Мембрана для обратного осмоса пористость

Схема трубчатого элемента аппарата обратного осмоса /—пористая труба 2—мембрана. [c.154]

Мембраны подразделяются на пористые и диффузионные. Пористые мембраны нашли широкое применение в процессах обратного осмоса, микро- и ультрафильтрации. Они имеют как анизотропную, так и изотропную структуру. [c.375]

Поскольку для проведения процессов обратного осмоса и ультрафильтрации применяются исключительно пористые мембраны, то в данной книге все аспекты теории и практики обратноосмотических и ультрафильтрационных процессов рассматриваются только относительно пористых мембран. [c.47]

Знание структуры полупроницаемых мембран имеет большое значение при решении задач разработки количественной теории мембранных процессов и их успешной реализации. Поскольку пористые мембраны наиболее перспективны для проведения процессов обратного осмоса и ультрафильтрации, то целесообразно подробнее рассмотреть основные методы определения пористости, размера и распределения пор для этого типа мембран. [c.91]

Для проведения процессов обратного осмоса и ультрафильтрации применяют пористые мембраны, изготовляемые в основном из полимерных материалов. Полимерные мембраны могут быть анизотропными и изотропными. [c.563]

Пористые мембраны нашли широкое применение прежде всего в процессах обратного осмоса, микро- и ультрафильтрации, реже-для разделения газов. Они имеют как анизотропную, так и изотропную структуру. Мембраны с анизотропной структурой имеют поверхностный тонкопористый слой толщиной 0,25-0,5 мкм (называемый активным, или селективным), представляющий собой селективный барьер. Компоненты смеси разделяются именно этим слоем, располагаемым со стороны разделяемой смеси. Крупнопористый слой толщиной примерно 100-200 мкм, находящийся под активным слоем, является подложкой, повышающей механическую прочность мембраны. Мембраны с анизотропной структурой характеризуются высокой удельной производительностью, более медленной закупоркой пор в процессе их эксплуатации. Срок службы этих мембран определяется главным образом химической стойкостью материала мембран в перерабатываемых средах. Для мембран с изотропной структурой характерно быстрое снижение проницаемости вследствие закупорки пор коллоидными или взвешенными частицами, часто содержащимися в разделяемых растворах. [c.315]

Приведем существующую классификацию полупроницаемых мембран, применяемых при осуществлении процессов обратного осмоса и ультрафильтрации (рис. 6.36). Указанные мембраны могут быть пористыми и непористыми, причем последние являются квази-гомогенными гелями, через которые растворитель и растворенные вещества проникают под действием градиента концентраций (молекулярная диффузия), поэтому такие мембраны получили название диффузионных. [c.225]

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]

По некоторым данным, эффективно использование ультрафильтрации и особенно обратного осмоса. Так, положительные результаты получены при разрушении СОЖ на основе эмульсолов повышенной устойчивости (типа Аквол). Для ультрафильтрации применялись мембраны УАМ различной пористости. Конструкция установки — типа фильтр-пресса. [c.255]

В основе баромембранных методов лежит перенос вещества через пористую перегородку вследствие конвективного движения среды под действием градиента давления. В зависимости от диаметра пор мембраны различают процессы обратного осмоса (мембраны с диаметром пор [c.219]

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]

Пористые полимерные и металлические мембраны применяют для проведения процессов обратного осмоса и ультрафильтрации. [c.431]

Мембраны могут принадлежать к четырем классам. Некоторые из них сравнительно инертны в электрическом отношении, как, например, мембраны из ацетата целлюлозы, используемые для опреснения воды за счет обратного осмоса. К этому же классу можно отнести пористый стеклянный диск. Ионообменные мембраны имеют заряженные группы, связанные с матрицей мембраны [13]. Следовательно, они стремятся вытеснить ионы того же заряда, что и связанный. Так, в катионообменных смолах числа переноса анионов малы. Такие мембраны используются для опреснения воды путем электродиализа. Третий класс содержит стекла, керамику и твердые электролиты [14, 15]. Стеклянная мембрана, в которой число переноса ионов водорода в области изменения химических потенциалов равно единице, применяется для создания электрода, который по существу обратим по ионам водорода, подобно водородному электроду. Такие электроды используются при измерении pH, поскольку они удобнее водородных электродов. Интересный класс составляют биологические мембраны [16, 17], которые стали предметом обстоятельных исследований того, как живые клетки транспортируют вещества и как они генерируют нервные импульсы. [c.163]

