Мембрана для обратного осмоса получение

Селективность действия мембран для обратного осмоса зависит от коэффициентов диффузии и растворимости компонентов раствора в материале мембраны, а также от электрических сил, формы и размера молекул, концентрации, температуры. Для перегородок селективность действия не имеет значения к ним предъявляется требование полного разделения суспензии с получением чистого фильтрата. [c.83]

Процессы мембранного разделения с использованием обратноосмотических мембран однотипны. Исходную разделяемую жидкость насосом под давлением прокачивают с определенной скоростью над рабочим слоем мембраны. Вода и часть растворенных в ней веществ проталкиваются сквозь поры мембраны и отводятся в виде фильтрата. Молекулы, их ассоциаты и частицы жидкой смеси, имеющие больший размер, чем размеры пор мембраны, задерживаются, концентрируются в остатке жидкой смеси и образуют второй продукт процесса — концентрат. Концентрат циркулирует непрерывно до получения требуемой или допустимой степени обезвоживания задержанных мембраной веществ. Процесс осуществляют при давлении 1,4—5 МПа и скорости истока жидкой среды над мембраной 0,2—0,3 м/с. Установки обратного осмоса компактнее дистилляционных и электродиализных, просты и удобны в эксплуатации. [c.107]

Для обессоливания (деминерализации) воды и для ее очистки от других примесей все шире начинают использовать метод обратного осмоса. Трудность его применения связана с получением полупроницаемых мембран, стойких к высоким давлениям и способных достаточно быстро пропускать растворитель. Такую мембрану изготавливают из огромного числа тончайших волокон ацетата целлюлозы или ароматических полиамидов, спрессованных перпендикулярно поверхности мембраны. Сущность метода состоит в том, что к раствору нужно приложить давление выше осмотического, в результате чего практически чистый растворитель (вода) продавливается сквозь полупроницаемую перегородку. Если осмотическое давление обычной питьевой воды достигает 0 1 МПа, то для морской воды, содержащей 35 г солей в литре, я=2,5 МПа. Следовательно, внешнее давление для осуществления обратного осмоса должно быть еще выше, так как производительность установки прямо пропорциональна разности между приложенным и осмотическим давлением. [c.152]

Современные представления о капиллярно-фильтрационной модели механизма полупроницаемости (см. стр. 87) позволяют сделать вывод о возможности получения пористых селективных мембран для обратного осмоса и ультрафильтрации на основе практически любого лиофильного материала. Наибольшее практическое распространение получили синтетические полимерные мембраны, приготовленные по специальной технологии. [c.30]

Композиционные мембраны составляют второй тип структур, часто используемых для обратного осмоса. В таких мембранах верхний рабочий слой и расположенная под ним подложка состоят из разных полимерных материалов, что позволяет оптимизировать каждый слой по отдельности. Первой стадией получения композиционной мембраны является приготовление пористой подложки. Важными характеристиками подложки являются ее поверхностная пористость и распределение пор по размерам. В качестве подложки часто используют ультрафильтрационные мембраны. Существуют различные методы нанесения тонкого плотного слоя поверх подложки [c.302]

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]

Обратный осмос нередко используют вместо дистилляции для получения высококачественной воды. Одно из главных преимуществ обратного осмоса заключается в значительной экономии энергии, поскольку дистилляция требует большого расхода тепла. Энергетические затраты в случае обратного осмоса составляют лишь 25% тех, что идут на дистилляцию. Однако стоимость энергии составляет лишь часть обших затрат на проведение процесса обратного осмоса. Необходимо учесть также стоимость мембранных модулей, предварительных и последующих фильтров, финансовые затраты на обслуживание, куда входит контроль установки, необходимый для ее нормальной работы. Такой контроль должен быть непрерывным во всех случаях, где от чистоты конечного продукта зависят проблемы безопасности. В частности, потребность непрерывного технологического контроля существует в фармацевтической промышленности, особенно при получении исключительно чистой воды, используемой для приготовления инъекционных растворов, поскольку малейшее повреждение мембраны, не обнаруженное немедленно, может привести к попаданию в воду пироген-ных примесей. [c.225]

Для выделения растворителя в чистом виде из растворов солей могут использоваться мембранные методы. Иногда эти методы используются и для получения концентрированных растворов солей. К числу мембранных методов, применяемых для разделения растворов солей, относятся обратный осмос, электродиализ, мембранная дистилляция. Мембраны, используемые для обратного осмоса, имеют радиус пор меньше 1 нм (1 нм = 10 м). Молекулы растворителя (обычно растворителем является вода) свободно проходят через эти поры, а молекулы растворенного вещества задерживаются мембраной. [c.33]

Существенным преимуществом обратного осмоса перед всеми другими методами очистки сточных вод является одновременная очистка от органических и неорганических примесей, что особенно важно в системах оборотного водоснабжения. Обеспечивается возможность получения наиболее чистой воды, так как мембраны могут задерживать практически все растворённые вещества и взвеси минерального и органического характера, в том числе бактерии, микробы и всякого рода другие микроформы. [c.264]

В последнее время в Советском Союзе и за рубежом для получения воды, свободной от растворенных примесей, начинают применять метод обратного осмоса, или гиперфильтрации. Под гиперфильтрацией понимают [163] фильтрование растворов под давлением через специальные полупроницаемые мембраны, пропускающие молекулы воды и полностью или частично задерживающие молекулы и ионы растворенных веществ. В основе метода лежит явление осмоса, которое заключается в самопроизвольном переходе молекул растворителя в раствор при условии разделения их полупроницаемой мембраной и возникновением при этом движущей силы, называемой осмотическим давлением. Повыщение давления под раствором сверх осмотического приводит к переходу растворителя в обратном направлении (обратный осмос). Схема возникновения обратного осмоса представлена на рис. V.l. [c.116]

Существенным преимуществом обратного осмоса перед всеми другими методами очистки сточных вод является одновременная очистка от неорганических и органических примесей, что особенно важно в системах оборотного водоснабжения. Обеспечивается возможность получения наиболее чистой воды, так как мембраны могут задерживать практически все растворенные вещества и взвеси минерального и органического характера, в том числе вирусов, бактерий, микробов и всякого рода других микроформ. Такую очистку воды в настоящее время широко используют при водоподготовке для промышленных целей. [c.220]

Среди мембранных методов разделения жидких смесей важное место занимают обратный осмос и ультрафильтрация [1—3]. В последние годы их начали применять для опреснения соленых вод, очистки сточных вод, получения воды повышенного качества, концентрирования, технологических растворов в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности. Обратный осмос и ультрафильтрация основаны на фильтровании растворов под давлением, превышающим осмотическое, через полупроницаемые мембраны, пропускающие растворитель, но задерживающие растворенные вещества (низкомолекулярные при обратном осмосе и высокомолекулярные при ультрафильтрации). Разделение проходит при температуре окружающей среды без фазовых превращений, поэтому затраты энергии значительно меньше, чем в большинстве других методов разделения (таких как ректификация, кристаллизация, выпаривание и др.). Малая энергоемкость и сравнительная простота аппаратурного оформления обеспечивают высокую экономическую эффективность указанных процессов. [c.319]

Диффузия в полимерах представляет интерес для инженера-химика, поскольку тонкие полимерные мембраны, обладающие селективной проницаемостью , можно применять в процессах разделения и так как процессы получения полимеров часто сопровождаются диффузией реагирующих веществ или продуктов к месту проведения реакции полимеризации или от него. Процессы разделения, основанные на диффузии в полимерах, включают фракционирование углеводородов, диализ, обратный осмос и т. д. Диффузия воды и других растворителей выдвигает свои проблемы при промышленном изготовлении полимеров и скручивании их для получения текстильных волокон низкая водопроницаемость требуется от полимерных пленок, используемых для упаковки пищевых продуктов. Разделение при электродиализе или в ионообменной аппаратуре зависит от ионной диффузии в полимерах. [c.58]

Существуют и другие процессы, в которых используются мембраны, например электродиализ, ультрафильтрация, микрофильтрация и обратный осмос. Однако для получения клеток и их метаболитов лучше всего использовать именно диализ, поскольку в отличие от других методов при диализе происходит наименьшее засорение мембраны. При культивировании с диализом между культуральной камерой и сосудом с жидкостью помещают мембрану. Для повышения эффективности такого способа культивирования объем диализной жидкости должен быть значительно больше объема диализуемой культуры, или же диализную жидкость следует менять. [c.417]

