Исследования кинетических и сорбционных характеристик мембран ОФАМ-К и ОПМН-П в процессе электронанофильтрационного разделения водного раствора сульфата калия

В работе приведен анализ существующих методов мембранного разделения растворов на полупроницаемых и ионообменных мембранах, где отмечены их достоинства и недостатки. Объектами исследования являлись нанофильтрационные мембраны марки ОФАМ-К, ОПМН-П и водные растворы сульфата калия, используемого в производстве минеральных удобрений. Исследовано изменение коэффициента задержания на прианодной мембране ОФАМ-К по сульфат-ионам и на прикатодной мембране ОПМН-П по ионам калия при плотностях тока 12,82 и 15,38 А/м2 с варьированием трансмембранного давления. Анализ коэффициента задержания прикатодной мембраной ОПМН-П по ионам калия с повышением давления показывает о его возрастании на 20-30%, что, вероятно, вызвано повышением скорости проницаемости воды, вызывающей разведение пермеата. В случае анализа коэффициента задержания по сульфат-ионам на прианодной мембране ОФАМ-К в области низких плотностей тока сначала задерживающая способность с повышением трансмембранного давления падает, а затем выходит на постоянное значение с небольшим повышением при давлении 1,5 МПа. При более высоких плотностях тока коэффициент задержания по сульфат-ионам на прианодной мембране ОФАМ-К с повышением трансмембранного давления, как и на прикатодной мембране ОПМН-П по ионам калия возрастает. Зависимости удельного выходного потока от времени приведены при трансмембранном давлении 0,75, 1 и 1,5 МПа и плотности тока 12,82 и 15,38 А/м2. Отмечено, что на прианодной мембране ОФАМ-К удельный выходной поток возрастает, а на прикатодной мембране ОПМН-П снижается с течением времени, что обусловлено трансформацией физических свойств мембран и пограничных слоев, формируемых на их рабочей поверхности. На прианодной мембране ОФАМ-К с течением времени проницаемость по воде возрастает, а на прикатодной мембране ОПМН-П снижается. Представленные данные по десорбции ионов калия и сульфат-ионов на прианодной мембране ОФАМ-К и прикатодной мембране ОПМН-П свидетельствуют о том, что с течением времени десорбция ионов снижается, причем показатель десорбции ионов калия на прианодной мембране ОФАМ-К выше, хотя в процессе электронанофильтрации ионы переносятся в эквивалентных отношениях.