Жаратылыстану және география институты
Градуирленген қисықты тұрғызу
жүктеу/скачать 0,82 Mb. Pdf көрінісі
|
Зертханалық жұмыстар әдістемесі 2023 2
- Бұл бет үшін навигация:
- 14.1 Теориялық кіріспе
| Градуирленген қисықты тұрғызу: 5 өлшеуіш колбаға мыс(II) тұзы стандартты
ерітіндісінің 2, 4, 6, 8, 10 мл пипеткамен құяды. Содан кейін әдістеме бойынша аммиактың 1:3 сұйытылған ерітіндісінің 10 мл қосып, колбаның белгісіне дейін дистилленген су құяды. Ерітінділердің оптикалық тығыздығын өлшеп, градуирленген қисықты тұрғызады ( абсцисса өсінде – мыс иондарының концентрациясы, мг/мл, ал ордината өсінде – ерітіндінің оптикалық тығыздығы А, нм.). №14 зертханалық жұмыс. Суды кері осмос әдісімен тұзсыздандыру Жұмыстың мақсаты - кері осмостық қондырғыда суды минералсыз-дандырудың мембраналық әдісін зерттеп, терең тұзсыздандырылған суды алу 14.1 Теориялық кіріспе Кері осмос деп ерітіндіні жартылай өткізгіш мембраналар арқылы өткізгенде еріген заттары мембранада ұсталып қалып, ал еріткіштің мембранадан өтуіне негізделген бөлу процесін айтады. Бұл әдіс сұйық қоспаларды бөлуде, суды тазарту мен тұщыландыруда кеңінен қолданылады. Тұзсыздандыру – тұз мөлшері дистилленген судыкінен төмен болатын терең тұзсыздандырылған суды алудың минералсыздандыру процесі. 14.1 Суды кері осмостық тұзсыздандыру процесінің қағидалы сүлбесі Бұл сүлбе бойынша еріген заттар мембрана бетінен үздіксіз әкетілу тиісті. Бастапқы ерітінді (1) жартылай өткізгіш мембраналары (2) бар кері осмостық қондырғыда (2) екі ағынға бөлінеді: еріген заттарынан тазартылған фильтрат (4) (немесе пермеат) және бастапқы ерітіндімен салыстырғанда еріген заттар мөлшері жоғарырақ болатын концентрат (5). Бөлудің қозғаушы күші қысым болып келетіндіктен, кері осмос баромембраналық процеске жатады. Кері осмоста арнайы қасиеттері бар мембраналар қолданылады. Олардың ішінде негізгілері және міндеттілері – мембрананың селективтілігі мен меншікті өндірулігі. Селективтілік деп мембрананың қоспа компоненттерін әртүрлі өткізгіштікпен бөлу қабілеттілігін айтады. Жартылай өткізгіш мембраналар арқылы бөлу процесінің селективтілігі φ (%) келесі формуламен анықталады φ= (х 1 –х 2 )/ х 1 . 100= (1- х 2 /х 1 ) . 100 (1), мұнда х 1 мен х 2 – еріген заттың бастапқы қоспа мен фильтраттағы концентрациялары. Тұздар ерітінділерін бөлгенде немесе концентрлегенде φ шамасын кейде тұздылық коэффициенті немесе мембрананың тұздылығы деп атайды. Меншікті өндірулік (q, м 3 /м 2. сут) – уақыт бірлігінде мембрана ауданы бірлігінен өтетін көлемді ағын. Мембраналардың меншікті өндірулігі ерітіндінің сүзу жылдамдығымен (V) келесі қатынаспен байланысады V=11,6 10 -6 q (2) және мембрананың затты ұстап қалу қабілеттілігіне байланысты R=1- C Ф /С о (3) Ерітіндінің жартылай өткізгіш мембрана арқылы сүзілу жылдамдығы сүзу қысымымен және тұзсыздандырылатын су мен фильтраттың шамаларымен келесі қатынаспен байланысады: V = k 0 (p- ∆π). Ерітіндінің осмостық қысымы еріген зат табиғатына, ерітінді концентрациясы мен температурасына тәуелді. Ерітінді концентрациясы мен температурасы өскен сайын осмостық қысымы да жоғарылайды. Кері осмос селективтілігі мен жылдамдығына әсер етуші негізгі факторлар: жұмыстық қысым, аппараттағы гидродинамикалық режим, бөлінетін ерітіндінің табиғаты мен