Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 228 стр.

растворенных в них веществ, под давлением, превышающим осмотическое
давление.
     В основе этих способов лежит явление осмоса – самопроизвольного пе-
рехода растворителя (воды) в раствор через полупроницаемую мембрану.
Давление π в растворе, заставляющее растворитель переходить через мем-
брану, называют осмотическим. Создав над раствором давление p1, равное
осмотическому, осмос прекращается и наступает состояние равновесия. Если
же над раствором создать избыточное давление p2, превышающее осмотиче-
ское давление π на величину Δp, то переход растворителя будет осуществ-
ляться в обратном направлении и тогда процесс называют обратным осмо-
сом.
     Величина осмотического давления π (в Па) для растворов определяется
по уравнению Вант-Гоффа
             π = β.R.T.C/M,                              (6.88)
где β = (1 + α) – коэффициент Вант-Гоффа; α - степень диссоциации раство-
ренного вещества; R – газовая постоянная; T – абсолютная температура рас-
твора, К; c – концентрация растворенного вещества, г/л; M – молекулярная
масса растворенного вещества, г/моль.
     Механизм фильтрования через пористую мембрану объясняется тем, что
поры такой мембраны достаточно велики, чтобы пропускать молекулы рас-
творителя, но слишком малы, чтобы пропускать молекулы растворенных ве-
ществ. При обратном осмосе отделяются частицы (молекулы, гидратирован-
ные ионы), размеры которых не превышают размеров молекул растворителя.
При ультрафильтрации размер отделяемых частиц dч на порядок больше. В
процессе ультрафильтрования мембраной задерживаются высокомолекуляр-
ные вещества, а низкомолекулярные вещества и растворитель свободно про-
ходят через поры мембраны. При обратном осмосе мембраной задерживают-
ся как высокомолекулярные вещества, так и большая часть низкомолекуляр-
ных веществ, а проходит через поры мембраны только почти чистый раство-
ритель.
     Условные границы применения этих процессов: обратный осмос: dч =
0,0001…0,001 мкм; ультрафильтрация: dч = 0,001…0,02 мкм; макрофильтра-
ция: dч = 0,02…10 мкм.
     От обычной фильтрации такие процессы отличаются отделением частиц
меньших размеров. Давление, необходимое для проведения процесса обрат-
ного осмоса (6…10 МПа), значительно больше, чем для процесса ультра-
фильтрации (0,1…0,5 МПа).
     Обратный осмос и ультрафильтрование принципиально отличаются от
обычного фильтрования. Если при обычном фильтровании осадок отклады-
вается на фильтровальной перегородке, то при обратном осмосе и ультра-
фильтровании образуются два раствора, один из которых обогащен раство-
ренным веществом.
     Обратный осмос широко используется для обессоливания воды в систе-
мах водоподготовки теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) и предприятий по произ-

                                   228