Mikrofiltrace na dutých vláknech kombinovaná s iontovou výměnou na zeolitech

Abstract

Byl vytvořen matematický model kombinovaného procesu iontové výměny s mikrofiltrací na dutých vláknech v módu konstantní rychlosti sání. Model byl experimentálně ověřen v aplikaci výměny vápenatých iontů za sodné na částicích zeolitu. Model popisuje tvorbu filtračního koláče z částic zeolitu, interakce mezi dutými vlákny v mikrofiltračním elementu a termodynamiku i kinetiku procesu iontové výměny. Model přináší novou teorii o deaktivaci aktivního povrchu membrány. Model byl implementován v prostředí Lazarus Free Pascal a MS Excel software. Všechny parametry modelu byly stanoveny nezávislými experimenty. Produkce změkčené vody z pitné kohoutkové vody byla zvolena pro validaci modelu. Byly provedeny experimenty mikrofiltrace disperze zeolit/pitná voda v módu konstantního průtoku permeátu. Sledovány byly závislosti tlakové hnací síly a koncentrace tvrdosti v permeátu na několika procesních parametrech. Výsledky ukazují, že zvyšování tlakové hnací síly během mikrofiltrace je dominantně spojeno se snižováním aktivní filtrační plochy způsobené blokováním dutých vláken. Ověřený model navíc umožnil stanovení vlivu provozních podmínek a trvání procesu na výkon procesů mikrofiltrace i iontové výměny.