концентрациясы, температурасы, сонымен қатар мембраналар жұмысының ұзақтығы. Кері осмос процесінің жұмыстық қысымы әдетте 3-10 МПа құрайды. Мұндай қысым кері осмос технологиясын қиындатады (мысалы, ультрасүзудің жұмыстық қысымы 0,3-1 Мпа). Қысымды таңдау меншікті өндірулікті қамтамасыз ету шартына ғана емес, ерітіндінің осмостық қысымына да байланысты. Көптеген жағдайларда кері осмос әдісін бір валентті тұздар үшін концентрациясы 5-10%, екі валентті - 10-15%, ал көп валенттілер үшін - 15-20% құрайтын электролит ерітінділерін тазартуда тиімді қолдануға болады. Органикалық заттар ерітінділері үшін бұл интервал кеңірек және зат молекулалары мөлшерлері мен оның мембранамен әрекеттесу дәрежесіне тәуелді болады. Сулы ерітінділерді бөлу, тазарту және концентрлеуде кеңінен қолданылатын ацетатцеллюлозалық мембраналар 60 0 С-де бұзылады. Сондықтан мұндай мембраналарды қолданғанда бөлмелік температуралардың шектерінен аспау қажет. Суды кері осмостық тұзсыздандыруда жартылай өткізгіш мембранадан еріткіш молекулалары ғана өтетіндіктен, оның бетінде еріген заттар концентрациясы жоғарылайды. Мембрана бетіне перпендикуляр келетін еріген зат концентрациясы градиентінің құрастырушысы концентрациялық поляризация деп аталатын құбылысқа әкеледі. Сонымен қатар, кері осмостық қондырғыларда мембрана бетіне параллельді келетін еріген зат концентрациясы градиентінің құрастырушысы да пайда болады. Су мембрана бетінің бойымен қозғалғанда оның бөлігі сүзіледі де ерітіндідегі еріген заттар концентрациясы жоғарылайды. Бұл құбылыс ерітінділердің концентрленуі деп аталады. Концентрациялық поляризация мен ерітінділердің концентрленуі ерітінділердің кері осмостық бөлінуіне ілесіп жүреді, бірақ табиғи және ағын суларын тұзсыздандыруда олардың рөлі әртүрлі. Концентрациялық поляризация барлық жағдайларда теріс фактор болады да, концентрациялық поляризацияның деңгейі деп аталатын шамамен бағаланады: Г= С М /С. Концентрациялық поляризация мембрана бетінің жанында еріген заттар концентрациясын жоғарылатуына байланысты, Г шамасы әрқашан >1 болады. Бұл жағдай фильтраттың тұздылығының өсуіне және мембрана бетінде нашар еритін заттар тұнбаларының түзілуіне мүмкіндік береді. Тұнбаның түзілуі концентрациялық поляризацияның ары қарай жүруіне апарады, өйткені тұнба қабатында ерітіндіні араластыру мен еріген заттар диффузиясы қиындайды. Сонымен қатар, мембраналардың бетінде тұнбаның түзілуі қосымша гидравликалық қысымға байланысты олардың өндірулігін төмендетеді Тұнбаның түзілуін болдырмау үшін минералсыздандырылатын ерітіндіні алдымен табиғаты әртүрлі қоспалардан тазартады: дисперсті бөлшектерден, макромолекулалардан, микроорганизмдерден, органикалық заттардан, яғни алдын ала тазартуды жүргізеді. Ерітіндіні концентрлеу ары қарай өңдеуге жіберілетін сулардың көлемін көп есе азайтуға немесе технологиялық процесте қайтадан қолдануға болатын бағалы заттар мөлшері бар ерітіндіні алуға мүмкіндік береді. Бірақ кейбір жағдайларда ерітіндіні концентрлеу теріс фактор болып кетуі мүмкін. Мысалы, конструкциясы дұрыс емес немесе дұрыс жиналмаған кері осмостық қондырғыда бөлінетін ерітінді мембрана бойымен қозғалмайтын (тұрып қалған) зоналардың түзілуінің мүмкіндігін тұғызады. жүктеу/скачать 0,82 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|