Осмотический фильтр

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОСМОТИЧЕСКОГО ФИЛЬТРА.

В основу принципа действия осмотического фильтра положено явление разделения раствора и растворителя на полупроницаемой мембране. Размеры пор мембраны позволяют свободно проходить молекулам воды, но являются недостаточно большими для прохождения большинства растворимых солей, ионов тяжелых металлов, органических соединений.

В свободном состоянии при разделении раствора и растворителя мембраной наблюдается тенденция к выравниванию концентраций. Растворитель мигрирует через перегородку в сторону раствора, разбавляя его. Это явление получило название осмоса.

Широкое практическое применение получило противоположное явление – обратный осмос. В этом случае над раствором создается избыточное давление, способствующее миграции молекул растворителя через мембрану.

В рабочем режиме давление над мембраной создается за счет перекачивающего насоса. При этом наблюдается разделение потока на две составные части:

очищенная вода (пермеат) – молекулы воды прошедшие под действием давления через мембрану;
грязная вода (концентрат) – концентрированный исходный поток с задержанными примесями.

ОСОБЕННОСТИ ОБРАТНОГО ОСМОСА.

К достоинствам осмотического фильтра можно отнести:

простоту конструкции;
легкость в техническом обслуживании;
малые габариты;
возможность автоматизации процесса;
максимально возможная степень очистки воды.

Благодаря своим достоинствам принцип обратного осмоса нашел широкое применение в промышленных установках:

обессоливания (опреснения) воды;
очистка воды от органических соединений (пестициды, гербициды);
финишная доочистка сточных вод после ультрафильтрации;
получения растворов с заданной концентрацией растворенных веществ.

КОНСТРУКЦИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА.

Основной рабочий элемент – полупроницаемая мембрана. В качестве материала мембраны чаще всего используются ацетат целлюлозы или полиамидные материалы. Для обеспечения работы она заключается в корпус, обеспечивающий подключение линии подачи входной воды, линий пермеата и концентрата.

Конструктивно, фильтрующие модули могут быть выполнены по двум технологиям:

половолоконной;
рулонной.

В первом случае рабочий элемент состоит из пучка полых волокон, внутрь которых поступает очищаемая вода. Второй вариант исполнения фильтрующего модуля предполагает намотку на полую трубку фильтрующих пакетов и дренажных слоев. Входной поток подается на открытый конец рулона. Обтекая дренажную сетку, часть потока проходит через мембрану и попадает в центральную трубку. С противоположного конца рулона отводится поток концентрата.

Параметры рабочего режима

Для обеспечения наиболее эффективного режима работы должны поддерживаться определенные параметры проведения технологического процесса. Наиболее важным является величина рабочего давления. Она составляет 0,5 – 8 МПа.

Другим параметром важным для работоспособности системы обратного осмоса является периодичность промывки поверхности мембран. Периодичность промывки устанавливается опытным путем на этапе пусконаладочных работ. Чаще всего критерием необходимости промывки выступает снижение пропускной способности на 10 – 15%.

КОМПЛЕКТАЦИЯ ОСМОТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ.

В состав базовой стандартной установки, предлагаемой НПЦ ПромВодОчистка, входят следующие элементы:

перекачивающий насос, обеспечивающий повышенное давление;
фильтрационный мембранный блок;
блок предварительной очистки;
узел промывки мембран;
обвязка и запорно-регулирующая арматура;
оборудование КИПиА.

В зависимости от выполняемых задач комплектация обратноосмотических установок может несколько различаться. Конкретный состав оборудования подбирается специалистами проектного отдела под текущие условия.