Обратный осмос, опреснение вод

Рис. 17.8. Схема процесса опреснения воды методом обратного осмоса. Давление, создаваемое насосом высокого давления, превышает осмотическое давление соленой воды относительно пресной, Благодаря этому пресная вода просачивается через полупроницаемую мембрану. Чтобы предотвратить накопление соли вблизи мембраны, насос должен постоянно прокачивать по трубам соленую воду. На практике трубы должны иметь очень малый диаметр, и поэтому установку приходится изготовлять из многих тысяч труб.

Обезвреживание солесодержащих сточных вод, количество которых на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях составляет 5—10%, вызывает наибольшие технические и экономические трудности. Электродиализ, обратный осмос, ионный обмен пока применяют только для извлечения отдельных видов специфических загрязнений и глубокой доочистки сточных вод с умеренным содержанием солей. Упаривание иод вакуумом используют в основном для опреснения морской воды. При обессоливании сточных вод оборудование работает в более тял<елых условиях, чем при опреснении морской воды, так как упаривание надо доводить до 90—95% по сравнению с 40—50% при опреснении морской воды. Обезвреживание сточных вод проводят в два этапа на первом их упаривают под вакуумом до концентрации солей около 30 г/л (кратность упаривания примерно 12), на второй упаривают рассол с помощью аппаратов погружного горения до концентрации 250 г/л. После лого рассол обезвоживают в аппаратах кипящего слоя до остаточной влажности 2%. Водные конденсаты используют для подпитки котлов ТЭЦ, соли подвергают захоронению. [c.109]

При опреснении воды методом обратного осмоса пресную воду отделяют от растворенных в ней солей при помощи мембраны, проницаемой для воды, но непроницаемой для солей. Как было изложено в разд. 12.6, ч. 1, для этого необходимо наличие селективной мембраны, пропускающей только воду, но задерживающей растворенные в ней вещества. Если поместить такую мембрану между рассолом и пресной водой, тенденция к выравниванию концентраций по обе стороны мембраны заставит воду проникать через мембрану в рассол. Этому процессу можно воспрепятствовать, при- [c.154]

Осмотические явления широко распространены в природе. В технике используют обратный осмос, происходящий при приложении к раствору давления, превышающего осмотическое. Тогда через полупроницаемую перегородку выдавливается чистый растворитель. Обратный осмос применяется для очистки сточных вод и опреснения морской воды. [c.244]

Отрицательное влияние гидролиза лучше пояснить на примере асимметричной ацетатцеллюлозной мембраны, применяемой для опреснения воды обратным осмосом. В данном случае происходит катализируемый кислотой гидролиз звеньев р-глюкозида, связывающих звенья ангидро-глюкозы в полимерную цепь. Происходящее уменьшение молекулярной массы приводит, во-первых, к постепенному ухудшению механических свойств и к неизбежному внезапному прорыву мембраны. Гидролиз, катализируемый основанием, вызывает постепенное деацилирование, по многим каналам влияющее на проницаемость, селективность и механические свойства. Если гидролиз идет быстро, проницаемость может возрастать благодаря увеличению числа гидрофильных гидроксильных групп. Если гидролиз идет медленно, увеличение гидрофильности может быть незаметным из-за увеличения сжатия и последующего снижения проницаемости вследствие того, что гидролизованный сополимер легче пластифицируется водой. Селективность падает из-за уменьшения числа гидрофобных ацетатных групп, служащих поперечными мостиками между соседними звеньями, а также вследствие того, что за большими ацетильными группами остаются пустоты, которые сейчас же заполняются сольватирующей ионы водой. [c.71]

Исключительный интерес представляет применение обратного осмоса и ультрафильтрации для очистки промышленных и бытовых стоков, опреснения морских и солоноватых вод. Следует отметить, что эти процессы при условии создания достаточной промышленной базы для изготовления мембран, соответствующих материалов и мембранных аппаратов займут лидирующее положение в решении перечисленных выше важнейших технических и экологических проблем. [c.277]

Опреснение обратным осмосом достигается посредством фильтрации соленой воды через тонкопористую мембрану под давлением в десятки атмосфер. После прохождения через мембрану концентрация ионов с оказывается ниже начальной Со. Количественно эффективность обратного осмоса характеризуют коэффициентом селективности [c.347]

ОПРЕСНЕНИЕ ВОДЫ МЕТОДОМ ОБРАТНОГО ОСМОСА [c.154]