Мембранные способы основаны па разделении эмульсий путем их продавливания (фильтрования) через полупроницаемые мембраны, пропускающие воду и задерживающие (полностью или частично) растворенные и эмульгированные частицы. Известны три метода мембранного разделения — ультрафильтрация, обратный осмос (гиперфильтрация) и микрофильтрация. Методы имеют между собой много общего (материал мембраны, конструкция установок, схема разделения), а отличаются пористостью мембран и механизмом процесса. [c.187]

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]

Поскольку данное выше определение является грубым и несколько условным, не все известные мембраны и мембранные структуры будут охвачены. Этот подход использован ради простоты, поскольку в нем могут быть более полно поняты основные принципы. От одного типа мембран к другому нет резкого перехода. Мембраны для обратного осмоса, например, могут считаться переходными между пористыми и непористыми мембранами. [c.90]

Можно охарактеризовать различные процессы по структуре мембран. При микрофильтрации вся толщина мембраны дает вклад в сопротивление транспорту, особенно при использовании симметричных пористых мембран. Толщина мембраны может варьировать от 10 мкм до 150 мкм и более. При ультрафильтрации и обратном осмосе используются асимметричные мембраны, в которых тонкий, относительно плотный верхний слой (толщиной 0,1-1,0 мкм) нанесен на подложку с пористой структурой (толщиной 50-150 мкм). Гидравлическое сопротивление практически полностью локализуется в верхнем слое, тогда как нижний слой выполняет лишь функцию подложки. Поток через эти (и другие) мембраны обратно пропорционален эффективной толщине, а поскольку мембраны обладают асимметричной структурой с толщиной верхнего слоя менее 1 мкм, такие мембраны могут представить интерес с экономической точки зрения. Сравнение различных процессов дано в табл. У1-4. [c.284]

Качество пермеата остается высоким даже при очень высоких концентрациях раствора на входе в мембрану. На рис. У1-41 показаны поток и селективность (выраженная через электропроводность) пористой полипропиленовой мембраны в зависимости от концентрации хлорида натрия. С увеличением концентрации соли поток несколько падает вследствие снижения давления пара. Качество же продукта (пермеата) не зависит от концентрации соли на входе в мембрану. При обессоливании морской воды с помощью обратного осмоса процесс сильно зависит от осмотического давления высококонцентрированных растворов, подающихся на мембрану, в то время как при мембранной дистилляции используются и более концентрированные растворы без заметного снижения эффективности мембраны. [c.367]

Особенно сильно торможение проявляется в процессах микрофильтрации и ультрафильтрации, поскольку пористые мембраны, использующиеся в этих процессах, по своей природе особенно склонны к забиванию. При первапорации и газоразделении забивания использующихся в этих процессах плотных мембран практически не происходит. Таким образом, степень торможения определяется типом задачи разделения и типом применяемых при этом мембран. Поэтому процессы отложения осадков (или забивания) целесообразно рассмотреть в связи с процессами обратного осмоса, ультрафильтрации и микрофильтрации. Все случаи отложения загрязнений грубо можно разделить на три типа [c.420]

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]

Иная картина наблюдается, если вода и раствор сахарозы разделены пористой полупроницаемой перегородкой (мембраной — пленка коллодия, целлофан, животный пузырь), через которую свободно проходят молекулы воды, но не могут проникать молекулы сахарозы. Если в сосуд из полупроницаемой мембраны, переходящий сверху в узкую трубку (рис. 44), налить раствор сахарозы и погрузить в чистую воду, то выравнивание концентраций будет происходить только за счет молекул воды, которые в большем количестве диффундируют в раствор, чем обратно. В результате уровень жидкости в трубке повышается, а концентрация раствора уменьшается. Такая односторонняя диффузия через полупроницаемую мембрану называется осмосом. В сосуде с раствором создается давление, под действием ко- [c.136]

