Ультрафильтрация, роль дон

Обратный осмос и ультрафильтрация — относительно новые технологические процессы, которые за последние годы находят широкое применение для обработки морских, солоноватых, сточных и других вод. Роль этих процессов и их перспективу хорошо иллюстрируют материалы по обессоливанию различных вод [193, 194]. [c.298]

Пористые полупроницаемые мембраны, применяемые для диализа, электродиализа, ультрафильтрации и осмометрии, как правило, не являются инертными чисто механическими ситами для растворенных или взвешенных частиц. Роль мембран значительно сложнее и определяется рядом их свойств. Так, проницаемость мембраны может быть обусловлена не столько наличием в ней пор и капилляров, сколько растворением переносимых через нее веществ в самом веществе мембраны. Такой механизм проницаемости называют фазовым или гомогенным. Особенно сильно этот механизм проницаемости проявляется в тонкопористых медленно фильтрующих материалах. [c.422]

Физико-химические методы играют существенную роль при обработке производственных сточных вод. К ним относятся следующие коагуляция и флокуляция, сорбция, ионный обмен, экстракция, различные электрохимические методы, мембранные методы (обратный осмос, ультрафильтрация) и др. Эти методы используют как самостоятельно, так и в сочетании с механическими, биологическими и химическими методами очистки. В настоящее время область применения физико-химических методов очистки расширяется. Наиболее эффективное применение физико-химических методов достигается в локальных системах очистки сточных вод промышленный предприятий. [c.134]

Одной ИЗ важных проблем мембранной фильтрации является возникновение градиента концентрации у самой поверхности мембраны концентрация макромолекул становится столь высока, что может препятствовать ультрафильтрации. Особенно это заметно при работе с высокомолекулярными белками. Для получения хороших результатов при мембранной фильтрации очень существенную роль играет выбор оборудования. [c.29]

Ультрафильтрацией называется процесс отделения дисперсной фазы от дисперсионной среды, при котором полупроницаемая мембрана выполняет роль фильтра, задерживающего коллоидные частицы. [c.233]

НЫХ коллоидов вряд ли могло играть существенную роль, так как концентрация иттрия была сравнительно высока. Для контроля была проведена серия таких же опытов по центрифугированию растворов иттрия, приготовленных на специально очищенной воде (ультрафильтрация, центрифугирование и т. п.), и были получены аналогичные результаты. [c.215]

В заключение следует отметить, что основной трудностью, возникающей при изучении состояния микроколичеств редкоземельных элементов, которая не позволяет получить отчетливые данные при применении таких методов, как ультрафильтрация, диализ, и некоторых других, является, по-видимому, большая роль адсорбции их в нейтральных и слабощелочных средах. [c.219]

Ультрафильтрацией называется процесс отделения дисперсной фазы от дисперсионной среды, при котором полупроницаемая мембрана выполняет роль фильтра, задерживающего коллоидные частицы. Путем ультрафильтрации можно производить и концентрирование золей. [c.34]

Так как в условиях гемодиализа давление в аппарате и.п. достигает 200—300 мм рт. ст., то очевидно, что осмотическое давление белков не играет существенной роли. Из этих данных вытекает практический вывод нельзя увеличить эффективность ультрафильтрации добавлением во внешний раствор высокомолекулярных соединений, как предлагают некоторые авторы [3]. [c.176]

К фильтрующим элементам и аппаратам, предназначенным для проведения ультрафильтрации лакокрасочного материала, предъявляется ряд особых эксплуатационных требований. Они должны разделять достаточно концентрированные (8—15%-ные по сухому остатку) и относительно вязкие жидкие среды, содержащие абразивные механические взвеси. При минимальной потере напора должны обеспечиваться равномерное и однородное распределение твердой фазы по всему объему и развитый турбулентный режим движения жидкости с малым поперечным градиентом скорости, чтобы свести к минимуму роль концентрационной поляризации и предотвратить осадкообразование. [c.227]

