Очистка воды в промышленности мембранным методом

Мембранные методы очистки воды, легшие в основу промышленного водоочистного оборудования, сегодня применяются практически повсеместно. Впервые мембранные системы водоподготовки появились на рынке в 1985 году, а начиналось все в 19-м веке, когда из целлюлозы были изготовлены первые искусственные мембраны, которые практически ни чем не отличались от природных мембран. Как это часто бывает, мембраны из целлюлозы, нашедшие в последствии применение в установках промышленной очистки воды, появились не благодаря, а вопреки трудам ученых. Когда из нитрата целлюлозы стали производить целлофан, упор делали на его влаго -и воздухонепроницаемость, а с пористостью материала активно боролись. И только когда Соурираджаном и Лоэбом в 1960 году была получена мембрана из ацетата (модифицированной целлюлозы), было найдено ее практическое применение. Мембраны быстро завоевали популярность потому, что благодаря своей структуре, как и некоторые другие фильтрующие материалы, задерживают ряд взвесей, но отлично пропускают воду. Однако, большинство существующих сегодня установленных фильтров для воды удаляют из нее только крупные частицы, тогда как мембраны рассчитаны на удержание растворенных соединений и мелких коллоидных частиц, избавиться от которых обычными методами фильтрования воды очень непросто. А мембраны, имеющие микроскопические поры, отлично справляются с этой задачей.

Но вода самостоятельно проникнуть через мембрану не в состоянии, поэтому движущей силой, заставляющей ее проходить через поры, может выступать:

• электродвижущая сила;
• разница температур по обе стороны мембраны;
• разница концентраций растворенных в воде веществ;
• приложенное давление.

Основное отличие в системах промышленной водоочистки и промышленных мембранных установок для очистки воды от обычных фильтров состоит в том, что взвешенные частицы задерживаются не на всей поверхности фильтра, а только на его мембранах. Может показаться, что подобная технология будет приводить к быстрому засорению мембраны, однако, мембранные фильтры имеют свойство самоочищаться. Чтобы это было возможно, в подобных водоочистных установках применяется «тангенциальная» схема движения воды. То есть, вода подается в установку в двух направлениях: непосредственно на мембрану, собственно, для очистки воды, и вдоль ее, чтобы смывать с фильтра пермеат (фильтрат), который выводится в дренажную систему, либо направляется на различные установки для выделения из него вещества, которые можно в дальнейшем использовать в производственных целях. Существуют двухступенчатые мембранные фильтрующие установки, в которых вода второй ступени значительно чище, чем та, которая подается на мембрану. Поэтому, воду можно повторно направлять на очистку мембраны, сокращая тем самым расход воды на производстве.