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]

Трубчатый фильтрующий элемент (рис. 17.9) представляет собой сменный узел аппаратов для проведения обратного осмоса или ультрафильтрации, состоящий из полупроницаемой мембраны 1, дренажного каркаса, изготовленного из пористой трубы 2, и дренажной прокладки 3, предотвращающей вдавлн- [c.437]

Изыскания и разработки по применению обратного осмоса для опреснения воды пока не вышли из стадии лабораторных исследований и полупроиз-водственных испытаний. В разделительных ячейках мембраны располагаются, как и пластины в фильтр-прессах, внутри пористых труб из стеклопластика, в виде спирально навитых на трубу пакетов и др. [c.675]

МЕМБРАНА ж. Плёнка, закреплённая по контуру, гнперфнльтрацибнная М. Полупроницаемая мембрана для разделения смесей обратным осмосом, динамическая М. Полупроницаемая мембрана, образующаяся на поверхности пористой основы из присутствующих в разделяемой смеси диспергированных частиц. [c.253]

Гипотеза о механизме обратного осмоса с учетом роли электростатических сил была высказана Глю-кауфом [29]. Его точка зрения основана на том, что свободная электростатическая энергия иона в капиллярах пористой мембраны выше, чем в объеме раствора, так как материал мембраны имеет низкую диэлектрическую постоянную. Поэтому концентрация ионов в порах должна быть значительно ниже, чем в объеме раствора, т. е. на ионы должна действовать выталкивающая сила. Эта гипотеза вполне удовлетворительно объясняет процесс разделения растворов [c.28]

Эти процессы можно классифицировать в порядке уменьще-ния размеров частиц и пор на микрофильтрацию (МФ), у л ьтр а ф и л ь т р а ц и ю (УФ) и г и п е р ф и л ьтр а ц и ю (ГФ). Последний процесс называется также обратным осмосом (00). В каждом из этих процессов используются пористые мембраны, препятствующие переходу растворенных или суспендированных частиц. [c.49]

Гиперфильтрация, или обратный осмос, лежит в самом конце спектра процессов разделения на пористых мембранах. В результате такого расположения ГФ-мембраны характеризуются меньшим размером пор, более низкой пористостью и повышенной плотностью пор по сравнению с УФ- и МФ-мембранами (см. табл. 2.7). Благодаря этому ГФ-мембраны способны удерживать растворенные микровещества (включая ионы), размер которых меньше, чем 10 А. Небольшие размеры и молекулярная масса этих частиц дают возможность оценить даже невысокие концентрации (в %) в мольных единицах. [c.66]

Среди мембранных процессов важное место занимают баромембранные— обратный осмос, ультрафильтращм и микрофильтрация [48]. Практическую значимость эти процессы приобрели после создания анизотропных мембран, состоящих из тонкого активного микропористого слоя, благодаря которому происходит разделение и толстого пористого слоя, обеспечивающего механическую прочность мембраны. При такой структуре проницаемость на один-два порядка выше, чем в случае изотропных мембран. [c.37]

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]

Толщину диффузионного слоя у поверхности мембраны со "стороны исходного раствора бс оценивали следующим способом. По известным аппроксимационным уравнениям Дрезнера [73, 74] для ламинарного течения раствора в плоском канале с отсосом через пористые стенки находили значения концентрационной поляризации мембраны КП = Спов, /Сол—1 (где Спов.п-—концентрация иона-на поверхности мембраны. Соя — концентрация иона в объеме исходного раствора) на различном удалении от входа в канал при обратном осмосе раствора Na I. [c.120]

