More Electrodialysis/Reverse Osmosi

More Electrodialysis/Reverse Osmosis Background

In an electrodialysis process, separation, removal, or concentration of ionic species is accomplished by the selective transport of the ions through ion exchange membranes under the influence of an electrical field. Flowing through the series of anion and cation exchange membranes arranged in an alternating pattern between the electrodes having an electrical potential difference, the water diluate (D) feed stream (e.g., seawater for desalination), concentrate (C) stream, and electrode (E) stream are allowed to circulate in the appropriate cell compartments. Under the influence of the electrical potential difference, the negatively charged chlorides, sulfates, and other anions in the diluate (D) stream migrate toward the anode. These ions pass through the positively charged anion exchange membrane, but are rejected by the negatively charged cation exchange membrane and therefore stay in the C stream, which becomes concentrated with the ionic contaminants. The positively charged species such as sodium and other metals in the D stream migrate toward the cathode and pass through the negatively charged cation exchange membrane. These ions also stay in the C stream, being rejected by the anion exchange membrane. The E stream is the electrode stream, which does not become contaminated with any ionic species from the diluate or concentrate streams, although small amounts of hydrogen are generated at the cathode and oxygen at the anode which are subsequently dissipated as the E streams are combined to maintain a neutral pH in the E stream holding tank. The overall result of the electrodialysis processing is an ion concentration increase in the concentrate stream with a depletion of ions in the diluted feed stream.

Electrodialysis has inherent limitations, working best at removing low molecular weight ionic components from a feed stream. Non-charged, higher molecular weight, and less mobile ionic species will not typically be significantly removed. This can be a disadvantage when potable water is produced from feed water sources having high suspended solids content or are contaminated by microorganisms, which would require additional pre-treatment processes for removal prior to electrodialysis processing. Furthermore, the concentration that can be achieved in the electrodialysis brine stream (concentrate or "C" stream) is limited by the membrane selectivity loss due to the Donnan exclusion mechanism and water transport from the diluate to the brine caused by osmosis; in particular, at very high concentration differences across the membrane between the concentration and diluate streams, diffusion of ions from the concentrate stream back into the diluate stream and transport of water across the membranes can offset separation resulting from the applied electric potential, resulting in a poor (i.e., higher ion concentration than desired) product. Despite this disadvantage, in general, significantly higher brine concentration can be achieved by a properly configured electrodialysis than by reverse osmosis and the problem of scaling (i.e., precipitation of insoluble di- or multi-valent salts such as calcium sulfate) is less severe in electrodialysis than in reverse osmosis since mono-valent ions are typically transported through the ion exchange membranes faster than multi-valent ions, resulting in a brine less concentrated in the multi-valent ions and so having less scaling potential. In contrast to reverse osmosis, electrodialysis becomes less economical when extremely low salt concentrations in the product are required, as the current density becomes limited and current utilization efficiency decreases as the feed salt concentration becomes lower: with fewer ions in the solution to carry current, both ion transport and energy efficiency greatly declines. Consequently, comparatively large membrane areas are required to satisfy capacity requirements for low concentration (and sparingly conductive) feed solutions.

Furthermore, at low feed concentrations, ionic concentration polarization becomes an important design issue for electrodialysis membranes. Ionic concentration polarization is the reduction of ion concentrations near the membrane surface compared to those in the bulk solution flowing through the membrane compartment. With substantial ionic concentration polarization, electrolytic water splitting occurs due to the deficiency of solute ions adjacent to the membranes that carry the requisite electric current needed for electrodialysis membrane operation. The electrolytic water splitting is detrimental to electrodialysis process stack efficiency because of the tendency of ionic concentration polarization to occur at the membrane surface due to the hydrodynamic characteristic of channel flow providing thin viscous boundary layers adjacent to confining surfaces (i.e. adjacent membranes). The thin viscous boundary layers impose a resistance to passage of ions much greater than that of a layer of like thickness in a turbulent area of channel flow, and hence increase the likelihood of ionic concentration polarization at the membrane surfaces. Ionic concentration polarization is objectionable due to an inefficient increase in energy consumption without increasing removal of ionic constituents, requiring increased membrane area, along with pH changes in the feed and concentrate streams due to water splitting causing scale deposition in electrodialysis stacks.