ДЛЯ быстрого диагностирования индикаторов загрязнения и наличия патогенных организмов. В биохимии мембранные фильтры применяются в качестве пористых подложек при электрофорезе и для связывания нуклеиновых кислот при изучении гибридизации. Они широко используются в клинической практике, в том числе для установления наличия раковых клеток в ткани, при цитологических исследованиях тканевых жидкостей, для приготовления тех или иных лекарственных средств и т. п. В аналитической практике вещества, собранные на фильтре, можно подвергнуть рентгеноструктурному анализу, эмиссионной спектроскопии, микроскопии, гравиметрии или активационному анализу. Мембраны используются во многих аналитических приборах, например в газоанализаторах на кислород, в рН-метрах и электролитическом разделении ионов. В процессах диализа и ультрафильтрации используют по существу те же мембранные фильтры, но с другими размерами пор. Ныне один из самых тонких методов получения высококачественной воды, свободной от ионов, состоит в комбинировании микрофильтрации с обратным осмосом в последнем случае применяют более тонкопористые мембраны. [c.18]

Мембраны для обратного осмоса, полученные плазменной полимеризацией, имеют следующие особенности стабильное-увеличение селективности и проницаемости в течение длительного времени (рис. 1-7 [32]), отличные характеристики при сравнительно высокой концентрации исходного раствора. Исследования с помощью сканирующего электронного Б,лЦм --, <р,% микроскопа не обнаружили каких-либо различий в структуре поверхности плаз- 51 менных мембран, которые в течение двух недель находились на воздухе или в 3,5%-ном растворе Na l. [c.27]

Однако обратный осмос и ультрафильтрация отличаются от фильтрования с образованием осадка или закупориванием пор перегородки и получением чистого фильтрата. При обратном осмосе и ультрафильтрации осуществляется разделение раствора на растворитель и раствор с повышенной концентрацией растворенного вещества. При этом накопление растворенного вещества у поверхности мембраны недопустимо, так как оно приводит к резкому снижению проницаемости и селективности действия мембраны (концентрационцая поляризация). Для устранения этого необходимо постоянно обновлять слой жидкости у поверхности мембраны. Таким образом обратный осмос и ультрафильтрация в некотором смысле аналогичны фильтрованию с непрерывным удалением слоя осадка с поверхности перегородки и получением чистого фильтрата и сгущенной суспензии. Однако следует отметить, что при ультрафильтрации может образоваться гелевидный слой на поверхности мембраны, снижающий производительность установки. [c.83]

Вследствие непрерывисто и быстрого совершенствования мембран и оборудования для обратного осмоса трудно дать точный экономический анализ этой технологии с какой-либо уверенностью, что он представит ценность и в будущем. Основная причина быстрых изменений в технологии обратного осмоса обусловлена наличием четырех основных типов оборудования, применяемого дпя его осуществления (плоскорамного, трубчатого, рулонного и с полыми волокнами конкурирующих между сэбой. Кроме того, конкурировать между собой могут также мембранные материалы (гл. 8). Площадь мембран, необходимая дпя получения заданной производительности, зависит от типа применяемого оборудования. Тип используемой мембраны значительно влияет на величину доли исходного раствора, выделяемой через мембрану в виде некоторого раствора, и на содержание в последнем растворенного вещества. Наконец, проводятся [c.197]

Сушка мембран для обратного осмоса и ультрафильтрационных мембран, полученных методом мокрого формования, не является обязательной операцией. Эта операция осуществляется при получении диффузионных и микрофильтрационных мембран, причем эти мембраны перед сушкой не подвергают импрегнированию. Температура сушки составляет 50—90°С. Операция может проводиться контактным способом на сушильных барабанах или в туннельных сушилках горячим воздухом. В конце технологического процесса проводят дефектоскопирова- [c.127]

Впервые проницаемость пленок на основе ПС и АБС-мате-риала, содержащих микротрещипы, была обнаружена в [238]. В этой работе пленки полимеров нагружали в воде, после чего измеряли их проницаемость. Было показано, что проницаемость получаемых материалов сравнима с проницаемостью лучших мембран для обратного осмоса. Пористая структура полученной таким образом мембраны устойчива лишь в температурной области ниже температуры стеклования. По достижении полимером температуры стеклования микротрещины полностью залечиваются и его проницаемость падает до нуля. На этом явлении основан одпн нз методов определения температуры стеклования полимеров [239]. [c.170]