Схематическое представление пористых мембран дано на рис. 1-4. Из рисунка ясно, что эти мембраны содержат фиксированные поры, с размером 0,1-10 мкм для микрофильтрации или 2-100 нм для ультрафильтрации. Селективность в основном определяется размером этих пор, тогда как материал играет роль в таких явлениях, как адсорбция и возможные химические превращения в условиях реального применения и очистки мембран. Это означает, что требования к полимерным материалам определяются в первую очередь не только проницаемостью и селективностью, но также и химическими и термическими свойствами материала. Главной проблемой в ультрафильтрации и микрофильтрации является уменьшение потока из-за концентрационной поляризации и загрязнения мембран (см. гл. VII). Следовательно, выбор материала в первую очередь основан на возможности предотвращения загрязнения и очистки мембраны после отложения на ней осадков. В случае применения мембран для разделения неводных смесей и работы при высоких температурах наиболее важным фактором является химическая и термическая устойчивость полимерного материала. [c.70]

Роль этого явления в значительной мере зависит от типа решаемой задачи разделения. Уменьшение потока оказывается особенно драматическим в процессах микрофильтрации и ультрафильтрации достаточно часто реализуется ситуация, когда в процессе разделения смесей поток составляет менее 5% от потока чистой воды. В противоположность этому падение потока во времени гораздо в меньшей степени проявляется в процессах газоразделения и первапорации. [c.391]

Роль осмотического давления в зависимости от приложенного давления в мембранном процессе можно оценить на основании простых расчетов. Используя некоторые постоянные параметры, характеристические для ультрафильтрации, на основании уравнения VII-19 можно рассчитать поток в зависимости от приложенного давления. Результаты расчета приведены на рис. VII-11. По мере увеличения давления достигается предельный поток Joo- В то же время может показаться, что Joo достигается лишь при больших приложенных давлениях, но нужно помнить, что пример расчета имеет иллюстративный характер и проведен с целью выявления эффекта осмотического давления в реальных системах. Укажем, что иногда Joo достигается при давлении АР = 1 бар. Кроме того, если принять более низкие значения для сопротивления мембраны Rm, чем это было сделано в [c.407]

Методы обработки могут включать тепловую обработку, регулирование pH, добавление комплексообразующих агентов, например этилендиаминтетрауксусной кислоты, хлорирование, адсорбцию на активированном угле, химическое осветление растворов, предварительные микрофильтрацию и ультрафильтрацию. Правильный выбор метода подготовки растворов является первым шагом к снижению забивания мембран. Часто масса времени и усилий тратятся на очистку мембран, тогда как о стадии предварительной обработки растворов забывают. Иногда эта обработка может быть очень простой, например достаточно скорректировать pH при очистке белков. В этом случае забивание сводится к минимуму, если pH раствора соответствует изоэлектрической точке белка, т. е. значению, при котором молекула белка делается электронейтральной. В процессах первапорации и газоразделения, в которых явления отложений на мембранах играют второстепенную роль, предварительная обработка сырья все же желательна и часто может быть легко осуществлена. Так, для предотвращения попадания твердых частиц в каналы мембранных аппаратов или полые волокна могут быть применены классические методы фильтрации или микрофильтрации. [c.424]

Мембранная фильтрация представляет собой сферу деятельности, которая имеет огромные размеры и играет очень важную роль. Это был один из первых высокотехнологических процессов. С начала 50-х гг., когда впервые в промышленном масштабе была осуществлена очистка воды от загрязнений с применением мембранных фильтров, их производство быстро выросло в крупную отрасль промышленности. Только в США более 20 фирм продают мембранные фильтры, главным образом собственного производства, но существует также ряд европейских и японских фирм. В социалистических странах мембраны изготавливаются в ГДР, СССР и ЧССР. Хотя в настоящее время производство мембранных фильтров достигло почти полного своего развития и установилось в разумных пределах, оно сохраняет свою динамичность, о чем свидетельствует периодическое появление в течение последних 10 лет новых типов мембран. В настоящее время одной из наиболее интенсивно развивающихся областей является разработка мембран для ультрафильтрации и обратного осмоса. Еще одним достижением стало [c.19]

