Спосіб мембранного розділення

1 Спосіб мембранного розділення, що включає розділення розчину на концентрат і пермеат на дискових мембранах, який відрізняється тим, що розчин до його розділення попередньо обробляють і турбулізують в примембранному шарі, а потік пермеату після проходження через мембрани направляють в напрямку від їх центру 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що по передню обробку розчину здійснюють спеціальними добавками 3 Спосіб за пп 1 і 2, який відрізняється тим, що в розчин добавляють водонерозчинні органічні з'єднання 4 Спосіб за пп 1 і 2, який відрізняється тим, що в розчин добавляють поверхнево-активні речовини 5 Спосіб за пп 1 і 2, який відрізняється тим, що в розчин добавляють водорозчинні поліелектроліти 6 Спосіб за пп 1 і 2, який відрізняється тим, що в розчин добавляють дрібнодиспергований сорбент 7 Спосіб за пп 1 і 2, який відрізняється тим, що в розчин добавляють свіжоприготовлений гель 8 Спосіб за пп 1 і 2, який відрізняється тим, що в розчин добавляють луг 9 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що турбулізацію розчину створюють обертовими плоскими дисками з отворами Винахід відноситься до ХІМІЧНИХ технологій, а саме до процесів розділення рідинних середовищ методами ультра- та мікрофільтрацм, і може використовуватися в атомній, наприклад, для очистки низькоактивних рідких радіоактивних ВІДХОДІВ ВІД радіонуклідів, а також в харчовій, фармацевтичній та інших галузях промисловості Існує спосіб мембранного розділення рідин (патент RU 2094100 СІ, B01D61/00, 27 10 1997) В даному способі розділення і концентрування рідин здійснюється за допомогою мембрани, над поверхнею якої створюють ламінарний потік рідини певної швидкості При такому потоці рідини має місце забивання мембран і необхідність регенераційних переривів Відомий спосіб вибіркового вилучення і концентрування урану і плутонію (патент RU 2144225 С1, B01D61/14, 10 01 2000), який передбачує процес концентрування методом ультрафільтрації з добавками комплексоутворюючих речовин Але без примшення металокерамічних мембран ефективність процесу низька Найбільш близьким технічним рішенням, що вибране в якості прототипу, є спосіб очистки низь коактивних рідких радіоактивних ВІДХОДІВ ВІД радіонуклідів (патент RU 2172032 С1, B01D61/14, 10 08 2001), який включає стадію очистки початкового розчину на мембранному фільтрувальному апараті з дисками, оснащеними з двох сторін напівпроникними мембранами, виконаними у вигляді двошарової пластини, в якої нижній шар виготовлений з пористого металу, а верхній - з пористої кераміки При виконанні зазначеної операції після проходження розчину через мембрану, що обертається, пермеат направлять проти відцентрових сил, що зменшує продуктивність процесу, а відсутність попередньої хімічної та механічної дії на розчин не забезпечує процес розділення різноманітних рідин В основу винаходу поставлено задачу в способі мембранного розділення шляхом механічної та хімічної дії на розчин та його складові забезпечити інтенсифікацію процесу розділення та розширення сфери його використання Поставлена задача досягається тим, що при реалізації способу мембранного розділення, що включає операцію розділення розчину на концентрат і пермеат на дискових мембранах, розчин до 1 49721 Спеціальні домішки дають можливість реалізувати метод міцелярно-підсиленої ультрафільтрації, коли вихідний розчин піддають ХІМІЧНІЙ ЧИ фізико-хімічній модифікації і в результаті чого певні токсичні компоненти розчину, наприклад, радіонукліди, переводяться в колоїдну форму, збільшуючи свої розміри Такий модифікований розчин піддають мембранному розділенню на мембрані 6, яка затримує лише токсичні компоненти, що находяться в асоційованій формі, але пропускає баластні солі і органічні речовини, таким чином забезпечується максимальний коефіцієнт зменшення об'єму ВІДХОДІВ (концентрату) його розділення попередньо обробляють і турбулізують в примембранному шарі, а потік пермеату після проходження через мембрани направляють в напрямку від їх центру При чому, попередню обробку розчину здійснюють спеціальними добавками, якими в залежності від його ХІМІЧНОГО складу можуть бути водонерозчинні органічні з'єднання, поверхньо-активні речовини, водорозчинні поліелектроліти, дрібнодиспергований сорбент, свіжоприготовлений гель чи луг Крім того, турбулізацію розчину створюють обертовими плоскими дисками з отворами Вище перераховані нові ознаки (турбулізація розчину, внесення добавок, зміна напрямку потоку пермеату) при взаємодії з відомими ознаками (пропускання розчину через дискові металокерамічні мембрани) забезпечують виявлення нових технічних властивостей винаходу і одержання технічного результату - інтенсифікацію процесу розділення та розширення сфери його використання На кресленні приведена конструктивнотехнологічна схема, що ілюструє спосіб мембранного розділення Запропонований спосіб мембранного розділення реалізується слідуючим чином Початковий розчин 1 з вузла попередньої обробки 2, де здійснюється його очистка на фільтрі 3 від посторонне домішок і/або обробка спеціальними добавками 4, направляють в мембранний апарат 5 В мембранному апараті 5 розчин піддають дії турбулізаторів 7, виконаних у вигляді дисків з отворами і закріплених на роторі 8, в результаті обертання яких безпосередньо біля поверхонь дискових мембран 6, що утворюють мембранний елемент 9, створюються локальні мікрозони турбулентності, що забезпечує активне перемішування розчину в прошарку максимально наближеному до поверхні мембрани, виключаючи таке явище як "концентраційна поляризація", при якому наростання концентрації може привести до випадання осадку і блокування мембрани Пермеат 10, який пройшов через нерухомі мембрани спрямовується від їх центру до вихідних каналів 11 Концентрат 12, що знімається з поверхні мембран турбулізаторами, подається на вихід 13 з апарату 5 ФІГ. 49721 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71