info@medfilter.ru

Установки серии УВОИ-«МФ»-1812 для получения «Воды очищенной» по ФС 2.2.020.15

Эффективность процессов обратного осмоса определяется в значительной мере свойствами применяемых мембран. Поэтому постоянно ведутся работы по их совершенствованию с целью повышения разделяющей способности (селективности) и удельной проницаемости (производительности), стабильности характеристик в процессе эксплуатации, механической прочности и химической стойкости.

НПК "Медиана-фильтр" представляет современные системы очистки воды и водоподготовки:

Лабораторные установки

Засыпные фильтры

Промышленные системы

Мобильные системы

Основными характеристиками мембран являются производительность и селективность. Однако эти характеристики зависят не только от самой мембраны, но и от параметров процесса разделения. К таким параметрам, в первую очередь, относятся: давление, температура, солесодержание исходной воды и гидравлический КПД.

При увеличении рабочего давления (рис. 5.3, а ) удельная производительность мембран возрастает линейно, согласно формуле (5.1), а селективность возрастает благодаря тому, что диффузионный перенос ионов от давления не зависит, а растворителя проходит через мембрану больше. Кроме того, с ростом давления происходит некоторое сжатие (уплотнение) мембраны.

С ростом температуры (рис. 5.3, б ) повышается подвижность ионов и молекул, что в итоге обеспечивает рост удельной производительности мембраны при одновременном снижении ее селективности [46–79, 151, 152].

Существенным аспектом при разработке мембранных установок является учет температуры питающей воды. Паспортные показатели мембран обычно приводятся для температуры 25 °С. Для учета зависимости производительности мембранных элементов от температуры вводится коэффициент температурной коррекции, который определяется выражением:

, (5.3)

где Q 25 и Q t – производительности мембранного элемента при температуре 25 °С и температуре t , соответственно.

Зависимость производительности от температуры для мембран типа Filmtec компании « Dow Chemical » [151] показана в табл. 5.1.

5 .1. Коэффициент температурной коррекции

Как следует из табл. 5.1, производительность мембран при температуре воды 4 °С примерно в два раза ниже, чем при 25 °С. Такая сильная зависимость может быть критична, если производительность установки необходимо поддерживать на заданном уровне независимо от возможного понижения температуры входной воды. Необходимость работать при температуре 4 °С может потребовать использования почти вдвое большего количества мембранных элементов, чем при работе без понижения температуры, что существенно увеличит стоимость установки. В ряде случаев, при наличии дешевого тепла, выгоднее производить предварительный подогрев питающей воды.

Рис. 5.3. Зависимость удельной производительности J и селективности мембраны R от внешних параметров

При увеличении солесодержания исходной воды (рис. 5.3, г ) возрастает осмотическое давление исходного раствора и существенно слабее (в силу селективности мембраны) – осмотическое давление пермеата. Следовательно, уменьшается разность давлений dР – dп, что приводит к снижению производительности мембраны. Также снижается и селективность мембраны из-за возрастания диффузионного потока, пропорционального исходной концентрации, согласно уравнению (5.2).

Повышение гидравлического КПД (рис. 5.3,  в ) приводит к увеличению средней концентрации растворенных веществ, а кроме того усиливает выраженность концентрационной поляризации (см. соотношение 2.11) из-за чего особенно повышается концентрация солей над поверхностью мембраны. Все это ведет к падению как селективности, так и удельной производительности.

Увеличение гидравлического КПД возможно до определенного предела, пока значение осмотического давления концентрата из-за роста его солесодержания не приблизится к давлению питающей воды. Тогда процесс переноса растворителя (воды) прекращается.

Другим сдерживающим фактором может явиться достижение концентрацией малорастворимых солей предела растворения, что приведет к массовому загрязнению мембран отложениями (подробнее см. раздел 5.6).

При выборе типа обратноосмотических мембран, необходимо учитывать и природу растворимых веществ, так как при обработке воды с помощью одной и той же обратноосмотической мембраны одновалентные ионы задерживаются хуже, чем двух- и многовалентные. Ионы в порядке увеличения степени их задержания располагаются в ряд, совпадающий в основном с рядом увеличения энергии гидратации:

H + < NO 3 – < I – < Br – < Cl – < K + < F – < Na + < S О 4 2– < Ba 2+ < Ca 2+ < Mg 2+ < Cd 2+ < Zn 2+ < Al 3+ .