8. Методи очищення мембран (лекція 14)

Термін служби мембран багато в чому визначається тим, наскільки добре проведена попередня обробка розчину перед подачею його в мембранний апарат і тим, в якій мірі його конструкція і умови його експлуатації дозволяють протистояти забрудненню мембран. При правильних поєднаннях всіх вказаних умов мембрани можуть ефективно працювати тривалий час. При роботі на не підготовлених для мембранної обробки розчинах і при несприятливих гідродинамічних режимах мембранний апарат через забруднення мембрани може вийти з ладу дуже швидко - через декілька днів або навіть годин.

Для оцінки забрудненості розчинів, що потрапляють в мембранні апарати, розроблені методи, які полегшують вибір схеми попереднього очищення розчину і дозволяють прогнозувати термін ефективної роботи мембрани. Проте всі вони далекі від завершення, і поки що доводиться проводити певний об'єм досліджень, перш ніж обрати найбільш раціональну схему або методи очищення.

Методи передочищення добре відомі (коагуляція, осадження, фільтрація і так далі), але вибір їх достатньо складний, оскільки при цьому повинен враховуватися ряд чинників, що впливають на процес забруднення мембран, - конструкція апарату і гідродинамічний режим в ньому, тип мембрани (плоска, волокниста, трубчата) і тому подібне

Проте, не дивлячись на всі заходи, що приймаються, мембрани з часом все ж таки забруднюються, і їх технологічні характеристики погіршуються. Для відновлення практично первинних властивостей мембран використовують механічні, гідродинамічні, фізичні і хімічні методи їх очищення.

Механічне очищення полягає в дії на забруднену поверхню мембрани мильної швабри, губки і тому подібне. Спосіб цей вельми ефективний, але застосовується зазвичай тільки в апаратах з трубчатими мембранами. У плоскокамерних апаратах можна використовувати для очищення мембран псевдозріджені тверді кульки, щільність матеріалу яких близька до щільності оброблюваного розчину.

Гідродинамічне очищення включає дію на мембрану пульсуючого потоку оброблюваного розчину або води, промивання напірного каналу газорідинною емульсією, турбулізацію потоку (збільшення швидкості потоку за рахунок періодичної циркуляції розчину, вставки-турбулізатора в напірному каналі), зворотне продування мембрани стислим повітрям або зворотну промивку пермеатом. Сюди ж відноситься метод, що полягає в різкому зниженні тиску (для баромембранних процесів). При цьому полімерна мембрана дещо розширюється, забруднення відшаровуються і вимиваються з апарату сильним потоком води в напірному каналі.

Гідродинамічні способи найбільш прості і дешеві. Проте при їх використанні відділяються тільки осади, неміцно пов'язані з мембраною.

Фізичне очищення відбувається при дії на мембрану різних полів (електричних, магнітних, акустичних). Цей вид очищення вивчений слабо, але дуже перспективний, оскільки представляє можливість очищення мембран без зупинки мембранного апарату.

Хімічне очищення полягає в промиванні мембран різними реактивами (наприклад, слабким розчином хлороводневої, лимонної, щавлевої кислот, содою і тому подібне). Цей метод порівняно дорогий, пов'язаний з витратою хімічних реагентів і утворенням забруднених стічних вод. Його використання неприпустимо для очищення мембран, які характеризуються достатньо низькою хімічною стійкістю.