Селективность обратноосмотических мембран

Весьма интересной является зависимость характеристик разделения от концентрации поверхностно-активных веществ (рис. У1-22, в). Здесь наиболее ярко можно проследить взаимосвязь между структурой раствора и характеристиками разделения. На кривых селективность — концентрация ПАВ имеется ярко выраженный минимум. Причем такие минимумы характерны только для крупнопористых мембран — ультрафильтров. Более плотные обратноосмотические мембраны обладают высокой селективностью даже по отношению к мономеру. На крупнопористых мембранах увеличение концентрации ПАВ от О до ККМ приводит к снижению селективности, так как структурирования раствора в этой области не наблюдается. Минимум на кривой селективности соответствует ККМ данного ПАВ. Выше ККМ раствор начинает переходить в мицеллярное состояние и селективность задержания ПАВ резко возрастает. Выход кривых селективности и проницаемости на максимальные постоянные значения свидетельствует о том, что структура раствора стабилизировалась. Таким образом, ход этих кривых связан с изменением в структуре самих коллоидных растворов. [c.322]

В настоящее время большое распространение получают физико-химические методы очистки сточных вод, благодаря которым в производство возвращают не только очищенную воду, но и ценные металлы. Для очистки сточных вод с общим со-лесодержанием до 2—3 г/л рекомендуют применять в основном метод ионного обмена, который обладает универсальностью и позволяет удалять тяжелые металлы не только в виде катионов, но и анионов. Другим перспективным методом очистки -сточных вод является метод обратного осмоса. Современные высокоселективные обратноосмотические мембраны делают метод весьма эффективным и экономичным. Электрохимический способ наиболее часто применяется для удаления шестивалентного хрома из сточных вод. Способ заключается в восстановлении Сг +—>-Сг + с помощью ионов двухвалентного железа и осаждении Сг(ОН)з. Применяют также электрохимические методы очистки цианидсодержащей сточной воды, заключающийся в окислении цианидов на графитовых анодах, а также извлечения ионов тяжелых металлов (иногда селективно на вращающихся катодах при заданных потенциалах осаждения). Электрохимический способ очистки более экономичен для растворов, содержащих более чем 0,1 г/л металлов. Для очистки сточных вод гальванических производств используют также процессы электрокоагуляции. При этом применяют электролизеры с анодами из низкоуглеродистых сталей, которые растворяются в про- [c.350]

Мембраны МГ А, как и все асимметричные мембраны из ацетилцеллюлозы, не сохраняют свои первоначальные свойства в сухом виде. Их необходимо хранить в набухшем состоянии влажными, не допуская развития микроорганизмов. Температура и pH среды, в которой хранятся мембраны, должна исключить гидролиз ацетилцеллюлозы. Наиболее подходящим для хранения ацетилцеллюлозных мембран является водный раствор сульфата меди с концентрацией 800 мг/л при pH 5...5,5 селективные свойства сохраняются в течение 2,5 лет, микроорганизмы не развиваются. Выпускаемые в настоящее время мембраны МГА инкло-дированы в глицерине, что допускает некоторое подсушивание мембран (кратковременное и неполное), что упрощает их смену в обратноосмотических аппаратах. [c.18]

Исследования влияния внешних факторов на процесс ЭОФ (давления, гидродинамической обстановки, температуры, концентрации и др.) показали, что величина К-р изменяется в зависимости от этих факторов так же, как и селективность процесса обратного осмоса, проведенного в идентичных условиях. Таким образом, условия, в которых можно осуществить процесс ЭОФ, неразрывно связаны с обратноосмотическим потоком воды через поровое пространство заряженных электрическим полем обратноосмотических полупроницаемых мембран, со строением ДЭС в поровом пространстве и поверхностных над ним слоях. Поэтому процесс избирательной проницаемости ионов и молекул через заряженные электрическим полем обратноосмотические мембраны можно проводить только при давлении, превышающем осмотическое давление раствора. [c.200]

Результатами анализов обратноосмотического обессо-ливания вод в присутствии растворенных органических соединений показали, что органические соединения распределяются по-разному между концентратам и фильтратом. В случае н-бутилового спирта селективность ацетатцеллюлозной мембраны составила 20%, в случае с масляной кислотой 12%, с масляным альдегидом - -45%. Это, по-видимому, объясняется специфическим взаимодействием функциональных групп данных соединений с материалом мембраны, поскольку влияние углеводородного радикала во всех этих случаях будет одинаковым при использовании мембраны из [c.88]

