Tlakové membránové procesy

Podobné dokumenty
TLAKOVÉ MEMBRÁNOVÉ PROCESY A JEJICH VYUŽITÍ V OBLASTI LIKVIDACE ODPADNÍCH VOD

ZÁKLADNÍ MODELY TOKU PORÉZNÍ MEMBRÁNOU

ODSTRAŇOVÁNÍ LÉČIV MEMBRÁNOVÝMI PROCESY

VÝUKOVÝ MODUL MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ TÉMATA PŘEDNÁŠEK

VÝUKOVÝ MODUL MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ SYLABY PŘEDNÁŠEK TRANSPORT LÁTEK MEMBRÁNAMI MEMBRÁNOVÉ MATERIÁLY

MEMBRÁNOVÉ PROCESY V POTRAVINÁŘSTVÍ A MLÉKÁRENSTVÍ

Úvod do membránových procesů Membránové procesy v mlékárenství

Membránové procesy. membrána = selektivně propustná (polopropustná) přepážka dovolující transport určitých částic ze vstupního proudu do produktu

Membránové procesy. membrána = selektivně propustná (polopropustná) přepážka dovolující transport určitých částic ze vstupního proudu do produktu

INTEGROVANÉ MEMBRÁNOVÉ PROCESY

Ing. Zuzana Honzajková. VŠCHT Praha, ÚCHOP, Technická 5, Praha 6,

Membránové procesy a jejich využití

ÚPRAVA VODY V ENERGETICE. Ing. Jiří Tomčala

Použití membránové separace pro čištění skládkových výluhů, jiných odpadních vod a kontaminovaných podzemních vod

Obsah p ednášky. biomasa ferm. médium

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY VYUŽITÍ MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ PŘI ÚPRAVĚ VODY USE OF MEMBRANE PROCESSES IN WATER TREATMENT

Membránové technologie pro úpravu pitných vod - příklad ÚV Méry sur Oise (Francie)

Fouling a biofouling membrán při provozu MBR, metody potlačení Mgr. Ing. Bc. Lukáš Dvořák, Ph.D.

VYUŽITÍ MEMBRÁNOVÉ MIKROFILTRACE PRO PŘÍPRAVU PITNÉ VODY

Ústav Anorganické Technologie LABORATORNÍ

Rozpustnost Rozpustnost neelektrolytů

INTEGRACE TLAKOVÝCH MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ DO SEPARAČNÍCH A JINÝCH TECHNOLOGIÍ

3. FILTRACE. Obecný princip filtrace. Náčrt. vstup. suspenze. filtrační koláč. výstup

Membránové procesy v mlékárenském průmyslu

Membránové ČOV. Radek Vojtěchovský

VÝROBNÍ PROGRAM ČISTÉ ŘEŠENÍ. Filtrační technologie Ionexové technologie Membránové technologie Zakázkové technologie ÚV

Teorie transportu plynů a par polymerními membránami. Doc. Ing. Milan Šípek, CSc. Ústav fyzikální chemie VŠCHT Praha

Separační, purifikační a izolační techniky

5 Membránové technologie

ČIŠTĚNÍ TECHNOLOGICKÝCH VOD A VÝPUSTNÉ PROFILY CHÚ

Úprava bioplynu na biomethan pomocí zakotvené kapalné membrány. M. Kárászová, J. Vejražka, V. Veselý, P. Izák

. Návody na laboratorní úlohu Izolace složek potravin membránovými procesy

Osmosis PRO - průmyslové systémy reverzní osmózy

TRANSPORT PŘES MEMBRÁNY, MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL, OSMÓZA

APPLICATION OF MEMBRANE PROCESSES IN WASTEWATER TREATMENT MOŽNOSTI UPLATNĚNÍ MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ PŘI ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD

Suspenze dělíme podle velikosti částic tuhé fáze suspendované v kapalině na suspenze

Ilya Prigogine * 1917

Separace plynů a par. Karel Friess. Ústav fyzikální chemie, VŠCHT Praha. Seminář Praha

Úvod do membránových procesů, teorie, základní principy. Ing. Pavel Izák, Ph.D. Ústav chemických procesů AV ČR, Rozvojová 135, Praha 6

Separační procesy Separační procesy. Dělení heterogenních směsí

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ DIPLOMOVÁ PRÁCE Bc. Petra Bernardová

ČIŠTĚNÍ ODKALIŠTNÍCH VOD NA ZÁVODĚ GEAM DOLNÍ ROŽÍNKA

Chemické výpočty I. Vladimíra Kvasnicová

FUNKČNÍ ANATOMIE. Mikrocirkulace označuje oběh krve v nejmenších cévách lidského těla arteriolách, kapilárách a venulách.

