Проницаемость при обратном осмосе зависимость

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]

Капиллярно-фильтрационная модель механизма селективной проницаемости позволяет объяснить влияние внешних факторов на процесс разделения электролитов и водных растворов органических веществ и получить некоторые расчетные зависимости для определения основных характеристик процесса. Так, учет влияния концентрации электролита в исходном растворе на эффективность разделения обратным осмосом может быть проведен на основе представлений об определяющем влиянии гидратирующей способности ионов [116, 158, 163]. Согласно этим представлениям, чем выше гидратирующая способность ионов электролита, тем больше и прочнее гидратная оболочка ионов, что, в свою очередь, затрудняет их переход через поры мембраны. Поэтому в разбавленных растворах, когда сила связи ион — вода меняется незначительно, селективность остается практически постоянной (область И на рис. IV-18,б). С увеличением концентрации электролита эта связь ослабевает и селективность снижается. [c.204]

В области больших разведений, когда концентрации соли в слое связанной воды и разделяемом растворе становятся сопоставимыми, следует ожидать, что ф высокоселективной мембраны будет находиться в обратной зависимости от растворимости в слое связанной воды. Увеличение концентрации исходного раствора приводит к уменьшению вклада этого эффекта в процесс разделения. Проницаемость в первой области остается практически постоянной, что объясняется прежде всего отсутствием заметного влияния концентрации раствора на движущую силу процесса. Из факта снижения селективности при большом разбавлении (I область) следует важный для практики вывод, что уровень примесей в воде, очищенной обратным осмосом, определяется их растворимостью в слое связанной воды. [c.211]

Следовательно, экспериментальные зависимости хорошо согласуются с выводами капиллярно-фильтрационной модели механизма полу-проницаемости. Следует ожидать, что данный подход с учетом взаимного влияния ионов и внешних факторов на процесс гидратации, а также с учетом влияния электролитов на толщину адсорбционных слоев растворителя даст возможность разработать количественную теорию обессоливания растворов обратным осмосом. Однако решение этой задачи невозможно без точного определения размеров пор и их распределения, толщины слоя связанной жидкости на внутренней поверхности пор при течении жидкости под действием градиента давлений. Уместно отметить, что и для процесса ультрафильтрации определение толщины слоя связанной жидкости также имеет важное значение, особенно при сравнительно небольших диаметрах пор (порядка 5 30 нм, или 50—300 А). Как было показано выше (см. стр. 105), в этом случае толщина слоя связанной жидкости становится соизмеримой с радиусом пор ультрафильтров. [c.211]

О возможности использования обратного осмоса при исследовании структуры растворов электролита. Как было показано выше, между характеристиками разделения и явлениями гидратации выявлена взаимосвязь-селективность и проницаемость коррелируются с теплотами гидратации или же величинами кристаллографического радиуса и заряда ионов. Установленные зависимости позволяют решать обратную задачу находить отдельные параметры, относящиеся к структуре растворов, с помощью экспериментов по обратному осмосу. [c.212]

Для решения вопроса о том, справедлива ли эта модель и для каких систем, нужно параллельно с электростатическими измерениями проделать на тех же системах другие эксперименты, в которых непосредственно проявились нерастворяющие и гидродинамические свойства пристенной воды. Так, очень важно было бы дополнить комплекс измерений, примененных в работе [И], определением гидродинамической проницаемости, исследованием температурной зависимости электроосмоса и обратного осмоса. [c.107]