Nanofiltration and reverse osmosis processes have been widely utilized for a range of desalination and deionization applications. However, pressure-based membranes have several inherent technical and economical limitations, particularly where high feed recoveries are essential. The most severe impediment to high recovery is the osmotic pressure of the feed solution that has to be overcome by the applied hydrostatic (feed) pressure. The osmotic pressure of saline solutions such as brackish water and seawater can be significant. Moreover, since the osmotic pressure is determined by the salt concentration directly at the membrane surface, it can be affected by concentration polarization, which is the build-up of salt near the surface of the membrane due to incomplete mixing of the surface boundary layer fluid with the bulk solution, a phenomenon accentuated by high pressure fluid passing through the membrane material. Although concentration polarization can be minimized by design and operating parameters, it can never be completely excluded and must be overcome by increased applied hydrostatic (feed) pressure, particularly as feed recovery is increased. Overcoming high osmotic pressures and concentration polarization resulting from higher recoveries requires not only substantial energy to produce the necessary higher pressures and flow rates but also additional investment in capital cost for additional membrane area and pumping capacity. It can also result in shorter useful life of the membrane due to compaction effects and enhanced fouling that can occur at higher pressures and recoveries as a result of the concentration of scaling components near the surface of the membrane, particularly for membrane elements near the end of the process line where overall water recoveries are higher. Enhanced fouling increases the required frequency of membrane cleaning, increasing labor and chemical cost, and reducing throughput. For feeds with total dissolved solids (TDS) levels typical of seawater, recoveries approaching 50% and beyond are seldom feasible; for brackish water levels of TDS, recoveries beyond 80% are rarely economical, resulting in substantial waste of pretreated feed that must be returned to the source or alternatively disposed. Consequently, pressure based membrane systems inherently perform better at lower feed concentrations and lower recoveries in which the osmotic pressure of the feed and its fouling and scaling potential are minimized. Furthermore, membrane process equipment size is determined according to feed or concentrate flow requirements and decreases with increased recovery rate and lower feed concentration; conversely, pressure based membranes perform optimally, producing the best product quality and highest permeate flux rates, with low recoveries and low concentration feeds. Energy requirements are also directly related to feed pressures and feed water flow rates necessary to achieve a particular recovery. The design permeate flux rate predicted at a particular recovery likewise affects the number of pressure vessels, manifold connections, and size of membrane skid, as well as the size of the feed water supply systems and pretreatment equipment that are necessary.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