RECYKLACE VOD OVĚŘOVÁNÍ A KONKRÉTNÍ REALIZACE. Ondřej Beneš (Veolia ČR) Petra Vachová, Tomáš Kutal (VWS Memsep)

Úprava odpadních vod Různé metody filtrace odpadní vody z prádelen

TECHNOLOGIÍ PŘI OPĚTOVNÉM VYUŽITÍ VYČIŠTĚNÝCH. Ústav chemie ochrany prostředí ÚCHOP

Chromatografie polymerů III.: IC+LC CC+LC LC. FFF-Field flow fractionation (Frakcionace tokem v silovém poli)

Jana Fauknerová Matějčková

Filtrace

2 Roztoky elektrolytů. Osmotický tlak

Chemické výpočty I (koncentrace, ředění)

Při reálném chromatografickém ději nikdy nedojde k ustavení rovnováhy mezi oběma fázemi První ucelená teorie respektující uvedenou skutečnost byla

13 Reverzní osmóza. I Základní vztahy a definice. Lukáš Valenz, František Rejl, Oldřich Holeček

CHROMATOGRAFIE ÚVOD Společný rys působením nemísících fází: jedna fáze je nepohyblivá (stacionární), druhá pohyblivá (mobilní).

Membránová filtrace Více než jen čistá voda

VYUŽITÍ MEMBRÁNOVÉ MIKROFILTRACE PRO ÚPRAVY

Udržitelný rozvoj v průmyslových prádelnách

Struktura. Velikost ionexových perliček Katex. Iontová výměna. Ionex (ion exchanger) Iontoměnič Měnič iontů. Katex (cation exchanger) Měnič kationtů

Využití membránových technologií Use of membrane technology. Andrej Herba

6.Úprava a čistění vod pro průmyslové a speciální účely

ÚPRAVA PITNÉ VODY POMOCÍ MEMBRÁNOVÝCH SEPARAČNÍCH PROCESŮ VÝSLEDKY LABORATORNÍCH EXPERIMENTŮ

MATERIÁLOVÁ PROBLEMATIKA PŘI SEPARACI PLYNŮ A PAR

VYUŽITÍ NANOFILTRACE A ULTRAFILTRACE K ÚPRAVĚ VODY NA VODU PITNOU

Úvod do elektrostatického zvlákňování. Eva Košťáková KNT, FT, TUL

PŘEDMLUVA...ii. OBSAH...ii 1. ÚVOD...1

UNIKÁTNÍ KNOW-HOW ÚVOD TECHNOLOGIE NANOSPIDER. Nanocleaner je vyráběn na základě dvou patentů:

Roztok. Homogenní směs molekul, které mohou být v pevném, kapalném nebo plynném stavu. Pravé roztoky

Krevní oběh. Helena Uhrová

13 Reverzní osmóza. I Základní vztahy a definice. p +, začne rozpouštědlo pronikat membránou opačným směrem - dochází k reverzní

Výměna iontů. (ionexy) Výměna iontů. Výhody. Ionexy. Nevýhody. Kolonové uspořádání

RNDr. Ivana Fellnerová, Ph.D. Katedra zoologie PřF UP Olomouc 2008/11. *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Problematika zanášení membrán a scalingu při zpracování skládkových výluhů membránovými technologiemi

Chemie povrchů verze 2013

Aplikace elektrodialýzy v technologiích zpracování a recyklace odpadních vod Vladimír Kysela

Anorganické látky v buňkách - seminář. Petr Tůma některé slidy převzaty od V. Kvasnicové

Seminář projektu Rozvoj řešitelských týmů projektů VaV na Technické univerzitě v Liberci. Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.3.00/30.

Využití reverzní osmózy pro regeneraci oplachových vod z moření

Přednášky z lékařské biofyziky Masarykova univerzita v Brně - Biofyzikální ústav Lékařské fakulty. Ilya Prigogine Termodynamika a život

Využití membránových technologií při úpravě vody na vodu pitnou

REVERZNÍ OSMÓZA PRO ZAKONCENTROVÁNÍ ESTROGENŮ PŘED JEJICH ANALYTICKÝM STANOVENÍM - MATEMATICKÝ POPIS PROCESU

Prezentace navazuje na základní znalosti z biochemie (lipidy, proteiny, sacharidy) Dynamický fluidní model membrány 2008/11

Zkušenosti s membránovými procesy na Chemické úpravně uranové rudy

USE OF REVERSE OSMOSIS AND NANOFILTRATION FOR FLUORIDES REMOVAL FROM CONTAMINATED GROUNDWATER

Metody separace. přírodních látek

Chemie životního prostředí III Hydrosféra (03) Sedimenty

DĚLÍCÍ METODY. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Směsi

SEPARAČNÍ MEMBRÁNY A JEJICH PRŮMYSLOVÉ POUŽITÍ - DNEŠNÍ TRENDY A VYBRANÉ MODERNÍ APLIKACE

Roztok. Homogenní směs molekul, které mohou být v pevném, kapalném nebo plynném stavu. Pravé roztoky

