Введение к работе
Актуальность темы. Различные типы мембран широко применяют для обработки растворов во многих отраслях народного хозяйства. Постоянно ведутся работы по улучшению как аппаратурного оформлмшя мембранных процессов, так и характеристик самих мембран. Создаются новые классы мембран. Одним из наиболее перспективных классов мембран являются тонкопористые заряженные мембраны. Эти мембраны имеют большую селективность, чем незаряженные при той же производительностн или большую производительность при той же селективности. Некоторые характеристики тонкопористых заряженных мембран (размер пор и распределение пор по размерам, заряд мембран) можно рассчитать лишь используя более или менее правдоподобные допущения и пользуясь несколькими независимыми методами. Поэтому ясно, что создание методики комплексных электрохимических измерений является одной из актуальных задач для получения достоверных результатов измерения электрохимических свойств тонкопористых заряженных мембран.
Другой интересной стороной разделения растворов электролитов на тонкопористых мембранах является изучение возможности интенсификации или изменения характеристик разделения путем пропускания через мембрану электрического тока в процессе электроосмофилътрации. Ранее расчетным путем было показано, что в области границы исходного раствора с обратноосмотической мембраной при наличии внешнего электромагнитного поля может иметь место интенсивная диссоциация молекул воды.
Цели работы: Изучение влияния зарядовых и структурных факторов на солезадер-жшие реальными тонкопористыми заряженными мембранами в баромембранных процессах. А также экспериментальное доказательство эффекта интенсивной диссоциации молекул воды в области границы исходного раствора с обратноосмотической мембраной в процессе электроосмофиль грации.
Научная новизна. В ходе выполнения работы были получены следующие новые результаты: 1. Разработан способ оценки зарядозого и структурного вкладов в селективность тонкопористой заряженной мембраны в баромембранных процессах на основе зависимостей селективности и проницаемости мембраны от концентрации растворенного вещества в исходном растворе. 2. Предложен способ определения знака заряда фиксированных заряженных групп тонкопористых заряженных мембран на основе зависимостей концентрации электролита по обе стороны исследуемой мембраны от времени в процессе электродиализа. 3. Впервые получены значения концентрации фиксировашшх функциональных групп Сх и величины структурного фактора обеесоливания G для ультра-фильтрационных мембран классов УПМ и УФ-КФ и нанофильтрационных мембран
класса ОПМН. 4. Экспериментально доказано явление интенсификации диссоциации молекул воды в области границы раздела исходный раствор - мембрана в процессе элек-троосмофильтрацни.
Практическая ценность работы. 1. Полученные экспериментальные значения зарядового и структурного факторов обессоливания для тонкопористых заряженных мембран могут быть использованы при расчете селективности и производительности баро-мембранных модулей установок очистки жидких радиоактивных отходов (ЖРО). 2. Разработаны рекомендации по модернизации технологических схем передвижных установок "ЭКО-2" и "ЭКО-3, модульной установки "Аква-экспресс", которые интенсивно используются в МосНПО "Радон" для очистки ЖРО, путем замены ультрафнльтрацнон-ного модуля на ганофипьтрациошшй, что существенно увеличивает ресурс работы ионообменного модуля и сокращает объем образующихся вторичных ЖЮ.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на:
9-й Международной Летней Школе по Мембранной науке и технологии. Теоретические основы мембранной науки и технологии (Звенигород, 16-22 сентября, 1991 г.);
Обнинском симпозиуме XV Менделеевского съезда "Радиоэкологические проблемы в ядерной энергетике и при конверсии производства" (Обнинск, 31 мая - 5 июня 1993 г.);
4-й Ежегодной научно-технической конференции Ядерного общества "Ядерная энергия и безопасность человека NE-93" (Нижний Новгород, 28 июня - 2 июля 1993 г.);
6-й Ежегодной научно-технической конференции Ядерного общества (Киев, 3-7 июля 1995).
Публикации. Материалы, изложенные в диссертации, нашли отражение в 7 опубликованных печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из семи глав (первая глава - введение), выводов, списка литературы, насчитывающего 235 библиографических ссылок, и пяти приложений. Она изложена на 126 страницах печатного текста, включающего 37 рисунков и 6 таблиц (64 таблицы в приложениях).