Большая часть материала в предыдущих главах касалась отделения от жидкостей частиц микроскопических размеров. В настоящей главе мы рассмотрим применение мембран для отделения частиц молекулярных размеров. Это сложный и важный вопрос, имеющий множество практических аспектов. Главное внимание в этой главе будет уделено роли мембран в процессах ультрафильтрации и обратного осмоса и использованию этих методов в биомедицинских исследованиях и в промышленных процессах. [c.348]

Размер пор в мембранах играет очень важную роль и, наряду с другими особенностями структуры, а также характером взаимодействия ионов, воды и материала мембраны, определяет область применения мембран. Так, характерный размер пор мембран для обратного осмоса составляет 0,2-2 нм, для диализа - 2-5 нм, для ультрафильтрации 5-50 нм и для микрофильтрации 100-5000 нм [118-121]. [c.38]

В процессах реагентной ультрафильтрации наибольшее распространение в качестве связующих агентов получили водорастворимые полимеры — полиэлектролиты. Функциональными группами таких полимеров могут быть карбоксильные, эфирные, спиртовые, азот- и фосфорсодержащие группы, которые и выступают в роли лигандов для ионов переходных металлов в реакции комплексообразования. [c.130]

Эффект Доннана обусловливает распределение электролитов в тканях орга--низма и является причиной возникновения биопотенциалов. Для лиофобных систем, как мы указывали в гл. Ill, эффект Доннана также имеет большое значение. Здесь роль мембраны или геля играют сами коллоидные частицы, на которых адсорбированы недиффундирующие ионы, что приводит к неравномерному распределению электролита в растворе. Особенно такое неравномерное распределение сказывается при центрифугировании золей (аоль-концентрационный эффект) или при оседании суспензии (суспензионный эффект Пальмана — Вигнера). При ультрафильтраций доннановский эффект может приводить к неравномерному распределению электролитов в ультрафильтрате и в межмицеллярной жидкости. [c.477]

Вода поступает в зерно через плодовую и семенную оболочки, обладающие полупроницаемостью. Поэтому в процессе замачивания главную роль играют ультрафильтрация и осмодиффузия. Цветочная пленка (мякинная оболочка) в начале замачивания непроницаема, и вода впитывается по тонким капиллярам — трахеидам зародышевой части, не покрытой этой оболочкой. Сорбируясь крахмалом, белками и другими высокополимерами и растворяя минеральные вещества, через полупроницаемые стенки клеток зародыша и эндосперма вода проникает внутрь зерна. Со временем вследствие вымывания инкрустирующих веществ становится проницаемой и мякинная оболочка. [c.124]

Многие исследователи работали над вопросами спиртового брожения. Л. А. Иванов впервые установил в 1903 г. участие фосфорной кислоты в процессах брожения и показал, что стимулирующее действие фосфата сводится к тому, что образуется промежуточное соединение фосфорной кислоты (фосфорные эфиры), способное к дальнейшим превращениям. Этот процесс, получивший название фосфорилирования, является промежуточной стадией брожения. Кроме того, в присутствии неорганических соединений фосфора скорость брожения быстро возрастает. В дальнейшем было установлено, что независимо от того, какой гексозный сахар был взят для брожения, в результате фосфорилирования образуется дифосфат фруктозы. Роль фосфора в этих процессах изучали также английские ученые А. Гарден и Т. Юнг (1905). Они разработали схему спиртового брожения, включающую образование фосфорных эфиров. А. И. Лебедев (1881 — 1938) открыл многие основные этапы спиртового брожения, используя дрожжевой сок, полученный по его методу. Для разделения смеси ферментов А. И. Лебедев применял ультрафильтрацию через желатиновые фильтры. Он совершенно верно определил роль кофермента как передатчика водорода при процессах брожения. В настоящее время установлено, что коферменты состоят из комплекса различных веществ. В результате своих исследований [c.534]

