Мембранные методы очистки воды
Мембранные технологии очистки воды в нынешнее время успешно применяются во многих как промышленных, так и бытовых областях, а именно:
- подготовка обессоленной и опресненной воды для лабораторных нужд;
- в микроэлектронике – глубокое обессоливание воды перед стадией полной деионизации;
- в пищевой промышленности – производство соков, безалкогольных напитков, водок, молочных продуктов и др.;
- в фармацевтической промышленности – изготовление лекарственных препаратов;
- в медицине – получение апирогенной воды, подготовка воды для гемодиализа;
- в химической промышленности – производство средств бытовой химии, детергентов, реактивов, подготовка воды для целей химических производств;
- бытовая сфера – подготовка питьевой воды в кафе, барах, ресторанах, гостиницах, санаториях;
- очищенной воды для бытовых нужд в жилых и офисных зданиях.
В промышленной и бытовой практике наиболее широкое применение находят баромембранные процессы. Движущей силой таких процессов является разность давлений по разные стороны мембраны. Их классифицируют по размерам разделяемых частиц растворенных веществ и, следовательно, по структуре применяемых мембран. К баромембранным процессам относят: микрофильтрацию, ультрафильтрацию, нанофильтрацию и обратный осмос.
Микрофильтрация позволяет отделить из раствора частицы размером до 0,1 мкм (механические примеси, коллоидные частицы, бактерии и некоторые вирусы), ультрафильтрация – наночастицы (до 1 нм), такие как высокомолекулярные белки, пептиды, органические соединения, большинство бактерий и вирусов и т.д.
В нанофильтрации размер пор мембраны близок к ультрафильтрационным, однако большое влияние на характеристики разделения оказывает поверхностный заряд мембраны и разделяемых ионов. По существу, на сложные физико-химические взаимодействия разделяемых компонентов с материалом мембраны накладывается электростатическое взаимодействие.
Наиболее широкое применение находит процесс обратного осмоса. Обратный осмос обеспечивает гораздо более высокую степень очистки воды (частицы размером до 0,1 нм) от большинства известных загрязнений, чем большинство традиционных методов, основанных на фильтрации механических частиц или адсорбции.
Наибольшее распространение в настоящее время получили рулонные мембранные элементы с полимерными мембранами, которые широко применяются в бытовых и промышленных целях. Они легко обслуживаются и обладают хорошими характеристиками упаковки мембран и разделения.