พื้นหลังเพิ่มเติม Electrodialysis/กลับ Osmosisในการ electrodialysis กระบวนการ แยก ลบ หรือความเข้มข้นชนิด ionic จะสำเร็จ โดยการขนส่งใช้ประจุผ่านสารแลกเปลี่ยนไอออนภายใต้อิทธิพลของเขตการไฟฟ้า ไหลผ่านชุดของ anion และ cation exchange เพื่อช่วยจัดเรียงในรูปแบบการสลับระหว่างหุงตที่ไม่มีความต่างศักย์ไฟฟ้า diluate (D) อาหารสัตว์น้ำ (เช่น ทะเลสำหรับ desalination), สตรีมข้น (C) และกระแสไฟฟ้า (E) จะได้ไหลเวียนในช่องเซลล์ที่เหมาะสม ภายใต้อิทธิพลของความต่างศักย์ไฟฟ้า คลอไรด์ส่งชำระ sulfates และอื่น ๆ anions ใน diluate การ (D) กระแสย้ายไปยังขั้วบวก ประจุเหล่านี้ผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนคิดค่าธรรมเนียมบวก anion แต่การเมมเบรนแลกเปลี่ยน cation ส่งชำระ และดัง อยู่ในกระแส C ซึ่งกลายเป็นเข้มข้นกับสารปนเปื้อน ionic ชนิดคิดค่าธรรมเนียมบวกเช่นโซเดียมและโลหะอื่นในกระแส D โยกย้ายไปยังแคโทด และผ่านเยื่อแลกเปลี่ยน cation ส่งชำระ ประจุเหล่านี้ยังอยู่ในกระแส C เมมเบรนแลกเปลี่ยน anion ถูกปฏิเสธ กระแส E เป็นกระแสไฟฟ้า ซึ่งไม่เป็นปนใด ๆ ชนิด ionic จากกระแสข้อมูล diluate หรือข้น แม้ว่าสร้างเงินของไฮโดรเจนที่แคโทดและออกซิเจนที่ขั้วบวกซึ่งต่อมาได้ dissipated เป็น กระแส E รวมเพื่อรักษาค่า pH ที่เป็นกลางในกระแส E ถังเก็บ ผลรวมของการประมวลผล electrodialysis เป็นการเพิ่มความเข้มข้นไอออนในกระแสสมาธิกับการลดลงของของประจุในกระแสอาหารแตกออกElectrodialysis จำกัดโดยธรรมชาติ การทำงานส่วนที่เอาคอมโพเนนต์ ionic น้ำหนักโมเลกุลต่ำจากกระแสตัวดึงข้อมูลได้ น้ำหนักโมเลกุลไม่คิด สูง และพันธุ์น้อยเคลื่อน ionic ไม่ปกติอย่างมีนัยสำคัญต่อการ นี้สามารถเป็นข้อเสียเปรียบเมื่อใช้น้ำผลิตจากแหล่งน้ำฟีดมีเนื้อหาอัตราระงับ หรือปนเปื้อน ด้วยจุลินทรีย์ ซึ่งจะต้องมีกระบวนการรักษาล่วงหน้าเพิ่มเติมสำหรับการเอาออกก่อนที่จะประมวลผล electrodialysis นอกจากนี้ จำกัดความเข้มข้นที่สามารถทำได้ในกระแสน้ำเกลือ electrodialysis (ข้นหรือกระแส "C") โดยขาดทุนใวเยื่อเนื่องจากการ Donnan แยกน้ำและกลไกขนส่งจาก diluate ที่ให้น้ำเกลือที่เกิดจากการ osmosis โดยเฉพาะ ที่ความเข้มข้นสูงมากแตกในเมมเบรนเข้มข้นและกระแสข้อมูล diluate แพร่ของประจุจากกระแสสมาธิกลับเข้าไปใน diluate กระแสและขนส่งน้ำในเยื่อหุ้มสามารถตรงข้ามแยกที่เกิดจากการใช้ไฟฟ้าศักยภาพ ในผลิตภัณฑ์ต่ำ (เช่น ไอออนความเข้มข้นสูงกว่าที่ระบุ) แม้ มีข้อเสียนี้ ทั่วไป มากความเข้มข้นของน้ำเกลือสูงสามารถทำได้ โดย electrodialysis ถูกกำหนดค่าอย่างถูกต้องมากกว่า โดยออสโมซิสผันกลับและปัญหาของมาตราส่วน (เช่น ฝนของละลาย di - หรือ multi-valent salts เช่นแคลเซียมซัลเฟต) มีความรุนแรงน้อยกว่าใน electrodialysis กว่าในสารกรองตั้งแต่ valent โมโนกันอยู่โดยทั่วไปขนส่งผ่านสารแลกเปลี่ยนไอออนได้เร็วกว่ากันหลาย valentในน้ำเกลือมีน้อยเข้มข้นในประจุ valent หลาย และเพื่อให้ มีศักยภาพน้อยกว่ามาตราส่วน ตรงข้ามออสโมซิสผันกลับ electrodialysis จะประหยัดน้อยลง เมื่อความเข้มข้นเกลือต่ำมากในผลิตภัณฑ์จำเป็น ความหนาแน่นของกระแสจะจำกัด และลดประสิทธิภาพการใช้ประโยชน์ปัจจุบันเป็นเป็นความเข้มข้นเกลืออาหาร: มีประจุน้อยลงในการแก้ไขปัญหาในการดำเนินการปัจจุบัน ทั้งสองไอออนขนส่งพลังงานและมากปฏิเสธ ดังนั้น เมมเบรนที่ดีอย่างหนึ่งขนาดใหญ่พื้นที่จะต้องตอบสนองความต้องการกำลังความเข้มข้นต่ำ (และขอบไฟฟ้า) เลี้ยงโซลูชั่นนอกจากนี้ ที่ความเข้มข้นอาหารต่ำ สมาธิ ionic โพลาไรซ์จะ ประเด็นสำคัญออกแบบสำหรับสาร electrodialysis โพลาไรซ์ Ionic เข้มข้นเป็นการลดลงของความเข้มข้นของไอออนใกล้พื้นผิวเมมเบรนที่เปรียบเทียบในการแก้ปัญหาจำนวนมากที่ไหลผ่านช่องเยื่อ มีความเข้มข้น ionic พบโพลาไรซ์ น้ำ electrolytic