Мембранная технология-область химической технологии, предметом  которой является разделение жидких и газовых смесей при помощи полупроницаемых мембран.

 

Мембраной   называют    любой материал, который ,будучи, изготовленным  в форме тонкой плёнки (0,О5 -  2,Омм), приобретает способность оказывать селективное сопротивление переносу   различных  компонентов жидкости или газа и , в силу этого, позволяет отделять некоторые компоненты ( частицы, растворённые вещества или растворители) обрабатываемой жидкости, в результате которого исходная смесь разделяется на концентрат и пермеат. Мембранные процессы по размерам задерживаемых частиц, то есть  по размерам её пор, можно классифицировать на следующие типы: микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация, осмос, обратный осмос, электродиализ.               

 

Характерный размер пор:

- обратный осмос - осмос- 0,001 -0,0001мкм;

-  нанофильтрация -    0,01 – 0,001мкм;

 - ультрафильтрация- 0,1 -0,01мкм;

 - микрофильтрация- 1 – 0,1мкм

Под действием высокого давления молекулы воды и некоторые растворённые вещества, размер которых меньше диаметра пор мембран, проникают через мембрану, тогда как остальные примеси задерживаются. В результате исходная вода разделяется на два потока: фильтра (очищенная вода-пермеат) и концентрат (концентрированный раствор – концентрат). Фильтрат подаётся потребителю.  Все примеси , молекулы   которых больше размера пор мембраны механически не могут проникнуть через мембрану, смываются в дренаж. Благодаря применению такой технологии, даже при значительном ухудшении параметров исходной воды, качество очищенной воды остаётся стабильно высоким.

 Благодаря разделительным свойствам мембран возникает уникальная возможность почти  полностью очистить воду, а загрязнители направить на утилизацию. Мембранные технологии  значительно превосходят традиционные  методы очистки, составляют им серьёзную конкуренцию и вытесняют их с рынка очистки воды.

 

Микрофильтрация.

Микрофильтрация - это мембранный процесс разделения тонких взвесей и коллоидных растворов, который является одним  из наиболее распространённых технологических приёмов. Микрофильтрация позволяет удалить частицы размером в диапазоне приблизительно 0,1 -1 мкм. с использованием малых рабочих давлений (около 0,7 бар). В целом, взвешенные вещества и крупные коллоидные частицы  задерживаются, в тоже время макромолекулы растворённых веществ проходят через микрофильтрационную мембрану. Микрофильтрация применяется для удаления бактерий, хлопьевидных материалов или общей взвеси. Разделяющая способность процессов микрофильтрации во многом определяется  величиной отношения размеров  фильтруемых частиц и пор мембран.(L=d/D)/

Lменьше или равно 0,25- свободное прохождение частиц через мембрану;

Lбольше или равно 0,5 – полная задержка коллоидных частиц,

0,5    L    0,25 -довольно узкий переходный режим.

Зависимость задержки частиц от соотношения диаметров частиц и пор  позволяет управлять процессом мембранного разделения.

 

Ультрафильтрация.

Ультрафильтрация позволяет удалить частицы в диапазоне приблизительно от 20 до 0,1мкм.

Все  растворённые соли и более мелкие молекулы проходят через мембрану. Вещества, задерживаемые мембраной, включают коллоиды, белки, микробиологические загрязнения и крупные органические молекулы, т.е. в процессе микрофильтрации  коллоидные и высокомолекулярные вещества отделяются от низкомолекулярных. Рабочее давление обычно составляет около 1,0 – 7,0 бар.                

             

Применение ультрафильтрации имеет весьма ограниченную область применения ( снижение  коллоидных частиц и бактерий) и не имеет универсальности в очистке различного состава воды. Поэтому в схемах очистки ультрафильтрация используется в сочетании с другими технологиями ( коагуляционной и окислительно-сорбционной). Главными  достоинствами ультрафильтрации является  высокая удельная производительность и возможность проведения промывки мембран обратным током для удаления с мембран загрязнений.

