Мембранные методы разделения

Липецкий государственный технический университет

Кафедра промышленной теплоэнергетики

РЕФЕРАТ

на тему: технология очистки воды методом обратного осмоса

Выполнил: студент

гр. МТЭ-12-1

Свешников С.А.

Проверил:

Шацких Ю.В.

Липецк 2013

Мембранные методы разделения

Ученые давно стремились познать и обратить на пользу человека замечательное свойство полупроницаемых мембран — пропускать одни вещества и задерживать другие. Однако идея применения мембран для технологических целей стала реальной лишь в последнее время в связи с развитием наших знаний о природе и структуре веществ, с новыми достижениями в различных областях науки, а также в производстве синтетических полимерных материалов.

К основным мембранным методам разделения жидких систем от­носятся: обратный осмос, ультрафильтрация, диализ, электродиализ. В любом из этих процессов разделяемый раствор вводится в соприкос­новение с полупроницаемой мембраной с одной ее стороны. Вследствие особых свойств полупроницаемых мембран прошедшая через них смесь обогащается одним из компонентов. В ряде случаев процесс проходит настолько полно, что продукт практически не содержит примесей, за­держиваемых мембраной. И наоборот, применяя тот или иной мембран­ный метод разделения, можно получить в растворе перед мембраной компонент или компоненты практически без примесей вещества, проходящего через мембрану. Области применения мембранных методов разделения жидких систем представлены на рисунке 0-1.

Основное отличие мембран от обычных фильтрующих сред состоит в том, что они тонкие, и удаляемые примеси задерживаются не в объеме, а только на поверхности мембраны.

Грязеемкость поверхности, очевидно, гораздо меньше, чем у объема. Казалось бы, мембрана должна из-за этого очень быстро засориться и перестать пропускать воду. Так бы оно и было, если бы в мембранном фильтре не происходило постоянного самоочищения мембраны.

Для этого применяется так называемая «тангенциальная» схема движения воды в аппарате, при которой собирают воду с обеих сторон мембраны: одна часть потока проходит через мембрану и образует фильтрат (или пермеат), то есть очищенную воду, а другую направляют вдоль поверхности мембраны, чтобы смывать задержанные примеси и удалять их из зоны фильтрации. Эта часть потока называется концентратом или ретентатом, и обычно ее либо сбрасывают в дренаж, либо (например, при очистке гальванических стоков) отводят для дальнейшей обработки и выделения нужных компонентов. Таким образом, узел мембранной фильтрации имеет один вход и два выхода, и часть воды постоянно расходуется на очистку мембраны.

С точки зрения технологических возможностей различают мембраны для ультрафильтрации, нанофильтрации и обратного осмоса.

В этом ряду размер пор уменьшается, а рабочее давление растет.

Известно, что примеси, загрязняющие природные воды, подразде­ляются на нeopганические, органические, биологические и характе­ризуются различной степенью дисперсности (размером).

В соответствии с диаметрами ионов электролитов, молекулярной массой и размерами молекул органических субстанций, наличием коллоидных примесей в обрабатываемой воде в мембранной техно­логии для разделения растворов на молекулярном уровне использу­ются процессы обратного осмоса и нанофильтрации, а для извлече­ния механических и биологических частиц, крупных молекул полимеров применяется процесс ультрафильтрации, относящийся к механическим процессам.

В таблице 1 представлены области применения тех или иных мембранных методов.

Таблица 1

Дата добавления: 2015-10-02