Поток растворителя при обратном осмос

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]

Хотя вода может проникать через поры полупроницаемой мембраны в обе стороны, но скорость ее перемещения в раствор при осмосе больше, чем в обратном направлении. Здесь мы имеем дело с проявлением одной из общих тенденций естественных процессов энтропийного характера самопроизвольное выравнивание фактора интенсивности по всей осмотической системе (гл. 9, 9). Таковым в рассматриваемом случае является концентрация раствора, но рассматриваемая не в отношении растворенного вещества (как обычно), а в отношении растворителя. Так, число молекул в единице объема чистого растворителя больше, чем у раствора, так как часть объема раствора занята частицами растворенного вещества. Другими словами, концентрация растворителя (HjO) в сосуде А (рис. 11-4) больше, чем в сосуде Б. Самопроизвольно возникает процесс выравнивания концентрации воды в осмотической системе, и поток растворителя направится в сторону раствора. Полупроницаемая мембрана не является для этого существенной помехой. Выравнивание концентрации растворителя равносильно выравниванию общей концентрации раствора в целом. Вообще, при осмотических процессах растворитель диффундирует в направлении выравнивания концентраций двух растворов, соприкасающихся между собой через полупроницаемую перепонку. Когда обе концентрации станут равными, осмотический поток растворителя прекратится — система перейдет в состояние подвижного равновесия. [c.225]

При приложении к концентрированному раствору давления, превышающего осмотическое, возникает обратный поток растворителя через полупроницаемую мембрану (обратный осмос). [c.208]

Процесс обратного осмоса отличается от ультрафильтрации областью применения и аппаратами. Недостатки метода обратного осмоса — процессы концентрационной поляризации и повышенное требование к уплотняющим устройствам аппаратов. Для удаления концентрированного слоя используют различные устройства, турбулизирующие поток ближней зоны раствора у мембраны (турбулизаторы, мещалки, струйные потоки и др.). При обратном осмосе размер молекул отделяемого растворителя соизмерим с размером молекул вещества в растворе (при ультрафильтрации различие было значительным). [c.220]

Обратный осмос — процесс фильтрования растворов под давлением, превышающим осмотическое, через полупроницаемые мембраны, пропускающие растворитель и задерживающие молекулы либо ионы растворенных веществ. При описании данного процесса обычно исходят из модели растворение-диффузия [68], в рамках которой делаются следующие допущения каждый компонент растворяется в мембране и диффундирует через нее, причем взаимодействие между потоками растворителя и растворенных веществ отсутствует конвективные потоки растворителя и растворенного вещества отсутствуют, а перенос каждого компонента определяется только его собственной разностью химических потенциалов по обе стороны мембраны [c.384]

Обратным осмосом обычно называют процесс разделения водных растворов низкомолекулярных веществ, в том числе и во многих случаях солей. Используется обратный осмос и для разделения водных растворов, содержащих малые количества органических веществ. В этом процессе подлежащая разделению жидкая смесь подвергается действию внешнего давления, являющегося движущей силой процесса. Суммарный поток может быть представлен как сумма потоков воды Ju, и растворенного вещества 7,. Если мембрана высокоселективна, потоком Js можно пренебречь. Впрочем, и для менее селективных мембран поток растворителя (воды) много больше, чем поток растворенного вещества. В этом случае [c.264]

ЯХ, поддерживая равновесное состояние сред в отношении растворителя 1 и раствора 2. В процессе обратного осмоса (рис. 4.1, в) избыточное давление, превосходящее осмотическое давление растворителя У, создается в объеме 2, за счет чего растворитель из раствора переходит потоком 4 через мембрану 3 в объем растворителя У, обедняя тем самым раствор 2 на растворитель и создавая там концентрат раствора, т.е. растворитель переносится через мембрану в обратном направлении. Создавая давление, превосходящее осмотическое давление для растворителя, заставляем растворитель проходить через разделительную мембрану. В результате получаем процесс обратного осмоса [34]. [c.120]

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]

При обратном осмосе и электроосмофильтрации перенос ионов сопровождается потоком растворителя, направленным под действием рабочего давленш из исходного раствора в мембрану. Поток растворителя должен резко снижать поток ионов из мембраны в исходный раствор (х 0), поэтому вторым членом правой [c.386]

Осмотическое давление морской воды ( 53,5% N301) при 25 °С составляет около 2,46 МПа. Поэтому если полупроницаемая мембрана разделяет морскую воду и резервуар пресной воды, то за счет градиента концентраций вода будет проникать через мембрану и разбавлять морскую воду. Эта миграция растворителя через полупроницаемый барьер из менее концентрированного в более концентрированный раствор называется осмосом. Если к концентрированному раствору приложено давление, то поток проходящей через мембрану воды будет уменьшаться. В том случае, когда приложенное давление равно осмотическому, результирующий поток воды будет равен нулю. Наконец, если приложенное давление превышает осмотическое, поток воды за счет осмоса прекратится и останется только результирующий поток воды из более концентрированного в менее концентрированный раствор. Этот процесс называется обратным осмосом, или гиперфильтрацией. [c.67]

При обратном осмосе и электроосмофильтрации перенос ионов сопровождается потоком растворителя, направленным под действием рабочего давления из исходного раствора в мембрану. Поток растворителя должен резко снижать поток [c.124]

Разделение растворов полупроницаемой мембраной приводит к тому, что молекулы растворителя начинают переходить нз раствора меньшей концентрации в раствор большей концентрации. В действительности эти молекулы, конечно, движутся в обих направлениях, но число их, переходящее в указанном направлении, превышает число молекул, движущихся в обратном, и в итоге мы имеем результирующий поток растворителя от раствора менее концентрированного к раствору более концентрированному. Если бы перегородка была сделана в виде поршня, по обе стороны которого размещены растворы, она смещалась бы в сторону менее концентрированного раствора. Проникновение растворителя через мембрану называется осмосом. Вполне очевидно, для того чтобы задержать движение поршня-перегородки и привести систему в равновесие, надо приложить к поршню некоторую силу. [c.301]

Принцип обратного осмоса основан на большом различии потоков растворителя и растворенного компонента через мембрану. Поток расто-рителя (7и в данном случае, поскольку мы рассматрива1ем в качестве растворителя воду) выражается уравнением [c.455]

Осмотическое давление является свойством вещества и зависит от его характеристик. На осмотическое давление влияют концентрации веществ в растворах и температура, при которой его определяют. На рис. 4.1 показаны условия возникновения обратного осмоса и отличие этого процесса от осмоса и равновесного состояния. На рис. 4.1, а растворитель 1 проходит через мембрану 3 в объем раствора 2 за счет осмотического давления растворителя, которое превышает давление раствора 2. Потоки растворителя 4 перемещают растворитель в зону раствора 2. В случае равновесных значений (рис. 4.1, б), когда давление в растворе 2 равно осмотическому давлению растворителя 1, потоки растворителя проходят через мембрану 3 в обоих направлени- [c.119]