แบ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการขาดของประจุตัวที่ติดกับเยื่อหุ้มที่มีกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นจำเป็นสำหรับการดำเนินงานของเมมเบรน electrodialysis น้ำ electrolytic แบ่งเป็นผลดีกับกอง electrodialysis กระบวนการอย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากแนวโน้มของโพลาไรซ์ ionic สมาธิจะเกิดขึ้นที่พื้นผิวเมมเบรนเนื่องจากลักษณะ hydrodynamic ของช่องทางไหลให้ข้นขอบชั้นบางติดกับพื้นผิว confining (เช่นติดสาร) ชั้นขอบเขตความหนืดบางกำหนดความต้านทานการกาลกันยิ่งกว่าที่ชั้นของเช่นความปั่นป่วนในช่องทางไหล และดังนั้น เพิ่มโอกาสของความเข้มข้น ionic โพลาไรซ์ที่พื้นผิวเมมเบรน โพลาไรซ์ Ionic สมาธิไม่เหมาะสมเนื่องจากการเพิ่มการใช้พลังงานต่ำ โดยเพิ่มเอา ionic constituents ต้องการพื้นที่เพิ่มเมมเบรน พร้อมกับการเปลี่ยนแปลงค่า pH ในกระแสข้อมูลอาหารและข้นจากน้ำแบ่งทำขนาดสะสมในกอง electrodialysisNanofiltration และกระบวนการออสโมซิสผันกลับอย่างกว้างขวางแล้วใช้ได้สำหรับช่วงของ desalination และ deionization โปรแกรมประยุกต์ อย่างไรก็ตาม ตามความดันเข้าได้หลายแต่กำเนิดทางเทคนิค และเศรษฐกิจจำกัด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง recoveries อาหารสูงที่สำคัญ กรวดในรองเท้าที่รุนแรงมากที่สุดการกู้คืนสูงคือ ความดันออสโมติกโซลูชันตัวดึงข้อมูลที่ต้องการเอาชนะ โดยใช้ความดันหยุดนิ่ง (อาหาร) ความดันออสโมติกโซลูชั่น saline น้ำกร่อยและน้ำทะเลได้อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ เนื่องจากความดันออสโมติกเป็นไปตามความเข้มข้นเกลือโดยตรงที่ผิวเมมเบรน มันสามารถรับผลกระทบ โดยความเข้มข้นโพลาไรซ์ ซึ่งจะเกิดเกลือใกล้พื้นผิวของเมมเบรนเนื่องจากไม่สมบูรณ์ผสมของเหลวชั้นขอบเขตพื้นผิวด้วยโซลูชั่นจำนวนมาก ปรากฏการณ์โดยของเหลวความดันสูงผ่านวัสดุเมมเบรน แม้ว่าโพลาไรซ์ความเข้มข้นสามารถย่อให้เล็กสุด โดยออกแบบและพารามิเตอร์การปฏิบัติงาน สามารถไม่สมบูรณ์ออก และต้องเอาชนะ โดยเพิ่มใช้ (อาหาร) ความดัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นเพิ่มตัวดึงข้อมูลการกู้คืน มากเพียงใดความดันออสโมติกสูงและโพลาไรซ์ความเข้มข้นที่เกิดจาก recoveries สูงต้องไม่เฉพาะพลังงานในการผลิตความดันสูงกว่าความจำเป็น และราคาขั้นตอน แต่ยังลงทุนเพิ่มเติมในทุนที่ตั้งเพิ่มเติมเยื่อและสูบความจุ มันสามารถทำให้อายุสั้นลงของเมมเบรนเนื่องจากลักษณะพิเศษกระชับข้อมูล และเพิ่ม fouling ที่สามารถเกิดขึ้นที่ความดันสูงและ recoveries เป็นผลมาจากความเข้มข้นของขนาดส่วนประกอบใกล้พื้นผิวของเมมเบรน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับองค์ประกอบของเมมเบรนใกล้สิ้นสุดของรายการกระบวนการสูงขึ้นโดยรวมน้ำ recoveries Fouling พิเศษเพิ่มความถี่ต้องของเมมเบรนที่ทำความสะอาด เพิ่มแรงงานและสารเคมีต้นทุน และลดอัตราความเร็ว สำหรับเนื้อหาสรุปรวมส่วนยุบระดับของแข็ง (TDS) ของน้ำทะเล recoveries กำลัง 50% และเกินกว่าจะค่อยเป็นไปได้ สำหรับระดับน้ำกร่อยของ TDS, recoveries เกินกว่า 80% จะประหยัดไม่ค่อย ผลเสียพบสาร pretreated ที่ต้องส่งกลับไปยังแหล่ง หรือขายทิ้งอีก ดังนั้น ความดันที่ใช้เมมเบรนระบบความทำงานดีขึ้นที่ความเข้มข้นอาหารต่ำและ recoveries ต่ำซึ่งความดันออสโมติกของตัวดึงข้อมูลและศักยภาพ fouling และมาตราส่วนจะย่อ นอกจากนี้ กำหนดขนาดอุปกรณ์กระบวนการเมมเบรน ตามอาหาร หรือข้นกระแสลดลง ด้วยอัตราการกู้คืนเพิ่มขึ้นและความเข้มข้นอาหารต่ำ ในทางกลับกัน ความดันตามเข้าใช้ ผลิตสินค้าดีที่สุด และคุณภาพ permeate ราคาไหล recoveries ต่ำและความเข้มข้นต่ำสุดที่ตัวดึงข้อมูล ความต้องการพลังงานโดยตรงยังเกี่ยวข้องกับอาหารความดัน และดึงน้ำไหลราคาจำเป็นต้องให้กู้เฉพาะ แบบ permeate ไหลอัตราการคาดการณ์ที่กู้คืนเฉพาะทำนองเดียวกันมีผลต่อจำนวนของความดัน ความหลากหลายนับเชื่อมต่อ และขนาดของการลื่นไถลของเมมเบรน และขนาดของอาหารสัตว์น้ำระบบและอุปกรณ์ pretreatment ที่จำเป็น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เพิ่มเติม electrodialysis / ย้อนกลับ Osmosis ประวัติความเป็นมาในกระบวนการ electrodialysis แยกกำจัดหรือความเข้มข้นของสายพันธุ์อิออนสามารถทำได้โดยการเลือกการขนส่งของไอออนผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนไอออนภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า ไหลผ่านชุดของแอนไอออนและเยื่อแลกเปลี่ยนไอออนจัดในรูปแบบสลับระหว่างขั้วไฟฟ้าที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้า diluate น้ำ (D) กระแสฟีด (เช่นน้ำทะเลสำหรับกลั่นน้ำทะเล) สมาธิ (C) สตรีมและอิเล็กโทรด (E ) กระแสได้รับอนุญาตให้หมุนเวียนในช่องเซลล์ที่เหมาะสม ภายใต้อิทธิพลของความต่างศักย์ไฟฟ้าประจุลบคลอไรด์ซัลเฟตและแอนไอออนใน diluate (D) กระแสการโยกย้ายไปสู่ขั้วบวก ไอออนเหล่านี้ผ่านเยื่อแผ่นแลกเปลี่ยนไอออนประจุบวก แต่ถูกปฏิเสธโดยเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนประจุลบและดังนั้นจึงอยู่ในกระแสซีซึ่งกลายเป็นความเข้มข้นที่มีสารปนเปื้อนอิออน สายพันธุ์ที่มีประจุบวกเช่นโซเดียมและโลหะอื่น ๆ ในกระแส D โยกย้ายไปยังแคโทดและผ่านเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนประจุลบ ไอออนเหล่านี้ยังอยู่ในกระแส C ถูกปฏิเสธโดยเยื่อแผ่นแลกเปลี่ยนไอออน กระแส E เป็นกระแสขั้วซึ่งไม่เป็นที่ปนเปื้อนด้วยสายพันธุ์อิออนใด ๆ จาก diluate หรือสมาธิลำธารแม้ว่าจำนวนเงินที่เล็ก ๆ ของไฮโดรเจนจะถูกสร้างขึ้นที่แคโทดและออกซิเจนที่ขั้วบวกที่มีการกระจายต่อมาเป็นลำธาร E จะรวมกันเพื่อ รักษาค่า pH เป็นกลางในถังกระแส E ผลโดยรวมของการประมวลผล electrodialysis การเพิ่มความเข้มข้นของไอออนในกระแสสมาธิกับการสูญเสียของไอออนในกระแสฟีดเจือจาง. electrodialysis มีข้อ จำกัด โดยธรรมชาติการทำงานที่ดีที่สุดในการลบน้ำหนักโมเลกุลต่ำส่วนประกอบอิออนจากกระแสฟีด ไม่คิดค่าบริการ, น้ำหนักโมเลกุลที่สูงขึ้นและสายพันธุ์อิออนมือถือน้อยกว่าจะได้มักจะถูกลบออกอย่างมีนัยสำคัญ นี้จะมีข้อเสียเมื่อน้ำดื่มที่ผลิตจากแหล่งน้ำป้อนมีเนื้อหาสารแขวนลอยที่สูงหรือมีการปนเปื้อนจากจุลินทรีย์ซึ่งจะต้องมีกระบวนการรักษาก่อนสำหรับการกำจัดเพิ่มเติมก่อนที่จะมีการประมวลผล electrodialysis นอกจากนี้ความเข้มข้นที่สามารถทำได้ในกระแสน้ำเกลือ electrodialysis (สมาธิหรือ "C" สตรีม) จะถูก จำกัด จากการสูญเสียการเลือกเมมเบรนเนื่องจากกลไกการยกเว้น Donnan และการขนส่งทางน้ำจาก diluate เพื่อน้ำเกลือที่เกิดจากการออสโมซิ; โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความแตกต่างของความเข้มข้นสูงมากผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ระหว่างความเข้มข้นและ diluate ลำธารการแพร่กระจายของไอออนจากกระแสสมาธิกลับเข้าสู่กระแส diluate และการขนส่งทางน้ำผ่านเยื่อสามารถชดเชยแยกเป็นผลจากการที่มีศักยภาพไฟฟ้าใช้ผลในการ ที่ไม่ดี (เช่นความเข้มข้นของไอออนที่สูงขึ้นกว่าที่ต้องการ) ผลิตภัณฑ์ แม้จะมีข้อเสียนี้โดยทั่วไปความเข้มข้นที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญน้ำเกลือสามารถทำได้โดยการกำหนดค่าอย่างถูก electrodialysis กว่าโดยการ Reverse Osmosis และปัญหาที่เกิดจากการปรับ (เช่นการตกตะกอนของไดที่ไม่ละลายน้ำหรือเกลือหลาย Valent เช่นแคลเซียมซัลเฟต) มีความรุนแรงน้อยกว่าใน electrodialysis กว่าในการ Reverse Osmosis ตั้งแต่ไอออนขาวดำ Valent มักจะถูกลำเลียงผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนไอออนเร็วกว่าไอออนหลาย Valent ผลในน้ำเกลือที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าในไอออนหลาย Valent และเพื่อให้มีศักยภาพปรับน้อย ในทางตรงกันข้ามกับ osmosis ย้อนกลับ electrodialysis กลายเป็นประหยัดน้อยลงเมื่อความเข้มข้นของเกลือในระดับต่ำมากในผลิตภัณฑ์จะต้องเป็นความหนาแน่นกระแสกลายเป็น