В большей части промышленного оборудования для обратного осмоса используются анизотропные ацетатцеллюлозные мембраны типа предложенного в работе /5/. Некоторые свойства ацетата целлюлозы и анизотропных мембран описаны в работе /27/. Ацетат целлюлозы отвечает трем существенным требованиям к эффективным мембранам для обратного осмоса он обладает превосходными пленкообразующими свойствами, высокой проницаемостью для воды, а его проницаемость для большинства водорастворимых соединений достаточно низка. В последние годы в поисках материалов с лучшими качествами для обессоливания воды был проведен ряд исследований проницаемости синтетических полимерных мембран по отношению к воде и солям. Эти исследования подтвердили интуитивные представления о том, что с усилением гидрофильных свойств материала мембраны ее проницаемость повышается как для воды, так и для солей. Данные о проницаемости некоторых материалов, соглас -но модели растворения и дифФузии, приведены на фиг. 1. Широкий интервал значений проницаемости для данного типа материала отражает изменения в химическом составе. Для ацетата целлюлозы, например, понижение степени ацетилирования приводит к повышению значения проницаемости по отношению к воде и соли. При работе с сополимерами поливинилпирролидон - полиизоцианат такая же тенденция появляется при снижении содержания полиизоцианата. Несмотря на то что графики неточны вследствие некоторой зависимости значений проницаемости от способа отливки мембран и от условий измерений, отчетливо видна тенденция изменений. Наклоны кривых, построенных в логарифмической системе координат, не одинаковы , так что наиболее селективные материалы, т.е. материалы, характеризуемые наиболее высоким отношением значений проницаемости для воды и соли, одновременно обладают самой низкой проницаемостью для воды. Линия, проведенная с наклоном, равным 1, представляет условия с задерживанием 99% растворенного вещества, определенные согласно модели растворения и диффузии при истинной разности давлений др -Дп- = 50 атм. Как видно, мембраны из [c.144]

Капиллярно-фильтрационная модель механизма селективной проницаемости позволяет объяснить влияние внешних факторов на процесс разделения электролитов и водных растворов органических веществ и получить некоторые расчетные зависимости для определения основных характеристик процесса. Так, учет влияния концентрации электролита в исходном растворе на эффективность разделения обратным осмосом может быть проведен на основе представлений об определяющем влиянии гидратирующей способности ионов [197]. Согласно этим представлениям, чем выше гидратирующая способность ионов электролитов, тем больше и прочнее гидратная оболочка [c.114]

Таким образом, на основе предложенной модели процесса-селективной проницаемости мембран с учетом представлений а-гидратации в растворах электролитов удается не только объяснить основные зависимости, характерные для разделения водных растворов солей обратным осмосом, но и получить количественный подход к расчету ряда параметров процесса разделения. Полученные результаты нашли подтверждение в работе [116]. [c.117]

Связь селективности и проницаемости мембраны со структурой электролита. Как было показано выше, между характеристиками разделения и гидратацией выявлена следующая взаимосвязь селективность и проницаемость коррелируются с теплотами гидратации или с кристаллографическим радиусом и зарядом ионов. Установленные зависимости позволяют решать обратную задачу находить отдельные параметры, характеризующие структуру растворов, путем экспериментов по обратному осмосу. [c.119]

Капиллярно-фильтрационная модель механизма селективной проницаемости позволяет объяснить влияние внешних факторов на процесс разделения электролитов обратным осмосом и получить некоторые расчетные зависимости для определения основных характеристик процесса. [c.89]

На рис. 4.14 приведены данные об изменении потока проницаемости обратноосмотических мембран со временем при очистке промышленных сточных вод [42]. Видно, что поток через мембраны уменьшается в течение 170 ч работы с различным темпом в зависимости от первоначального значения потока. Процесс старения мембран и модулей приводит их в такое состояние, когда дальнейшее изменение потоков происходит одинаково для всех потоков с различными первоначальными характеристиками. Для уменьшения эффекта старения мембран и модулей при обратном осмосе (как и для других про- [c.150]

Метод расчета эмпирических корреляций по влиянию концентрации растворенных веществ и гидродинамических условий нашел развитие в работах Ю. И. Дытнерского и Р. Г. Кочарова и базируется на экспериментально изученных зависимостях селективности и проницаемости от концентрации растворенных веществ и гидродинамических условий в аппаратах обратного осмоса и ультрафильтрации [186—188]. Во всех случаях предполагается, что процесс проводится при постоянном давлении и постоянной температуре. [c.230]

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]

