Chemical Engineering Science. — 1994. V.49, No 6. — P. 917−919.
  162. I.W.Cumming, R.G.Holdich, B. Ismail, Prediction of deposit depth and trans membrane pressure during cross flow microfiltration // Journal of Membrane Science. — 1999. — V. 154 P. 229- 237.
  163. Halil Hasar, Cumali Hinaci, Ayhan Unly, Hasan, Togrul, Ubcyde ipek, Rheological properties of activated sludge in MBR// Biochemical Engineering Journal. — 2004. — V.20. P. 1−6
  164. Zhichao Wu, Zhiwei Wang, zhen Zhou, Guoping Yu, Guowei Gu, Sludge rheological and physiological characteristics in a pilot-scale submerged membrane bioreactor// Desalination.2007.-V. 212.-P.152- 164.
  165. Benoit Fradin, R. Field, Crossflow microfiltration of magnesium hydroxide suspensions: Determination of critical fluxes, measurement and modelling of fouling // Separation and Purificatuion Technology. 1999. — V.16. — P.25−45
  166. Stefano Curcio, Vincenza Calabro, Cabriele Iorio, A theoretical analysis of transport phenomena in membrane concentration of liquorice solutions: a FEM approach // Journal of Food Engineering. 2005. — V.71. — P.252−264.
  167. R. Van Kaam, D. Anne-Archard, M. Alliet Gaubert, C. Albasi, Rheological characterization of mixed liquor in a submerged membrane bioreactor. Interest for process management // Journal of Membrane Science. 2008. — К 317. — P.26−33.
  168. C. Charcosset, L. Choplin, Ultra filtration of non-Newtonian fluid // Journal of Membrane Science. 1996. -V. 115. — P.147−160.
  169. T.Doneva, C. Vasilieff, E. Krusteva, Cross- flow microfiltration of latex suspensions: test of different modes// Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. -1998.-V.138. -P.245−254
  170. Madan G. Parvatiyar, Mass transfer in a membrane tube with turbulent flow of Newtonian and non- Newtonian fluids// Journal of Membrane Science. 1998. — V.148. — P.45−57
  171. Boudreau B.P., The diffusive tortuosity of fine-grained unlithified sediments// Geochimica et Cosmochimica Acta. 1996. — V.60, N16. — P.3139−3142.
  172. Ю.Г. Курс коллоидной химии, (поверхностные явления и дисперсные системы) -М, Хими, 1982, с. 399.
  173. А. Механика суспензий, Пер. с франц. Вишнякова А. Н. под ред. Шульмана З.П.-М. Мир, 1971.-c.264
  174. , Н., (1974), Grenzschicht-Theorie, 5th ed., Verlag G. Braun, Karlsruhe,
  175. С., Моделирование и расчет процессов ультра и микрофильтрации неньютоновских сред на основе системного подхода // Мембраны.-2002. № 2, -С.47- 59.
  176. Sergey P. Agashichev, Modeling and analysis of the impact of degree of membrane rejection on polarization modulus // Desalination and Water Treatment. -2011, -V., -p
  177. Agashichev S, Enhancement of concentration polarization due to gel accumulated at membrane surface// Journal of Membrane Science.-2006. -V.285. -P.96- 101.
  178. Agashichev S., Modeling the influence of temperature on gel- enhanced concentration polarization in reverse osmosis// Desalination.-2009. -V.236. -P.252- 258.
  179. Agashichev S., Profile of chemical potential in pressure-driven membrane processes accompanied by gel-enhanced concentration polarization // Separation Science and Technology.-2009. -V. 44, 5.-P.l 144−1163.
  180. С., Моделирование концентрационной поляризации в процессах проточной микрофильтрации высоковязких сред // Теоретические Основы Химической Технологии.-2007. -Т.41, № 2. -С.217- 224.
  181. Agashichev S, Concentration polarization in cross-flow microfiltration under the conditions of shear- induced diffusion// Desalination.-2006. -V.200. -P.346−348.
  182. Agashichev S., and Dmitriev E., Stochastic modeling particle-size distribution in permeate and in concentrate on the stage of membrane pretreatment before reverse osmosis// Desalination.-1997. -V.l 10. P.75−84.
  183. Agashichev S. Modeling temperature and concentration polarization phenomena in ultrafiltration of non-Newtonian fluids under non-isothermal condition // Separation and Purification Technology. 2001. — V.25. — P.355−368.
  184. Agashichev S., Reverse Osmosis at Elevated Temperature (Influence of Temperature on Degree of Concentration Polarization and Transmembrane Flux) // Desalination. -2005. -V.179. -P.61−72.
  185. Agashichev, S., Modeling the influence of temperature on degree of concentration polarization in reverse osmosis systems // Water Science & Technology.-2005. —V.51,No 6−7. -P.319−326.