Мембраны, применяемые для обратного осмоса, должны отвечать следующим требованиям высокие проницаемость и селективность, способность противостоять значительной разности давлений (по обеим сторонам мембраны) и устойчивость к температурным колебаниям. Материалы и структурные построения мембран для обратного осмоса разнообразны. Широко применяют аиетатцеллюлозные мембраны в виде плоских пленок и полиг идные мембраны в виде полых волокон. Лцетатцеллюлозные мембраны различных типов, выпускаемые в СССР, имеют следующие характеристики обшая пористость - 75%, водопроницаемость при давлении 5 МПа - 150-600 л/м сут., солезадержание - 80-97,5%. [c.76]

Величина потока через мембрану является столь же вгьжной характеристикой, как селективность по отношению к различным типам растворенного вещества. Если выбор материала для мембраны основывался на характеристических разделительных свойствах, поток через приготовленную из этого материала мембрану можно улучшать за счет уменьшения толщины мембраны. Поток приблизительно обратно пропорционален толщине мембраны, поэтому большинство мембран обратного осмоса выполняются как асимметричные с плотным верхним слоем (толщиной до 1 мкм) и нижележащей пористой подложкой (толщиной 50-150 мкм). Сопротивление транспорту в такой мембране определяется в основном плотным верхним слоем. Различают два типа мембран с асимметричной структурой 1) интегральные или асимметричные мембраны и 2) композиционные мембраны. [c.300]

Кроме ацетилцеллюлозы, для изготовления мембран был применен ряд других материалов, а именно полиамиды (найлоны), полибензимидазолы, сульфонированный диметилполи-фениленоксид и полиэтиленимин. Для обратного осмоса был также испытан другой класс мембран, называемых динамическими (или мембранами in situ). Это жидкие мембраны, которые фактически образуются непосредственно на микропористой подложке, когда на ее поверхность наносится раствор, содержащий поверхностно-активные вещества [219]. Некоторые пористые материалы, не обладающие достаточной селективностью для обратного осмоса, могут быть использованы в этих [c.369]

Хотя первые мембраны как для ультрафильтрации, так и для обратного осмоса были целлюлозными, в настоящее время широкое распространение получили также мембраны из синтетических пластмасс. Применение мембран с высокой степенью анизотропии позволяет достигать высоких скоростей потока. В этих мембранах тонкая пленка мембранного материала с требуемым размером пор скреплена с толстым пористым мембранным слоем, что обеспечивает высокую пропускную способность. Как ультрафильтрационные, так и обратноосмотические мембраны могут быть выполнены либо в виде плоских листов для установок плоскокамерного типа, либо в виде фильтрующих элементов рулонного типа, в которых плоская мембрана тщательно обмотана вокруг центрального стержня, либо в виде фильтр-патронов с полыми волокнами, в которых пучки этих цолокон заправлены в цилиндрический кожух. [c.378]

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]

Механизм осмоса может быть различен и зависит в основном от природы мембраны. В одних случаях мембрана взаимодействует с растворителем, образуя с ним непрочные соединения промежуточного характера. В других случаях через мембрану могут свободно проходить только те вещества, которые обладают способностью растворяться в ней. Мембрана может представлять собой просто пористую перегородку с порами определенного размера. Осмос можно наблюдать в специальных приборах, которые называются осмометрами. Простейшая схема осмометра приведена на рис. 45. Основной его деталью является осмометрическая ячейка 1, отделенная от сосуда 2 с чистым растворителем полупроницаемой мембраной, пропускающей только молекулы растворителя, но не растворенного вещества. Ячейку с концентрирован- ным раствором погружают в сосуд с растворителем—менее концентрированным раствором. Спустя некоторое время отмечается значительное повышение уровня жидкости в трубке. Объясняется это тем, что с поверхностью мембраны снизу сталкивается больше молекул растворителя, чем сверху, так как сверху часть поверхности ванята также молекулами растворенного вещества, не проникающего сквозь мембрану. Поэтому в единицу времени вверх переходит значительно больше молекул растворителя, чем в обратном направлении. [c.121]