Электрохимические методы переработки высококонцентрированных сточных вод

Электродиализ, в сочетании с электродными процессами позволяет перерабатывать многие виды концентрированных сточных вод с регенерацией ценных веществ: кислот, щелочей, металлов.

Баромембранные процессы. Обратный осмос

Обратным осмосом называется метод очистки и опреснения жидких сред (растворов), основанный на фильтровании воды под избыточным давлением через полупроницаемую мембрану, пропускающую молекулы воды, 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 молекул растворителя под действием разности концентраций называется осмосом. Осмос может быть объяснен тем, что концентрация молекул растворителя в единице его объема больше, чем концентрация молекул растворителя в единице объема раствора или тем, молекулы растворителя в растворе частично связываются молекулами растворенного вещества, образуя сольваты (в случае растворителя воды – гидраты).

Обратный осмос становится возможным при использовании полупроницаемых мембран, которые свободно пропускают молекулы воды, но задерживают 90 – 99% всех растворенных неорганических соединений, 95 – 99% органических веществ и 100% мельчайших коллоидных примесей, в т. ч. бактерии, вирусы, коллоидную кремниевую кислоту.

Низконапорный обратный осмос и нанофильтрация

Наряду с обратным осмосом в литературных источниках рассматриваются процессы низконапорного обратного осмоса и нанофильтрации. Эти процессы, в отличие от традиционного обратного осмоса, характеризуются более низкими величинами рабочего давления, а следовательно, и более низкими энергетическими затратами, но и более низкой селективностью. Применение этих процессов перспективно в технологиях глубокой доочистки сточных вод от растворенных примесей с целью их возврата на повторное использование. Или с целью предотвращения поступления в окружающую среду высоко токсичных веществ.

Ультрафильтрация.

Одним из важных этапов в развитии мембранных технологий было получение в 60-х годах ХХ века анизотропных мембран из ацетата целлюлозы, состоящих из очень тонкого активного верхнего слоя, постепенно переходящего в сравнительно крупный и прочный поддерживающий слой.

Ультрафильтрация – процесс мембранного разделения, а также фракционирования и концентрирования растворов. Он протекает под действием разности давлений (до и после мембраны) растворов высокомолекулярных (ВМС) и низкомолекулярных (НМС) соединений.

Ультрафильтрация заимствовала у обратного осмоса способы получения мембран, а также во многом подобна обратному осмосу по аппаратному исполнению. Отличие заключается в гораздо более высоких требованиях к отводу концентрированного у поверхности мембран вещества, способного формировать (в случае ультрафильтрации) гелеобразные слои и малорастворимые осадки.

Технологические возможности ультрафильтрации во многих случаях гораздо шире, чем у обратного осмоса. Так при обратном осмосе, как правило, происходит общее задерживание всех частиц.

Ультрафильтрацию, в отличие от обратного осмоса, используют для разделения систем, в которых молекулярная масса растворенных компонентов намного больше молекулярной массы растворителя. Например, для водных растворов принимают, что ультрафильтрация применима тогда, когда хотя бы один из компонентов системы имеет молекулярную массу от 500 и выше.

В традиционном плане ультрафильтрация рассматривается как метод разделения растворов, и, в первую очередь, как метод очистки растворов макромолекул и коллоидов от низкомолекулярных примесей. Аналогичную задачу можно решать диализом или электродиализом. Однако первый из этих методов характеризуется низкой интенсивностью и производительностью, а второй, будучи весьма эффективным, позволяет разделять лишь низкомолекулярные электролиты.

Дата добавления: 2014-01-06