Фильтрование и мембранные процессы

Обратный осмос (гиперфильтрация) — непрерывный процесс молекулярного разделения растворов путем их фильтрования под давлением через полупроницаемые мембраны, задерживающие полностью или частично молекулы либо ионы растворенного вещества. При приложении давления выше осмотического (равновесного) осуществляется перенос растворителя в обратном направлении (от раствора к чистому растворителю через мембрану) и обеспечивается достаточная селективность очистки. Необходимое давление, превышающее осмотическое давление растворенного вещества в растворе, составляет при концентрации солей [c.156]

Ультрафильтрация — фильтрование коллоидного раствора через полупроницаемую мембрану, пропускающую дисперсионную среду с низкомолекулярными примесями и задерживающую частицы дисперсной фазы или макромолекулы. Для ускорения процесса ультрафильтрации ее проводят при перепаде давления по обе стороны мембраны под разрежением (вакуумом) или под повышенным давлением. Вакуум создают откачиванием воздуха из расположенного под фильтром сосуда, повышенное давление — нагнетанием воздуха в сосуд, расположенный над фильтром. Для предотвращения разрыва мембраны ее помещают на твердую пористую пластинку (рис. 26.5). Ультрафильтрация позволяет скорее отделить пт коллоидного раствора электролиты и другие примеси (низко- [c.421]

Обратный осмос и ультрафильтрование. Метод основан на разделении растворов фильтрованием через мембраны с диаметром пор 1 нм (обратный осмос) и 5—200 нм (ультрафильтрование). Эти мембраны пропускают молекулы воды и непроницаемы для гидратированных ионов солей или молекул недиссоциированных соединений. От обычного фильтрования такой процесс отличается возможностью отделять частицы меньших размеров. Давление, необходимое для очистки методом обратного осмоса, 6—10 МПа, а для ультрафильтрования 0,1—0,5 МПа. В качестве материала мембран используются ацетатцеллюлоза, полиамиды и другие полимеры толщиной 100—200 нм [5.22, 5.24, 5.55, 5.64]. [c.485]

В тонкослойных отстойниках агрегированная суспензия движется в тонком слое между наклонными пластинами. Осадок, формирующийся на наклонных пластинах, непрерывно удаляется, сползая под действием силы тяжести. При фильтровании через зернистую загрузку седиментация агрегированных загрязнений и их последующее прилипание протекает полнее, однако формирующийся на зернах осадок не увлекается течением жидкости, как в тонкослойных отстойниках. Преимущества фильтрования состоят в том, что процесс выделения взвеси протекает быстро, требует меньших доз коагулянта, возможен при малой мутности взвеси. Эти преимущества связаны с тем, что достаточно только дестабилизировать частицы загрязнений, так как значительная поверхность для контактной коагуляции обеспечена самой загрузкой (порошковой мембраной). [c.342]

Исследование эффективности метода обратного осмоса было более подробно проведено в экспериментах по очистке десяти наиболее важных видов разбавленных сточных вод варочного процесса. Большое внимание уделялось регенерации сконцентрированных в отходящем потоке веществ. Исследовались стоки варочного процесса, включая промывную воду кислой сульфитной, нейтральной сульфитной, щелочной сульфатной варок, стоки отбельного цеха сульфитной целлюлозы (с различных ступеней отбелки), а также промывная вода и стоки со ступени хлорирования при отбелке сульфатной целлюлозы, сточные воды с установки окорки и конденсаты выпарки сульфитной варки. Значения pH стоков регулировались в пределах 2,0—8,0 с целью предотвращения гидролиза ацетатцеллюлозных мембран. Когда было необходимо избежать засорения мембранных элементов с близко расположенными мембранами, проводилась дополнительная обработка фильтрованием. Такой необходимости не было при использовании элемента с каналами диаметром до 8 мм, где поток жидкости проходит с большой скоростью. [c.314]

