Смачиваемость мембран

Важной характеристикой мембран обратного осмоса, ультрафильтрации и нанофильтрации воды, во многом влияющей на эффективность их работы в системах водоподготовки, является смачиваемость, определяющая сродство материала мембраны к той или иной жидкости. Например, если мембрана, предназначенная для пропускания воды, окажется несмачиваемой, то существенная ее часть будет завоздушена, поскольку капиллярное давление в маленьких порах не позволит проникнуть туда воде, и реальная проницаемость мембраны окажется существенно меньше потенциально возможной, задаваемой полной пористостью.

Помимо этого, плохое сродство к воде, как правило, означает хорошую липофильность, т.е. сродство к жирам и органике в целом. Соответственно, в рассматриваемом случае мембрана будет активно задерживать на своей поверхности органические загрязнения, что приведет к ее быстрому забиванию и опасности биообрастания.

Рассмотренный пример показывает, что успешная работа мембраны возможна только при согласовании ее смачиваемости с выполняемой функцией. Для водоподготовки, когда необходимо проводить отделение чистой воды от загрязнений, мембрана должна максимально смачиваться водой, т.е. быть гидрофильной. Для процесса дегазации, когда через мембрану будет проходить газ, она должна минимально смачиваться водой, т.е. быть гидрофобной. В процессах выделения различных компонентов из технологических растворов и сбросных вод выбор мембран для обеспечения максимальной эффективности должен производиться с учетом их смачиваемости выделяемым компонентом раствора.

Степень смачиваемости определяется углом смачивания, определяемого как угол наклона (θ) поверхности капли жидкости, помещенной на плоскую поверхность мембраны (рис.1). Чем меньше этот угол, тем больше сродство жидкости к материалу мембраны, тем лучше смачиваемость. Исходный материал мембраны, т.е. такой из которого удобно произвести мембрану требуемой структуры, может не отвечать требованиям к смачиванию. В этих случаях разрабатывают специальные технологии изменения поверхностных свойств мембраны. Чаще всего речь идет о повышении смачиваемости водой, и соответствующую процедуру называют гидрофилизацией мембраны.

Гидрофильность и гидрофобность поверхности мембраны обратного осмоса

Рис. 1. Гидрофильность и гидрофобность поверхности мембраны:

а – гидрофильная поверхность; в – гидрофобная поверхность; б – промежуточное состояние

(c) 2010 НПК "Медиана - фильтр"
Все права защищены.