Обратный осмос — один из самых перспективных способов опреснения. Известно, что если между пресной и соленой водой поместить полупроницаемую мембрану, то в результате осмотического переноса молекулы воды из пресной переходят в соленую. Для осуществления обратного процесса необходимо создать давление больше осмотического. Процесс привлекателен тем, что опреснение воды (стоков) происходит без изменения фазового состояния. Общие затраты энергии на опреснение 1 м воды составляют 10—30 МДж. [c.6]

В соответствии с представлениями С. М. Гамзатова, слой I может играть роль мембраны и, следовательно, через него независимо от минерализации поровой воды при определенных условиях (перепаде давления) может просачиваться пресная или опресненная вода. Если такое явление (обратный осмос) будет иметь место, то это приведет к снижению минерализации поровых вод (разбавление). Последнее обусловит новое равновесие — утолщение гидратных оболочек вокруг частиц глинистых минералов, ослабление естественных связей и, в конечном итоге, снижение устойчивости стенок скважин. Видимо, явления химического [c.93]

Прикладное значение осмоса не ограничивается применением его в лабораторных исследованиях. В последние годы его все шире используют на производстве. Особый интерес в этой области представляет так называемый обратный осмос (гиперфильтрация), представляющий перемещение растворителя через полупроницаемую мембрану от более концентрированного раствора к менее под действием специально создаваемого давления, превышающего разность осмотических давлений указанных растворов. В оптимальном случае таким способом можно получить практически чистый растворитель. Обратный осмос используют для очистки сточных и опреснения соленых вод, разделения некоторых растворов на компоненты и т. п. Метод, основанный на использовании обратного осмоса, выгодно отличается простотой конструктивного оформления и высокой экономичностью. [c.210]

Обратный осмос (разд. 17.3)-метод опреснения соленой воды ее процеживанием под давлением через полупроницаемые мембраны, пропускающие только чистую воду, но задерживающие растворенные в ней соли. [c.167]

В настоящее время обратный осмос применяется для опреснения морской воды и очистки сточных вод. Солевой раствор (например, морскую воду) отделяют полупроницаемой мембраной от пресной воды и подвергают давлению более высокому, чем осмотическое давление раствора. В результате часть содержащейся в растворе воды вытесняется в фазу пресной воды, а концентрация солей в оставшемся растворе повышается. Концентрированный солевой раствор периодически заменяют свежими порциями подлежащей опреснению воды. [c.228]

Баромембранные процессы используются во мн. отраслях народного хозяйства и в лаб. практике для опреснения соленых и очистки сточных вод, напр, разделения азеотропных и термолабильных смесей, концентрирования р-ров и т.п. (обратный осмос) для очистки сточных вод от высокомол. соединений, концентрирования тонких суспензий, напр, латексов, выделения и очистки биологически активных в-в, вакцин, вирусов, очистки крови, концентрирования молока, фруктовых и овощных соков и др. (ультрафильтра-цюг) для очистки технол. р-ров и воды от тонкодисперсных в-в, разделения эмульсий, предварительной подготовки жидкостей, напр, морской и солоноватых вод перед опреснением, и т.д. (микрофильтрация). [c.25]

Процесс перехода растворителя в раствор самопроизволен, но обратный процесс выделения растворителя из раствора самопроизвольно осуществляться не может, и для разделения раствора на растворитель и растворенное вещество следует затратить работу. Если давление на поршень (см. рис. 3.11,6) меньше осмотического, то растворитель самопроизвольно проникает в раствор и поднимает поршень до тех пор, пока не установится равновесие и осмотическое давление раствора не сравняется с силой тяжести груза, действующей на поршень. Если же на поршень действует сила, превышающая осмотическое давление то поршень будет опускаться, при этом растворитель выделяется из раствора. Обратный осмос может быть использован для опреснения морской воды. [c.108]

Обратный осмос используется для удаления из водных систем солей (в 60-х годах он впервые был использован для опреснения солоноватых и морских вод) и для обезвоживания. Его преимуществами является сохранение всех функциональных свойств продукта, так как процесс проводится при низких температурах и сравнительно быстро. Например, в обезвоженных обратным осмосом пищевых продуктах задерживаются летучие компоненты, благодаря чему они сохраняют исходный вкус, аромат и пищевую ценность. Обратным осмосом можно концентрировать лекарственные препараты, очищать сточные воды и т. д. [c.24]

В технике широко применяется обратный осмос приложение к раствору давления, большего, чем осмотическое, заставляет растворитель выделяться из раствора. С использованием мембран, имеющих отверстия диаметром 0,1 — 1 нм (1 — 10 А), которые пропускают воду, но задерживают растворенные в ней вещества, т. е. являются полупроницаемыми, в настоящее время получают почти половину опресненной воды. При использовании обратного осмоса для концентрирования молочной сыворотки вместо вакуум-выпаривания энергозатраты снижаются в 10— 12 раз. [c.253]

