7.2. Установки, що працюють на принципі мембранного розділення забруднених вод.

Є установки безперервної та періодичної дії. В установках періодичної дії розчин циркулює по замкненому контуру (з ємкості вихідного розчину через насос, мембранний апарат і знову в ємкість для вихідного розчину) до досягнення заданої концентрації розчинених речовин, після чого подається споживачу.

В установках безперервної дії розчин проходить крізь мембранний апарат лише один раз і виходить з установки із заданою (чи допустимою) концентрацією розчиненої речовини. Іноді використовують також схему проточно-циркуляційного типу, в якій частина концентрату повертається у вихідний розчин, що надходить на розділення, а інша частина концентрату з певним вмістом розчиненої речовини подається споживачу (коли цільовим продуктом є концентрат).

Принципова схема установки зворотного осмосу:

1 — манометр; 2 — фільтр механічного очищення; 3 — електроконтактний манометр, 4 — термопара; 5 — регулятор тиску; б — мембранний розділювальний апарат; 7 — вимірювальний прилад ступеня очищення води; 8 — ротаметр;9 — збірник фільтрату; 10 — ємкість для промивного розчину, 11 — трубопровід для збирання і скидання рідини;12 — ємкість для концентрату; 13 — теплообмінник з терморегулятором, 14 — ємкість з кислотою; 15 — ємкість з інгібітором осадоутворення; 16 — рециркуляційний насос; 17— насоси-дозатори; Їв—насос для подавання роз-ділюваного розчину (води) до мембранних апаратів; 19 — переливний клапан; 20 — рн-метр.

Схеми сполучення розділювальних мембранних апаратів (модулів) в установках визначаються концентрацією розчинених речовин у вихідному роз­чині, продуктивністю установки та властивостями мембран.

Схема сполучення мембранних елементів і апаратів в установках зворотного осмосу та ультрафільтрування:

А — одноступінчасте розділення із змінним числом паралельно сполучених апаратів; б— двохступінчасте розділення з паралельним та паралельно-послідовним сполученням апаратів; 1, 1'— вихідний розчин; 2, 2'— концентрат;

З, 3'— фільтрат.

Найважливішим вузлом мембранної установки є елемент та апарат (модуль), тип і конструкція якого залежать від характеристик розчину, що розділяється, та цілей, які ставляться в разі розділення складної системи. На практиці використовують плоскокамерні, трубчасті, рулонні та порожнинно-волоконні типи мембранних елементів та апаратів на їх основі

Для очищення та опріснення вод методом зворотного осмосу використовують переважно рулонні та порожнинноволоконні елементи, зрідка — плос­кокамерні і трубчасті. Для мікро-, ультра- і нанофільтрування використовують, як правило, трубчасті, плоскокамерні елементи, рідше — порожнинноволоконні і практично не використовують рулонні модулі. Ще однією перевагою баро-мембранних процесів є те, що вони відбуваються за температури навколишнього середовища, що має винятково важливе значення у разі розділення термолабільних розчинів.

Схема прямотечійного плос-кокамерного мембранного апарата:

 1 — мембранний елемент, 2 — прокладка по краю мембрани, 3 — проміжна прокладка, 4, 5 — фланці, 6 — стояк для кріплення, 7 — захисна пластина 8 — шпилька.

Схема рулонного мембранного елемента:

1 — мембрана, 2 — дренажний пристрій, 3 — клеєве з єднання, 4 — турбулізатор, 5 — потік розчину, що розділяється, б — трубка для відведення фільтрату, 7— потік фільтрату, 8 — потік концентрату.