Например, ацетатцеллюлозные мембраны имеют небольшой отрицательный заряд. Поэтому считают, что изменение pH раствора может влиять на технологические характеристики мембраны и прежде всего на селективность. Кроме того, pH влияет на толщину граничных слоев жидкости, что в значительной мере тоже определяет селективные свойства мембраны. Минимальная селективность обратноосмотических мембран при разделении растворов электролитов наблюдалась при pH = 54-6 [2]. [c.381]

Естественно, биологическая мембрана — это своеобразная, чрезвычайно сложно и в высшей степени рационально действующая машина . Скопировать полностью ее функцию для получения ионселективных мембран пока невозможно. До сих пор это удалось сделать лишь чисто механически диализные и обратноосмотические мембраны позволяют, как уже упоминалось, селективно удалять из воды растворенные в ней соли. В наше время водой, опресненной с помощью мембран традиционного типа, снабжаются целые города. Последнее, кстати, характеризует и высокую производительность этих мембран, что немаловажно там, где необходима фильтрация больших объемов жидкостей или газов. Поэтому традиционные мембраны выпускаются сейчас за рубежом миллионами квадратных метров в год. [c.8]

Решение задачи обратноосмотического разделения состоит в получении выражения для коэффициента селективности ф исходя из физических свойств системы мембрана — раствор и внешних условий скорости течения и, температуры и интенсивности перемешивания раствора на входе в мембрану, способа сбора вытекающего раствора. Дальнейшее рассмотрение теории обратного осмоса будет вестись на основе развитого в наших работах подхода [28—30], включающего как частные случаи многие из полученных ранее решений [24—27]. [c.300]

Материалы мембран для обратного осмоса разнообразны. Широко применяют ацетатцеллюлозные мембраны в виде плоских плёнок и полиамидные в виде полых волокон. Требования, предъявляемые к обратноосмотическим мембранам — высокие проницаемости и селективность, а также способность противостоять значительной разности давлений (по обеим сторонам мембраны). [c.264]

Таким образом, ГПГ является пределом обратноосмотического концентрирования водных растворов неорганических солей. Следует отметить, что работа ацетатцеллюлозных мембран при концентрациях, близких к ГПГ, недопустима еще и по той причине, что при этом происходит обезвоживание мембран, обусловленное, очевидно, отходом БОДЫ от мембраны в гидратные оболочки ионов сильных электролитов, поскольку свободной воды в растворе уже нет, и это вызывает необратимое ухудшение свойств мембраны. Практическое использование обратного осмоса становится невозможным уже задолго до достижения ГПГ из-за невысоких значений селективности и проницаемости. [c.91]

В работе рассмотрены технологические процессы промывки изделий в гальваническом производстве с использованием двух схем обратноосмотических установок при 7=1. Практика показала, что наиболее экономичными в настоящее время являются в указанных процессах двухступенчатые обратноосмотические установки с тремя группами аппаратов. Основные зависимости для расчета таких установок, все аппараты которых оснащены мембранами с одинаковой селективностью, приведены в гл. 1. Оптимальные условия работы 11-ступенчатой установки, обеспечивающие минимальные энергетические затраты на обработку промывных вод, а также минимальные капитальные затраты на насосное и энергооборудование при близких к минимуму затратам на обратноосмотические аппараты и мембраны, соответствуют ее режиму работы, определяемому соотношениями [c.179]

Перенос ионов и молекул через мембрану [149, 154] существенно изменяется также при наложении в процессе разделения обратным осмосом раствора сахарозы и Na l переменного поля. Так, при пониженных частотах тока селективность обратноосмотической мембраны по отношению к ионам Na l снижается, причем тем заметнее, чем меньше частота и больше сила тока (рис. 4-23). Селективность мембраны по отношению к сахарозе при этом остается постоянной. Таким образом, появляется возможность управления процессом разделения, в частности, отделение неэлектролита от электролита. [c.94]

Для очистки сточных вод с низким содержанием ПАВ могут быть рекомендованы только обратноосмотические мембраны, поскольку они обладают высокой селективностью к мономеру. Для практического выбора мембраны при разделении того или иного ПАВ можно использовать график, представленный на рис. У1-23, на котором изображены зависимости селективности обратноосмотических мембран по растворен-ны(м поверхностно-активным веществам фпдв от селективности мембран по хлористому натрию при концентрации ПАВ 1000 мг/л, т. е. при концентрации, близкой к ККМ. [c.322]