จำกัด และประสิทธิภาพการใช้ในปัจจุบันลดลงเป็นความเข้มข้นเกลือฟีดกลายเป็นที่ต่ำกว่า: ด้วยไอออนน้อยลงในการแก้ปัญหาในการดำเนินการในปัจจุบัน ทั้งการขนส่งไอออนและประสิทธิภาพการใช้พลังงานลดลงอย่างมาก ดังนั้นพื้นที่ที่มีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับเมมเบรนจะต้องตอบสนองความต้องการความสามารถในการความเข้มข้นต่ำ (และเท่าที่จำเป็นนำ) โซลูชั่นฟีด. นอกจากนี้ที่ระดับความเข้มข้นต่ำฟีขั้วเข้มข้นของอิออนจะกลายเป็นปัญหาการออกแบบที่สำคัญสำหรับเยื่อ electrodialysis โพลาไรซ์เข้มข้นของอิออนคือการลดความเข้มข้นของไอออนใกล้พื้นผิวเมมเบรนเมื่อเทียบกับผู้ที่อยู่ในสารละลายที่ไหลผ่านช่องเยื่อหุ้มเซลล์ ด้วยการโพลาไรซ์เข้มข้นไอออนิกที่สำคัญแยกน้ำด้วยไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการขาดของไอออนละลายติดกับเยื่อที่นำกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นที่จำเป็นสำหรับการดำเนินงานเมมเบรน electrodialysis แยกน้ำด้วยไฟฟ้าเป็นอันตรายต่อสแต็คที่มีประสิทธิภาพกระบวนการ electrodialysis เพราะแนวโน้มของโพลาไรซ์เข้มข้นของอิออนที่จะเกิดขึ้นที่ผิวเยื่อเนื่องจากลักษณะอุทกพลศาสตร์ของการไหลของช่องทางให้ชั้นบาง ๆ หนืดอยู่ติดกับพื้นผิว confining (เช่นเยื่อที่อยู่ติดกัน) ชั้นบาง ๆ หนืดกำหนดต้านทานไปตามทางเดินของไอออนมากขึ้นกว่าที่ของชั้นความหนาเหมือนในพื้นที่ปั่นป่วนของการไหลของช่องและด้วยเหตุนี้เพิ่มโอกาสในการโพลาไรซ์เข้มข้นของอิออนที่พื้นผิวเมมเบรน โพลาไรซ์เข้มข้นของอิออนเป็นที่รังเกียจจากการเพิ่มขึ้นไม่มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานโดยไม่ต้องเพิ่มการกำจัดของสารไอออนิกต้องพื้นที่เมมเบรนที่เพิ่มขึ้นพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงค่า pH ในอาหารและมีสมาธิลำธารเนื่องจากการแยกน้ำที่ก่อให้เกิดการสะสมในระดับกอง electrodialysis. Nanofiltration และออสโมซิย้อนกลับ กระบวนการมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงของการกลั่นน้ำทะเลและการใช้งาน Deionization อย่างไรก็ตามเยื่อแรงดันตามธรรมชาติมีหลายข้อ จำกัด ทางเทคนิคและเศรษฐกิจโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่กลับคืนป้อนสูงมีความจำเป็น อุปสรรคที่รุนแรงที่สุดในการกู้คืนสูงเป็นแรงดันของการแก้ปัญหาอาหารสัตว์ที่จะต้องมีการเอาชนะด้วยการใช้ไฮโดรลิก (ฟี) ความดัน แรงดันของการแก้ปัญหาเช่นน้ำเกลือน้ำกร่อยและน้ำทะเลอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้เนื่องจากแรงดันจะถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของเกลือโดยตรงที่พื้นผิวเมมเบรนที่จะสามารถได้รับผลกระทบจากความเข้มข้นของโพลาไรซ์ซึ่งเป็นสร้างขึ้นจากเกลือที่อยู่ใกล้พื้นผิวของเยื่อเนื่องจากการผสมที่ไม่สมบูรณ์ของผิวของเหลวชั้นขอบเขต กับการแก้ปัญหาเป็นกลุ่มปรากฏการณ์โดยเน้นของเหลวแรงดันสูงผ่านวัสดุเมมเบรน แม้ว่าขั้วเข้มข้นสามารถลดโดยการออกแบบและพารามิเตอร์การดำเนินงานก็ไม่สามารถได้รับการยกเว้นอย่างสมบูรณ์และจะต้องเอาชนะโดยเพิ่มขึ้นนำไปใช้ไฮโดรลิก (ฟี) ความดันโดยเฉพาะอย่างยิ่งการกู้คืนอาหารสัตว์เพิ่มขึ้น การเอาชนะแรงกดดันออสโมติกสูงและโพลาไรซ์เข้มข้นที่เกิดจากการฟื้นตัวสูงต้องไม่เพียง แต่พลังงานที่สำคัญในการผลิตที่สูงขึ้นแรงกดดันที่จำเป็นและอัตราการไหล แต่ยังลงทุนเพิ่มในเงินทุนสำหรับพื้นที่เยื่อเพิ่มเติมและความสามารถในการสูบน้ำ นอกจากนี้ยังสามารถส่งผลให้อายุการใช้งานสั้นลงของเมมเบรนเนื่องจากผลกระทบการบดอัดและเปรอะเปื้อนที่เพิ่มขึ้นที่อาจเกิดขึ้นที่ความดันสูงขึ้นและการฟื้นตัวเป็นผลจากการปรับความเข้มข้นของส่วนประกอบที่อยู่ใกล้พื้นผิวของเยื่อหุ้มเซลล์โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับองค์ประกอบเยื่อใกล้จบ สายการผลิตที่ฟื้นตัวน้ำโดยรวมที่สูงขึ้น