ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Причины изменений технологических параметров обратноосмотических установок в процессе эксплуатации Физико-химические воздействия на мембраны из "Обессоливание воды обратным осмосом" Значительную часть себестоимости воды, обработанной с помощью обратно осмотических установок, составляют эксплуатационные затраты на смену мембран. Непродолжительный срок их службы приводит к удорожанию обработки воды обратным осмосом. Вместе с тем в практике использования обратного осмоса известны примеры как многолетней службы полупроницаемых мембран и аппаратов, так и скоротечного выхода тех же устройств из работы при нарушении условий их эксплуатации. В связи с изложенным необходимо выяснить причины, приводящие к ухудшению характеристик обратноосмотических устройств. [c.49] При обратноосмотическом обессоливании воды на полупроницаемые мембраны постоянно действует гидростатическое давление, величина которого зависит от солесодержания исходной воды. С повыщением содержагшя солей (см. гл. 1) увеличивается осмотическое давление обрабатываемой воды и для проведения процесса обратноосмотического разделения требуется большее действующее давление. [c.49] Для определения влияния физико-механического воздействия на плоские полупроницаемые мембраны были проведены эксперименты -фильтрование дистиллированной воды под действием различного давления. Эксперименты показали, что скорость фильтрования во времени уменьшается, достигая при определенном давлении через некоторый промежуток времени величины, которая в течение последуюцдих 1...2 ч практически не изменяется (рис. 2.1). По графикам видно, что чем больше давление, тем значительнее снижается скорость фильтрования и тем медленнее наступает стабильное положение. Если после достижения стабильного положения увеличить давление, то пропорционально возрастает скорость фильтрования, которая, в свою очередь, также начинает снижаться до наступления нового стабильного положения. Было также выяснено, что направление фильтрования через ацетилцеллюлозные полупроницаемые мембраны в значительной степени сказывается на характере изменения скорости фильтрования при изменении давления, т.е. в этих экспериментах проявляется асимметрия мембран. На рис. [c.49] На основе опытов по фильтрованию дистиллированной воды можно сделать следующие выводы. При фильтровании под давлением происходит как изменение структуры мембраны вследствие ее деформации, так и закупорка отдельных пор мембраны молекулами воды. Деформация мембран дает остаточный эффект, который обусловливает появление петель гистерезиса на кривых скорости фильтрования. Снижение скорости фильтрования под действием постоянного давления при отсутствии загрязнений поверхности и объемных пор мембраны связано именно с необратимыми деформациями материала мембраны, с хладотекучестью полимера. Под давлением происходит постепенное и необратимое уменьшение толщины мембраны, сопровождающееся уменьшением ее производительности. Течение полимера под действием давления происходит в очень тонких слоях ячеек пористых структур двухслойных асимметричных мембран. Полимер в стенках ячеек медленно деформируется в направлении приложенных сил. Эта деформация распространяется на всю пористую структуру асимметричных мембран. В результате деформации полимера, связанной с подвижностью больших частей полимерных молекул или молекул в целом. [c.50] Процесс снижения производительности мембран под действием крипа практически с одинаковой точностью можно описывать как уравнением (2.1), так и (2.2). Теоретических обоснований для предпочтения той или иной формулы не имеется. В табл. 2.1 представлены значения коэффициентов Ь, экспериментально определенные для мембран фирмы Кодак при различных температурах и давлениях. [c.51] Других надежных экспериментальных данных по длительному фильтрованию воды через отечественные мембраны без загрязнения их поверхности отложениями труднорастворимых солей и коллоидных веществ не имеется. В связи с этим рекомендуется вести процесс обратноосмотического обессоливания под давлением, обеспечивающим отсутствие остаточных деформаций в мембране, о чем можно судить по виду петли гистерезиса . В соответствии с полученными во ВНИИ ВОДГЕО результатами величина этого давления для мембран типа МГА составляет 3 МПа. [c.52] Мембраны, выполненные в виде полых волокон, также могут снижать под действием крипа производительность, а в некоторых случаях и солезадержание. [c.52] В отличие от плоских мембран действие давления на полые волокна заключается не только в проявлении крипа, но и в уменьшении диаметра канала. В пределе последнее явление называется коллапсом и заключается в полном смыкании каналов полых волокон. Коллапс полых волокон можно исключить подбором прочного и эластичного полимера, приближением формы полых волокон к форме идеального соосного цилиндра и соблюдением необходимого соотношения между размерами внутреннего и наружного диаметров. Ацетилцеллюлозные отечественные полые волокна могут стабильно работать при давлении до 2,5 МПа [18]. Полые волокна из ароматического полиамида, имеющие внешний диаметр (40...80 мкм), меньший, чем ацетилцеллюлозные волокна, способны выдерживать давление до 6,4 МПа. На рис. 2.3 приведена изменяемость производительности аппарата фирмы Дюпон при опреснении воды с солесодержанием 40 г/л, величиной а = 0,7, р = 6,4 МПа и г = 30°С [78]. [c.53] В заключение следует отметить связь крипа плоских мембран с конструктивным оформлением дренажа и с выбором материала подложки. Неправильное выполнение этих элементов аппарата ведет к интенсивному развитию крипа. Так, например, использование в качестве дренажа латунной сетки 0100 без подложки приводило к выходу мембран МГА из строя в течение 1...3 ч. При этом никаких видимых повреждений мембрана не имела. [c.53] Вернуться к основной статье