Размещено на http://www.allbest.ru/

Очистка воды методом обратного осмоса

Осокина Елизавета Дмитриевна,

студент, кафедра Химические технологии ВлГУ, г. Владимир,

Христофоров Александр Иванович, научный руководитель, профессор,

ВлГУ, г. Владимир

Содержание статьи

Одна из задач установок водоподготовки на промышленно-отопительных котельных - очистка подпиточной воды для теплосетей. В настоящее время нормативами установлены определенные требования к качеству воды для подпитки и регламентированы концентрации в воде растворенного кислорода, свободной углекислоты, взвешенных веществ, масел и нефтепродуктов, значения рН и карбонатного индекса И_к.

Источниками водоснабжения для питания котлов могут служить открытые водоемы (поверхностный водозабор), а также грунтовые или артезианские воды, водопровод. Природные воды, обычно содержат примеси в виде растворенных солей, коллоидные и механические примеси, поэтому непригодны для питания паровых котлов без предварительной очистки.

В настоящее время способов водоподготовки котельных существует немало. Каждый из них обладает собственными технологическими особенностями и тонкостями. [1, 2]

Обратный осмос протекает с помощью включения в систему очистки специальной мембраны. Мембрана способна производить эффективную фильтрацию почти всех находящихся в воде примесей, имеющих органическое происхождение. Обратноосмотические мембраны являются самыми селективными, так как содержат самые узкие поры. Они же могут отфильтровывать вирусы и бактерии.

Исходная (загрязненная) вода пропускается через поры мембраны, настолько мелкие, что загрязнения сквозь них почти не проходят. Чтобы предотвратить забивание пор мембраны, входной поток направляется вдоль мембранной поверхности, который вымывает загрязнения. Таким образом, один входной поток разделяется на два выходных: пермеат (раствор, проходящий через мембранную поверхность) и концентрат (часть исходного потока, не прошедшего через мембрану). [3]

Обратноосмотическая полупроницаемая мембрана представляет собой композитный полимер неравномерной плотности. Этот полимер образован из двух слоев, неразрывно соединенных между собой: наружного очень плотного барьерного слоя толщиной около 10 миллионных см и менее плотного пористого слоя, толщина которого составляет 5 тысячных см.

Осмотическая мембрана действует как барьер для всех растворенных солей и неорганических молекул, а также органических молекул с молекулярной массой более 100. Молекулы воды свободно проходят через мембрану, создавая поток пермеата. Качество пермеата сопоставимо с качеством обессоленной воды, полученной по традиционной схеме Н-ОН-ионирования, а по некоторым параметрам (окисляемость, содержание кремниевой кислоты, железа и др.) превосходит. [4]

Рисунок 1. Принципиальная схема Н-ОН-ионирования

Обратноосмотическая мембрана - это прекрасный фильтр и теоретически в полученной в результате фильтрации чистой воде не должно содержаться растворенных минеральных веществ, независимо от их концентрации во входящей воде.

В промышленности такие мембраны изготавливают из полимерных и керамических материалов. В зависимости от размера пор, с их помощью осуществляется:

* обратный осмос;

* микрофильтрация

* ультрафильтрация;

* нанофильтрация. [4]

Таблица 1. Основные характеристики баромембранных процессов

С середины 80-х годов на рынке появились мембраны из неорганических материалов - керамики и графита.

Неорганические мембраны практически лишены недостатков полимерных, но имеют собственный недостаток в виде большой хрупкости. Это лимитирует их геометрическую форму - трубки или многоканальные блоки. водоподготовка котельная ионирование мембранный

Следствием такой формы является очень низкая удельная производительность, ведущая к большим капитальным затратам на изготовление установок. [5]

Чаще используют как материал мембранных фильтров - нитрат целлюлозы. Из-за регулярной линейной структуры цепи целлюлоза является полимером высокой кристалличности, и, хотя она очень гидрофильна, она нерастворима в воде. Это является следствием кристалличности и наличия межмолекулярных водородных связей между гидроксильными группами. Несмотря на замечательные мембранные свойства, нитрат целлюлозы очень чувствителен к термическому, химическому и биологическому разложению. Чтобы избежать такого разложения, процесс должен производиться при рН 4-6,5 и при нормальной температуре. Не смотря на эти недостатки мембраны из нитрата целлюлозы практически не превзойдены по совокупности трех основных показателей: производительности, задерживающей способности и стоимости.

Рисунок 2. Формула нитрата целлюлозы

Мембранный фильтр состоит из нескольких слоев, которые соединены вместе и обмотаны вокруг пластиковой трубки. Материал мембраны полупроницаем. Вода продавливается через полупроницаемую мембрану, которая отторгает даже низкомолекулярные соединения. [6,7]

Рисунок 3. Мембранный фильтр

Список литературы