МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УО «Полоцкий государственный университет»
Кафедра ТТВиГ
Реферат
по дисциплине:
«Новые методы очистки природных вод»
тема:
«Мембранные технологии очистки воды»
Выполнил: Царёв Д.А. гр. 06-ВВз
Новополоцк 2012
Содержание
О мембранной технологии очистки 3
Виды мембран по размерам пор 5
5
6
Типы мембранных элементов 6
8
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССОВ МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ 9
ЗАГРЯЗНЕНИЕ МЕМБРАН И ИХ ПРОМЫВКА 9
Основные методы очистки мембран 10
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА ВОДЫ 12
Технология обратного осмоса 13
Рулонные мембраны 14
Ультрафильтрационные мембраны (Ультрафильтрация). 15
Нанофильтрационные мембраны (нанофильтрация) 16
Обратно осмотические мембраны (обратный осмос) 16
Основные параметры и характеристики различных видов мембранной фильтрации 17
Выводы 18
Список литературы 19
О мембранной технологии очистки
Традиционные способы очистки воды - механические, химические или реагентные - не обеспечивают в большинстве случаев необходимую эффективность очистки. Особый интерес вызывают мембранные методы разделения - обратный осмос, ультрафильтрация и микрофильтрация, позволяющие очищать воду от солей, органических веществ, коллоидов и взвесей.
Мембранные системы водоподготовки, промышленное освоение которых началось примерно с 1985 года, в настоящее время применяются практически во всех отраслях, потребляющих очищенную воду.
Первые искусственные мембраны были изготовлены в XIX веке из обработанной в азотной кислоте клетчатки (целлюлозы) – сырья, которое является ничем иным как оболочками растительных клеток, то есть природными мембранами. Из нитрата целлюлозы научились делать целлулоид, а позднее целлофан, но с обнаруженной у них микропористостью активно боролись, так как хотели получить в первую очередь защитные материалы, непроницаемые для воздуха и влаги. И только в 1960 году Лоэбом и Соурираджаном была изобретена мембрана из другого вида модифицированной целлюлозы – ацетата, которая была уже пригодна для практического применения.
Мембраны, как и другие фильтрующие материалы, можно рассматривать как полупроницаемые среды: они пропускают воду, но не пропускают, точнее, хуже пропускают некоторые примеси. Однако если обычное фильтрование применяют для удаления из воды относительно крупных образований – дисперсных и крупных коллоидных примесей, то мембранные технологии – для извлечения мелких коллоидных частиц, а также растворенных соединений. Для этого мембраны должны иметь поры очень малого размера.
Движущей силой, заставляющей жидкость проникать через препятствие в виде тонкой перегородки, может быть:
а) приложенное давление;
б) разница концентраций растворенных веществ;
в) разница температур по обе стороны перегородки;
г) электродвижущая сила.
Основное отличие мембран от обычных фильтрующих сред состоит в том, что они тонкие, и удаляемые примеси задерживаются не в объеме, а только на поверхности мембраны.
Грязеемкость поверхности, очевидно, гораздо меньше, чем у объема. Казалось бы, мембрана должна из-за этого очень быстро засориться и перестать пропускать воду. Так бы оно и было, если бы в мембранном фильтре не происходило постоянного самоочищения мембраны.
Для этого применяется так называемая «тангенциальная» схема движения воды в аппарате, при которой собирают воду с обеих сторон мембраны: одна часть потока проходит через мембрану и образует фильтрат (или пермеат), то есть очищенную воду, а другую направляют вдоль поверхности мембраны, чтобы смывать задержанные примеси и удалять их из зоны фильтрации. Эта часть потока называется концентратом или ретентатом, и обычно ее либо сбрасывают в дренаж, либо (например, при очистке гальванических стоков) отводят для дальнейшей обработки и выделения нужных компонентов. Таким образом, узел мембранной фильтрации имеет один вход и два выхода, и часть воды постоянно расходуется на очистку мембраны.
С точки зрения технологических возможностей различают мембраны для ультрафильтрации, нанофильтрации и обратного осмоса.
В этом ряду размер пор уменьшается, а рабочее давление растет.
