ГЛАВНАЯНОВОСТИГОСТЕВАЯ КНИГАУСЛУГИ И ЦЕНЫКОНТАКТЫБИБЛИОТЕКА
 
  Вернуться назад


  Условия эксплуатации

  Инструкция по эксплуатации

Установки обратного осмоса серии RO

Установки обратного осмоса серии ARO

Обратный осмос

Назначение

Обратный осмос имеет очень широкий спектр использования, который можно классифицировать на две основные группы: 
        1.  Очистка растворителя. В этом случае продуктом является пермеат.
        2.  Концентрирование растворенного вещества. В этом случае продукт — концентрат.
Основным направлением использования обратного осмоса является очистка воды,главным образом обессоливание солоноватых вод и особенно морской воды с целью получения питьевой воды. Другой важнойобластью применения обратноосмотических установок является – использование обратного осмоса как стадии предварительного обессоливания воды при производстве ультрачистой воды для полупроводниковой, медицинской и теплоэнергетической отраслей промышленности.
Обратный осмос широко используется на стадии концентрирования, особенно в пищевой промышленности (концентрирование фруктовых соков, сахара, кофе) и в молочной промышленности (для концентрирования молока на начальной стадии сыроделия), при очистке сточных вод (в гальванике для концентрирования гальваностоков).

Принцип действия

     Обратноосмотический метод обессоливания воды основан на следующем явлении. Если в сосуде между пресной и солёной водой поместить полупроницаемую перегородку, способную пропускать воду и задерживать гидратированные ионы растворимых в воде солей, то можно наблюдать, как пресная вода начинает поступать в отсек с солёной водой. Переток чистой воды происходит вследствие разницы концентрации жидкости по обеим сторонам перегородки. Через некоторое время уровень пресной воды станет заметно ниже уровня солёного раствора. Разница уровней после установившегося равновесия характеризует осмотическое давление растворённого вещества.
     Процесс самопроизвольного перетекания менее концентрированного раствора в более концентрированный через полупроницаемую перегородку называют осмосом.
     Если создавать в солёном растворе давление, превышающее осмотическое, то возникает перетекание молекул пресной воды в направлении, обратном её естественному движению, т.е. вода из раствора начинает перетекать через перегородку в пресную воду. Такой процесс известен под названием обратного осмоса. При этом полупроницаемая перегородка выбирается с таким расчётом, чтобы через её поры могли проходить молекулы воды, но не могли проходить ионы солей, растворённых в воде. Поскольку ионы солей в размере примерно в 1,5 раза больше, чем молекулы воды, то это осуществить (с технической точки зрения) вполне возможно.
     Таким образом, обессоливание воды методом обратного осмоса основывается как раз на процессе перетекания молекул чистой воды из раствора при создании давления, превышающего осмотическое, в направлении от раствора к обессоленной воде через полупроницаемую перегородку.
     Обратный осмос качественно отличается от достаточно распространенных в практике водоподготовки и химической технологии процессов макро- и микрофильтрации. Если при макро- и микрофильтрации природных и сточных вод, представляющих гетерогенные системы, обычно необходимо задерживать взвешенные частицы различной степени дисперсности (размерами не более 0,01 мкм), то обратноосмотической обработке подвергаются в основном гомогенные системы - истинные растворы, в которых задерживаемое вещество представлено в виде молекул и ионов. Эта характерная особенность обусловливается различиями, как по типу фильтрующих сред, так и по величине давлений, под действием которых идут процессы. Размер пор в обратноосмотических мембранах значительно меньше, чем в фильтрующих перегородках, применяемых для макро- и микрофильтрации, что обусловливает значительные потери напора при продавливании через ОО-мембраны даже дистиллированной воды. Надо заметить, что при продавливании раствора через ОО-мембраны возникает  дополнительная, противодействующая сила (практически отсутствующая при макро- и микрофильтрации), определяющаяся как разность осмотических давлений исходного раствора и фильтрата. Величина такой противодействующей силы  может быть в некоторых случаях соизмерима с величиной рабочего давления, воздействующего на исходный раствор. Поэтому истинное обратноосмотическое давление сильно отличается от рабочего. Подробнее о механизме переноса воды и растворенных веществ через ОО-мембрану можно узнать из нашей статьи ("Обратный осмос. Теория и практика применения.").
     Так как сорбция (удержание) растворенных веществ ОО-мембранами практически отсутствует, необходимо их постоянное удаление от поверхности ОО-мембран. В противном случае у поверхности мембран будет происходить увеличение концентрации растворенных веществ, которое сопровождается повышением осмотического давления раствора. При этом устанавливается такой градиент концентрации растворённых веществ на поверхности ОО-мембраны, который обеспечивает динамическое равновесие между подводом веществ к мембране и удалением их вследствие конвективной и молекулярной диффузии. Это динамическое равновесие обуславливает все процессы, протекающие на ОО-мембране: ее селективность по отношению к растворенным солям и производительность по очищенной воде (пермеату).
     Значительный рост градиента концентрации растворённых веществ на поверхности ОО-мембран вызывает явление, получившее название концентрационной поляризации, т.е. явление, при котором рост концентрации растворённого вещества у поверхности мембран вызывает полное нарушение процесса обессоливания воды на ОО-мембранах за счет невозможности преодоления концентрационного барьера, возникающего между подводящим и отводящим потоками на ОО-мембране. Повышение концентрации определенных солей на поверхности ОО-мембраны может вызвать образование осадка этих солей на поверхности ОО-мембраны, что приведет к выходу из строя ОО-мембраны. Подробнее о явлении концентрационной поляризации можно узнать из нашей статьи ("Обратный осмос. Теория и практика применения.").
     При выборе ОО-мембран следует учитывать их селективность ОО-мембран по отношению катионам металлов. Ионы в порядке увеличения задержания располагаются в ряд, совпадающий в основном с рядом увеличения энергии гидратации: H+ < NO3- < J- < Br- < Cl- < K+ < F- < Na+ < SO42- < Ba2+ < Ca2+ < Mg2+ < Cd2+ < Zn2+ < Al3+
     Эффективность обратноосмотического обессоливания воды зависит в значительной степени от удельной производительности и от способности ОО-мембран задерживать какое-либо вещество, т.е. от определенных характеристик ОО-мембран. Скорость фильтрования раствора через обратноосмотическую мембрану, как показали многочисленные экспериментальные исследования, связана с давлением фильтрования и величинами осмотического давления обессоливаемой воды и фильтрата. Величина осмотического давления раствора зависит от природы растворенного вещества, его концентрации и температуры раствора, причем, с ростом последних, осмотическое давление также увеличивается. Более подробно о процессе обратного осмоса, явлениях и особенностях при его эксплуатации можно узнать из нашей статьи ("Обратный осмос. Теория и практика применения.").

Технические характеристики

Технические характеристики установок обратного осмоса приведены на соответствующих страницах нашего сайта (см. ссылки слева).


   Создание сайта: студия «Unstandard»
   Дизайн: С.Черкасов, комп.поддержка: Н.Ксенофонтов

наверх