Классификация. Хим.-технол. процесс в целом - это сложная система, состоящая из единичных, связанных между собой элементов и взаимодействующая с окружающей средой. Элементами этой системы являются 5 групп процессов 1) механические - измельчение, грохочение, таблетирование, транспортирование твердых материалов, упаковка конечного продукта и др. 2) гидромеханические - перемещение жидкостей и газов по трубопроводам и аппаратам, пневматич. транспорт, гидравлич. классификация, туманоулавливание, фильтрование, флотация, центрифугирование, осаждение, перемешивание, псевдоожижение идр. скорость этих процессов определяется законами механики и гидродинамики 3) тепловые - испарение, конденсация, нафевание, охлаждение, выпаривание (см. также Теплообмен), скорость к-рых определяется законами теплопередачи 4) диффузионные или массообменные, связанные с переносом в-ва в разл. агрегатных состояниях из одной фазы в другую,- абсорбция газов, увлажнение газов и паров, адсорбция, дистилляция, ректификация, сушка, кристаллизация (см. также Кристаллизационные методы разделения смесей), сублимация, экстрагирование, жидкостная экстракция, ионный обмен, обратный осмос (см. также Мембранные процессы разделения), электродиализ и др. 5) химические. Все эти процессы рассматриваются как единичные или основные. [c.238]

Ультрафильтрация. Это процесс отделения дисперсной фазы от дисперсионной среды путем фильтрования коллоидных растворов через полупроницаемые мембраны. При ультрафильтрации коллоидные частицы остаются на фильтре (мембране), а фильтрат, содержащий электролиты, переходит в растворитель. [c.311]

В большинстве случаев надо определять окисляемость не только профильтрованной, но и мутной воды, содержащей взвешенные вещества (непосредственно после отбора пробы сточной воды или после отстаивания ее в течение того или иного периода времени). Фильтрование сточной воды перед определением окисляемости затруднено тем, что в процессе фильтрования в раствор могут переходить органические вещества из фильтра и, наоборот, часть органических веществ сточной воды может адсорбироваться волокнами фильтра. Поэтому рекомендуется, во-первых, промывать предварительно фильтр горячей водой и, во-вторых, проводя фильтрование сточной воды, отбрасывать первую порцию (250—500 мл) фильтрата. Лучше в этом случае фильтровать через мембранный фильтр, который практически не выделяет в воду органические вещества и не адсорбирует их из воды. [c.37]

Микрофильтрация (мембранная фильтрация)-разделение коллоидных систем и осветление р-ров отделением от них взвешенных микрочастиц. Процесс занимает промежуточное положение (без резко выраженных границ) между ультрафильтрацией и фильтрованием, проводится под давлением 0,01-0,1 МПа и отличается от др. баромембранных процессов, осуществляемых без фазовых превращений, возможностью образования на пов-сти мембраны твердой фазы (осадка солей). Размеры микрочастиц и пор проницаемых перегородок идентичны (0,1 -10 мкм). Наряду с полимерными мембранами для микрофильтрации перспективны также ядерные фильтры. [c.25]

ФИЛЬТРОВАНИЕ И МЕМБРАННЫЕ ПРОЦЕССЫ [c.82]

Фильтрование. В процессах фильтрования и пропитки твердых тел происходит движение жидкой фазы относительно пор и каналов в твердой фазе. Интенсификация этих процессов может быть достигнута при увеличении скорости относительного движения жидкости. Не случайно поэтому многочисленные работы были посвящены исследованиям влияния вибраций, ультразвука и ударных волн на течение жидкостей в капиллярах. В коллоидных системах существенное влияние на процесс начинают приобретать электрические явления, и поэтому для интенсификации технологических процессов, например в мембранных аппаратах для ультрафильтрации, используют электрические поля. [c.126]

Так как в баромембранных процессах разделения наблюдается некоторая аналогия с обычным фильтрованием, отметим принципиальные отличия мембранных процессов. В процессе простого фильтрования частицы, содержащиеся в исходной смеси, задерживаются внутри пор фильтрующей перегородки или на ее поверхности с образованием слоя осадка. С течением времени фильтрующая перегородка забивается мелкими частицами и скорость фильтрования падает. Процесс останавливают и фильтрующую перегородку (например, фильтровальный картон) выбрасывают или регенерируют (фильтровальная ткань). В процессах с образованием слоя дополнительно вначале удаляют слой осадка. [c.520]

