ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическая и биологическая деструкции мембран из "Обессоливание воды обратным осмосом" При обессоливании природных вод обычно солесодержание обраба-таваемой воды не поднимается выше 50 г/л (с учетом концентрирования в обратноосмотических аппаратах), а pH воды остается в пределах 5,5 (при предварительном ее подкислении) - 8,5. В таких растворах, химически стойкими являются практически все выпускаемые промышленностью обратноосмотические мембраны. [c.53] При обессоливании же сточных вод диапазон растворенных веществ и их концентраций весьма обширен. В этом случае вопрос о химической стойкости полупроницаемых мембран оказывается весьма актуальным. Кроме того, от химической стойкости мембран зависит выбор того или иного реагента для очистки их поверхности от различных загрязнений, образующихся при эксплуатации. [c.54] Как известно, все полимерные материалы подвержены старению , т.е. постепенно в их структуре образуются необратимые изменения. То же самое происходит и с полимерными мембранами. Поэтому вопрос о химической стойкости мембран фактически сводится к определению таких условий, при которых- они сохраняют свою работоспособность продолжительное время. [c.54] Наиболее распространенными в СССР являются мембраны из ацетилцеллюлозы, которые могут устойчиво работать при обессоливании воды со значениями pH 5...8. В более кислой среде ацетилцеллюлоза подвергается гидролизу, а в щелочной среде — омылению (рис. 2.4). [c.54] На рисунке видно, что при увеличении pH раствора срок службы мембран резко уменьшается . Минимальная скорость гидролиза ацетилцеллюлозы соответствует pH 4,5-5,0. В связи с этим Лонсдейл приводит результаты расчета, показывающие, что, если принять за срок службы мембраны период, в течение которого качество фильтрата ухудшается вдвое по сравнению с исходаым, то при pH 4...5 ацетилцеллюлозная мембрана может работать примерно 4 года, при pH 6 - 2,5 года, а при pH 1 или pH 9 — только несколько дней. [c.54] Химическое влияние агрессивных сред на ацетилцеллюлозные мембраны приводит к уменьшению количества ацетильных групп в полимере. С точки же зрения структуры мембраны этот процесс, вероятно, сопровождается увеличением среднего размера пор, особенно в активном слое [56]. Последнее обстоятельство и приводит к росту потока воды и соли через мембраны, подвергнутые гидролизу. [c.54] Мембраны из ароматического полиамида значительно более стойки в кислых и щелочных средах. Они могут работать длительное время без изменения своих свойств в интервале значений pH 2...11. Вместе с тем мембраны из ароматических полиамидов подвержены разрушению хлором (присутствующим в воде даже в небольших концентрациях [79]), что является их существенным недостатком по сравнению с ацетилцеллюлозными мембранами, на которые хлор в форме хлораминов не оказывает влияния даже при концентрации до 20 мг/л [75]. Однако свободный хлор концентрацией 10...15 мг/л вызывает разрушение активного слоя мембран из ацетилцеллюлозы. [c.55] Озон также изменяет свойства полиамидных, а при pH 5,8 и ацетилцеллюлозных мембран [57]. [c.55] При обессоливании сточных вод необходимо учитывать, что ацетилцеллюлозные мембраны являются нестойкими в среде полярных органических растворителей, таких, как ацетон, диметилформамид, толуол и др. Мембраны из ароматических полиамидов позволяют обессоливать сточные воды при одновременном значительном концентрировании солей при наличии наиболее распространенных органических растворителей, кроме диметилформамида. [c.55] Многие полимерные материалы в том числе и ацетилцеллюлоза, являются хорошей питательной средой для микроорганизмов. Это создает предпосылки для развития на поверхности мембран колоний микроорганизмов, случайно занесенных с обрабатываемыми водами в обратноосмотический аппарат. Микрофлора и микрофауна и продукты их жизнедеятельности могут вызвать изменение в полимере мембраны, а также в структуре ее активного слоя, что приведет к ухудшению характеристик процесса обессоливания. Биохимическое воздействие микроорганизмов на полупроницаемые мембраны более опасно, чем их химическая деструкция. Оно может привести к разрушению активного слоя до такой степени, что на некоторых участках обнажится поддерживающий слой мембраны с порами, размер которых соизмерим с размерами бактерий. Последнее обстоятельство особенно опасно при использовании опресненной воды в питьевых целях, так как в этом случае возможно попадание патогенных микробов и вирусов из бпресняемой воды в фильтрат. [c.55] Исследования влияния микроорганизмов на продолжительность срока службы и на характеристики ацетилцеллюлозных мембран проведены в США. Через испытываемые мембраны в течение двух недель фильтровали промышленные сточные воды. Было отмечено появление большого количества бактерий в фильтрате в результате разрушения активного слоя мембраны под действием колоний бактерий. [c.55] Полиамидные мембраны также могут испытывать неблагоприятные воздействия микроорганизмов. В фильтрате обратноосмотической установки, в которой использовали полиамидные мембраны РА-300, при отсутствии дезинфекции количество бактерий в течение четырех недель возросло от 100 до 30 тыс. в 1 мл. Максимальное содержание микроорганизмов в фильтрате доходило до 75 тыс. в 1 мл. Влияние бактерий привело к резкому уменьшению производительности полупроницаемых мембран (снижение расхода фильтрата вдвое произошло за 2...3 дня). [c.56] Вернуться к основной статье