Введение. 
Характерные особенности водно-электролитных смесей

Мембранные методы — современный инструмент реализации ряда приоритетных направлений развития науки, технологий и техники, их практическое значение связано, прежде всего, с решением глобальных проблем, стоящих перед человечеством в XXI в.: создание высоких технологий, обеспечение безопасности проживания, производство экологически чистых продуктов питания, высококачественной питьевой воды, а также формирование должного баланса между решением социально-экономических проблем и сохранением окружающей среды.

С помощью мембранных процессов удается охватить практически весь диапазон возникающих разделительных задач: от самых тонких — концентрирования изотопов урана методом газовой эффузии — до относительно «грубых» — микрофильтрационной очистки жидкостей от взвешенных частиц субмикронных размеров. В настоящее время их используют в химической, нефтехимической, газовой, фармацевтической, микробиологической, атомной, электронной, пищевой промышленности, медицине, водоподготовке с различными целевыми назначениями, в аналитическом приборостроении, в устройствах для преобразования и хранения информации и в других областях.

Необходимо отметить, что существуют области, где мембранные технологии вообще не имеют конкурентов — например, низкотемпературная стерилизация растворов, позволяющая удалять не только бактерии, но и вирусы, сохраняя при этом ценные качества термически неустойчивых веществ. Это особенно важно при получении биологически активных веществ, лекарственных препаратов, ферментов, стерилизации крови и продуктов на ее основе и т. д. В молочной промышленности мембранная стерилизация и концентрирование молока и молочных продуктов позволяют сохранять в них все важные компоненты. В пивоварении и виноделии замена пастеризации микрофильтрацией сохраняет первоначальный вкус, аромат свежего пива и вина. Воду, пропущенную через ультрафильтры, можно пить даже тогда, когда исходная вода биологически заражена. И таких примеров можно привести множество.

Интенсивное развитие новых технологий и создание новых материалов, с одной стороны: полностью преображают всю сферу деятельности человека — состояние науки, промышленности, сельского хозяйства, быта, медицины, здравоохранения и др., а другой стороны: приводят к столь же интенсивному накоплению отходов. Мировая статистика свидетельствует, что только 7−12% исходного сырья преобразуется в конечный продукт, а примерно 90% на разных стадиях производства и потребления переходит в отходы, которые, однако, сами могут быть ценным сырьем, и переработка его может быть в несколько раз рентабельнее, чем исходного сырья. Конечно, при условии реализации экологически безопасных технологий и получения при этом высококачественных конкурентоспособных продуктов. В связи с этим, уже сегодня можно сделать предположение, что XXI в. будет в значительной степени нацелен на создание экологически безопасных и самое главное — экономически малозатратных и технологически обоснованных процессов переработки материалов, отходов, получения на их базе полезных и необходимых для общества продуктов. Поэтому мембранные и комбинированные процессы обработки веществ и материалов следует отнести к одной из самых передовых технологий.

Анализ результатов фундаментальных исследований показал, что без использования мембранной науки и мембранных процессов разделения реализация многих критических технологий требует больших материальных и временных затрат. Современные мембранные процессы отличаются высокой селективностью, низкими энергозатратами, простотой аппаратурного оформления, служат основой создания безотходных технологий, они способны «навести мост» через пропасть, разделяющую промышленность и чистоту окружающей среды. Они просто не могут иметь негативных последствий, поскольку «безреагентны», а точнее сказать «малореагентны». Следует особо отметить серьезные возможности мембранных процессов в технологическом обновлении отечественной промышленности, особенно актуальном в период преодоления последствий кризисных явлений.

Процесс обратного осмоса широко изучен, в мировой литературе имеется ряд монографий, в которых представлены основные теории и закономерности мембранного разделения жидких смесей. Накопления знания позволяют, например, предсказать результат разделения индивидуальных растворов электролитов, исходя из паспортных характеристик мембран. Однако при разделении многокомпонентных растворов электролитов селективность мембраны по каждому компоненту становиться непредсказуемой, и до настоящего времени отсутствует методика, позволяющая осуществлять ее расчет. В тоже время на практике чаще всего приходиться встречаться с многокомпонентными системами, для которых селективность по данному компоненту может сильно отличаться от ее значения в индивидуальном растворе.

В этой связи целью дипломной работы явились изучение и анализ известных данных о разделения многокомпонентных водных растворов электролитов обратным осмосом, обработка полученных данных выполненных экспериментов по изучению влияния рабочего давления и температуры на параметры разделения многокомпонентных модельных растворов с общими катионами и анионами. Обработка результатов исследований в зависимости от индивидуальных свойств катионов о анионов.