Мембраны

Определяющими при реализации мембранных методов являются разработка и изготовление полупроницаемых мембран, отвечающих следующим основным требованиям:

– высокая разделяющая способность (селективность);

– высокая удельная производительность (проницаемость);

– химическая стойкость к действию компонентов разделяемой системы;

– неизменность характеристик в процессе эксплуатации (при качественном ТО);

– достаточная механическая прочность, отвечающая условиям монтажа, транспортирования и хранения мембран;

– низкая стоимость.

В настоящее время на рынке есть мембраны двух основных типов, изготовляемые из ацетилцеллюлозы (смесь моно-, ди- и триацетата) и ароматических полиамидов. Для ацетилцеллюлозных мембран характерна высокая удельная производительность. По форме мембраны подразделяются на трубчатые, листовые (спирально свернутые) и выполненные в виде полых волокон. Полиамидные мембраны имеют более низкую удельную производительность. Их выпускают в виде рулонных элементов, что позволяет обеспечить максимальную площадь поверхности на единицу объема, которая примерно в 15 раз больше, чем у элементов в плоских конструкциях. Важно отметить: полиамидные мембраны очень устойчивы к воздействию химических и биологических факторов, что обеспечивает большую долговечность их по сравнению с ацетилцеллюлозными мембранами, гидролиз которых неизбежен, хотя и может быть сведен к минимуму, если строго контролировать значение рН и температуру.

Есть также мембраны, предназначенные специально для обработки морской воды. Изготовленные из тех же полимеров, они имеют более плотную структуру, позволяющую им обессоливать в одну стадию растворы, подобные морской воде и содержащие несколько десятков граммов солей в 1 л. С 1975 г. применение полиамидных мембран послужило толчком для создания ряда промышленных установок для получения деминерализованной воды. Современные обратноосмотические мембраны – композитные – состоят из нескольких слоев. Общая толщина – 10–150 мкм, причем толщина слоя, определяющего селективность мембраны, не более 1 мкм. С практической точки зрения наибольший интерес представляют два показателя процесса: коэффициент задержания растворенного вещества (селективность) и производитель-ность. Оба этих показателя неоднозначно характеризуют полупроницаемые свойства мембраны, так как в значительной степени зависят от условий процесса (давление, гидродинамическая обстановка, температура и т.д.).