 

 В последнее время вместо механических фильтров используются установки ультрафильтрации, позволяющие обеспечить более глубокое удаление из воды коллоидов железа, бактерий и вирусов. Кроме того, мембранные установки компактны, имеют значительно меньший вес и объём по сравнению с механическими, что особенно важно при  их размещении в  помещениях Большие перспективы в области очистки воды предлагает комбинация процессов ультрафильтрации и нанофильтрации.

 

Нанофильтрация.

Нанофильтрация позволяет удалить частицы с размером в нанометры, отсюда  и термин “нанофильтрация”. Нанофильтрация представляет собой средний процесс между ультрафильтрацией и обратным осмосом и не является абсолютным барьером для растворённых солей.

 Молекулы органических веществ с молекулярной массой 200-400 задерживаются. Кроме того, задерживаются растворённые соли на 20-98%.

Соли, содержащие одновалентные ионы, например, хлорид натрия или кальция,  задерживаются на 20-80%, в то время как соли с двухвалентными анионами ,например сульфат магния , задерживаются в большей степени на 90-98%.  Нанофильтрация  используется для удаления цветности и общего органического углерода из поверхностных вод, удаления жёсткости, общего содержания растворённых веществ. Размер пор нанофильтрующих мембран позволяет задерживать многовалентные ионы и органические вещества .Это  делает нанофильтрацию очень перспективным процессом в очистке промышленных сточных вод и даже предочистки перед обратным осмосом.

Преимущества нанофильтрации  при очистке вод сочетается также с низкими затратами на эксплуатацию. Нанофильтрационные аппараты почти не загрязняются осадками малорастворимых солей и не требуют частых химических регенераций. Это обстоятельство выгодно отличает нанофильтрацию от обратного осмоса и делает  её более перспективной для применения в водоподготовке.

Рабочее давление  обычно составляет около 3,5-16  бар.

 

Обратный осмос.

Обратный осмос  представляет собой самый тонкий уровень фильтрации и поэтому является самым селективным. Обратноосмотические мембраны  служат барьером для всех растворённых солей, а  также для веществ с молекулярным весом более 100. Молекулы воды, наоборот, свободно проходят через мембрану, благодаря чему на выходе создаётся поток чистой воды. Задержание растворённых солей обычно составляет 95 -99,9%. Рабочее давление, как правило, варьируется от 5 бар для солоноватой воды и до 84 бар для морской воды. Обратный осмос нашел весьма широкое применение для очистки хозяйственно-бытовых вод и повторного использования пермеата для промышленных нужд.

 Обратный осмос является более энергосберегающим, чем дистилляция и не приводит к разрушению продуктов под действием температуры.            

               

Электродиализ.

 В процессе электродиализа приводной силой является разница электрического потенциала с разных сторон мембраны, через которую проходят ионы из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией. Метод очистки воды можно применять 

для обессоливания солёных и солоноватых вод. Мембраны изготовляются из катионо - и анионообменных материалов.  Катионообменные  мембраны ( отрицательно заряженные) пропускают  катионы, а анионообменные мембраны (положительно заряженные) пропускают анионы. Электрический потенциал притягивает катионы к катоду, а анионы -к аноду. В результате селективной миграции ионов через мембрану в одной из камер электролизёра увеличивается концентрация ионов, а в другой – уменьшается.

Новости компании:

все новости
Warning: Division by zero in /var/www/nnovo/data/www/pw-nn.ru/adminka/data/common/scroll.php on line 104 Warning: Division by zero in /var/www/nnovo/data/www/pw-nn.ru/adminka/data/common/scroll.php on line 160 Warning: Division by zero in /var/www/nnovo/data/www/pw-nn.ru/adminka/data/common/scroll.php on line 162 Warning: Division by zero in /var/www/nnovo/data/www/pw-nn.ru/adminka/data/common/scroll.php on line 162 Warning: Division by zero in /var/www/nnovo/data/www/pw-nn.ru/adminka/data/common/scroll.php on line 104 Warning: Division by zero in /var/www/nnovo/data/www/pw-nn.ru/adminka/data/common/scroll.php on line 160 Warning: Division by zero in /var/www/nnovo/data/www/pw-nn.ru/adminka/data/common/scroll.php on line 162 Warning: Division by zero in /var/www/nnovo/data/www/pw-nn.ru/adminka/data/common/scroll.php on line 162