Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)
4. szám - Dr. Öllős Géza–dr. Kollár György: Nagytisztaságú ipari vízellátás. Membrán eljárások
Dr. öllős 77 .—dr. Kollár Gy.: Nagy tisztaságú ipari vízellátás Hidrológiai Közlöny 1982. 4. sz. 147 A cellulózacetát membrán tulajdonságai a kiilső ráhatásokkal szemben a legkedvezőbbek. Üzemi hőmérséklet és pH tartománya: 15 °C-nál pH =2—8, 30 °C-nál pH =3—6. A maximális üzemi hőmérséklet 50 °C lehetA poliamid membrán üzemelési tartománya pH-ra 4—11. A poliamid és a polimid membránok a biológiai és kémiai hatásokkal szemben ellenállóbbak. Kapacitásuk azonban, azonos visszatartás esetében is, kedvezőtlenebbek a cellulózacetát membránnál. A mebránon keresztüli anyagtranszport módja szerint megkülönböztethető: — pórus membrán, — „oldhatóság" membrán. A pórus membrán az anyagtranszport határozott méretű pórusokban játszódik le. A szelektivitás ezért a pórusátmérőtől függ. A pórus membránon átjutó oldószer mennyisége (öi[cm 3/cm 2-sec]): Q L=-~F{Ap-bAn), ahol Icl az oldószerre vonatkozó permeabilitási tényező, amely a membrán porózitását, a pórusátmérőt és a pórusfolyadék viszkozitását veszi figyelembe; d a membrán vastagsága; Ap és An a hidrosztatikus-, ill. ozmózis nyomáskülönbség [bar] a membrán két oldalán: F a membrán felülete. b a reflexiós tényező (a membrán tisztítóképességének mértékét fejezi ki). Szemipermeabilis membránra nézve ö =1. A pórus membrán oldott anyag visszatartó képessége : ahol GF a tisztított víz oldott komponenseinek koncentrációja, Cj/ az oldott anyagok koncentrációja a tisztítandó oldatban. Az ,,oldhatóság" membrán homogén polimer réteg, amelyen át valamennyi komponens a molekuláris diffúzió révén egymástól függetlenül halad át. Az ilyen membrán szelektivitása a membrán mátrixban levő különböző diffúziós tényezőktől és koncentrációktól függ. A memebránon átjutó s anyagkomponenes mennyisége: Q s=D7k s AC's/Ax, ahol D m s a membrán diffúziós tényezője, k s a környező oldat közötti eloszlási tényező AC g az s komponens koncentráció különbsége a membrán két oldalán, Ax a membrán vastagsága. A pórus membrán csak a különböző molekula átmérőjű anyagokat különíti el, az „oldhatóság" membrán az azonos vagy közel azonos molekula átmérőjű anyagokat is elválasztja, ha azok oldhatósága a membránon belül különböző. Ezért a pórus membránt elsősorban az ultraszűréshez az „oldhatóság" membránt pedig a fordított ozmózishoz alkalmazzák. A pórus membránnak azonos üzemelési nyomáskülönbség esetében kb. 10, 100-szor nagyobb a szűrési kapacitása az „oldhatóság" membránnál. Az előző egyenletből következik, hogy a Ax és Q s között az arányosság fordított, ezért ma már egyre inkább a vékony membránok előállítására törekszenek. Ez a cél az asszimetrikus membránokkal valósítható meg (2. ábra). Az asszimetrikus membránok előnye a szimmetrikus membránokkal szemben az, hogy lassabban tömődnek el és jobban tisztíthatók. Bármilyen membránra érvényes azonban, hogy kapacitásuk, visszatartó képességük az idővel csökken. Ennek okai: a) a membrán kompresszió, amit a nyomásterhelés okoz, b) a koncentráció polarizáció, a membrán felülete mentéíi jelentkezik, ami fordított ozmózisnál az ozmózis nyomást növeli, c) az elszennyeződés a membrán felületén, amit a szilárd anyagok okoznak. Ellene megfelelő előtisztítással lehet védekezni. d) A hidrolízis. A különböző membránok más és más pH tartományban hidrolizálnak. A cellulóz-acetát membránok szerves észter lévén kis és nagy pH tartományban hidrolizálnak (3. ábra). Ennek hatására a membrán sóviszszatartó képessége idővel lassan csökken. Az ábra a hőmérséklet és hidrolízis kapcsolatát is tükrözi. Számos oxidáló anyaggal szemben a membránok ellenállók, 0,5 mg/l szabad aktív klór koncentrációt hosszabb időn át elviselnek, 10—20 mg/l klórt rövid időszakon keresztül szintén eltűrnek. A membránokat időszakonként tisztítani kell. pH 3. ábra A cellulóz-acetát membrán hidrolizálása Puc. 3. Pu<)poAU3 i)eAAH)A03H0-aqemairm0e0 MeMöpana Abb. 3. Hydrolisation des Zellulos- Azetat-Membrans
