24.5. Методы очистки мембран

Срок службы мембран во многом определяется тем, насколько хорошо проведена предварительная обработка раствора перед по­дачей его в мембранный аппарат и тем, в какой степени его конструкция и условия его эксплуатации позволяют противостоять загрязнению мембран . При правильных сочетаниях всех указанных

условий мембраны могут эффективно работать длительное время. При работе на не подготовленных к для мембранной обработки растворах и при неблагоприятных гидродинамических режимах мембранный аппарат из-за загрязнения мембраны может выйти из строя очень быстро-через несколько дней или даже часов.

Для оценки загрязненности растворов, поступающих в мемб­ранные аппараты, разработаны методы, которые облегчают выбор схемы предварительной очистки раствора и позволяют прогнозиро­вать срок эффективной работы мембраны. Однако все они далеки от завершения, и пока еще приходится проводить определенный объем исследований, прежде чем выбрать наиболее рациональную схему или методы очистки.

Методы предочистки хорошо известны (коагуляция, осаждение, фильтрация и т.д.), но выбор их достаточно сложен, так как при этом должен учитываться ряд факторов, влияющих на процесс загрязнения мембран,- конструкция аппарата и гидродинамический режим в нем, тип мембраны (плоская, волоконная, трубчатая) и т. п.

Однако, несмотря на все принимаемые меры, мембраны со временем все же загрязняются, и их технологические характеристи­ки ухудшаются. Для восстановления практически первоначальных свойств мембран используют механические, гидродинамические, физические и химические методы их очистки.

Механическая очистка заключается в воздействии на загрязнен­ную поверхность мембраны мыльной швабры, губки и т. п. Способ этот весьма эффективен, но применяется обычно только в аппаратах с трубчатыми мембранами. В плоскокамерных аппаратах можно использовать для очистки мембран псевдоожиженные твердые ша­рики, плотность материала которых близка к плотности обрабаты­ваемого раствора

Гидродинамическая очистка включает воздействие на мембрану пульсирующего потока обрабатываемого раствора или воды, про­мывку напорного канала газожидкостной эмульсией, турбулизацию потока (увеличение скорости потока за счет периодической цирку­ляции раствора, вставки турбулизатора в напорном канале), обрат­ную продувку мембраны сжатым воздухом или обратную промыв­ку пермеатом. Сюда же относится метод, заключающийся в резком сбрасывании давления (для баромембранных процессов). При этом полимерная мембрана несколько расширяется, загрязнения отслаи­ваются и вымываются из аппарата сильным потоком воды в напор­ном канале.

Гидродинамические способы наиболее просты и дешевы. Однако при их использовании удаляются только осадки, непрочно связан­ные с мембраной.

Физическая очистка происходит при воздействии на мембрану различных полей (электрических, магнитных, акустических). Этот вид очистки изучен слабо, но очень перспективен, так как представ­ляет возможность очистки мембран без остановки мембранного аппарата.

Химическая очистка заключается в промывке мембран различ­ными реактивами (например, слабым раствором хлороводородной, лимонной, щавелевой кислот, содой и т.п.). Этот метод сравни­тельно дорог, сопряжен с расходом химических реагентов и образо­ванием загрязненных сточных вод. Его использование недопустимо для очистки мембран, которые характеризуются достаточно низкой химической стойкостью.