Víme, co vám nabízíme

CYANIDE REMOVAL FROM CONTAMINATED GROUNDWATER BY REVERSE OSMOSIS ODSTRANĚNÍ KYANIDŮ Z KONTAMINOVANÝCH PODZEMNÍCH VOD POMOCÍ REVERZNÍ OSMÓZY

KATALOG VÝROBKŮ ŘADA PŘÍSTROJŮ PRO VÝROBU VELMI ČISTÉ A ULTRAČISTÉ VODY REVERSNÍ OSMÓZOU Z PITNÉ VODY. ver /09/2012

Zpracování průsakových vod z popílkoviště pomocí reverzní osmózy

Funkční anatomie ledvin Clearance

Analýza kofeinu v kávě pomocí kapalinové chromatografie

Praktické zkušenosti s odsolováním syrovátky

KATALOG VÝROBKŮ DEMI ŘADA PŘÍSTROJŮ REVERZNÍ OSMÓZY PRO PŘÍPRAVU VELMI ČISTÉ VODY. ver /07/2009

Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ

Vodní hospodářství jaderných energetických zařízení

Transkript:

Membránová operace Tlakové membránové technologie Retentát (Koncentrát) Vstupní roztok Permeát Tlakové membránové procesy Mikrofiltrace Ultrafiltrace Nanofiltrace Reverzní osmóza -hnací silou rozdíl tlaků na obou stranách membrány - Reverzní osmóza (1,5-15 MPa) nepórovitá membrána 1 nm - Nanofiltrace (0,5-3,5MPa) pórovitá 1 nm - Ultrafiltrace (100-500kPa) pórovitá 50 nm - Mikrofiltrace ( 00kPa) pórovitá 0,05 10 μm 3 částice vysokomolekulární rozpustná látka vícemocné ionty jednomocné ionty rozpouštědlo membrána asymetrická membrána symetrická koncentrát koncentrát 1

Příprava membrán -sintrování -strečování -inverze fází -ozáření-leptání -mezifázová polykondenzace Řez kompozitní polyamidovou membránou semipermeabilní membrána 0, µm opěrná vrstva 40 µm zpevňující vrstva 10 µm 7 Příprava RO membrán-mezifázová polykondenzace Reverzní osmóza -aplikovaný tlak větší než tlak osmotický membránou budou určité složkysurovévodyprocházetaurčité se budou zakoncentrovávat před ní -tlakově hnaný proces (1,5-15MPa) -dovoluje transport rozpouštědla membránou -rozpuštěné látky a nízkomolekulární složky zachycuje -ROnení schopna odstranit plyny -ROodstraní částice do rozměru 0,5 nm -separované složky (voda, ionty solí, výjimečně organické molekuly) se v materiálu membrány nejprve rozpouštějí, membránou potom difundují a z membrány se desorbují do u Osmóza a reverzní osmóza π c 1 c c 1 c c 1 c osmóza rovnováha reverzní osmóza c 1 <c p > π 9 10 SDI 15 Permeabilita SDI 15 = 1 ) 100/15 -filtr 0,45µm o průměru 47 mm -stanoví se doba (s), za kterou proteče 500 ml vody při tlaku0,mpa na začátku pokusu t 0 apo15minutácht 15 -rozmezí 0-6,67 -SDI 15 <1 provoz několik let bez foulingu -SDI 15 <3 provoz několik měsíců bez foulingu = permeabilita [m 3 / m s Pa] = objem u [m 3 ] = plocha membrány [m ] = čas [s] = tlak [Pa] 11 1

Schéma membránového procesu Látková bilance vstup koncentrát,, = průtok [l/h],, = koncentrace [mol/l] 13 Tok vody = rozdíl koncentrací [mol/l] = rozdíl pracovních tlaků [Pa] = rozdíl osmotických tlaků [Pa] = tok vody [l/m h] = koeficient propustnosti pro vodu [m/s Pa] 16 Koeficient propustnosti pro vodu Tok solí = Koeficient propustnosti pro vodu [m 3 /m s Pa] = koeficient propustnosti [m/s] = rozdíl koncentrací [mol/l] 17 18 3

Konverze Retence = míra odstranění látek ze surové vody 1 = konverze = průtok u [l/h] = průtok vstupu [l/h] = retence bezrozměrná veličina = koncentrace u [mol/l] = koncentrace vstupu [mol/l] 19 0 Koncentrační faktor Koncentrační faktor = koncentrační faktor = konverze 1 1 10 % P Y = 10/100 = 0,1 c F = 1/1-0,1 = 1,11 0 % P Y = 0/100 = 0, c F = 1/1-0, = 1,5 30 % P Y = 30/100 = 0,3 c F = 1/1-0,3 = 1,43 40 % P Y = 40/100 = 0,4 c F = 1/1-0,4 = 1,67 50 % P Y = 50/100 = 0,5 c F = 1/1-0,5 = 60 % P Y = 60/100 = 0,6 c F = 1/1-0,6 =,5 70 % P Y = 70/100 = 0,7 c F = 1/1-0,7 = 3,3 80 % P Y = 80/100 = 0,8 c F = 1/1-0,8 = 5 90 % P Y = 90/100 = 0,9 c F = 1/1-0,9 = 10 1 Deskový modul Znázornění toku roztoku v deskovém modulu membrána membrány rozdělovač spacer membrána stop disk 4

Trubkový modul Průřez multikanálovým keramickým modulem kanál (přívod u) aktivní vrstva membrány porézní nosič vnitřní povrch kanálků je tvořen aktivní vrstvou kanálky jsou umístěny v keramickém bloku membrána 6 Kapilární moduly Dutá vlákna Vstupní proud inside-out Permeát Retentát outside-in 5

Řazení elementů do stupňů Kombinace RO a ionexové technologie R/O -SO 3 H -N + R 3 Mix bed 31 Kombinace RO a ionexové technologie Kombinace RO a EDI R/O Mix bed R/O EDI Nanofiltrace Nanofiltrace -nízkotlaká reverzní osmóza -membránové změkčování -původně odstraňování vícevalentních iontů (Ca +, Mg + ) -oddělování organických látek s nízkou molekulovou hmotností, vícevalentních solí od jednovalentních a molekul rozpouštědla -velikost pórů membrány 1-nm -pracovní tlak 0,5-3,5 MPa -nejmenší zachycované látky: vícemocné soli -membrány nesou funkční skupiny se záporným nábojem (sulfoskupiny) -intenzita toku u je nepřímo úměrná tloušťce materiálu nutnost co nejmenší tloušťky aktivní vrstvy membrány (pod 1µm) -vrstva nosiče (50-150µm) -membrány nesou funkční skupiny se záporným nábojem (sulfoskupiny) -u NF membrán se uplatňuje sítový efekt (molekuly větší než póry membránou nemohou procházet) -částečně efekt rozpouštění v membráně, následovaný difúzí molekul přes membránu a desorpcí na druhé straně membrány a efekty vyplývající zpřítomnosti elektrického náboje na polymeru membrány 35 36 6

Řez kompozitní NF membránou S sulfonovaný polysulfon semipermeabilní membrána méně než 1µm SO 3 H mikroporézní vrstva 50-150 µm netkaná textilie S polysulfon netkaná textílie Porovnání retencí při RO a NF Ultrafiltrace Rozpuštěná látka Reverzní osmóza Nanofiltrace Jednovalentní ionty > 98 % < 50 % (Na +, K +, Cl -, NO 3- ) Dvouvalentní ionty > 99 % > 90 % Ca +, Mg +, SO - 4, CO - 3 ) Bakterie a viry < 99 % < 99 % Mikročástice s Mr >100 > 90 % > 50 % Rozpustné látky s Mr< 100 0-99 % 0-50 % -používá se k zachycení makromolekulárních a koloidních látek -separace na základě sítového efektu -čistě porézní membrány, jejichž rejekce je dána poměrem velikosti a tvaru zachycovaných molekul a velikosti pórů -transport částic je přímo úměrný velikosti působícího tlaku -pórovitá membrána (10) nm-50 nm -tloušťka aktivní vrstvy menší než 1 µm -menší velikost pórů a menší porozita UF membrán než MF membrán vyšší hydrodynamický odpor -většina membrán se vyrábí inverzí fází -membrány se připravují jak z organických polymerů, tak i z anorganických materiálů Al O 3,ZrO - aplikace- zkoncentrování roztoků makromolekul, přičemž do u přecházejí nízkomolekulární látky a molekuly rozpouštědla 39 40 Mikrofiltrace -separace na základě sítového efektu -proces pro dělení suspenzí a disperzí -používá se k zachycení částic, koloidních částic, mikroorganizmů makromolekul bakterií -odstranění částic větších než 0,1µm -membrány se připravují jak z organických polymerů, tak i z anorganických materiálů (keramiky, kovů, skla) - Inverze fází polymerního roztoku, -Strečování polymerního filmu -Ozáření polymerního filmu zářením o vysoké energii následované leptáním ozářených míst -membrány symetrické, asymetrické, kompozitní -pórovitá membrána 50 nm-10µm, tloušťka membrány 10-150µm -nejvýznamnější aplikací je čiření -často zařazována jako stupeň předúpravy před RO, NF a ED -dva typy procesního uspořádání dead end a cross flow Dead -end Cross-flow 41 7