新型分离技术习题解答——第3章(4)

新型分离技术习题解答——第3章

∴需要的膜管数：n

Am8.357 71 S0.0125 3.14 3

3-6 由膜评价实验测得相对分子量为2000的溶质，其过滤系数LP为2×10-11 m3／m2· Pa ·s，反射系数δ为0.85。总渗透率PM为10-6m/s，在室温及0.2MPa压力下，使用1.15cm内经的管式膜，在流量2.5L/min下进行超滤时，求该条件下超滤的表观截留率R0。由于浓度较低，渗透压可忽略不计；假定溶液的透过通量近似等于溶剂透过通量，即JV≈JW。若流量增加到5L/min，求超滤表观截留率。（假定常温下液体粘度为9×10-7m2/s，扩散系数为2.3×10-10m2/s） 解：由于渗透压可以忽略不计，

JV LP p 2 10 11 2 105 4 10 6m3/(m2 s)

F exp JV 1 PM exp 4 10 6 1 0.85 6 0.55

真实截留率为

R

1 F 1 0.55 0.85

0.72

1 0.85 0.55 1 F2.5 1000

40cm/s，则5L/min时为80cm/s。 2

60 0.785 1.15

流体线速度：2.5L/min时为u

0.8750.25

2.5L/min时的雷诺数为5100，为完全湍流区，所以由式NSh 0.023NReNSc得：

5

k1 6.38 10 6m/s 2.5L/min k2 1.1 710ms /L5/ min

因此由式Robs

1

得：

1 1 RRexpJVk 6 6

Robs 1 1 0.72 exp4 10 10 0.58 2.5L/min

同理可得：Robs 0.65 5L/min

3-7用纳滤过程净化农药污染的地表水，已知污染水中三种残留农药的含量分别为10μg/L、14μg/L和17μg/L。膜对这3种微污染物的截留率分别为92％，95％和90％。假定渗透物中农药总浓度不能超过5μg/L，求最大回收率；若要求渗透物中某一农药浓度不超过2μg/L，且农药总浓度不能超过5μg/L，求最大回收率。

解：设10μg/L的农药为A，14μg/L的农药为B，17μg/L的农药为C，回收率为 （1）：渗透物中农药总浓度不能超过5μg/L ∵c ∴

cAV 1 92% +cBV 1 95% +cCV 1 90%

5 g/L

V

10 0.08 14 0.05 17 0.1

0.64 0.64

5

（2）：渗透物中某一农药浓度不超过2μg/L，且农药总浓度不能超过5μg/L