Мерой селективности обратноосмотических. мембран явлгается коэффициент задержки вещества ф, характеризующий изменение соотношения компонентов смеси до и после мембраны. [c.374]

Основными характеристиками мембран для обратноосмотического обессоливания воды являются производительность и селективность — способность задерживать какое-либо растворенное вещество. Эти показатели обычно, устанавливаются на стандартных растворах, выбор которых зависит от области применения мембран. Например, обратноосмотические мембраны, предназначенные для разделения растворов Ш1зкомоле-кулярных органических веществ и одновалентных электролитов, удобно оценивать фильтрованием через них раствора хлорида натрия. Для оценки мембран для опреснения солоноватых вод выбирают 0,15- или 0,5%-е растворы поваренной соли и давление фильтрования 2,8 4,2 или 5 МПа, а через мембраны для опреснения океанской воды фильтруют 3—5%-е растворы хлористого натрия под давлением до 10 МПа. Производительность мембран определяется как расход полученного из стандартного раствора в стандартных условиях фильтрата, выраженный в л/ ( г -сут) или м 7 (м -сут). Способность мембран задерживать какое-либо вещество определяется из экспериментальных результатов по уравнению (1.2).. При этом конструкция испытательного аппарата и гидродинамические ч словия в нем выбираются так, чтобы исключить влияние увеличения концентрации задерживаемого вещества у поверхности мембраны (иск-Ч ючить влияние концентрирования и концентрационной поляризации) а результаты опыта, т.е. во время эксперимента должно соблюдаться ( словие = Ср. [c.17]

Как видно из рис. 1.9, капиллярно-осмотическое торможение приводит к тому, что продолжение линейных участков зависимостей v AP) не проходит через нача.по координат и отсекает на оси давления отрезок, численно равный так. называемому динамическому осмотическому давлению Ал. Для полупроницаемых мембран, когда в порах находится только растворитель (С = 0), Ап = Апо = ЯТАС. В случае обратноосмотических мембран, в поры которых растворенное вещество проникает (СфО), Ал = аАпо. В первом приближении а=ф <1, где ф=1— — (С//Со) — коэффициент селективности мембраны. Давление Ап является динамическим в том смысле, что оно возникает только при течении раствора. В отсутствие течения, разность концентраций снимается диффузией растворенного вещества через поры мембраны. [c.26]

Обратноосмотические плазменные мембраны имеют специфические особенности стабильное увеличение селективности и проницаемости в течение длительного времени (первые 6—8 сут), отличные характеристики при сравнительно высокой концентрации исходного раствора. Например, проницаемость плазменной мембраны на основе винилкар-боната (подложка Миллипор-У5 ) непрерывно увеличивалась в течение 8 сут, а постоянство селективности установилось через 20 сут. Причем стабильность характеристик сохраняется длительное время (от 30 сут и долее). Эти факты не зависят от типа подложки, типа мономера, концентрации исходного раствора и давления. [c.81]

Реальные обратноосмотические (например, ацетатцеллюлозные) мембраны состоят из делящего тонкопористого слоя и значительно более широкопористой основы, обеспечивающей механическую прочность мембраны. Решение уравнений (Х.31)—(Х.36) для бислойной мембраны показало, что ее селективность зависит от того, какой стороной обращена мембрана к потоку [34]. Наилучшим условиям разделения отвечает расположение мембраны активным слоем к потоку. При обратном расположении широкопористый слой мембраны увеличивает толщину неперемешиваемого слоя б. Развитая теория обратноосмотического переноса позволила провести расчеты разделения также и для мембран в виде полых волокон [35]. [c.302]

Осмотические давления растворов могут достигать десятков мегапаскалей. Рабочее давление в обратноосмотических установках должно быть значительно больше, поскольку их производительность определяется движущей силой процесса-разностью между рабочим давлением и осмотическим. Движущую силу АР обратного осмоса в случае применевшя идеально селективной мембраны (т. е. при ф = 100%) определяют разностью рабочего давления Р и осмотического давления разделяемого раствора у поверхности мембраны, т.е. [c.325]

