|
Основными факторами, влияющими на скорость и селективность процессов обратного осмоса и ультрафильтрации, являются рабочее давление, гидродинамические условия в аппарате, природа и концентрация разделяемого раствора, температура.
С повышением давления удельная производительность мембран увеличивается, так как растет движущая сила процесса. Однако при высоких давлениях происходит уплотнение материала мембран, что может вызвать снижение проницаемости. Высокое давление вызывает в полимерном материале мембраны значительные остаточные деформации, влияя на ее структуру особенно сильно в первые часы работы. В течение всего срока службы мембраны наблюдается замедленное, но непрерывное снижение проницаемости именно из-за указанного явления.
Концентрация растворенных веществ определяет не только характеристики процесса обратного осмоса и ультрафильтрации, но и саму возможность использования этих методов разделения. Увеличение концентрации растворенных веществ приводит к повышению осмотического давления раствора, что снижает эффективную движущую силу процесса, возрастанию вязкости раствора, росту концентрационной поляризации. Все это вызывает снижение проницаемости. С увеличением концентрации на поверхности и в порах мембраны уменьшается толщина слоя связанной воды, ослабевают силы взамодействия между ионами и молекулами воды в растворах неорганических веществ, что приводит к снижению селективности.
Кроме того возможно смещение рН раствора в кислую или щелочную среду, что ускоряет гидролиз полимерных мембран, а также вызывает обезвоживание, растворение мембраны, выпадение на ней в осадок малорастворимых солей.
Обратный осмос рекомендуется использовать при концентрациях электролитов, не превышающих для одновалентных солей 5-10 %, для двухвалентных - 10-15 %, для многовалентных - 15-20 %. Для органических веществ указанные пределы несколько выше.
Влияние концентрационной поляризации связано с повышением концентрации растворенного вещества в приграничном слое мембраны. При этом снижается эффективное давление вследствие увеличения осмотического давления раствора, определяемого концентрацией именно в приграничном слое, что приводит как к снижению селективности, так и скорости процесса. Со стороны мембраны, обращенной к раствору, возникают условия, способствующие осаждению на мембране слаборастворимых солей (CaCO3, CaSO4) или высокомолекулярных соединений, что приводит к закупориванию пор мембраны и уменьшению
|
