Новые мембранные методы внутрицикловой очистки воды, страница 3

Наибольшее распространение имеют пористые синтетические полимерные мембраны, которые получаются при введении в полимер добавок с последующей операцией вымывания или путем удаления растворителей из растворов полимеров в условиях, препятствующих усадке каркасной структуры полимера. Наиболее известна анизотропные ацетилцеллюлозные мембраны, получаемые коагуляционным методом.  Хорошие свойства таких мембран объясняются высокой способностью ацетата целлюлозы к пленкообразованию, высокой проницаемостью для воды и низкой для большинства водорастворимых соединений. Анизотропная мембрана состоит из 2х слоев: верхнего (активного) l до 0,25 мкм, представляет собственно разделяющую часть мембраны и нижнего крупнозернистого слоя (100-200 мкм), который является подложкой и обеспечивает механическую прочность мембран.

Ацетилцеллюлозные мембраны могут использоваться в широком диапазоне давлений (1,0 – 8,0 МПа), но узком интервале температур (273 – 303 К) и рН 3 – 8. Срок работы этих мембран резко сокращается при применении более высоком давлении, а отклонения рН приводит к гидролизу  ацетилцеллюлозы  с соответствующим изменением свойств мембран.

Характеристика мембран из  ацетата целлюлозы.

Внешний вид: полупрозрачная пленка, без посторонних механических включений и пузырьков воздуха, без механических повреждений, разрывов, складок.

	Толщина, мм	Число переноса в растворе NaCl	Удельное сопротивление, Ом/см2
МК-4	0,7	0,93	30
МК-100	0,3	0,97	2,5-5
СМ	0,15	0,95	3
МА-40	0,7	0,93	3,5
МА-100	0,3	0,97	5-6
АМ	0,15	0,95	4

Увеличение селективности мембраны неизбежно  приводит к снижению ее проницаемости, поэтому для разных условий применяются различные марки.

Для ультрафильтрации применяют в основном полиэлектролитные мембраны. По структуре они аналогичны ацетилцеллюлозным, но имеют относительно больший диаметр пор ( >15 нм ).

Аппараты:

- плоскими мембранами (фильтр прессового типа);

- с трубчатыми мембранами d 10-60 мм, которые укладывают внутри перфорированных трубок;

- со спиралевидными (рулонными) мембранами;

- мембраной в виде полых волокон с внутренним d 24 - 80 мкм.

Разнообразие объясняется желанием упаковать в единицу объема аппарата, как можно большую фильтрующую поверхность, чтобы снизить его габариты, с другой стороны желанием учесть эксплуатационные возможности для проведения процесса обратного осмоса.

Фильтр – прессовый  аппарат прост конструктивно, но неудобен в сборке и имеет малую фильтрующую поверхность в единице объема.

Он может работать на воде со значительным содержанием механических примесей.

В фильтр – прессовом аппарате мембраны вместе с дренажными устройствами набираются в пакеты, которые сжимаются затем между опорными пластинами, исходная вода последовательно протекает вдоль поверхности мембран, частично фильтруется через них и в виде рассола покидает аппарат. Фильтрат выводится со стороны низкого давления с каждой мембраны.

I – исходная вода

II – фильтрат

Ш - концентрат

Рулонный  аппарат компактен, удобен в сборке, но требует предварительного отделения из воды механических примесей.

Мембраны размещаются по границам слоев поропластов, один из которых предназначен для подвода исходной воды к мембране, а другой для отвода фильтрата. Располагаются в кожухе, по оси которого установлена перфорированная трубка для отвода воды. Исходная воды под давлением подается через распределительное устройство в кожухе к разделительным слоям поропласта, проходит через мембрану и стекает по внутреннему слою поропласта (дренажу) к перфорированной трубке. Для того, чтобы раствор не мог проникнуть в фильтрат, концы каждых двух мембран, заключенных между ними дренажным устройством, склеивают специальным клеем.