С повышением pH раствора от 2 до 5 наблюдается резкое повышение сорбционной способности протактиния. Данные по электрофорезу указывают на то, что в этой области pH преобладающей формой нахождения протактиния в растворе является также положительно заряженные частицы. Метод экстракции позволил установить, что протактиний присутствует в растворах pH 2—5 в виде катионов низкого заряда среднего состава Ра(ОН)+ . Следовательно, с понижением заряда катионов протактиния сорбционная способность их резко повышается. Это явление наблюдалось также и для ряда других гидролизующихся элементов. Можно предполагать, что это происходит вследствие дегидратации ионов по мере понижения заряда их, что значительно облегчает подход ионов к поверхности сорбента. Помимо того, очевидно, некоторую роль играет понижение конкуренции со стороны ионов водорода, а также повышение отрицательного заряда стекла с увеличением pH раствора. Повышение сорбционной способности ионов протактиния вызывает резкий подъем в процессе образования псевдоколлоидов. Наблюдается выраженный подъем на кривой ультрафильтрации ультрафильтр, очевидно, задерживает крупные частицы загрязнений с сорбированным на них протактинием. Резко возрастает также кривая центрифугирования — седименти-руют псевдоколлоиды протактиния (рис. 86). [c.184]

Но коллоидная химия, как уже отмечалось (стр. 11—12), ставит своей задачей также изучение систем с физико-химическими свойствами, отличными от перечисленных свойств лиофобных золей. Издавна эти системы, типичными представителями которых являются растворы белков, целлюлозы, каучука, под названием лиофильных золей причислены также к золям, или, иначе, к псевдорастворам, т. е. системам гетерогенным, имеющим мицелляр-ное строение. Такому объединению этих систем послужила общность некоторых свойств, например неспособность частиц проходить через полупроницаемые мембраны (диализ и ультрафильтрация), сравнительно небольшая величина скорости диффузии и осмотического давления, особенно при малых концентрациях растворов высокомолекулярных соединений, а также способность под влиянием внешних факторов коагулировать и пеп-тизироваться. Основную роль в этом объединении сыграла близость степени дисперсности растворенного (взвешенного) компонента тех и других систем для золей 10 —10 смГ , для растворов ВМС примерно 10 —10 см . [c.151]

Процесс лимфообразования — весьма сложный процесс, однако явление просачивания лимфы из крови через стенки капилляров можно вывести, как это показал Старлинг, из взаимоотношения между осмотическим давлением коллоидов крови и гидростатическим давлением последней в капиллярах. Стенка капилляра по своим свойствам напоминает обычную органическую перепонку, способную пропускать воду и растворенные в ней кристаллоиды и не пропускать белков. Следовательно, белки плазмы при этих условиях обладают хотя и небольшим, но вполне ощутимым осмотическим давлением, определенной водопритягивающей силой. Эта сила препятствует просачиванию жидкости из крови в лимфу. Но, кроме этого, в капиллярах имеется гидростатическое давление, обусловленное сердечной деятельностью. Это давление, само по себе невысокое, в артериальной части капилляров превышает осмотическое давление белков. В результате этого преобладания гидростатического давления над осмотическим наблюдается ультрафильтрация жидкой кристаллоидной части плазмы через стенку капилляра, играющего здесь роль ультрафильтрата. [c.214]