เปรอะเปื้อนปรับปรุงเพิ่มความถี่ที่จำเป็นในการทำความสะอาดเมมเบรนที่เพิ่มขึ้นแรงงานและค่าใช้จ่ายสารเคมีและลดการส่งผ่าน สำหรับฟีดที่มีสารที่ละลายทั้งหมด (TDS) ระดับปกติของน้ำทะเลกลับคืนใกล้ 50% และเกินจะไม่ค่อยเป็นไปได้; สำหรับระดับน้ำกร่อยของ TDS, กลับคืนเกิน 80% จะประหยัดไม่ค่อยผลเสียที่สำคัญของอาหารก่อนได้รับรังสีที่จะต้องกลับไปยังแหล่งที่มาหรือจำหน่ายอีกทางเลือกหนึ่ง ดังนั้นความดันที่ใช้ระบบเมมเบรนโดยเนื้อแท้ทำงานได้ดีขึ้นที่ระดับความเข้มข้นต่ำกว่าอาหารสัตว์และกลับคืนต่ำที่แรงดันของอาหารและเปรอะเปื้อนและมีศักยภาพในการปรับขนาดจะลดลง นอกจากนี้ขนาดอุปกรณ์กระบวนการเมมเบรนจะถูกกำหนดตามฟีดหรือสมาธิความต้องการการไหลและการลดลงด้วยอัตราการกู้คืนที่เพิ่มขึ้นและเข้มข้นต่ำ ตรงกันข้ามความดันเยื่อตามดำเนินการอย่างเหมาะสม, การผลิตสินค้าที่มีคุณภาพดีที่สุดและสูงสุดซึมอัตราการไหลที่มีการฟื้นตัวในระดับต่ำและฟีดความเข้มข้นต่ำ ความต้องการพลังงานนอกจากนี้ยังมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับแรงกดดันอาหารและอาหารอัตราการไหลของน้ำที่จำเป็นเพื่อให้บรรลุการกู้คืนโดยเฉพาะอย่างยิ่ง การออกแบบซึมอัตราการไหลของการคาดการณ์ที่การกู้คืนโดยเฉพาะอย่างยิ่งเช่นเดียวกันส่งผลกระทบต่อจำนวนของภาชนะความดัน, การเชื่อมต่อต่างๆและขนาดของการลื่นไถลเยื่อเช่นเดียวกับขนาดของระบบน้ำประปาอาหารและอุปกรณ์การปรับสภาพที่มีความจำเป็น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เพิ่มเติมซัลไฟด์ / Reverse Osmosis กระบวนการพื้นหลัง

ในซัลไฟด์ , การแยก , เอาออก หรือความเข้มข้นของอิออนชนิดได้ โดยการขนส่งที่เลือกของไอออนผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนไอออนภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าเป็น .ที่ไหลผ่านชุดของไอออนและการแลกเปลี่ยนประจุบวกสามารถจัดในรูปแบบสลับระหว่างขั้วไฟฟ้าที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้า น้ำ diluate ( D ) กระแสฟีด ( น้ำทะเลเช่นสำหรับท้องอืด ) , สมาธิ ( C ) กระแสและขั้วไฟฟ้า ( E ) กระแสจะอนุญาตให้ไหลเวียนในช่องเซลล์ที่เหมาะสมภายใต้อิทธิพลของความต่างศักย์ไฟฟ้า , ประจุไฟฟ้าลบคลอไรด์ซัลเฟตไอออน , และอื่น ๆ ใน diluate ( D ) กระแสโยกย้ายไปยังแอโนด ไอออนเหล่านี้ผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนไอออนประจุบวก แต่ถูกปฏิเสธโดยการแลกเปลี่ยนประจุบวก ประจุลบเมมเบรนและดังนั้นจึงอยู่ใน C สตรีมซึ่งจะกลายเป็นเข้มข้นกับสารปนเปื้อนไอออน ประจุบวกชนิด เช่น โซเดียม และโลหะอื่น ๆใน d กระแสโยกย้ายไปสู่แคโทดและผ่านการแลกเปลี่ยนประจุบวก ประจุลบเมมเบรน ไอออนเหล่านี้อยู่ใน C กระแส ถูกปฏิเสธโดยเยื่อแลกเปลี่ยนไอออน . อีไหลเป็นกระแสไฟฟ้า ,ซึ่งไม่ได้กลายเป็นปนเปื้อนด้วยไอออนชนิดใด ๆจาก diluate หรือมุ่งธาร แม้ว่าจำนวนเงินขนาดเล็กของไฮโดรเจนที่ถูกสร้างขึ้นที่แคโทด และออกซิเจนที่ขั้วแอโนด ซึ่งต่อมาลดลงเป็น E ลำธารจะรวมกันเพื่อรักษาค่า pH ที่เป็นกลางใน E น้ำถังผลโดยรวมของซัลไฟด์การประมวลผลเป็นไอออนเข้มข้นเพิ่มสมาธิกระแสด้วยการเจือจางไอออนในกระแสป้อน

ซัลไฟด์มีข้อจำกัดในการทำงานที่ดีที่สุดในการลบองค์ประกอบน้ำหนักโมเลกุลต่ำไอออนจากป้อนกระแส ไม่คิดค่าบริการสูงกว่าโมเลกุลน้ำหนักและชนิดเคลื่อนที่น้อยกว่าไอออนจะไม่โดยทั่วไปจะเป็นทางออก นี้อาจเป็นข้อเสียเปรียบเมื่อดื่มน้ำที่ผลิตจากแหล่งอาหารสัตว์น้ำที่มีสารแขวนลอยสูงเนื้อหาหรือปนเปื้อนเชื้อจุลินทรีย์ ซึ่งจะต้องมีกระบวนการและเพิ่มเติมเพื่อกำจัดก่อนที่จะประมวลผลซัลไฟด์ . นอกจากนี้ความเข้มข้นที่สามารถเกิดขึ้นได้ในซัลไฟด์น้ำเกลือกระแส ( เข้มข้นหรือ " C " กระแส ) จะถูก จำกัด โดยเยื่อแผ่นการสูญเสียเนื่องจากการแยกดอนเนิ่นกลไกการขนส่งจาก diluate กับน้ำเกลือเกิดจาก Osmosis และน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในความแตกต่างความเข้มข้นสูงมากผ่านเยื่อระหว่างความเข้มข้นและ diluate ธารการแพร่ของไอออนจากสมาธิกระแสกลับเข้าไปใน diluate กระแสและการขนส่งผ่านเมมเบรนสามารถชดเชยการแยกน้ำที่เกิดจากการใช้ศักย์ไฟฟ้า ส่งผลที่ไม่ดี ( เช่น ความเข้มข้นของไอออนสูงมากกว่าที่ต้องการ ) ผลิตภัณฑ์ แม้จะเสียเปรียบ นี้โดยทั่วไปน้ำเกลือความเข้มข้นสูงกว่า สามารถทำได้โดยการกำหนดค่าอย่างถูกต้องซัลไฟด์กว่าโดยการ Reverse Osmosis และปัญหาการปรับ ( เช่นการตกตะกอนของน้ำ DI - หรือแบบมีคุณค่า เช่น แคลเซียม เกลือซัลเฟต ) รุนแรงน้อยกว่าในซัลไฟด์มากกว่าในการ Reverse Osmosis ตั้งแต่โมโนวาเลนท์ไอออนโดยการขนส่งผ่านเมมเบรนได้เร็วกว่าการแลกเปลี่ยนไอออนไอออนมีคุณค่าหลายผลในน้ำเกลือน้อยกว่าความเข้มข้นในมัลติวาเลนท์และไอออนจึงมีน้อย การปรับศักยภาพ ในทางตรงกันข้ามกับ Reverse Osmosis ,ซัลไฟด์จะประหยัดน้อยกว่าเมื่อต่ำมาก ความเข้มข้นของเกลือในผลิตภัณฑ์ต้องเป็นความหนาแน่นกระแสกลายเป็นจำกัดและลดประสิทธิภาพการใช้ปัจจุบันเป็นอาหาร ความเข้มข้นของเกลือจะลดลง : จำนวนไอออนในสารละลายเพื่อดำเนินการในปัจจุบัน ทั้งไอออนการขนส่งและประสิทธิภาพการใช้พลังงานลดลงอย่างมาก . จากนั้นพื้นที่เยื่อเปรียบเทียบขนาดใหญ่จะต้องตอบสนองความต้องการความจุที่ความเข้มข้นต่ำ ( และประหยัดกระแสไฟฟ้า ) โซลูชั่นอาหาร

นอกจากนี้ อาหารที่ความเข้มข้นต่ำ ความเข้มข้นของอิออน โพลาไรเซชันจะกลายเป็นประเด็นการออกแบบที่สำคัญสำหรับซัลไฟด์เยื่อความเข้มข้นของไอออนเป็นไอออนมีการลดลงของความเข้มข้นใกล้พื้นผิวเมมเบรน เมื่อเทียบกับผู้ที่อยู่ในกลุ่มโซลูชั่นไหลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบ่ง ความเข้มข้นของไอออนกับรูปธรรมโพลาไรเซชันไฟฟ้าน้ำแตกเกิดขึ้นเนื่องจากการขาดของไอออน ( ติดกับเยื่อที่แบกปุเลงๆ กระแสไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการผ่าตัดเยื่อซัลไฟด์ .การแยกน้ำด้วยไฟฟ้าเป็น detrimental เพื่อประสิทธิภาพกองกระบวนการซัลไฟด์ เพราะแนวโน้มของความเข้มข้นของอิออน โพลาไรเซชันที่จะเกิดขึ้นที่ผิวเยื่อเนื่องจากลักษณะอุทกพลศาสตร์ของการไหลในทางน้ำให้บางเหนียวชั้นขอบติดกับพื้นผิว ( เช่น confining ติดกัน membranes )บางเหนียวชั้นขอบเพิ่มความต้านทานต่อทางเดินของไอออนมากขึ้นกว่าที่ชั้นชอบความหนาในบริเวณที่มีการไหลของช่อง และจึงเพิ่มโอกาสของความเข้มข้นของไอออนเกิดที่เยื่อพื้นผิวความเข้มข้นของไอออนขนาดคือรังเกียจเนื่องจากการเพิ่มขึ้นในการใช้พลังงานที่ไม่มีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องเพิ่มการกำจัดไอออนองค์ประกอบเมมเบรน ต้อง เพิ่ม พื้นที่ , พร้อมกับการเปลี่ยนแปลง pH ในอาหารและน้ำ ก่อให้เกิดกระแสเนื่องจากการมุ่งสะสมในระดับกองซัลไฟด์ .

นาโนฟิลเตรชันและย้อนกลับกระบวนการออสโมซิสได้รับอย่างกว้างขวางใช้สำหรับช่วงของผ่านการใช้งานและการไถ่ถอน . อย่างไรก็ตาม แรงกดดันจากเยื่อมีข้อจำกัดทางเทคนิคและเศรษฐกิจที่แท้จริง โดยเฉพาะอาหารที่อุณหภูมิสูงเป็นสิ่งจำเป็นอุปสรรคที่รุนแรงมากที่สุดการกู้คืนสูงเป็นแรงดันออสโมติกของสารละลายป้อนที่ต้องเอาชนะโดยการใช้ไฮโดรสแตติก ( อาหาร ) ความดัน ความดันออสโมซิสของการแก้ปัญหาดินเค็ม เช่น น้ำกร่อยและน้ำทะเล สามารถอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ เนื่องจากแรงดันออสโมซิสถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของเกลือโดยตรงที่ผิวเยื่อมันสามารถได้รับผลกระทบโดยความเข้มข้นของโพลาไรเซชัน ซึ่งมีการสะสมของเกลือใกล้พื้นผิวของเยื่อเนื่องจากการผสมของพื้นผิวขอบเขตชั้นของเหลว ด้วยโซลูชันเป็นกลุ่มที่ไม่สมบูรณ์ เป็นปรากฏการณ์ที่โดดเด่นด้วยแรงดันสูงวัสดุของเหลวผ่านเยื่อแผ่น แม้ว่าความเข้มข้นของโพลาไรเซชันสามารถทำได้โดยการออกแบบและพารามิเตอร์ปฏิบัติการ ,มันไม่มีทางที่จะสมบูรณ์รวม และต้องเอาชนะโดยการเพิ่มการใช้ไฮโดรสแตติก ( อาหาร ) แรงดัน โดยการกู้คืนข้อมูลได้เพิ่มขึ้น