ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Показатель концентрации ионов водорода (pH среды) из "Баромембранные процессы" На селективность и в значительной степени на проницаемость мембран, определяющее влияние оказывает природа растворенных веществ. Например, селективность одной и той же ацетатцеллюлозной мембраны по сахарозе может быть 100%, по хлориду натрия —95, по глицерину — 80, по изопропанолу — 40%, а по фенолу селективность может быть нулевой или даже отрицательной (т. е. пермеат обогащается фенолом). [c.99] Наиболее детально изучено влияние природы неорганических солей (сильных электролитов) на селективность их задержания ацетатцеллюлозными мембранами. При разделении бинарных растворов солей принято использовать значения селективности в целом по соли, а не по отдельным ионам. Это объясняется тем, что ионы электролита, как было показано [126], переходят через мембрану в соотношениях, близких к эквивалентным, в то время как разница между проницаемостью одного и того же иона в растворах разных солей значительна. [c.100] На практике часто в растворе имеется смесь различных веществ. В ряде случаев i[127, 168—-175] растворенное вещество (или вещества) может существенно влиять на разделение других вешеств, находящихся в данном растворе. При этом закономерности, установленные в процессе разделения бинарных растворов, не могут переноситься на многокомпонентные системы без соответствующей проверки. [c.100] Многокомпонентные растворы электролитов. Для сравнения процессов разделения бинарных и многокомпонентных растворов [169], включающих катионы (Na+, К , Са и Mg2+) и анионы (С1 и S04 ) были проведены опыты на лабораторной установке i[172] с использованием ацетатцеллюлозных мембран производства ВНИИИСС (г. Владимир) рабочее давление составляло б МПа. [c.100] Из табл. 4.1 следует, что селективность по ионам в значительной степени зависит от присутствия других ионов в растворе и в многокомпонентных растворах может быть выше, чем в бинарных (например, по Са2+) или ниже (по Mg2+). Аддитивность соблюдается для иона С1 , однако селективность по Na+ в системе Na l-bN32804 меньше, чем для бинарных растворов этих солей и существенно отличается от значений, полученных по уравнению (4.13). Обработка экспериментальных данных показала также, что катионы и анионы переходят через мембрану в соотношениях, близких к эквивалентным, как в бинарных, так и многокомпонентных системах. [c.101] Смешанные растворы. Обратный осмос нередко используется для выделения воды из смешанных растворов, содержащих одновременно органические и неорганические компоненты. Закономерности разделения таких растворов рассмотрены в работах [127, 168]. [c.101] Какого-либо специфического влияния электролита на проницаемость мембран при разделении смешанных растворов, в которых концентрация растворенной соли значительно меньше концентрации органического вещества, не выявлено. В этом случае проницаемость мембраны зависит в основном от концентрации органического вещества. Влияние природы органического вещества на проницаемость можно учитывать с помощью вязкости раствора вещества. [c.102] Указанная корреляция хорошо соответствует опытным данным (рис. 4-30). [c.103] Зависимость проницаемости в значительной степени от вязкости раствора, по-видимому, объясняется тем, что с увеличением вязкости исходного раствора возрастает вязкость жидкости в связанном слое, что приводит к его утолщению. При этом уменьшается эффективный диаметр пор, в результате чего проницаемость снижается. [c.103] Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Была исследова-нц возможность разделения растворов различных ПАВ, а также растворов, содержащих смесь ПАВ с неорганическими солями методом обратного осмоса. [c.103] В зависимости от концентрации и температуры ПАВ, присутствующие в различных промышленных стоках, могут находиться в растворе в виде ионов, молекул, коллоидных агрегатов — мицелл или их смеси. Поэтому характеристики мембраны при разделении растворов ПАВ в значительной степени определяются структурой растворов. [c.103] Эффективная добавка в растворе неорганической соли значительно увеличивает солезадержание после вывода добавки из системы характеристики разделения постепенно возвращаются к исходным значениям рис. 4.32). [c.105] Зависимость селективности и удельной производительности мембран от гидродинамических условий над мембраной (см. рис. 4.31, в) не являются специфическими для ПАВ. При турбулизации разделяемого раствора селективность и удельная производительность мембран возрастает до тех пор, пока концентрация растворенного вещества у поверхности мембраны не станет практически равной его концентрации в разделяемом растворе. При разделении растворов, содержащих алкамон ОС-2 или ксилиталь 0-10, с турбулиза-цией раствора селективность мембран увеличивается незначительно при приблизительно постоянной их удельной производительности. Этот факт можно объяснить образованием дополнительного селективного гелеобразного слоя на мембране, состоящего из адсорбированных молекул ПАВ. Для разрушения этого слоя, оказывающего большое сопротивление массоперено-су, необходимо интенсивное перемешивание разделяемого раствора. [c.105] Мембраны с узкими порами, используемые в обратном осмосе, имеют высокую селективность по ПАВ даже в том случае, когда оно находится в разделяемом растворе в молекулярном состоянии. Поэтому для очистки сточных вод с низким содержанием ПАВ (т. е. до критической концентрации мицеллообразования) можно рекомендовать мембраны именно для обратного осмоса, а не для ультрафильтрации. [c.106] Пользуясь графиком, представленным на рис. 4.33, можно выбрать мембраны для разделения того или иного ПАВ. [c.106] В процессе разделения ПАВ за счет поверхностной активности молекул в растворе адсорбируются на поверхности мембраны и образуют жидкий селективный слой, представляющий собой жидкую мембрану. С увеличением содержания ПАВ селективность мембраны возрастает, а проницаемость падает до тех пор, пока не будет достигнута критическая концентрация мицеллообразования. При этой концентрации селективность и проницаемость достигают своих постоянных значений (рис. [c.106] Растворенные вещества, подлежащие разделению или концентрированию обратным осмосом или ультрафильтрацией, обычно имеют заряд (растворы электролитов, многих белков и т. п.). Часто несут заряд и мембраны, используемые для этих процессов. Например, ацетатцеллюлозные мембраны имеют небольшой отрицательный заряд. Поэтому можно предположить, что изменение pH может влиять на технологические характеристики мембраны и прежде всего на селективность. Кроме того, pH влияет и на толщину граничных слоев жидкости, что в значительной мере определяет селективные свойства мембран. [c.107] Селективность мембран при обратноосмотическом разделении растворов электролитов минимальная при pH 5—6 (рис. [c.107] Вернуться к основной статье