Мембранные методы очистки.

Коагуляция.

Очистка путем слипания/укрупнения частиц и их последующего удаления из воды. Вещество- коагулянт(органическое или неорганическое- Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3, FeCl3, Fe(OH)2) имеет слабый положительный заряд, а примесь - слабый отрицательный заряд. Поступая в воду неорганические коагулянты, взаимодействуют и образуют гидроксиды Ме, обладающие слабым положительным зарядом и являющиеся нерастворимыми. Al2(SO4)3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2SO4. Удельный вес молекулы гидроксида с примесью 1.2г/см3, выпадает в осадок. Если соединения органические(поливиниловый спирт, полиакриламины), то процесс называется флокуляцией. Эти вещества более эффективны, т.к. при слипании образуются не отдельные хлопья, а мелкозернистая сетка. Но эти компоненты дороги.

В основе метода явление обратного осмоса. Осмос – диффузия веществ через перегородку, которая разделяет раствор и чистый растворитель. Используют полупроницаемые перегородки(пропускают молекулы одного вещества и не пропускают молекулы другого вещества). Чистый растворитель – вода, раствор – NaCl в воде.

а) прямой осмос. система стремиться к выравниванию концентраций. NaCl не может пройти в А, движутся молекулы воды.

           
     
 
 
Б
А

 


H2O NaCl
H2O

 

 


б) равновесный осмос. Осмотическое давление H = P рабочему давлению. Количество молекул воды ушедших из А и пришедших в А равны.

 

P =H
               
   
       
 
 
 

Б
А

 


H2O NaCl
H2O

 

 


P>H
в) обратный осмос

               
   
       
 
 
 


Б
А

 


H2O NaCl
H2O

 

 


 

 

Схема установки обратного осмоса.(η >= 90%)

 

концентрированный раствор
           
 
   
 
 
   
насос высокого давления

 


Блок обратного осмоса

 


очищенная вода

 

Схема с трубчатым фильтрующим элементом.

Концентрат NaCl
очищенная вода
сточная вода

 


насос высокого давления

 

Изготовляют из керамики или пластмассы. Диаметр 6-30мм.

1. Крупнопористая часть трубки.

2. Мелкопористая часть трубки.

3. Полимер – полупроницаемая мембрана.

Первые два слоя нужны дла равномерного распределения давления во избежание разрыва мембраны.