Слайд 2
Баромембранные методы разделения
такие, в которых в качестве движущей
силы процесса используется разница давления между двумя сторонами полупроницаемой
перегородки (мембраны).
К данным методам относятся:
- обратный осмос.
- ультрафильтрация,
- микрофильтрация,
-нанофильтрация
Слайд 3
Обратный осмос
- процесс разделения раствора
путем преимущественного переноса растворителя через
мембрану под влиянием внешнего давления.
Размер частиц растворенного вещества, которое может быть задержано при помощи обратного осмоса, того же порядка, что и размер молекул растворителя.
Разделение происходит за счет того, что данные частицы в растворителе образуют сольваты (гидраты), диаметр которых значительно превышает диаметр частиц растворенного вещества и молекул растворителя.
Размер пор обратноосмотических мембран от 0,5 до 5,0 нм приводит к необходимости создания высоких рабочих давлений (20÷50 атм) для осуществления процесса.
Области применения:
опреснение морских, грунтовых и поверхностных вод,
получение сверхчистой воды,
переработка жидких отходов.
Слайд 4
Схема процесса обратноосмотического разделения компонентов раствора
Слайд 5
Ультрафильтрация
- мембранный процесс разделения растворителя и растворённых в
нем веществ большой молекулярной массы (условно принимается, что она
должна быть больше 500), коллоидных и взвешенных частиц с использованием внешнего давления.
Размер молекул растворителя при этом значительно меньше, чем размеры молекул задерживаемого вещества.
Размер пор ультрафильтрационных мембран 10÷50 нм позволяет проводить процесс при более низком, чем в случае с обратным осмосом, давлении.
На практике применяется рабочее давление ультрафильтрации в интервале от 1 до 10 атм.
Области применения метода:
очистка сточных вод от поверхностно-активных веществ (ПАВ), высокомолекулярных соединений, красителей, масел, жиров,
предподготовка перед обратным осмосом,
осветление и очистка продукционных и технологических растворов от коллоидных и взвешенных частиц.
Слайд 6
Схема процесса ультрафильтрационного разделения компонентов раствора
Слайд 7
Нанофильтрация
- мембранный процесс разделения, занимающий промежуточное положение между
ультрафильтрацией и обратным осмосом.
Размер пор нанофильтрационных мембран от
1 до 10 нм позволяет проводить процесс при рабочем давлении 10-15 атм.
Процесс позволяет, с одной стороны, задерживать с высокой эффективностью поливалентные элементы, с другой стороны, пропускать слабогидролизуемые одновалентные элементы.
Области применения:
опреснение и умягчение грунтовых и поверхностных вод,
переработка жидких отходов.
Слайд 8
Аппаратурное оформление баромембранных процессов
В состав мембранных установок входят:
аппарат
обратноосмотический;
фильтр барьерный;
блок промывки;
блок дозирования химических реагентов;
насосная станция;
ёмкость исходной
жидкости с системой деаэрации;
система контроля и управления.
Слайд 9
К установкам мембранного разделения предъявляются следующие требования:
изготовление из
материалов, стойких к коррозии и с достаточной механической прочностью;
возможность
быстрой разборки и сборки при проведении ремонта, замены фильтрующих элементов, транспортировке;
компактность и легкость обслуживания при эксплуатации;
наличие быстродействующей системы поиска отказавшего фильтрующего модуля (для нанофильтрационных и обратноосмотических мембран работа данной системы может основываться на непрерывном измерении удельной электропроводности пермеата);
простота и эффективность регенерации мембранных элементов;
возможность регулирования температуры разделяемых систем.
Слайд 10
Очистка ЖРО методом ультрафильтрации
производительность УФ мембран лежит в
пределах 75-500 л/м2⋅ч.
применяется для очистки растворов, в которых радионуклиды
находятся в коллоидном состоянии
ультрафильтрация обеспечивает хорошее отделение твердых компонентов от раствора, удаляя даже коллоидные частицы;
Очистка ЖРО сорбцией
меньшее количество применяемых коагулянтов или сорбентов приводит к образованию меньшего количества вторичных отходов;
высокая удельная поверхность тонко измельченных сорбентов, в сравнении с гранулированными материалами, улучшает кинетику сорбции
Слайд 11
Переработка ЖРО методом нанофильтрации
обеспечивает удаление из раствора:
- однозарядных ионов и органики
с молекулярной массой 150 на 50-70 %,
- многозарядных ионов и органики с молекулярной массой 300-1000 – на 98-99,5 %
Слайд 12
Переработка ЖРО методом мембранной дистилляции
Мембранная дистилляция (МД) –
разделение жидких растворов испарением с использованием гидрофобной микропористой мембраны
с размером пор 0,1-0,5 мкм, движущей силой которого является разность давления паров, возникающая в результате разности температур.
МД – один из наиболее эффективных, ресурсосберегающих и малоотходных процессов получения сверхчистой воды в одну стадию.
Слайд 13
Преимущества процесса МД
альтернатива обратному осмосу и электродиализу;
возможность
использования при относительно низком перепаде температур, что позволяет утилизировать
сбросное тепло промышленных источников;
степень разделения за одну ступень более 99,8 % (для растворов нелетучих веществ);
компактность, относительная простота установок, условия разделения: ΔТ = 10-50°С, размер пор гидрофобной мембраны 0,1-0,5 мкм, ΔР = 0,2 МПа;
достаточно высокая производительность при высокой концентрации исходного раствора.