При необходимости более полного извлечения углеводородов (или получения более концентрированного по СОз газа для УНП) пермеат 1 ступени после рекомпрессии, охлаждения и фильтрования может быть направлен на П ступень мембранного разделения. Процесс особенно привлекателен при относительно высоком [20% (об,)] и к тому же увеличивающемся содержании СОг в исходном газе, что характерно при использовании диоксида углерода для УНП, Причем с увеличением концентрации СОг в исходном газе суммарную площадь мембран (т. е, число работающих мембранных элементов) в установке можно уменьшить. К тому же в этом случае можно отключить П ступень разделения, что резко снизит эксплуатационные расходы, значительную долю которых составляют затраты на рекомпрессию пермеата I ступени. [c.290]

Баромембранные процессы (обратный осмос, ультрафильтрация, микрофильтрация) обусловлены градиентом давления по толщине мембран, в осн. полимерных, и используются для разделения р-ров и коллоидных систем при 5-30 °С. Первые два процесса принципиально отличаются от обычного фильтрования. Если при нем продукт откладывается в виде кристаллич. или аморфного осадка на пов-сти фильтра, то при обратном осмосе н ультрафильтрации образуются два р-ра, один нз к-рых обогащен растворенным в-вом. В этих процессах накопление данного в-ва у пов-сти мембраны недопустимо, т.к. приводит к снижению селективности и проницаемости мембраны (о различии между микрофильтрацией и фильтрованием см. ниже). [c.24]

Главная особенность мембранного разделения заключается в том, что в условиях, когда размеры пор мембраны соизмеримы с размерами молекул растворителя и растворенного вещества, совершенно меняется механизм фильтрования. Можно выделить несколько последовательных стадий мембранного процесса перенос компонентов исходного потока к поверхности мембраны проникновение этих компонентов в мембрану прохождение их через мембрану выход компонентов из мембраны с противоположной стороны распространение прошедших через мембрану компонентов в растворе справа от мембраны. [c.520]

Мембранный процесс имеет кажущееся внешнее сходство с широко применяемым в технологии гидромеханическим методом разделения неоднородных систем— фильтрованием. [c.236]

В чем принципиальное отличие мембранного процесса от фильтрования [c.243]

Увеличение действующего давления и повышение температуры ведет к резкому усилению крипа, к быстрому падению скорости фильтрования мембран в процессе их эксплуатации. Так, на основании данных табл. 2.1 по уравнению (2.1) можно определить, что в течение года работа б л и ц а 2.1 [c.51]

Мембранные фильтры используют для анализа воды и очистки ее от микроорганизмов, выделения и концентрирования специфической микрофлоры, в том числе и вирусов, медицинских и клинических анализов, анализа воздуха и др. Исследования последних лет [369] показали, что метод ультрафильтрования непригоден для концентрирования бактерий из воды с целью последующего изучения их физиологических и биохимических свойств, так как последние изменяются в процессе фильтрования. Кроме того, значительное количество микроорганизмов связывается с мембранами. Следовательно, после концентрирования с помощью ультрафильтрования микроорганизмы ни количественно, ни функционально не эквивалентны тем, которые обитают в воде. Мембранные фильтры применяются также в промышленности, где существует острая необходимость бактериально чистой воды, главным образом в медицинской и пищевой [365, [c.197]

Обратный осмос (гиперфильтрация) представляет собой процесс разделения растворов фильтрованием через мембраны с порами примерно 10 А, которые проницаемы для молекул воды,но непроницаемы для гидратированных ионов или молекул недиссоциированных соединений. Ультрафильтрация — разделение растворов веществ, состоящих из низко-и высокомолекулярных соединений, с помощью мембран (размер пор от 50 до 2000 А), которые непроницаемы только для высокомолекулярных соединений, коллоидных частиц и взвесей. [c.474]

