Обратноосмотические мембраны

За голы развития мембранных методов очистки накоплен опыт эксплуатации мембранных систем, благодаря чему современные мембраны должны от­вечать ряду требований:

· механическая прочность — важна при производстве мембранных аппара­тов, где к мембранам прилагаются усилия. Кроме того, важна прочность при воздействии абразивных частиц, содержащихся в воде;

· гидрометрическая устойчивость – неподверженность мембран гидролизу. т.е. разложению в водной среде;

· стойкость к химическому воздействию окислителей – особое значение имеет хлоростойкостъ мембран, т.е. стойкость к воздействию свободного хло­ра. Большинство современных мембран разрушается хлором, что требует до­полнительных мер по дехлорированию воды;

· химическая стойкость — стойкость к воздействию перепадов рН. В про­цессе работы мембраны могут загрязнятся, т.е. на мембранах образуются осад­ки из загрязнений, содержащихся в воде. Загрязнения удаляются с помощью промывок, кислых и щелочных;

· высокие значения производительности;

· высокие значения селективности;

· стойкость к биологическому воздействию;

· стойкость (или меньшая чувствительность) к загрязнению коллоидными и взвешенными веществами;

· низкая стоимость;

· возможность работать при возможно низких величинах рабочего давления:

· долговечность;

· способность выдерживать воздействие высоких температур.

Как верхний слой, так и подложка состоят из одного и того же материала. Важно, чтобы полимерный материал, из которого получают мембрану, был бы растворим в каком-либо растворителе или смеси растворителей. (ассметричные).

В композиционных мембранах верхний рабочий слой и расположенная под ним подложка состоят из разных полимерных материалов, что позволяет оптимизировать каждый слой по отдельности. Важными характеристиками подложки являются ее поверхностная пористость и распределение пор по размерам. В качестве подложки часто используют ультрафильтрационные мембраны.

В качестве мембранных материалов используются различные полимеры. Наиболее известным классом таких полимеров является целлюлоза и ее произ­водные, такие как сложные эфиры целлюлозы. Они включают ацетат целлюло­зы, триацетат целлюлозы, этилцеллюлозу, нитрат целлюлозы и др.

Ацетилцеллюлозные мембраны формуются из диацетата и триацетата цел­люлозы. С увеличением количества ацетата селективные качества и химиче­ская стабильность возрастают, а производительность падает.

Ацетилцеллюлозные мембраны обладают слабой химической стабильно­стью и подвержены гидролизу с течением времени. Интенсивность гидролиза в большой степени зависит от значения температуры и рН. Наиболее оптималь­ными условиями для работы ацетатных мембран является температура от 0 до 30 °С и значения рН от 4,0 до 6,5. Биологическое загрязнение очень пагубно сказывается на показателях мембран. Правда, этот недостаток в какой-то мере компенсируется способностью выдерживать присутствие в исходной воде сво­бодного хлора, используемого для предотвращения биологических отложений. Из-за низкой гидролитической стабильности солезадерживаюшие свойства ацетатных мембран убывают со временем.

В основном наибольшее распространение получили полиамиды. Для этих полимеров характерно наличие амидной группы (-CO-NH-).

Ароматические полиамиды имеют преимущества в качестве мембранных материалов из-за высокой механической, химической, термической и гидролитической устойчивости, а также их свойств по проницаемости и селективности.

Арамидные мембраны обладают отличной химической стабильностью по сравнению с ацетатными мембранами. Они демонстрируют стабильные харак­теристики при температурах от 0 до 35°С и значениях рН от 4 до 11 и не боят­ся воздействия осадков биологическогопроисхождения. Однако арамиды те­ряют свои селективные свойства при длительном воздействии содержащегося в исходной воде свободного хлора. Поэтому основным требованием производи­телей этих мембран при предочистке исходной воды является ее обязательнее дехлорирование.

Структура таких мембран представляет собой ультратонкий «барьерный» селективный слой (0,2 мкм), образованным на поверхности пористой полисульфоновой мембраны, отлитой на пористой полложке (гюлдерживаюший слой).

Основными преимуществами композитных мембран являются высокая хи­мическая стабильность, высокие значения проницаемости и селективности при относительно низких значениях рабочих давлений. Кроме того, такие мембра­ны обладают слабой чувствительностью к воздействию биологических отло­жений. Мембраны стабильно работают при значениях температур от 0 до 40^⁰С и рН от 2 до 12. Как и арамидные мембраны, эти композитные мембраны чув­ствительны к воздействию свободною хлора и других числителей.

Дата добавления: 2015-10-02