|
К мембранным методам разделения, с помощью которых можно проводить очистку воды от различных видов загрязнений, относятся ультрафильтрация, обратный осмос, первапорация (диффузионное испарение через мембрану), электродиализ. В любом из этих процессов водный раствор приводится в соприкосновение с полупроницаемой мембраной с одной ее стороны. Вследствие особых свойств полупроницаемых мембран прошедшая через них смесь обогащается одним из компонентов, иногда она вообще не содержит примесей компонентов, задерживаемых мембраной.
Для очистки воды, прежде всего, могут быть использованы обратный осмос и ультрафильтрация.
Обратный осмос и ультрафильтрация заключаются в фильтровании растворов под давлением через полупроницаемые мембраны, пропускающие растворитель и полностью или частично задерживающие молекулы либо ионы растворенных веществ. При обратном осмосе отделяются частицы (гидратированные ионы, реже молекулы), размеры которых не превышают размеры молекул растворителя (молекулярная масса меньше 500). При ультрафильтрации размер отдельных частиц на порядок больше, как правило, это высокомолекулярные соединения с молекулярной массой более 500. Давление, необходимое для проведения обратного осмоса (1-10 МПа), значительно больше, чем для ультрафильтрации (0,1-0,7 МПа), это связано с тем, что осмотические давления высокомолекулярных соединений малы по сравнению с осмотическими давлениями солевых растворов.
Внешне обратный осмос и ультрафильтрация аналогичны фильтрованию, однако при фильтровании продукт откладывается в виде осадка на фильтре, а при обратном осмосе и ультрафильтрации образуются два раствора, один из которых обогащен растворенным веществом.
Движущей силой рассматриваемых процессов является разность рабочего (избыточного) давления Р над исходным раствором и осмотического давления раствора ... На практике мембраны не обладают идеальной проницаемостью, поэтому движущая сила определяется с учетом осмотического давления фильтрата .., прошедшего через мембрану:
...
Наиболее перспективны обратный осмос и ультрафильтрация для обессоливания воды в системах водоподготовки ТЭЦ и других предприятий, при локальной обработке небольших количеств сточных вод
|