Обратный осмос можно рассматривать как процесс обратный прямому осмосу. В прямом осмосе поток растворителя направлен из более разбавленного раствора в более концентрированный, в обратном осмосе — наоборот. При этом вследствие концентрирования раствора перед мембраной и разбавления на выходе возникают осмотическое давление и осмотический поток ( прямой осмос), направленный навстречу фильтрационному. В результате рабочее давление равно разности между приложенным и осмотическим. Чем выше концентрация подлежащего опреснению раствора, тем выше перепад осмотических давлений и тем больше гидродинамическое давление, необходимое для реализации опреснения. [c.383]

Обратный осмос в настоящее время рассматривается как наиболее перспективный метод опреснения вследствие наиболее низкой стоимости, о чем свидетельствует быстрый темп роста из года в год производительности обратно-осмотических опреснителей и значительные ассигнования на исследовательские работы. [c.347]

Обратный осмос можно рассматривать как процесс, обратный прямому осмосу. Из термодинамики необратимых процессов следует определенная связь между прямым и обратным процессами в прямом осмосе поток жидкости направлен навстречу фильтрованию. Иными словами, в условиях обратного осмоса возникает прямой осмос, перепад осмотических давлений, вычитающийся из задаваемого перепада гидростатических давлений. Чем выше концентрация подлежащего опреснению раствора, тем выше перепад осмотических давлений и тем больше гидродинамическое давление, необходимое для реализации опреснения. [c.348]

В настоящее время исследование механизма обратного осмоса проводится широким фронтом, и хотя оно направлено на оптимизацию технологии мембранного опреснения, развитие этого науч- [c.349]

В настоящее время исследование механизма обратного осмоса проводится широким фронтом, и хотя оно направлено на оптимизацию технологии мембранного опреснения, развитие этого научного направления имеет фундаментальное значение для коллоидной науки. Так как электрохимические и гидрофильные свойства мембран очень ярко проявляются в обратном осмосе, именно на пути исследования механизма обратного осмоса можно ожидать существенного прогресса в отношении проблем электрохимии ДЭС и гидрофильности, являющихся центральными в коллоидной науке. [c.385]

Для очистки сточных вод от растворенных примесей применяют обратный осмос (гиперфильтрацию), ультрафильтрацию, электродиализ, ионообмен (см. с. 28), адсорбцию, экстракцию. Эти физикохимические методы особо целесообразны в качестве завершающей стадии очистки сточных вод перед их выпуском в водоемы или перед повторным использованием в ироизводстве, в системах водооборота. Методами гииер- и ультрафильтрации, ионообмеиа, адсорбции достигается глубокая очистка (доочистка) оборотной воды, ее опреснение, корректировка состава, вплоть до полного извлечения примесей. Метод адсорбции позволяет практически полностью удалять органические примеси, в том числе биологически жесткие соединения, не разрушаемые биологическим окислением. [c.246]

Обессоливание воды дистилляцией — хорошо освоенный, но энергоемкий процесс. Весьма перспективны и уже широко применяются электролиз и обратный осмос, Дистиляционное опреснение используют на высокопроизводительных станциях и для сильноминерализованных вод (более 10 г/л). Мембранные ме- [c.87]

Сравнение стоимости опреснения обратным осмосом и дистилляцией показало [193], что стоимость обратноосмотического опреснения па 10—40% ниже (в зависимости от местных условий, стоимости топлива и т. д.). Ожидается [193], что при дальнейшем усовершенствовании мембранных модулей и самих мембран в ближайшие годы стоимость опресненпя морской воды обратным осмосом будет ниже на 40—50% по сравнению с опреснением дистилляцией. К другим основным преимуществам опреснения обратным осмосом по сравнению с дистилляцией относятся работа установок при нормальной температуре более низкие затраты энергии (примерно в 2 раза) отсутствие теплового загрязнения окружающей среды отсутствие (или незначительная) коррозии [c.300]

Расход энергии при обессоливании морской воды обратным осмосом с учетом транспорта воды, предварительной обработки и т. д. составил 8 кВт-ч на 1 пресной воды [238]. Аналогичные расходы при опреснении дистилляцией составили 32—34 кВт-ч. Расход энергии при обратиоосмотическом обессоливании может быть снижен до 4 кВт-ч иа 1 м пресной воды, если будет осуществлена регенерация энергии опресняемого раствора. [c.304]

К способам опреснения без изменения агрегатного состояния воды [2] относятся химические (ионный обмен и осаждение растворенных соединений) электродиали ) электролиз растворенных солей с использованием поглощающих электродов экстракция органическими растворителями биологический ионно-осмотический паро-осмотический обратный осмос. [c.5]

