) дифундує у зворотному напрямку, знижуючи швидкість перенесення розчинених речовин. Діаліз здійснюють у мембранних апаратах з нітро - і ацетатцеллюлозное плівковими мембранами. Ефективність напівпроникною мембрани для пом'якшення води визначається високими значеннями селективності і водопроникності, які вона повинна зберігати протягом тривалого часу роботи. Селективність мембрани можна виразити таким чином:
(Ж і - Ж у )/Ж і (20.11)
де Ж в - концентрація вихідного розчину (жорсткість); Ж і - жорсткість пом'якшеної води. p> На практиці часто використовують коефіцієнт зниження соле - змісту З і /С обр . Він найбільш повно відображає зміни в роботі мембрани, пов'язані з її виготовленням або з впливом зовнішніх факторів.
Існує кілька гіпотетичних моделей дії напівпроникних мембран.
Гіпотеза гіперфільтрації передбачає існування в напівпроникною мембрані пір, що пропускають при діалізі ас - соціанти молекул води і гідратованих іони солей. Основою теоретичних розробок з'явилося положення про те, що через напівпроникну мембрану вода і розчинені в ній солі проникають за допомогою дифузії і потоків через пори.
Сорбционная модель проникності заснована на передумові, згідно якої на поверхні мембрани і в її порах адсорбується шар зв'язаної води, що володіє зниженою розчинювальною здатністю. Мембрани будуть напівпроникні, якщо вони, хоча б у поверхневому шарі мають пори, не перевищують за розміром подвоєною товщини шару пов'язаної рідини.
Дифузійна модель виходить з припущення, що компоненти системи розчиняються в матеріалі мембрани і дифундують через неї. Селективність мембрани пояснюється відмінністю в коефіцієнтах дифузії і розчинності компонентів системи в її матеріалі.
Електростатична теорія полягає в наступному. При русі вихідної води в камері з одного боку селективної (катіонітової) мембрани, а розсолу з іншого, іони натрію в разі, коли розсіл приготований з розчину кухонної солі, мігрують в мембрану і далі у вихідну воду, а іони кальцію в протилежному напрямку, тобто з жорсткої води в розсіл. Таким чином, відбувається видалення іонів кальцію з вихідної води і заміна їх неосадкообразующімі іонами натрію. Одночасно в камерах відбуваються побічні процеси, супутні основному процесу діалізу: осмотичні переноси води, перенесення однойменних іонів, дифузія електроліту. Ці процеси залежать від якості мембрани.
Рівняння обміну між іонами [Ca 2 + ], містяться у вихідній воді, і іонами [Na + ] в мембрані має вигляд
В
де х, х - інші іони, що містяться в розчині і в мембрані.
Константа рівноваги
В
Рівняння обміну написано тільки для іона кальцію, але> фактично необхідно враховувати суму іонів кальцію і магнію. Рівновага між розсолом ...
