Мембранные процессы

Photo: Мембранные процессы

Рост числа населения, снижение уровня запасов пресной воды и рост цен за питьевую воду привели к необходимости оптимизации существующих процессов водоподготовки. За последние 20 лет широкую популярность в сфере подготовки воды приобрели мембранные процессы, которые успешно заменяют используемые ранее технологии.

Принцип

Целью использования мембран в процессе очистки воды является удаление загрязнений получение чистой воды.

Мембрана должна быть проницаемой для растворителей, но не для растворимых веществ. Осмотическое давление в системе соответствует разнице уровней поверхностей на обеих сторонах мембраны. Если давление со стороны растворимых веществ будет выше, чем осмотическое давление, это можте привести к изменению осмотического эффекта, когда через мембрану будет проходить только часть веществ, входящих в состав растворителя, а другая часть будет скапливаться перед мембраной.

После прохождения через мембранный модуль получим два потока воды: чистую воду, так называемый пермеат, и сточную воду, содержащую вещества, которые не прошли через мембрану, так называемый концентрат.

Движущей силой процесса, как правило, является давление (обратный осмос, нанофильтрация), но может быть и разница концентраций (диализ), давление паров (первапорация, мембранная дистилляция), или электрический потенциал (электродиализ). В зависимости от размера пор в мембранах, разделяют следующие процессы:

Метод

Размер пор

Отделяет

Заменяет технологию

Ультрафильтрация

3 – 50 нм

макромолекулы, органические вещества (вирусы, бактерии), коллоидные вещества

Песчаный фильтр, коагуляция, седиментация

Нанофильтрация

1 – 3 нм

Поливалентные ионы, растворяемые органичиские вещества (пестициды, побочные продукты дезинфекции)

Стандартные методы умягчения воды (метод ионного обмена, известково-содовый метод)

Обратный осмос

0,1 – 1 нм

Моновалентные ионы, различные растворяемые вещества

Дистилляция

Потенциал для использования мембранных технологий растет с растущими требованиями к доступности питьевой воды для постоянно растущего числа населения земли. Во всем мире отмечается снижение качества поверхностных и подземных вод в связи с индустриализацией, развитием сельскохозяйственного производства и деятельности человека в целом. Технологии для обессоливания морской воды были доступны, однако очень дорогие. В настоящее время, с приходом мембранных технологий, обессоливание морской воды при помощи мембран стало доступным и экономически выгодным.

Области применения
- мобильные станции подготовки воды
- обессоливание морской воды
- очистка питьевой воды (смягчение, удаление коллоидных веществ и бактерий…)
- устранение из воды тяжелых металлов и опасных веществ

Преимущества
- требования к площади ниже, чем у традиционных технологий.
- минимальные требования к обслуживанию
- низкий расходы реагентов