Читать «Фильтры для очистки воды» онлайн - страница 36

Системы с технологией обратного осмоса. Описание, принцип действия. Сменные элементы

Метод обратного осмоса возник в 1953 г., когда Рейдом и Бретоном (США) были открыты полупроницаемые свойства ацетилцеллюлозных мембран. Технология производства полупроницаемых мембран была усовершенствована Маникяном (США), разработавшим способ промышленного изготовления мембран из раствора ацетилцеллюлозы в ацетоне и формамиде. В дальнейшем были разработаны и изготовлены мембраны, которые можно хранить длительное время в сухом виде, а также мембраны в виде полых волокон и составные мембраны.

Одновременно с созданием мембран велись исследования по разработке обратноосмотических аппаратов. Обратноосмотическое опреснение начали внедрять в промышленность в 1969 г. – в городе Плейседе (США) пущена в эксплуатацию установка производительностью 400 м³/сут. В нашей стране исследования обратноосмотического обессоливания были начаты по инициативе профессора В. А. Клячко в 1964 г. во ВНИИ ВОДГЕО под руководством профессора И. Э. Апельцина.

Таким образом, около 50 лет назад начала развиваться принципиально иная технология очистки воды – мембранная технология. Она основана на пропускании воды под давлением через полупроницаемую мембрану и разделении воды на два потока: фильтрат (очищенная вода) и концентрат (концентрированный раствор примесей).

Сущность метода обратноосмотического разделения растворов

Обратным осмосом называется метод опреснения, основанный на фильтровании соленой воды через полупроницаемую мембрану, пропускающую воду, но задерживающую ионы растворенных в воде солей. Если растворитель и раствор разделить полупроницаемой перегородкой, пропускающей молекулы растворителя и задерживающей молекулы растворенного вещества, то растворитель начнет переходить через перегородку в раствор. Этот самопроизвольный переход и называется осмосом.

Переход растворителя в раствор сопровождается увеличением объема раствора и возрастанием гидростатического давления в сосуде с раствором. При установлении равновесия отвечающее ему давление может служить количественной характеристикой явления обратного осмоса. Оно называется осмотическим давлением и равно тому давлению, которое нужно приложить к раствору, чтобы привести его в равновесие с растворителем, отделенным от него полупроницаемой перегородкой.

Чтобы осуществить опреснение воды, нужно создать избыточное давление и заставить воду фильтроваться через мембрану в направлении, противоположном осмотическому переносу, т. е. со стороны соленой воды.

В процессе обратного осмоса вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне, при этом с одной стороны мембраны накапливается практически идеально чистая вода, а все загрязнения остаются по другую ее сторону.

Явление обратного осмоса используют для очистки воды от различных примесей, так как обратный осмос обеспечивает более высокую степень очистки, чем большинство традиционных способов очистки воды, основанных на фильтрации механических частиц и адсорбции ряда веществ с помощью активированного угля.