Построив на графике диагональ, можно увидеть, что при д=, 7 отношение [, /Ъ, — с , т. е. при этом значении д снижение расхода по длине каждой сек[1ии равно снижению среднего расхода от первой до последней секции. Исходя из примерного равенства расходов в каждом канале каждой секции это значение можно было бы взять в качестве рабочего. Однако следует учитывать, что по мере концентрирования раствора в нем одновременно увеличивается содержание взвешенных частиц, практически всегда имеющихся в технологических растворах, даже подвергнутых предварительному фильтрованию. Это может привести к ускоренному загрязнению мембран в последних секциях, сопровождающемуся снижением удельной производительности, а иногда и селективности. Уменьшение среднего расхода (а следовательно скорости потока) от первой к последней секции способствует этому нежелательному процессу. Кроме того, снижение д сопровождается увеличением числа секций, что усложняет конструкцию аппарата. В связи с этим и качестве рабочего значения д целесообразно выбрать значение больше диагонального, равного 1,17. Примем для дальнейших расчетов 17= 1,4. Для этого значения по.мучено следующее распределение элементов по секциям [c.340]

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,. вышающим 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.), М алая энергоемкость и сравнительная простота аппаратурного оформления обеспечивают высокую экономическую эффективность указанных процессов. [c.319]

Подготовленный мембранный фильтр, высушенный в сушильном шкафу при 105° С, помеченный карандашом, взвешенный на аналитических весах, помещают в прибор для фильтрования надписью вниз. Отмеренное количество иловой смеси пропускают через фильтр. Приставший к стенкам цилиндра ил смывают на мембранный фильтр небольшим количеством дистиллированной воды, приливая ее после того, как жидкость на фильтре хорошо отфильтрована. Фильтр с отфильтрованным илом переносят на лист фильтровальной бумаги и помещают в сушильный шкаф. Замечают время, когда температура поднимается до 105° С, после чего сушат 30—60 мин до постоянного веса (процесс занимает примерно 3 ч). [c.8]

Принцип обращенного осмоса заключается в фильтровании воды под давлением через полупроницаемые мембраны, пропускающие воду, но задерживающие гидратированные ионы растворенных в ней солей. Для осуществления этого процесса необходимо заставить воду фильтроваться через мембрану в направлении, обратном обычному осмотическому переносу, прилагая давление, по величине превышающее осмотическое давление. [c.103]

Для фильтрования используют те же приборы, что и для исследования воды методом мембранных фильтров. Однако необходимо равномерно распределять бактерии по поверхности фильтра в процессе фильтрования, поэтому площадка под фильтром должна быть мелкопористая. Из этих же соображений более удобен специаль- [c.79]

Перед определением ХПК, как и в других случаях анализа, анализируемую воду следует профильтровать. Если для этой цели применяют бумажный фильтр, то в процессе фильтрования из фильтра в раствор могут переходить органические вещества. Возможно и обратное часть органических веществ сточной воды может адсорбироваться волокнами фильтра. Поэтому рекомендуется, во-первых, промывать предварительно фильтр горячей водой и, во-вторых, проводя фильтрование сточной воды, отбрасывать первую порцию (200—250 мл) фильтрата. Лучше в этом случае фильтровать через мембранный фильтр, который практически не выделяет в воду органических веществ и не адсорбирует их из воды. Нельзя фильтровать сточную воду, содержащую вещества, которые могут улетучиться во время фильтрования или окислиться кислородом воздуха. В этом случае фильтрование заменяют продолжительным отстаиванием сточной воды, для анализа отбирают пипеткой верхний прозрачный слой. [c.39]

Асептически переносят подходящее количество твердого испытуемого материала (0,3—6 г в зависимости от размера упаковки) в стерильную колбу, содержащую около 200 мл пептона (1 г/л) ИР1, закрывают колбу и вращают для быстрого растворения. Если испытуемый материал растворяется медленно или полученный раствор быстро не фильтруется, объем растворителя можно увеличить, но он е должен превышать 400 мл. Тотчас после растворения материала асептически фильтруют раствор при пониженном давлении через мембранный фильтр, смоченный стерильной водой или пептоном (1 г/л) ИР1. Для ускорения процесса фильтрования раствор можно фильтровать, используя одновременно две фильтровальные установки. Для удаления остаточного количества антибиотика из мембраны ее промывают достаточным количеством пептона (1 г/л) ИР1, к которому, если имеется указание в частной статье (для антибиотиков ряда пенициллина и цефалоспорина), прибавлено достаточное количество пени-циллиназы ИР. [c.174]

Удовлетворительное отделение осадка возможно лишь в случае использования фильтров с дополнительным фильтрослоем. Применение фильтровспомогателя позволяет получать в фильтрованном рассоле остаточное содержание кальция в пределах требований мембранного процесса. [c.35]

Совокупность всех процессов, связанных с деформацией мембран под действием давления, пол д1ила название крипа мембран. В силу того, что при крипе растет гидркзлическое сопротивление фильтрованию, этот процесс в определенной мере сопровождается уменьшением соле-задержания мембран (см. пп. 1.4 и 1.5). Однако наиболее сильно крип проявляется в падении производительности мембран. Как отмечалось, изменение производительности наиболее интенсивно происходит в первые часы работы мембран. Рассматриваются два критерия для оценки скорости снижения производительности мембран. Один из них (Ь) вводится уравнением [c.51]

Рассмотренные проблемы кроме теоретического имеют большое практическое значение в связи с применением обратного осмоса для обессоливания. Механизм этого процесса часто связывают с нерастворяющим объемом. При фильтровании из мембраны истекает обессоленная вода, что объясняют пониженной концентрацией соли в порах мембраны заполненных нерастворяющим объемом. Таким образом, исследования обратного осмоса также приводят к целесообразности рассмотрения возможности проявления нерастворяющего слоя в электрокинетических эффектах. Электрокинетические измерения на мембранах и их интерпретап,ия на основе формул, учитывающих возможность [c.100]

Фильтр-прессы, оборудованные диафрагмами. В последнее время широкое применение нашли камерные и плиточно-рамные фильтрчпрессы с отжимом осадка диафрагмами (мембранами), под которую подаются вода лли воздух под давлением. Существует много различных конструкций таких фильтр-прессов. При этом одна или обе дренажные поверхности плит выполняются в виде эластичной диафрагмы, которая может быть гладкой или с дренажными выступами для отвода фильтрата, чаще из резины, иногда из полипропилена (фильтр-прессы фирмы Хеш ). Применение диафрагмы несколько усложняет конструкцию фильтр-прессов, но позволяет значительно менять характер и течение процессов фильтрования, промывки, отжима и выгрузки осадка и увеличивает производительность фильтров. [c.104]

Процесс, разработанный Р, Е. Хорном и Д. В. Гренда (патент США 3 926759, 16 декабря 1975 г. фирма Питт Металс энд Кемикалс, Инк. ), предусматривает первичное фильтрование сточных вод процесса гальванического галогенидного лужения для удаления нерастворимых материалов, например ферроцианидов железа. Фильтрат затем подвергают обработке для удаления остаточных органических соедииений и помещают в аппарат для электродиализа. В этом аппарате камера для раствора отделена от анодной камеры одной или несколькими анионными мембранами, а от катодной камеры — катионной мембраной. [c.367]

В процессе ультрафильтращш раствор под давлением пропускается через мембрану, проницаемую только для того компонента раствора, который предстоит удалить. Таким образом этот процесс представляет собо1 1 сочетание диализа с простым фильтрованием. Часть раствора, остающаяся в диализаторе, становит- [c.146]

Мешающие вещества. Одновременное присутствие сильных окиС" лителей (например, активного хлора) и нитрит-ионов исключено, так как они вступили бы в реакцию друг с другом. Реакции образования окрашенного соединения мешают ионы сурьмы, висмута, железа(III), свинца, ртути, но это предусмотрено в ходе определения ионы указанных металлов образуют осадки гидроксидов при нейтрализации раствора до pH = 7 и отделяются фильтрованием через мембранный фильтр. В присутствии ионов меди могут полу-, читься пониженные результаты вследствие каталитического ускорения этими ионами процесса разложения диазотированного соединения. [c.191]