Tagraíonn brú transmembrane (TMP) don mheánfhórsa tiomána a theastaíonn chun uisce a thiomáint (nó a thréscaoileann) trí membrane ultrascagtha ón taobh beatha (lasmuigh de na snáithíní membrane) go dtí an taobh tréscaoilteach (taobh istigh de na snáithíní membrane nó den seomra bailiúcháin). Is é fórsa tiomána bunúsach an phróisis scaradh membrane.
Léiríonn TMP an brú iomlán a theastaíonn chun friotaíocht dúchasach an membrane a shárú, an ciseal polaraithe tiúchana, agus friotaíocht an chiseal císte (truaillithe).
I ultrascagadh brú seachtrach, sreabhann an t-uisce beatha agus tá sé faoi bhrú lasmuigh de na snáithíní membrane, agus téann an tréscaoilteach tríd an mballa membrane isteach sna bealaí log taobh istigh de na snáithíní le bailiú. Mar sin, tá an brú a chuirtear i bhfeidhm go príomha ar an taobh amuigh de na snáithíní membrane, cé go bhfuil an brú tréscaoilteach gar do bhrú an atmaisféir nó gan ach beagán níos airde (ag brath ar dhearadh an chórais).
Éilíonn ríomh TMP le haghaidh ultrascagadh brú seachtrach tuiscint ar a struchtúr cainéal sreabhadh uathúil agus dáileadh brú. Is í an eochair ná an difreálach meánbhrú a ríomh trasna an bhacainn membrane (balla membrane).
1. Múnla Simplithe Idealized
Glac leis go bhfuil modúl brú seachtrach idéalach membrane ina bhfuil gach snáithín membrane comhthreomhar agus aonfhoirmeach. Déantar uisce beatha a dháileadh go haonfhoirmeach agus sreabhadh lasmuigh den bundle snáithín membrane. Sreabhann tréscaoilteach trí na filiméid membrane i dtreo an fheadáin bhailithe, le friotaíocht diomaibhseach feadh na slí (nó brú tairiseach). Déantar faillí ar pholarú comhchruinnithe agus bréanaithe (ie, le haghaidh seicní nua nó iad siúd díreach tar éis a ghlanadh).
Faoi na coinníollacha idéalach seo, is féidir an TMP a chomhfhogasú mar: TMP ≈ Pfeed - Ppermeate
Pfeed: An brú ag inlet uisce beatha an mhodúil membrane (a léiríonn an meánbhrú lasmuigh de na filiméid membrane).
Ppermeate: An brú ag asraon tréscaoilteach an mhodúil membrane (a léiríonn an meánbhrú taobh istigh de na filiméid membrane).
Cén fáth go bhfuil sé "neas"? I múnla aonfhoirmeach idéalach, laghdaíonn an brú lasmuigh de na filiméid membrane de réir a chéile ar feadh an chosáin sreafa (ó inlet go asraon) mar gheall ar fhriotaíocht feadh na slí. Go docht labhairt, athraíonn an difreálach brú atá ag gníomhú ar gach filiméad membrane ag láithreacha éagsúla. Is ionann Pfeed agus meán “rómheastachán” den bhrú ionraoin, agus is gnách go mbíonn Ppermeate íseal agus ní bhíonn mórán éagsúlachta ann. Is minic a úsáidtear an simpliú seo le haghaidh réamhmheastacháin nó oibríochtaí sreabha íseal.
2. Modh Ríomh Innealtóireachta
Chun an tionchar a bhíonn ag titim brú ar na snáithíní membrane le linn oibríochta iarbhír a léiriú níos cruinne, déantar TMP a ríomh go coitianta trí mheán na mbrúnna ionraoin agus asraonta ar thaobh beathaithe/retenate an mhodúil membrane. Seo a leanas an fhoirmle:
TMP=[(Pfeed + Pretentate) / 2] - Permeate
Pfeed: Fíorbhrú ag ionraon beathaithe/retentate an mhodúil membrane (de ghnáth arna thomhas le brúmhéadair).
Lig ort: Fíorbhrú ag asraon uisce diúltaithe/athchúrsáilte an mhodúil membrane (de ghnáth tomhaiste le tomhas brú). Maidir le scagachán deiridh marbh (gan scaoileadh diúltaithe), tá Pretentate comhionann go teoiriciúil le Pfeed (gan neamhaird a dhéanamh ar chaillteanais íosta feadh na slí). Mar sin féin, i gcás scagachán tras-sreafa (le athchúrsáil nó urscaoileadh diúltaithe), tá Pretentate i bhfad níos ísle ná Pfeed.
Ppermeate: Brú iomlán ag asraon tréscaoilteach an mhodúil membrane (de ghnáth gar do bhrú an atmaisféir, arna thomhas le tomhas brú nó measta). Má tá comhla backpressure nó caidéal ardaitheoir ag an gcóras bailithe tréscaoilte, ní mór an brú iarbhír ag an suíomh seo a thomhas.
(Pfeed + Pretenate)/2: Ríomhann an ríomh seo an meánbhrú lasmuigh den fhiliméad scannáin (an taobh beathaithe/retentate) feadh threo an tsreafa uisce. Is é seo an feabhas lárnach ar an ríomh iomlán.
Is é Pfeed an brú is airde ag pointe tosaigh an fhiliméad membrane. Is é pretentate an brú is ísle ag críochphointe na filiméid scannáin (i mód tras-sreafa).
Léiríonn glacadh meán an dá luach seo níos cruinne an meánbhrú seachtrach atá ag gníomhú feadh fad iomlán an fhiliméid membrane. Tá sé seo níos gaire don mheánfhórsa tiomána iarbhír ná mar a úsáideann Pfeed.
Ppermeate: Asbhaineann an ríomh seo an brú taobh istigh den fhiliméad membrane (taobh an tréscaoilteach). Toisc go sreabhann an tréscaoilteach trí na bealaí laistigh den fhiliméad membrane, tá a bhrú íseal go ginearálta agus is beag an titim ar an mbealach (mar gheall ar chainéil ghearr agus rátaí sreafa réasúnta íseal). Dá bhrí sin, is comhfhogasú réasúnta é an brú asraon Ppermeate a úsáid mar an meánbhrú don taobh tréscaoilteach ar fad.
Cén fáth a bhfuil an modh seo níos cruinne?
Ag léiriú an ghrádán brú: Laghdaíonn an brú lasmuigh den fhiliméad membrane ultra-scagtha brú seachtrach go líneach (thart ar) ón inlet go dtí an t-asraon. Is fearr a léiríonn meán na mbrúnna ionraoin agus asraonta an timpeallacht mheánbhrú ar fud an achair ghníomhaigh ar fad ná brú aon phointe amháin.
Infheidhme do na príomh-mhodhanna oibriúcháin seo a leanas:
Scagachán marbh-deireadh: Pfeed ≈ Pretenate (tá an comhla féileacán dúnta nó an ráta sreafa thar a bheith íseal). degenerates an chothromóid go TMP ≈ Pfeed - Ppermeate, a chloíonn leis an múnla simplithe.
Scagachán tras-sreafa: Pretenate < Pfeed. Tá an meánluach (Pfeed + Pretentate)/2 i bhfad níos ísle ná Pfeed, rud a léiríonn níos cruinne an titim brú meánach lasmuigh den scannán mar gheall ar chaillteanais friotaíochta sreafa.
