Дослідження основних властивостей зворотноосмотичних мембран та їх вплив на зміну фізико-хімічного складу водних розчинів

Abstract

В статті розглянуто актуальність та особливості використання зворотного осмосу при коригуванні фізико-хімічного складу водних розчинів і, особливо, складу питної води. Основним елементом будь-якої установки зворотного осмосу є напівпроникна мембрана, що являє собою композитний полімерний матеріал нерівномірної щільності. Показано, що мембрани для зворотного осмосу повинні задовольняти певним вимогам, основними з яких є селективність до компонентів, які видаляються на даному функціональному етапі, відповідність високому рівню проникності, тобто мати високу питому продуктивність та володіти стійкою структурою, фізичною міцністю і хімічною стійкістю до середовища та стійкими фізико-хімічними властивостями в процесі їх експлуатації. Описано основні фізико-хімічні властивості мембран (селективність, питома продуктивність, коефіцієнт зниження концентрації, коефіцієнт розділення) та наведено методи їх розрахунку. Експериментально досліджено вплив температури на зміну селективності і питомої продуктивності напівпроникної мембрани для солей MgCl2 та CaCl2. Доведено, що збільшення температури розчину призводить до зростання селективності мембрани та лінійного зменшення її питомої продуктивності. Проведено експериментальні дослідження на модельних розчинах з вивчення впливу тиску на зміну селективності мембрани. Показано, що усадка структури мембрани, особливо помітна в перші години її роботи, що призводить до зниження селективності мембрани. Практично сталий режим за селективністю зазвичай настає через 4–5 год. Досліджено, що зі збільшенням концентрації солей у вихідному розчині відбувається зниження питомої продуктивності мембрани та зростання селективності. Представлено, що селективність досліджуваної мембрани в представленому діапазоні концентрацій є вищою для електролітів типу 2:2, ніж для електролітів типу 2-1. Наведені параметральні залежності зміни селективності та коефіцієнту зниження концентрації мембрани Filmtec TW30-1812-50 з часом для компонентів «модельного багатокомпонентного розчину» при тиску Р=18 атм.