Влияние концентрации вещества на мембранные процессы разделения

Повышение концентрации вещества влечет увеличение осмотического давления раствора, который уменьшает движущую силу процесса, при этом наблюдается понижение производительности при постоянном внешнем давлении, кроме того, повышается вязкость раствора, который также вызывает уменьшение проницаемости и производительности мембраны.

С увеличением концентрации раствора, уменьшается толщина слоя воды, связанной с поверхностью мембраны, уменьшается степень гидратации ионов и молекул, что влечет снижение эффективности задерживания веществ. Т.е., с повышением концентрации вещества наблюдается снижение производительности и селективности мембран. Вследствие увеличения концентрации веществ в растворе на мембранах могут образовываться осадки малорастворимых солей или гелевый слой малорастворимых веществ, который предопределяет значительное уменьшение проницаемости мембран.

Тем не менее, селективность мембраны в широком диапазоне концентраций имеет более сложный характер. При концентрациях меньших 10^-3 моль/дм³ наблюдается повышение селективности с увеличением концентрации. В диапазоне концентраций от 10^-3 до 1-5 моль/ дм³ селективность остается относительно стабильной постоянной величиной. При концентрациях больших за 1-5 моль/л наблюдается уменьшение селективности мембраны с увеличением концентрации. Графически это можно изобразить так:

В случае ультрафильтрационных процессов верхняя граница концентрирования раствора определяется концентрациями компонентов, при которых начинается гелеобразование или наблюдается резкое уменьшение производительности мембраны, которая становится неприемлемо низкой вследствие высокой вязкости раствора.