Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)

4. szám - Dr. Öllős Géza–dr. Kollár György: Nagytisztaságú ipari vízellátás. Membrán eljárások

148 Hidrológiai Közlöny 1982. 4. sz. Dr. öllős G.—dr. Kollár Gy.: N agy tisztaságú ipari vízellátás Élettartamuk az igénybevételtől függően változik. A leggyakrabban alkalmazott cellulóz-acetát membrán anyagi összetétele különféle lehet. A Loeb és Sourirajan (1977) féle összetétel: cellulóz-acetát 23,15 súlyszázalék aceton 69,50 súlyszázalék víz 5,37 súlyszázalék Mg-perklorát 1,65 súlyszázalék Hidroklórossav 0,33 súlyszázalék Ennek továbbfejlesztésével készült a Manjikianféle membrán (1978), melynek összetétele: cellulóz-acetát 25,00 súlyszázalék formamid 30,00 súlyszázalék aceton 45,00 súlyszázalék Elektrodialízis-membrán. Ellentétben az előző membrán fajtákkal, az elektrodialízishez használt membrán csak meghatározott töltésű részecskéket enged át. A kationcserélő membránok csak a kationokat, az anioncserélő membránok csak az anionokat engedik át. Mint minden membrán, így a dializáló membránok is érzékenyek a mechanikai igénybevételekre és a szennyeződésekre. Különösen áll ez az anioncserélő membránra. A reá kerülő oldatot először kationos derítőszerrel, vagy aktívszénnel szokták előkezelni. A zavarosságot okozó anyagokat a membrán előtt itt is el kell távolítani, mivel ezek zömmel olyan negatív töltésű kolloid récsecskék, melyek az anioncserélő membránt eltömik. Membrán modulok. A gazdaságos üzemeltetés céljából a fordított ozmózis és az ultraszűrő egységeket megfelelő tisztító rendszerbe kell beilleszteni. Az ilyen egységeket moduloknak nevezik. Ma már több modul-típust fejlesztettek ki, ezek közül a legfontosabbakat a 4. ábra szemlélteti. A sík modul (a) ábra) sík membránokból áll. A membránok és a porózus támasztólapok szendviesszerűen egymásra rétegződnek. A spirál modul (b) ábra) a síkmodul továbbfejlesztése. Két asszimetrikus membránból áll, amelyeket egy összenyomhatatlan porózus réteg választ el. A membránokra vízvezető hálót helyeznek. A szűrt víz gyűjtőcsőbe jut. Egy egységbe több modul építhető be. Egy modul 1,4 m

2 felületű, 100 bar nyomásnál 150-—200 l/nap a kapacitása. Hátránya ennek a modul típusnak, hogy a membránok mechanikai tisztítása nem lehetséges, továbbá a koncentráció-polarizáció ellenőrzése is nehézkes, különösen a kolloidális vagy makromolekuláris anyagok szűrésekor. A csőmodul (c) ábra) esetében a többrétegű, pórozus rétegen a membrán tömlőszerűen a cső felületén rögzül. Ezek a modulok 100 bar nyomást képesek felvenni. A csőben gyors 1—3 m/sec turbulens áramlást tartanak fent, ezáltal a koncentráció polarizáció jelentéktelen. A kapilláris modul esetében (d) ábra) az egyes membránok önhordó tömlős kialakításúak. Az aktív szűrőréteg ezek belsejében van. Belső átmérőjük 250—1500 y.m. Csak kis, maximálisan 10 bar nyomást vesznek fel. A koncentráció-polarizáció ellenőrzése lehetséges. Míg az első három modul cellulóz-acetátból készül, a kapilláris modul általában poliamid anyagú. Leginkább a spirál és a kapilláris típusú modulok terjedtek el. A nagy szelektivitású cellulóz-acetát membránok oldott anyag visszatartó képességéről a 2. táblázat tájékoztat. A kutatások alapján megállapítható: — a többvegyértékű ionok visszatartása az egy vegyértékű ionoknál hatásosabb, — a disszociálatlan vagy csak részben disszociált anyagok visszatartása gyenge, — a savak ós lúgok visszatartása gyengébb, mint a sók visszatartása. Az egyes ionok visszatartását befolyásolják, hogy azok milyen vegyület formájában vannak jelen a tisztítandó oldatban (pl. a membrán a Na-ot jobban visszatartja, ha az nátriumszulfát, kevésbé ha az nátrium-klorid formájában van jelen). Általában a kis molekulasúlyú, nem poláris, vízben oldódó szerves molekulák visszatartása gyenge. A diszszociálatlan, kis molekulasúlyú szerves savak visszatartása gyenge, sóik visszatartása viszont nagyon hatékony. Az egy vegyértékű ionok nyom mennyiségei általában csak gyengén tarthatók vissza. A fenolok, a kis és nagy molekulasúlyú klórozott szénhidrogének, számos peszticid és kis molekulasúlyú alkoholok gyengén tarthatók vissza. (Bár itt a kutatások a membrán anyagi, szerkezeti sajátosságainak célszerű megválasztásával kedvezőbb visszatartást sejtetnek). A komplex szervesanyagok, mint amelyek a víz színét idézik elő, vagy amelyek az ioncserélők hatékonyságát befolyásolják, szinte teljesen eltávolíthatók. A baktériumok, vírusok és gombák tökéletes visszatartása csak hibátlan membrán esetén lehetséges, ami 4. ábra Különböző membrán-modult típusok Puc. 4. Pa3AUHHbie munbi ModyMHbix MeMöpams Abb.4. Verschiedene Membranmodul-Typen