Селективность и проницаемость мембран для обратного осмоса определяются рабочими т-рой и давлением и, кроме того, pH, концентрацией и природой исходной смеси. С повьиыением т-ры вследствие снижения вязкости р-ра величина О возрастает, а <р изменяется в зависимости от природы растворенных компонентов соотв. увеличивается и уменьшается при разделении водных р-ров неполярных и полярных соединений. Помимо этого, при высокой т-ре происходит постепенное уплотнение (усадка) мембран, что снижает их ресурс. С повышением давления проницаемость перегородок проходит через максимум, а селективность, как правило, возрастает. Под действием рабочего давления мембраны также уплотняются, что способствует уменьшению О, но практически не вызывает изменения <р. Скорость уплотнения несколько снижается, если процесс осуществляют при небольших т-ре и давлении или при использовании композитных мембран. Наилучшие условия работы полимерных перегородок достигаются в случае разделения смесей в нейтральной среде при комнатной т-ре. [c.24]

Анализ данных о влиянии температуры на селективность и проницаемость ацетатцеллюлозных мембран для обратного осмоса при разделении растворов неорганических веществ (например, Na l) (рис. 4-6) показывает, что с повышением температуры (примерно до 50°С) проницаемость мембраны сначала увеличивается обратно пропорционально вязкости жидкости. Затем зависимость G=f(t) начинает отклоняться от этой закономерности, проницаемость уменьшается и при / 85°С падает до нуля. Этот эффект можно объяснить усадкой и полным стягиванием пор мембраны в процессе структурирования полимера, заканчивающегося при указанной температуре, что подтверждается, в частности, необратимым изменением свойств этих мембран после работы при температуре более 50 °С. Селективность ацетатцеллюлозных мембран при повышении температуры до 60 °С возрастает незначительно, затем остается практически постоянной. [c.80]

Кривые, характеризующие зависимость селективности и проницаемости ацетатцеллюлозных мембран для обратного осмоса от концентрации растворенных веществ в разделяемом растворе (водном растворе сильных электролитов) приведены на рис. 441 [112, 124—127]. Как следует из рис. 4.11, в области невысоких концентраций селективность и проницаемость мембран остаются практически постоянными, затем с увеличением концентрации они снижаются. Аналогичные зависимости получены для многокомпонентных растворов электролитов (например, для растворов Na l-fK l + a b). Постоянство селективности при невысоких концентрациях наблюдается и для растворов органических веществ (рис. 4-12), на котором показан линейный характер зависимости X2=f(Xi). [c.85]

На рис. 4-15 представлены результаты опытов по концентрированию водного раствора капролактама. Для данной системы селективность не зависит от концентрации во всем интервале ее изменения. С увеличением концентрации проницаемость снижается в результате уменьшения движущей силы процесса вследствие повышения осмотического давления раствора. Постоянство селективности обусловлено, по-видимому, тем, что с изменением концентрации капролактама структура раствора не изменяется, а следовательно не изменяется и примембранный слой, который оказывает определяющее влияние на селективность процесса разделения обратным осмосом. Это подтверждается рис. 4-16, на котором зависимость Х2=1(Х1) экстраполируется в начало координат. Кроме того, это свидетельствует о том, что в системе капролактам — вода оба компонента смеси обладают способностью сорбироваться на поверхности мембраны. Наклон этой прямой характеризует их относительную способность к сорбции. [c.90]

На примере ионов К+ и Li+ показана [133] возможность использования обратного осмоса для определения координационных чисел гидратации. В основе метода лежит явление прекращения перехода раствора через ацетатцеллюлозную мембрану, когда концентрация электролита превышает границу полной гидратации. Опыты проводили на лабораторных ячейках с перемешиванием раствора. В предварительных экспериментах было подтверждено определенное ранее значение границы полной гидратации для Na l, равное 3,96 моль/л воды. Исходя из принятого на основе литературных данных значения координационного числа гидратации пыа+ = 6 (см. таблицу в разд. 4.3) было определено ИсГ = 8. После этого была изучена зависимость проницаемости мембран от концентрации КС1 и Li l в разделяемом растворе. Обработка зависимостей G = f(xi) с помощью метода наименьших квадратов показала, что проницаемость мембраны обращается в нуль при концентрации-K l, равной 3,46 моль/л воды, Li I — 3,97 моль/л воды. Принимая эти значения соответствующими границе полной гидратации и исходя из гсг = 8, получили значения координационных чисел гидратации /гк +=8 и /гы+ = 6, что полностью согласуется с литературными данными. [c.119]