МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ
НАЦІОНАЛЬНИЙ мінерально-сировинної УНІВЕРСИТЕТ ГАРНИЙ
Кафедра геоекології
Реферат
по предмету: Теоретичні основи охорони навколишнього середовища
Тема: Установки зворотнього осмосу
Санкт-Петербург
рік
Зміст
Введення
. Сутність зворотного осмосу
. Установки зворотнього осмосу
. Зворотньоосмотичні мембрани
. Зворотньоосмотичні апарати
Література
Введення
Метою даної роботи є опис принципу роботи і основних особливостей технічного виконання сучасних апаратів і установок, що працюють за принципом зворотного осмосу.
Зворотний осмос широко застосовується в системах водопідготовки, при концентруванні і фракціонуванні розчинів, для опріснення і пом'якшення морської води, для очищення промислових стічних вод від важких металів і високомолекулярних сполук, очищення технологічних розчинів і води від тонкодисперсних домішок, а також в інших областях промисловості [1].
Для розкриття теми і реалізації окресленої мети, оптимальною бачиться наступна структура: опис фізичних процесів, що забезпечують протікання процесу (глава 1); принципова схема установки зворотного осмосу, можливі варіанти її реалізації (глава 2); обратноосмотичні мембрани, їх основні параметри і характеристики (глава 3); апарати зворотного осмосу, принципові відмінності в просторової орієнтації мембран (глава 4).
У висновку будуть приведені позитивні і негативні аспекти даної технології очищення.
зворотний осмос мембрана апарат
1. Сутність зворотного осмосу
Зворотний осмос відноситься до баромембранного процесам водопідготовки, здійснюваним під дією перепаду тиску через розділову напівпроникну мембранну перегородку [1]. Принцип їх дії заснований на тому, що під впливом зовнішнього тиску молекули розчинника (вода) і іони деяких розчинених речовин (наприклад, солей) проходять через напівпроникну мембрану, тоді як інші молекули або заряджені іони в різній мірі затримуються мембраною або не проходять крізь неї.
Відмінність баромембранного процесів від звичайної фільтрації полягають в тому, що при фільтрації продукт відкладається у вигляді кристалічного або аморфного осаду на поверхні фільтра, в той час як в баромембранного процесах утворюються два розчину, один з яких збагачений розчиненим речовиною. У цих процесах накопичення речовини біля поверхні мембрани неприпустимо, оскільки призводить до зниження селективності і проникності [1].
Поняття зворотний осмос показує оборотність природного (прямого) осмосу, який характеризується мимовільним переходом розчинника через напівпроникну мембрану в розчин. На малюнку 1 наведені схеми прямого і зворотного осмосу.
Малюнок 1. Принципова схема прямого і зворотного осмосу: а - початок осмотичного переносу; б - рівноважний стан; в - зворотний осмос; 1 - прісна вода; 2 - солона вода; 3 - мембрана; p - осмотичний тиск розчину
Якщо чисту воду і водний розчин якого-небудь неорганічного речовини помістити в два відсіки по обидві сторони напівпроникною мембрани, здатної пропускати тільки молекули води, то в такій системі буде спостерігатися наступне [2]. Через різницю тиску (концентрації) молекул води в різних відсіках відбувається перехід молекул води в обсяг з їх меншою концентрацією, тобто у відсік сольового розчину, обсяг якого поступово збільшується, розчин розбавляється, різниця тисків зменшується, гальмуючи подальше перенесення молекул води. У стані рівноваги рівні в обох частинах чарунки не будуть змінюватися, а усталене гідростатичний тиск визначається як осмотичний тиск розчину. Осмотичний тиск розчину p визначається відповідно до закону Вант-Гоффа і може бути записано у вигляді виразу 1:
(1)
де i - коефіцієнт Вант-Гоффа, R - універсальна газова постійна, рівна 8.31 Дж/(моль · К); T - температура розчину, К; C - концентрація розчиненого речовини, г/дм 3; M - маса 1 моля розчиненої речовини, м
Коефіцієнт Вант-Гоффа дорівнює середньому сумарному числу частинок, що утворюються при електролітичноїдисоціації однієї молекули (формула 2):
(2)
де n - загальне число іонів, що утворюються при дисоціації однієї молекули, - ступін...
