ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Опреснение воды обратным осмосом из "Водоподготовка " Таким образом, опреснение соленой воды методом обратного осмоса основывается как раз на процессе перетекания молекул чистой воды из раствора при создании давления, превышающего осмотическое, в направлении от раствора к пресной воде через полупроницаемую перегородку. [c.575] Полупроницаемая перегородка выбирается с таким расчетом, чтобы через ее поры могли проходить молекулы воды, но не могли проходить ионы солей, растворенных в соленой воде. Поскольку ионы солей в размере примерно в 1,5 раза больше, чем молекулы воды, то это осуществить (в техническом смысле) вполне возможно. Так как молекулы воды способны протекать через поры, слишком узкие для прохождения ионов солей, то это явление называется еще и гиперфильтрацией (сверхфильтрацией). Поэтому в литературе метод опреснения воды обратным осмосом некоторые исследователи называют методом опреснения воды гиперфильтрацией. [c.575] Установки такого типа могут быть выполнены в виде металлических плит, стягивающих пакеты пластин из пористой бронзы, по обеим сторонам которых расположены полупроницаемые перегородки — мембраны. Соленая вода подается под давлением порядка 10,0 МПа в пространство между двумя мембранами. Пористые бронзовые плиты выдерживают огромное давление и одновременно служат дренирующей системой, через которую проходит пресная вода. [c.575] Увеличение задержания одновалентных ионов из многокомпонентных растворов, по сравнению с их задержанием из бинарных растворов, хорошо известно в практике обратного осмоса. Это явление, имеющее большое практическое значение, прослежено не только на плоских мембранах, но и на мембранах, выполненных в виде полых волокон. [c.577] Величин осмотического давления раствора зависит от природы растворенного вещества, его концентрации и температуры раствора, причем, с ростом последних, осмотическое давление также увеличивается. [c.578] При обратноосмотическом обессоливании воды из-за предпочтительного переноса растворителя через полупроницаемую мембрану у ее поверхности увеличивается концентрация растворенных веществ по сравнению с их содержанием в исходном растворе. При этом устанавливается такой градиент концентрации растворенных веществ в напорной камере аппарата, который обеспечивает динамическое равновесие между подводом веществ к мем бране и удалением их вследствие конвективной и молекулярной диффузии. [c.578] Составляющая градиента концентрации растворенного вещества по Карелину Ф. Н., перпендикулярная поверхности мембраны, вызывает явление, получившее название концентрационной поляризации. Наряду с этим в обратноосмотических аппаратах появляется составляющая градиента концентрации, направленная вдоль поверхности мембран, это связано с тем, что при движении вдоль поверхности мембраны часть воды фильтруется через нее и концентрация растворенных веществ в растворе увеличивается. Последнее явление называется концентрированием растворов. [c.578] Оба описанных явления (концентрационная поляризация и концентрирование растворов) обязательно сопутствуют обратноосмотическому разделению растворов, однако, роль их при обессоливании природных и сточных вод различная. [c.579] Водные растворы разделяются полупроницаемыми мембранами (табл. 21.5). Основные характеристики отечественных плоских мембран, изготовляемых ВНИИ синтетических смол в соответствии с ТУ 6-05-221-322-77 Мембраны Владипор типа МГА , представлены в табл. 21.5. [c.580] Указанные в табл. 21.5 показатели определяются путем фильтрования 0,5%-ного раствора поваренной соли под давлением 5 МПа. Мембраны типа МГА изготовляют из ацетилцеллюлозы методом сухо-мокрого формования. В связи с этим они являются асимметричными, обладающими более плотным слоем у той поверхности мембраны, которая в момент изготовления находилась в контакте с атмосферой (активный слой). Толщина этого слоя обычно не превышает 200 нм. Производительность и селективные свойства мембран МГА в сильной степени зависят от того, через какую поверхность происходит фильтрование раствора. Большего значения селективность (со-лезадержание) достигает при приложении давления к активной стороне (см. табл. 21.1). [c.580] Наряду с высокими значениями производительности и солезадерживающей способности, длительные исследования вскрыли существенные недостатки ацетилцеллюлозных мембран. При эксплуатации этих мембран происходит постепенное снижение скорости фильтрования при постоянном давлении. Область применения ацетилцеллюлозных мембран ограничена нейтральными растворами (pH от 5 до 7—8), так как они нестойки в кислых и щелочных средах. Под действием некоторых микроорганизмов мембраны теряют первоначальную селективность. Недостаточная способность задерживать некоторые органические вещества (спирты, мочевину, фенол и т. д.) ограничивает возможность использования ацетилцеллюлозных мембран для очистки сточных вод. [c.581] Их изготовляют из различных полимерных материалов, пористого стекла, графитов, металлической фольги и др. От материала мембраны зависят ее свойства (химическая стойкость, прочность), а также в значительной степени ее структура. Пористые мембраны подразделяют на мембраны с эластичной, жесткой структурой и комбинированные. [c.581] Отечественная промышленность выпускает полиамидные мембраны У AM (ультрафильтрационные ацетатные) и МГА (гиперфильтрационные ацетатные). [c.581] Анализ стоимости установок в зависимости от их производительности показывает, что обратный осмос по сравнению с дистилляцией наиболее экономичен на установках производительностью до 100 тыс. м сут, а по сравнению с электродиализом — на установках производительностью до 10 тыс. м сут. [c.582] В ряде случаев весьма эффективными является сочетание обратного осмоса с другими процессами. Так, при содержании солей в исходной воде 0,9... 1,0 г/л установки обратного осмоса могут применяться как предварительная ступень перед ионообменными фильтрами. Применение такой схемы для обработки добавочной питательной воды позволяет снизить себестоимость обессоленной воды на 26%, а осмос солевых растворов — на 50%. [c.586] В России установки ультрафильтрации с керамическими мембранами серийно выпускает АО завод сЭкомаш (табл. 21.7). Размер пор 0,2 мкм, рабочее давление 0,5 МПа, что позволяет извлекать из воды соли тяжелых металлов, нефтепродукты, взвешенные вещества, органические соединения, соли жесткости, яйца гельминтов, цисты лямблий и многие патогенные бактерии. [c.586] Вернуться к основной статье