Многие из общих подходов к исследованию механизма действия ферментов также применимы и к изучению роли ионов металлов в ферментативном катализе. Схемы координации, описывающие взаимодействие фермента, металла и лиганда, могут быть изучены методами, применяемыми при определении стехиометрии и сродства связывания белками небольших молекул. Эти методы включают гель-фильтрацию в присутствии или в отсутствие небольших молекул [49], метод скоростного диализа [50], ультрафильтрацию, метод ультрацентрифугирования по Хейесу — Велику [52], равновесный диализ [53], а также методы для измерения только сродства взаимодействия [54—58]. Выбор схемы координации ионов металлов и лигандов с ферментами с помощью этих методов возможен только при отсутствии влияния других факторов. Например, если образуется комплекс Е — лиганд — М +, фермент должен проявлять значительное сродство к иону металла только в присутствии лиганда. И, наоборот, если образуется комплекс Е — М + — лиганд, то не должно происходить значительного связывания лиганда в отсутствие иона металла. Однако практически ферменты часто проявляют склонность к связыванию обоих компонентов комплекса, невзирая на выбранную схему координации. Следовательно, важны данные, полученные с учетом стехиометрических и кинетических критериев. Такие важные типы комплексов, как Е — лиганд — М + и Е — М + — лиганд, обычно содержат все три компонента в эквимолярных количествах. Более [c.449]

Выше уже отмечалось, что концентрационная поляризация приводит к загрязнению мембран. Но этим далеко не исчерпывается ее отрицательная роль в мембранных процессах. Именно она определяет сопротивление массообмену со стороны разделяемого раствора. Из-за повышения концентрации у поверхности снижаются селективность и удельная производительность мембран. Причем поскольку отношение концентраций растворенных веществ у поверхности мембраны и в объеме разделяемого раствора экспоненциально возрастает с увеличением удельной производительности, то концентрационная поляризация может явиться фактором, лимитирующим проницаемость мембран в процессах ультрафильтрации, нанофильтрации и обратного осмоса. И усилия, направленные на создание новых высокопроизводительных мембран, могут оказаться напрасными, если одновременно не развивать способы ее эффективного снижения. [c.344]

У животных и человека подобная циркуляция л-сидкостей осуществляется с участием кровеносной и лимфатической систем и подчинена эндогенной регуляции [8], в чем, кал<ется, никто не сомневается. Когда л<е речь заходит о растениях, по-лолсение почему-то коренным образом меняется. И хотя у растений тоже имеются специализированные проводящие системы, предназначенные для передвижения воды и водных растворов— ксилема и флозма, которые меледу собой струк,турно и функционально взаимосвязаны [9] и отдаленно дал<е напоминают систему кровообращения у животных, до сих пор транспорт воды в растении (прел<де всего восходящий водный ток) сплошь и рядом рассматривают чуть ли ни как простое физическое явление, обусловленное и регулируемое главным образом действием внешних факторов. Полагают, что весь восходящий водный ток возникает лишь благодаря условиям существования наземных растений, вынужденных непрерывно отдавать воду в окружающую атмосферу, а для восполнения своего водного запаса поглощать воду из почвы. Механизм л<е транспорта воды сводится при этом к простой ультрафильтрации и массовому току под давлением, создаваемым градиентом водного потенциала в системе почва—растение—атмосфера. Исходя из такой точки зрения (нашедшей отражение в ряде учебников и обзоров [10—13]), наземное растение выполняет всего-навсего роль канала между почвой и атмосферой, по которому вода двил<ется в силу того, что между почвой и атмосферой постоянно существует градиент водного потенциала. Живые л<е клетки, для функционирования которых, собственно говоря, и транспортируется вода, не только не способствуют водному току, но. напротив, лишь оказывают ему сопротивление поэтому водный ток направляется в основном в обход живых клеток, по апо-пласту. Договариваются даже до аналогии между восходящим водным током в растении и двил<ением воды по полоске фильт- [c.7]

Несмотря на очевидность сказанного, многие современные авторы, преимущественно биофизики и физики, продолжают рассматривать транспорт воды в растении чуть ли ни как простое физическое явление, механизм которого заключается в ультрафильтрации и массовом токе под давлением, создаваемым градиентом водного потенциала в системе почва — растение — атмосфера при участии сил сцепления и благодаря непрерывности водной фазы в растении. Само растение выполняет с такой точки зрения всего-навсего роль канала между почвой и атмосферой, [c.117]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология