За непрекъсната работа, елемент на мембраната е необходимо да се гарантира непрекъснато промиване на забавено замърсяване мембрана. За тази промивка разположени постоянен поток мембрана фуражи. Такъв метод се нарича от филтриране на тангенциален поток (фиг. 2.10). В този случай входящ поток захранваща вода се подава по повърхността на мембраната и тъй като преминава през повърхността му е разделен на две е преминал през мембраната беше пречистен разтвор (филтрат) и обърната към страната, противоположна на водата да влезе в концентрата. не преминава през мембраната и съдържаща по-голямата част от примесите задържани мембрана.

След филтруване на тангенциален поток се използва за всички обратна осмоза и нанофилтруване, понякога - за ултрафилтрация и рядко - микрофилтрация.

Фиг. 2.10. Принципът на филтруване в тангенциален поток

Фиг. 2.11. Разпределенията на концентрации на разтворимото вещество в слой на мембраната:

и - липса на концентрация поляризация; б - междинно състояние; в - стабилно състояние

Тъй като водата преминава през мембраната, граничния слой при концентрация повърхност примес се увеличава в сравнение с основния поток (фиг. 2.11). Това явление се нарича концентрация поляризация (СР). Последиците от това явление е до голяма степен в зависимост от естеството на онечистване и вида на процес на отделяне мембрана.
В случай на микро- и ултрафилтрация задържан от примеси са предимно суспензии и колоиди. Съответно, увеличаване на тяхната концентрация може да доведе до загрубяване на частиците и тяхната утаяването на мембраната да се образува утайка слой, влошава пропускливостта на мембраната. В нанофилтруване и забавяне обратна осмоза слабо разтворими примеси могат да повишат тяхната концентрация в повърхностния слой и създават опасност от образуване на отлагания върху съответната мембрана. Забавяне обратна осмоза значителна част от силно разтворими примеси причинява локално увеличаване на повърхностния слой на осмотичното налягане. В даден работно налягане, това намалява ефективно разлика за управление на налягането, т.е. разликата между работното налягане и осмотичното, което от своя страна може значително да намали производителността на завода.

Пренебрегването надлъжно преместване, снимка на концентрация поляризация може да бъде представена както следва. Напречно поток постоянно носи решение на мембраната. Водата и онечистванията са на страната на филтрата и останалите примеси се запазват.
В резултат на концентрация париетален примес започне да се увеличава. Това, от своя страна, води до изтичане на примес от мембраната чрез механизъм молекулна дифузия. Когато дифузия се забави изтичане равна на притока на примеси, е установено равновесие и стабилизиран париетална концентрация (фиг. 2.11).

В практически приложения скоростта изисква да тече турбулентност (

1 м / сек), могат да бъдат неприемливи. Първо, при такива скорости ще възникне прекомерен спад на налягане по дължината на елемента на мембрана. Второ, надлъжната скорост е уникално свързан с поток през мембраната в избраната настройка и хидравличен ефективността на даден геометрия. Следователно, високоскоростен ще означава надлъжна и напречна висока, което може да изисква неприемливо спад на налягането през мембраната. Следователно, на практика за повърхностно равномерност на смущения на потока в intermembrane разликата с помощта на специални устройства (меша) нарича turbulators.

филтрат отстраняване от единица мембрана повърхност е важна характеристика на мембрани, работещи в тангенциална режим. В типична мащаб-мембранен слой 100 цт и коефициент на дифузия на 10 -5 cm 2 / и за количеството разглобяемо мембранни площ единици са:

която се съгласява сравнително добре с типичните граници на специфична продуктивност за обратна осмоза 10-30 л / (m 2 · часа).

Горният израз за поляризация на концентрация изтича, когато се има предвид ефекта на относително големи частици мръсотия, например, ултрафилтруване. В този случай, за конкретната консумация може да бъде значително по-висок, отколкото в осмоза и дифузия на коефициента на обратната по-малък от порядъка, така че официално оценява поляризация концентрация би било необичайно високо. Все пак, въпреки че качествените изводи за засилване на ролята на поляризацията на концентрация е валиден, количествени изводи са неправилни. Фактът, че в този случай размерът на дифузия граничния слой е по-малък от размера на частиците на замърсителите, обаче трансфер дифузия не работи. В този случай включват примеси от възникване на мембраната само под въздействието на хидродинамични фактори поради надлъжната градиент скорост в мембраната на. Тъй като скоростта се увеличава с разстоянието от мембраната, може да си представим, че частиците на примесите ще бъдат като подвижен поток "отпадане" на нередности в стените и се пренасят по обем. В тези режими, единственият ефективен начин за борба с концентрация поляризация е увеличение в скоростта на потока (т.е. увеличаване на скоростта на срязване на мембрана) до стойности на 1-3 м / сек. Ако не се постигне ефективно отстраняване на примеси разделени на обема в филтруване слой мащаб-мембрана на режима на тангенциален поток ще се различава малко от режим задънена филтруване и ще изисква периодична обратен ток измиване филтрат.

Гореописаният образуването на концентрация поляризация поради присъствието на поток перпендикулярно на повърхността на мембраната. На практика, поради наличието на мембранни елементи в надлъжна измерение на изчерпване се случва надлъжен поток, което води до увеличаване на първоначалната концентрация на разтвора в този момент на напречното сечение на устройството на мембраната.

Помислете за поведение параметри по мембраната.

Тъй като част от потока прониква в мембраната и се изхвърля като пермеат, скорост на потока по протежение на мембраната винаги ще намалее. Наред с това, тъй като концентрацията на онечиствания във филтрата са по-ниски, отколкото в потока на входа по мембраната ще се увеличи концентрацията на примесите. Селективността на мембраната обикновено зависи слабо от концентрацията на примес над мембраната. Следователно, увеличаването на концентрацията по мембраната от входния поток, и ще бъде съпроводено с увеличаващи се концентрации на водата, преминаваща през мембраната, и в крайна сметка води до увеличаване на концентрацията на примес във филтрата, т.е. селективност наблюдава ефективно елемент е под Оценката на селективността на мембраната.

От горните съображения е ясно, че сериозността на този ефект зависи от избора на пермеата - по-високата ефективност на хидравличните елементи, толкова по увеличението на концентрацията на примес в входния поток, и по-малко ефективни за селективност неразделна елемент. Ние получи изрази, определящи тази връзка в най-простия случай, когато ефектът на концентрация поляризация не се изразява, и не може да се прави разлика между средата на частта и за концентрациите на приземни на примеси.

Ако изпълнението на мембраната е приблизително постоянно (което е вярно), ако спадът на налягане през елемента е малко в сравнение с разликата в налягането през мембраната, и може да се пренебрегва приноса на осмотичното налягане, неразделна поток през мембраната ще бъде пропорционално на Y координира заедно елемент мембрана. Следователно, по-висока пропускливост на мембраната, по-бързо се увеличава примеси концентрация по елемент (фиг. 2.12).

Фиг. 2.12. Разпределение на дебита и концентрацията на веществото по мембраната:

А - мембрана с ниска пропускливост; Б - мембрана с висока пропускливост; W Rin - скорост на разтвор фураж; W А - скорост на изхода на мембрани А; W B - скорост на изхода от мембрана В; С код - начална концентрация; С кА - концентрация на изхода на мембрани А; С КБ - концентрация на изхода на мембрана B