В настоящее время все большее распространение получают составные мембраны [64, 68]. Эти мембраны представляют собой, по крайней мере, две пленки с различной пористостью, наложенные одна на другую. Плотная пленка, обеспечивающая селективность мембраны, может иметь толщину до 10 нм менее плотная пленка служит поддерживающим слоем для селективного слоя, ее назначение - воспринимать нагрузку от прилагаемого гидростатического давления, предохранить плотный, но очень тонкий слой от повреждения и отвести профильтрованную воду от селективного слоя к дренажному устройству обратноосмотического аппарата. Такие мембраны имеют большую производительность при высокой селективности за счет регулирования толщины и свойств каждого слоя индивидуально и использования различных полимерных материалов для каждого слоя. Для плотного слоя можно использовать дорогостоящие материалы, так как его объем весьма незначителен, что позволяет подобрать для мембран материалы, увеличивающие рабочий диапазон pH обрабатьшаемых вод и обладающие стойкостью в растворах с повышенной температурой. Такие мембраны HR 95 и HR 98, задерживающие соответственно более 95 и 98,5% хлорида натрия из его 0,25%-го раствора при давлении 4,2 МПа и температуре 25 С и обладающие при этом производительностью 1920 л/(м сут), выпускает фирма ДДС (Дания). Составные мембраны используются также в рулонных фильтрующих элементах фирм Торей (Япония) и Фильмтек ( KIA). [c.16]

Одним из первых исследований, посвященных систематическому поиску реагентов для промывки ацетилцеллюлозных мембран, была упомянутая работа. Для удаления с поверхности мембран отложений, химический состав которых представлен в табл. 6.1, были испытаны растворы ряда веществ. Предполагалось, что кислоты окажутся эффективными для очистки мембран от отложений карбонатов и гидроксидов, глюконаты и цитраты — для удаления соединений железа, трилон Б - главным образом для удаления соединений щелочно-земельных металлов (при pH 6), гидросульфит натрия — для очистки мембран от соединений железа и марганца. При проведении экспериментов мембрана с осадком помещалась на 1 или 16 ч в исследуемый раствор, который интенсивно перемешивался. При обработке мембран в течение одного часа указанными растворами положительных результатов получено не было. Отложения практически не удалялись с поверхности мембран во всех случаях, кроме обработки в растворе дитионита натрия. Последний реагент смывал загрязнения почти полностью, однако на обратноосмотические свойства мембран это никак не отразилось. При шестнадцатича-совой обработке этими же реагентами производительность мембран также не изменилась, за исключением использования для промывки растворов тринатрийцитрата и глюконата натрия, когда производительность мембран несколько увеличилась, а их селективность осталась на прежнем уровне. [c.138]

Наиболее простой задачей из числа рассматриваемых является разделение трехкомпонентных водных растворов таких веществ А и В, для обработки которых имеются мембраны, удовлетворяющие условию / д = О, / g = 1 и / д = 1, л" = 1. Разделение таких растворов может быть осуществлено на обратноосмотической установке, схема которой представлена на рис. 7.11. Аппараты I и II групп оснащены мембранами с селективностью = О и = 1, а аппараты группы III — мембранами с селективностью / д = Лц = 1. В соответствии с этим С = = [С ], с/= jj = Сф = О, С = [С ]. jf, - допустимая по сообра- [c.182]

Процесс обратного осмоса приобрел практическую значимость лишь после того, как были разработаны соответствующие мембарны. История разработки мембран для обратного осмоса подробно описана Сурирайаном [205]. Правильная работа с обратноосмотическими мембранами требует учета двух факторов проницаемости воды и задержки соли. Мембрана должна обладать необходимой прочностью для работы при высоких давлениях, химической стойкостью и устойчивостью к микробиологической атаке. Вначале большинство мембран для обратного осмоса изготавливались из ацетилцеллюлозы, причем ацетилцеллюлоза для этих мембран несколько отличается от используемой в микрофильтрационных мембранах она содержат меньше ацетильных групп на остаток глюкозы. Теоретически на один остаток глюкозы могут приходиться три ацетильные группы, но при такой высокой степени замещения скорость прохождения воды через мембрану оказывается небольшой. С другой стороны, если содержание ацетильных групп низко, то скорость прохождения воды велика, однако селективность таких мембран (задержка ими соли) мала. По-видимому, оптимальная степень замещения должна быть в пределах 2,1— 2,5, что обеспечивает задержку соли на 90—95 % и расход через единицу поверхности мембраны (100—200) 10 г-см- -с [114]. [c.369]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология