Основные типы мембран и их очистка.

Различают мембраны монолитные (сплошные), пористые, ассиметричные (двухслойные), Составные (композиционные) и др., а также мембраны жидкие и мембраны ионообменные.

Один из способов, снижающих загрязнение мембран ─ предварительная очистка системы (водоподготовка, устранение жесткости).

Методы очистки мембран подразделяются на механические, гидромеха-нические, физические и химические.

Механическая очистка─ обработка поверхности перегородок эластичной губкой, не обладающей абразивными свойствами, полиуретановыми шарами и т.п.

Гидродинамическая очистка ─ воздействие на загрязненную поверхность мембран пульсаций разделяемой смеси или промывной жидкости (обычно воды) и др.

Физическая очистка ─ воздействие на перегородки электрических, магнитных и ультразвуковых полей.

Химическая очистка ─ промывка рабочей поверхности мембран разбавленными растворами кислот или щелочей, растворами I₂ и т.д.

Баромембранные процессы (обратный осмос, ультрафильтрация, микрофильтрация) обусловлены градиентом давления по толщине мембран, в основном полимерных; для разделения растворов и коллоидных систем при 5-30º.

Обратный осмос (гиперфильтрация) разделение растворов низкомоле-кулярных соединений благодаря различной подвижности компонентов в порах мембран.

Концентрация электронов ω =5-20%.

Селективность и проницаемость мембран для обратного осмоса определяются рабочими температурой и давлением, pH, концентрацией и природой исходной смеси.

С повышением температуры вследствие снижения вязкости раствора, величина проницаемости G возрастает, а φ (селективность) изменяется в зависимости от природы растворенных компонентов (увеличивается при разделении водных растворов неполярных соединений и уменьшается ─ для полярных соединений).

С повышением давления проницаемость перегородок проходит через максимум, а селективность, как правило, возрастает.

Ультрафильтрация ─ разделение растворов низкомолекулярных соединений, а также фракционирования и концентрирование последних под действием разности давлений до и после мембраны.

Микрофильтрация ─ разделение коллоидных систем и осветление растворов отделением от них взвешенных микрочастиц.

Процесс занимает промежуточное положение между ультрафильтрацией и фильтрованием, проводится под давлением 0, 01-0, 1 МПа.

Баромембранные процессы используются:

осмос ─ для опреснения соленых и очистки сточных вод;

ультрафильтрация ─ для концентрирования молока, фруктовых и овощных соков, очистки крови, выделения и очистки биологическиактивных веществ, вирусов, для очистки воды от ВМС;

микрофильтрация ─ для очистки технологических растворов и воды от тонкодисперсных веществ, разделения эмульсий.

Электромембранные процессы обусловлены градиентом электрического потенциала по толщине мембран.

Электродиализ─ разделение растворов под действием электродвижущей си-лы, которая создается по обе стороны полимерных и неорганических перего-родок.

Электродиализ используется для обессоливания морской и солоноватой вод, сахарных растворов, молочной сыворотки и др., а также для извлечения мине-рального сырья из соленых вод.