Результаты исследования динамики уменьщения диаметра пор в процессе образования напыленного слоя показали, что на испытанных подложках продолжительность напыления при получении мембран для микрофильтрации, ультрафильтрации и обратного осмоса составляет соответственно менее 30 мин, 30- 90 мин, более 90 мин. Продолжительность экспозиции можно значительно снизить, если использовать подложку с порами меньшего диаметра [30]. Например [31], получены мембраны для обратного осмоса с ф = 92—95% (по 3,5%-ному водному раствору Na l) и с высокой проницаемостью при продолжительности полимеризации 2—3 мин на подложке, которой служила нитрат-ацетатцеллюлозная мембрана (Millipo-ге) с >dn = 0,025 мкм (рис. 1-6). [c.26]

При получении мембран для обратного осмоса в безэлект-родном тлеющем разряде из паров мономера большое значение имеют следующие факторы устойчивость материала подложки в плазме, размер пор и сорбционные характеристики пористой подложки, давление в системе. Значение первого фактора особенно важно, когда используются подложки из полимерного материала. В тлеющем разряде все полимеры в той или иной степени разлагаются. Получаемые при этом газовые продукты могут участвовать в процессе плазменной полимеризации мономера, что часто недопустимо из-за ухудшения характеристик мембраны. Наиболее чувствительны к плазме полимеры, которые содержат структуры и группы гидрофобных мономеров. [c.27]

Поток информации по мембранной технологии как в СССР, так и за рубежом стремительно возрастает. Однако этот материал недостаточно систематизирован (особенно по таким методам, как обратный осмос, ультрафильтрация и испарение через мембрану). Кроме того, среди вышедших за рубежом монографий отсутствуют книги, посвяш енные проблеме в целом. Например, в монографии Кйстинга Синтетические полимерные мембраны (США, 1971 г.) рассматриваются только вопросы синтеза и получения полупроницаемых мембран, а книга Сурираяна Обратный осмос (Англия, 1970 г.) при обилии экспериментального материала страдает некритическим изложением фактов. К тому же в названных книгах совершенно не отражены работы советских исследователей. [c.7]

Установлено, что полимерные пленки, выпускаемые промышленностью для ультрафильтрации, ионного обмена [158, 169, 170], а также мембраны из коллодия, желатины, целлюлозы и других материалов [171, 1721 не пригодны для обратного осмоса. Полупроницаемые мембраны, полученные Рейде и Спенсером 11731, имеют хорошую селективность, но малую проницаемость (0,4 л/м ч при давлении 40 ат). Мембраны, приготовляемые по специальной прописи из смеси ацетатцеллюлозы, ацетона, воды, перхлората магния и соляной кислоты (соответственно 22,2 66,7 10,0 1,1 и 0,1 весовых процента), позволяют опреснять воду с 5,25 до 0,05% Na l и имеют проницаемость 8,5—18,7 л м ч при рабочем давлении 100—140 ат [158, 1741, срок их службы не менее 6 месяцев [1751. Электронно-микроскопические исследования этих мембран [176—1781 показали, что их активная часть — плотный поверхностный слой толщиной 0,25 мк с очень мелкими порами, которые не представилось возможности обнаружить. Он соединен с губчатой крупнопористой структурой (поры 0,1 мк) толщиной 250 мк, обеспечивающей механическую прочность мембраны и являющейся подложкой селективного поверхностного слоя. Изыскания способов приготовления мембран продолжаются [159, 160, 179—191], так как, по предварительным расчетам 11921, обратный осмос может стать конкурентноспособным с другими способами опреснения воды при повышении проницаемости мембран до 5 м 1м в сутки. [c.415]

Пористый материал в виде тонкого листа помещается внутри защитной оболочки, полученной при запаивании с трех сторон пары ленточных мембран. Защитная оболочка омывается рассолом. Незапаянный конец заделывают в одно из отверстий в водосборной трубе так, чтобы был выход к тонколистовому пористому веществу. Затем водосборную трубу обматывают защитной оболочкой с пористой прокладкой, изолируя ее с помощью проволочной сетки. Такой агрегат помещается внутрь герметичной трубы большего диаметра, работающей как сосуд под давлением. В процессе работы рассол нагнетается в трубу большого диа-. метра, затем проникает через мембраны в пористый материал. Обессоленную воду собирают и удаляют из установки по водосборной трубе. На практике несколько агрегатов соединяют последовательно внутри одного кожуха при этом соленая вода проходит от одного агрегата к другому. Такой тип опреснителя методом обратного осмоса достаточно эффективен и используется в ряде промышленных установок. [c.557]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология