Физико-химические основы водоподготовки. ОБРАТНЫЙ ОСМОС

ОСМОС

В природе существуют материалы, не пропускающие воду - например, стекло, или наоборот, пропускающие - ткани. Существуют материалы, пропускающие воду избирательно, т.е. не пропускающие частичек присутствующих в воде. Такие материалы называются полупропускающими мембранами. Процесс проникновения воды через мембраны называется осмосом. Без существования таких мембран не существовало бы биологической жизни на земле. Из таких мембран построены клетки организмов.

Пример: Представим сосуд, разделенный полупропускающей мембраной: в части А сосуда содержится раствор соли с большей концентрацией, в части В - с меньшей

Что же происходит? Растворы стремятся к тому, чтобы перемешаться, т.е. уровнять концентрацию. Молекулы воды будут проникать через полупропускающую мембрану так долго, пока концентрация раствора соли не уровняется в обеих частях сосуда. Молекулы соли не в состоянии проникнуть сквозь мембрану. Через некоторое время мы заметим различие уровней в частях А и В. Из-за явления осмоса процесс проникновения воды через мембрану наблюдается даже в том случае, когда оба раствора находятся под одинаковым внешним давлением. Разница в высоте уровней двух растворов разной концентрации пропорциональна силе, под действием которой вода проходит через мембрану. Эта сила называется "осмотическим давлением".

Явление осмоса лежит в основе обмена веществ всех живых организмов. Благодаря ему, в каждую живую клетку поступают питательные вещества и, наоборот, выводятся шлак.

ОБРАТНЫЙ ОСМОС

Процесс осмоса можно обратить, если, к примеру противодействовать природному осмосу, прилагая определенное давление к части А сосуда.

В результате в части А мы получим меньшее количество жидкости и большую концентрацию раствора. В части В - наоборот, больше жидкости и меньшую концентрацию. Отсюда и происходит название ОБРАТНЫЙ ОСМОС. В процессе обратного осмоса вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне, при этом с одной стороны мембраны накапливается практически идеально чистая вода (в данном случае в сосуде В), а все загрязнения остаются по другую ее сторону (в сосуде А).

Ксемидесятым годам прошлого века уже существовали промышленные технологии производства обратноосмотических мембран. Сфера применения обратноосмотических фильтров - производство высокочистой воды для пищевой, фармацевтическая промышленности, энеогетики, микроэлектроники и т.д. Производство чистой воды на основе обратного осмоса - дешевле и экономически выгоднее, чем придистилляция.

Таким образом, в водоподготовке обратный осмос обеспечивает гораздо более высокую степень очистки, чем большинство традиционных методов фильтрации, основанных на фильтрации механических частиц и адсорбции ряда веществ с помощью активированного угля.

Основы водоподготовки: ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЕ ВОДЫ

Процесс обезжелезивания воды происходит следующим образом: обогащенная соединениями железа вода поступает на специальный каталитический материал (Birm или Greensand), на котором происходит процесс окисления и превращения соединений железа в нерастворимые и тем самым хорошо удаляемые фильтрованием хлопья. После того, как каталитический материал исчерпал свою емкость, происходит процесс регенерации. Регенерация фильтра обезжелезивания воды осуществляется либо обратной промывкой исходной водой через определенные промежутки времени в зависимости от качества воды, либо регенерацией каталитического материала слабым раствором перманганата калия.

Основы водоподготовки: УМЯГЧЕНИЕ ВОДЫ

Процесс умягчения исходной жесткой воды выглядит следующим образом: жесткая вода, поступая в фильтр умягчения, проходит через слой засыпки из высококачественной ионообменной смолы. При этом происходит изменение химического состава растворенных солей за счет замены ионов кальция и магния на ионы натрия, которыми насыщена смола. В момент, когда поглощающая способность смолы снижается до определенного уровня, начинается цикл регенерации.

Периодичность регенерации определяется количеством воды, которое может пройти через фильтр умягчения до его полного истощения и рассчитывается с учетом множества факторов, таких как параметры смолы, качество воды, величина ее расхода и т.д. Непосредственно восстановление свойств ионообменной смолы осуществляется при подаче в фильтр водного раствора высокоочищенной поваренной соли (NaCl) за счет обратного замещения накопленных в смоле ионов кальция на ионы натрия.

 

Компания Бытовое оборудование Очистка сточных вод Питьевая
вода
Вода для медицины Вода для промышленности