  186. Agashichev S., Modeling the influence of temperature on resistance of concentration layer and transmembrane flux in reverse osmosis // Separation Science and Technology.-2004. -V.39, -N.14. P.3215−3236.
  187. Agashichev S, Lootah K, Influence of temperature on energy consumption of reverse osmosis system// Desalination. 2003. -V.154. -P.253−266.
  188. С., Моделирование степени концентрационной поляризации в цилиндрическом канале ультрафильтрационного модуля// Теоретические Основы Химической Технологии. -2006. -Т.40, № 2. -С.231−232.
  189. Agashichev S., Calculation of concentration polarization in process of ultrafiltration of non-Newtonian fluids in tubular channel// Separation and Purification Technology. -2001. -V.25. — P.523−533.
  190. Agashichev S., Modeling concentration polarization phenomena for shell-side flow in ultrafiltration process// Separation Science and Technology. 1999. — V.43,N.2. — P.243−261.
  191. B.A., Дытнерский Ю. И., Агашичев С. П., Терпугов Г. В., Дмитриев Е. А. Расчет гидравлических потерь при продольном обтекании массива трубчатых мембран// Теоретические Основы Химической Технологии АН СССР. 1987.-Т.5. — С.703−705
  192. С., Моделирование неньютоновского поведения слоя геля на поверхности мембраны// Теоретические Основы Химической Технологии. 2004. — Т.38, № 2. — С.311−315
  193. Agashichev S., Modeling non-Newtonian behavior of gel layers at membrane surface in membrane filtrationII Desalination. 1997. — V. l 13. — P.235−246.
  194. Agashichev S., D. Falalejev, Modeling driving force in process of ultrafiltration of non-Newtonian fluids// Journal of Membrane Science. 2000. — V. l 71. — P. 173−182.
  195. Agashichev S., Romanenko Yu. Dytnersky Yu., Calculation of micro-filtration of suspensions in cartridge filters// Desalination. 1991. — V.81. — P.265−272.
  196. C.JI., Кафаров В. В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии, Высшая школа, -М., 1985, -327 с.
  197. J- Fr. Deroubaix, Fr. Leveque, The rise and fall of French Ecological Tax Reform: social acceptability versus political feasibility in the energy tax implementation process// Energy policy. 2006. — V. 34. — P.940- 949.
  198. Ronald Bailey, Carbon Taxes Versus Carbon Market? (What's the best way to limit emissions, May 24,2007, (http://reason.com/archives/2007)
  199. Alex Devine, Japan Studies Introducing Fossil-Fuels Tax in 2010, Yomiuri Says, October 30, 2009, fwww.bloomberg.corn) Last Updated: October 30, 2009
  200. B.Chen, G. Chen, Modified ecological footprint accounting in analysis based on embodied exergy- a case study of the Chinese society 1981- 2001 // Ecological Economics. 2007. — V.61. -P.355- 376.
  201. Ayres R. U. Eco-thermodynamics and the second law// Ecological Economics. 1998. -V.26. — P.189−209.
  202. Agashichev S., El-Dahshan M., Reverse osmosis incorporated into existing co-generating system as a sustainable technological alternative for United Arab Emirates // Desalination.2003. V.157. — P.33−49.
  203. Agashichev S, Analysis of integrated co-generative schemes including MSF RO and power generating systems (present value of expenses and «levelized» cost of water// Desalination.2004. V.164. — P.281−302.
  204. Entisar Al-Katheeri, Sergey Agashichev, Feasibility of the concept of hybridization of existing co-generative plant with reverse osmosis and aquifer storage// Desalination. 2008. -V.222. — P.87- 95.
  205. Agashichev S., El-Nashar Ali M., Systemic approach for techno- economic evaluation of triple hybrid (RO, MSF and power generation) scheme including accounting of CO2 emission// Energy. 2005. — V.30. — P.1283−1303.
  206. Peters M. S. and Timmerhaus K. D. Plant Design and Economics for Chemical Engineers, 4th Ed, McGraw-Hill, Inc, -New York, 1991.
  207. William D. Baasel, Preliminary Chemical Engineering Plant Design, 2nd Ed., Van Nostrand Reinhold, New York, 1990
  208. A. Szonyi, R. Fenton, J. White, M. Agee, K. Case, Principles of engineering economic analysis, Wall & Emerson, Inc., -Toronto, 2003
  209. Neil M. Wade, Distillation plant development and cost update// Desalination. — 2001. -V.136. -P.3−12
  210. Eastop T.D., Croft D.R., Energy efficiency for engineers and technologists, Longman Scientific & Technical, -UK, 1990.
  211. Leitner G.F., Leitner W, Life cycle and present worth concepts, applicable for large desalination plant?// Desalination. 1994. — V.97. — P.291−300.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!