Опреснение воды с содержанием NaGl, 4 % производится обратным осмосом при рабочем давлении в 10,3 МПа. До какого значения можно было бы понизить рабочее давление, если бы мембрана идеально пропускала воду а абсолютно [c.173]

Электроосмос используется при опреснении воды (см, разд. IV. 10, обратный осмос), при электроосушенни, при очистке лекарственных препаратов, дублении кожи и т. д. [c.278]

Объяснять принципы, на которых основаны процессы флещ-дисгилляции и обратного осмоса, используемые для опреснения соленой воды. [c.166]

Каково осмотическое давление 0,100 М раствора Na l при температуре 27°С Какое давление следует оказывать на такой раствор для его опреснения по методу обратного осмоса [c.169]

Осмотические явления могут быть обращены. Если вне(шнее давление в растворе превыс11Т осмотическое давление, то химический потенциал растворителя в растворе станет больше, чем в чистом растворителе, и начнется диффузия растворителя в обратном направлении (из раствора). Этот обращенный осмос, получивший название обратного осмоса, имеет очень большое практическое значение. Таким путем может быть в больших масштабах осуществлено опреснение морской воды. Для этого морскую воду подвергают высокому гидростатическому давлению, превышающему осмотическое давление, в результате чего из морской воды через специальную полупроницаемую перегородку диффундирует пресная вода. [c.155]

Если в системе с полупроницаемой мембраной наложить на раствор достаточное внеишее давление, то произойдет т. и. обратный осмос — растворитель стаает выжиматься из раствора. Было показано, что с мембраной из ацетилцеллюлозы под давлением около 100 ат может быть достигнуто почти полное (на 98,5%) обессоливанне морской воды. Уже создаются установки для ее опреснения таким путем. [c.167]

Наложение давления на систему, где мембрана разделяет два раствора, также создает поле сил, порождающих потоки через мембрану. Силовое поле неизбежно вызывает поляризацию в высокодисперсных системах как электрическую (индуцированные диполи), так и концентрационную. Аналогично электродиализу, где поле порождает поток электричества (электрический ток), наложение давления создает поток массы жидкости (фильтраг(ию) и вызывает концентрационную поляризацию. Потенциал течения выравнивает ионные потоки противоионов и Кононов (стр. 201), но они отстают от потока растворителя, происходит задержка электролита перед входом в мембрану, разбавление на выходе, и профиль концентрации становится сходным с представленным на рис. ХП. 23, если внешнее поле отсутствует, а фильтрационный поток направлен справа налево. Явление задержки электролита при фильтрации через мембрану называется гиперфнльтра-цией или обратным осмосом (поскольку давление направлено навстречу возникающему осмотическому потоку) и приобретает огромное, все возрастающее значение для опреснения природных вод (см. гл. XVlH). [c.219]

Если прекратить подачу частиц в фильтруемую жидкость, подобная мембрана, являющаяся динамическим образованием, разрушится. Динамическая природа мембраны определяет ее полезные технологические свойства. Состав мембраны непрерывно обновляется, вследствие чего она сохраняет свои полезные свойства в экстремальных условиях. Эксплуатация установок обратного осмоса на основе полимерных мембран требует дорогостоящей предварительной очистки, так как на поверхности мембран формируется осадок, снижающий и селективность, и проницаемость. Динамические мембраны позволяют отказаться от предварительной очистки. Наконец, опыт эксплуатации динамических мембран (например, на стоках предприятий целлюлозно-бумажной промышленности) показал, что можно отказаться от ввода частиц мембранообразующего компонента. Динамическая мембрана формируется из содержащихся в стоках коллоидных или полимерных частиц и при этом обеспечивает необходимую степень опреснения. На основе динамических мембран одновременно решаются две задачи —достигается очистка от дисперсных (или полимерных) частиц и опреснение, одновременно протекают два процесса — ультрафильтрация и обратный осмос. [c.386]

Если к раствору, находящемуся в сосуде с полу- проницаемыми стенками, приложить давление большее, чем его осмотическое давление, то из раствора через полупроницаемую перегородку будет вытесняться растворитель, а растворенное вещ ство останется в более концентрированном растворе. Этот метод удаления растворителя получил название обратного осмоса, или гиперфильтрации. Он весьма перспективен для опреснения соленой морской воды. Осмотическое давление морской воды составляет примерно 0,27 МПа. При большем давлении из нее можно отфильтровать чистую воду. В качестве мембран для обратного осмоса морской воды используч ют полупроницаемые материалы на основе целлюлозы, пористые стекла и пористую керамику. [c.71]