Техника - молодёжи 1979-11, страница 39

ФИЛЬТРЫ НА ЛЮБОЙ СЛУЧАЙ

БОРИС СМАГИН, наш спец. корр.

В муке много примесей, пшено перемешано с зернами сорняков, вода мутная, в ней плавают какие-то серые волокна. Как устранить эти недостатки? Наверное,? каждый из нас знает ответ на этот элементарный технологический вопрос. Сито — вот что нужно. Чем меньше диаметр ячеек, тем легче отделить самые мелкие примеси. «Сито» с отверстиями, которые плохо заметны глазу (настолько они миниатюрные), называют фильтром. Конечно, фильтр не так прост, как сито. Чаще всего это губчатая прослойка, через которую просачивается жидкость, а примеси задерживаются, отстаиваясь на фильтре (поэтому его надо периодически чистить или даже менять).

Такая система фильтрования устраивала человечество долгие тысячелетия. Однако стремительное развитие техники, насущные заботы и тревоги XX века заставили по-иному взглянуть на эту простую операцию.

Как, например, убрать из морской воды содержащиеся в ней соли? Это весьма актуальная проблема — ведь ресурсы пресной воды ограничены и некоторые страны уже испытывают в ней недостаток. А между тем ни один из обычных фильтров не может справиться с этой задачей, так как соли растворимы в воде. Это единая однородная масса.

Последние годы поставили человечество перед серьезной угрозой, которую представляют для природы всевозможные промышленные отходы

Короче говоря, проблема налицо. Нужно создать системы фильтров, которые могли бы отделять друг от друга молекулы растворов. И делать это не химически, а механически, то есть не нарушая строения примесей и жидкости.

Фильтры с мембранами обратного осмоса позволяют решить эту задачу. В смысле очистки они поистине всемогущи, так как «умеют» разде

лять даже смеси молекул, очень близких друг к другу. А диаметр «ячеек» этого своеобразного молекулярного «сита» достигает всего лишь пять ангстрем. Что же это за фильтры?

Осмос далеко не новое явление в науке и технике. Давно известно, что в сосуде, разделенном на две части вертикальной перегородкой из так называемой полупроницаемой мембраны, возникает довольно неожиданный процесс. Если налить в один отсек сосуда обычную воду, а в другой водяной раствор какого-либо химического соединения, то, невзирая на преграду, вода начнет просачиваться через лерегородку в раствор. Отсюда и название мембраны: «полупроницаемая», то есть работающая в одном направлении. Перемещение будет происходить до тех пор, пока уровень воды не понизится до пределов, обусловленных природой растворенного вещества. Это и есть осмос. Разность уровней жидкостей двух отсеков символизирует так называемое осмотическое давление. Как мы уже сказали, оно постоянно для данного раствора. А результат осмотического проникновения воды через мембрану — разбавление раствора.

И вот через сто лет после этого открытия ученым пришла в голову идея, тдк сказать, обратного процесса — повернуть осмос вспять. Поставили эксперимент. Оказалось, как только давление, приложенное со стороны раствора, превысило осмотическое, началось перемещение воды в обратном направлении Вот так и был найден способ выделять из растворов воду, то есть очищать ее, избавляться не только от взвешенных, но и от растворенных в ней примесей.

Наука, таким образом, сказала свое слово, указав технике конкретный путь. Но практическое осуществление столь интересней идеи потребовало долгих лет кропотливой работы инженеров и техников.

В нашей стране этими вопросами занялись специалисты Владимирского всесоюзного научно-исследователь-ского института синтетических смол. Природа не создала хороших технологических полупроницаемых ме*мб-ран. И надо было готовить их искусственно, основываясь на полимерах, которые уже выпускала химическая промышленность страны.

Первые мембраны, полученные во ВНИИССе, были сделаны на основе ацетата целлюлозы, которая к тому времени уже применялась текстильщиками. Несколько типов фильтров с мембранами из этого материала изготовлены владимирскими химиками и апробированы в установках для фильтрования на предприятиях самых разных отраслей народного хозяйства.

Но наряду с преимуществами выяснились и недостатки мембран этого

типа. Во-первых, обратный осмос требует больших величин давления, а его выдерживает далеко не каждое вещество. Кроме того, в целом ряде случаев промышленные стоки не просто «грязная водичка», а весьма агрессивные жидкости, растворяющие целлюлозу. Для новых фильтров требовались и новые синтетические вещества. Такие вещества в хозяйстве страны имелись. Тек'стилыцики в свое время перешли от ацетатцеллюлоз-ных волокон к новым — полиамидным. Мы все их хорошо знаем: именно из них получаются весьма распространенные нейлон, капрон и другие подобные ткани. Оказалось, что как раз полиамиды (причем не простые, а ароматические) вполне подходят для обратного осмоса.

Н*0

Щ

м-

Ш

5Г

Владимирские ученые остановились на отечественном полимере, имя которому сульфон-4Т. Он и стал основой поистине уникальных мембран, родившихся в отделе полимерных материалов ВНИИССа, которым руководит кандидат химических наук Владимир Павлович Дубяга

К этой работе В. П. Дубяга привлек выпускника биологического факультета Владимирского педагогического института Александра Масею-ка. И не ошибся. А ведь им предстояло не только создать серию мембран нового типа, но и найти технологическое решение для организации соответствующего производства.

А. Масеюк не случайно занялся этой проблемой Его мечтой еще со

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ТВОРЧЕСТВО МОЛОДЕЖИ