Мембранные установки для концентрирования растворов осмоса

Гиперфильтрация (обратный осмос). Этот метод в последние годы стал применяться как в нащей стране, так и за рубежом для очистки производственных сточных вод от растворенных примесей во многих отраслях промышленности. Преимущества гиперфильтрации перед другими методами очистки сточных вод заключаются в том, что этот процесс прост в эксплуатации и общие затраты электроэнергии относительно невелики. Установка занимает небольшую площадь, работа ее может быть автоматизирована. Качество очищаемой воды получается настолько высоким, что она без дополнительной обработки может быть направлена в водооборот. Производительность работы гиперфильтрационных установок зависит от разности между рабочим и осмотическим давлением. При высокой концентрации растворенных веществ рабочее давление становится фактором, ограничивающим применение этого метода. Так, рабочее давление при гиперфильтрации 5—10%-ных растворов солей составляет 4600—9800 кПа. Так как в кислой и щелочной средах усиливается гидролиз ацетатцеллюлозы, составляющей активную часть мембран, то процесс следует проводить в интервале pH обрабатываемой воды от 4 до 7. С повышением температуры возрастает и скорость гидролиза мембран, поэтому температура обрабатываемой воды должна быть не выше 35—40° С. Рабочее давление зависит от концентрации примесей в сточной воде. Экономически оправданным считается давление (4600—5000 кПа). Оно должно быть выше осмотического давления образующихся концентрированных растворов. [c.190]

Другой разновидностью мембранных аппаратов является центробежная установка, состоящая из вертикальной центрифуги, обечайка ротора которой выполнена в виде полупроницаемой мембраны, зажатой между двумя слоями пористого материала. Последние служат для равномерного распределения потока по площади мембран и для придания обечайке необходимой прочности. Раствор подается внутрь ротора через питающую трубу или через полый вал. Скорость вращения ротора II его размеры подбираются так, чтобы на мембрану действовало необходимое давление. Фильтрат отводится со всей поверхности мембраны в неподвижный кожух аппарата, а концентрированный раствор — переливом через борт ротора. Диаметр переливного борта больше диаметра птающей трубы, поэтому раствор движется вдоль ротора самотеком. Отмечаются высокие экономические показатели работы установок с центробежными аппаратами. К недостаткам таких установок относятся более сложные устройство и монтаж разделительной ячейки. Но установка в целом значительно упрощается, так как в системе отсутствуют насосы высокого давления. Центробежные аппараты более перспективны для проведения ультрафильтрационных процессов, так как в этом случае вследствие меньших, чем при обратном осмосе, необходимых рабочих давлениях скорость вращения ротора аппарата сравнительно невелика. [c.166]

За рубежом, и прежде всего в США, Японии, Англии, Франции, ФРГ, обратный осмос и ультрафильтрация получили широкое промышленное развитие для обработки воды и водных растворов, очистки сточных вод, очистки и концентрирования растворов высокомолекулярных веществ. В настоящее время в этих странах действует несколько тысяч обратноосмотических и ультрафильтрационных установок производительностью от 1—3 до 17 000 м /сут (например, на одном из металлургических заводов в Японии для очистки сточных вод). В США в 1981 г. должна вступить в строй обратноосмотическая (в сочетании с электродиализом) опреснительная установка производительностью около 38 000 м /сут. С пуском этой установки, а также ряда других (см. главу VI) около половины опресняемой на нашей планете воды будет обрабатываться мембранными методами. [c.8]

Пример технологической схемы двухступенчатой установки производительностью 3800 м /сут с каскадным соединением обратноосмотических модулей показан на рис. 4.9 [34]. При использовании многоступенчатой схемы к мембранам модулей не предъявляются столь высокие требования по селективности, как при одноступенчатой системе, для которой селективность должна быть примерно 99,5%. Многоступенчатая схема обратного осмоса позволяет обеспечить заданную степень очистки или концентрирования раствора. [c.142]

Осмотическое давление. Осмос — процесс, распространенный в природе, при котором водные компоненты движутся через мембрану, разделяющую растворы различной концентрации. Как указывалось выше, это процесс, с помощью которого вода усваивается живыми организмами. Классическим опытом для демонстрации осмоса является установка, состоящая из двух сосудов, заполненных растворами различной концентрации, причем сосуд, заполненный концентрированным раствором, закрыт и снабжен манометром, а сосуд с чистой водой сообщается с атмосферой. Сосуды соединены трубкой с осмотической мембраной. Через определенное время уровень воды в открытом сосуде понижается, а в закрытом — повышается, и это продолжается до тех пор, пока давление в манометре и уровни воды в сосудах выровняются. При этом давление, показываемое манометром, соответствует осмотическому давлению над раствором в закрытом сосуде в данный момент. Если в закрытом сосуде создать давление, вода перетечет через осмотическую мембрану обратно в открытый сосуд < одновременным обессоливанием, т. е. произойдет обратный [c.553]

Технологическая схема установки представлена на рис. 11.1. Исходный раствор неорганической соли из емкости / подается насосом 2 на песочный фильтр 3, где очищается от взвесей твердых частнц. Далее раствор насосом высокого давления 4 подается в аппараты обратного осмоса 5, где его концентрация повыщается в несколько раз. Концентрат подогревается в теплообменнике 6 и направляется для окончательного концентрирования в вынарной аппарат 7, работающий под избыточным давлением. (В случае больших производительностей целесообразно для экономии греющего пара использовать многокорпусную выпарную установку.) Упаренный раствор стекает в емкость 8. Пермеат из аппаратов обратного осмоса возвращается для исиользования на производстве либо сбрасывается в канализацию,- в зависимости от его качества. Вторичный нар из выпарного аппарата 7 направляется для обогрева других производственных аппаратов, в том числе теплообменника 6. (В схеме может быть предусмотрена система вентилей для отключения мембранных аппаратов, вышeдuJИX из строя, и их замены без прекращения работы установки.) [c.320]

С помощью мембранных аппаратов можно уменьшить также общее потребление свежей воды. Исходные стоки с содержанием 0,5% растворенных веществ могут быть сконцентрированы до 8—10% при давлении 4,2 МПа с получением чистой воды, пригодной для повторного использования без дополнительной обработки. Концентрат содержит 90—96% начальных БПК и ХПК- Очищенная вода практически не имеет цвета, запаха и пены, в ней остаются в основном ионы натрия и кальция, а также сульфат-, карбонат- и ацетат-ионы. Проницаемо сть мембран изменяется от 8,5 до 25 л/(м -ч) в зависимости от условий эксперимента и вида обрабатываемого раствора. На основании этих исследований па заводе нейтральной сульфитной целлюлозы Грин Бай Покаджинг (США) была разработана технологическая схема очистки сточных вод, которая позволяет уменьшить на 4150 м в сутки потребление свежей воды, а также получить гораздо меньше концентрированных стоков, которые в дальнейшем будут выпариваться и сжигаться на действующей установке Флиосолидс . В предложенной схеме запроектирована установка обратного осмоса производительностью 4500 м сут. [c.316]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология