Wшляпа это?

Ультрафильтрационная обработка является формой мембранной фильтрации, аналогичной обратному осмосу, отделяющей твердые частицы от источника жидкого притока. Этот процесс лежит между микрофильтрацией и нанофильтрацией с точки зрения удаления размера захвата частиц. Он применяется в качестве предварительного фильтра для других процессов очистки или в качестве третичного полирующего фильтра в системах очистки питьевой воды и сточных вод.

Как это работает:

Для простоты ультрафильтрационная обработка работает с использованием градиента давления, чтобы пропустить воду через полупроницаемую мембрану, оставляя более крупные частицы и минералы в ловушке с другой стороны.

Конечно, этот мембранный фильтр может быть реализован различными способами. Поэтому мы обсудим и опишем различные потенциальные конфигурации для ультрафильтрационных систем.

Конфигурации потока:

То, как поступающая сырая вода течет относительно ориентации мембраны, может повлиять на работу этого системного процесса. Каждая конфигурация имеет определенные преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при разработке системы ультрафильтрационной обработки.

Снаружи

Для цилиндрической мембраны сырая вода течет из наружной части внутрь к центральной оси, как показано ниже. Эта схема потока хорошо работает в ситуациях с большим общим содержанием взвешенных твердых частиц (TSS), в отличие от потока изнутри наружу.

Наизнанку

Втекающая сырая вода течет в центральное пространство мембранной трубки, а затем радиально наружу, как показано ниже. Когда необходима однородная гидродинамика, эта схема течения является наилучшей, но она не очень хорошо работает в приложениях с более высоким TSS.

Кросс-поток

Приток течет параллельно длине мембраны, но градиент давления через мембрану вытягивает воду на другую сторону, и твердые вещества собираются на мембране тонким слоем. Для создания поперечного потока требуется больше энергии, но слой твердых частиц можно поддерживать в более тонком слое дольше.

Тупиковый поток

Поток перпендикулярен поверхности мембраны. Отфильтрованная вода проходит через мембрану, а твердые частицы остаются на противоположной стороне, прилипая к поверхности мембраны толстым слоем. Создание тупикового потока не требует большого количества энергии, но твердый слой накапливается намного быстрее, что делает эту конфигурацию более полезной для более низких концентраций загрязнителя воды источника.

Конфигурации системы

Два основных соображения относительно того, как должна быть настроена система в целом, основаны на типе сосуда и способе аэрации мембран.

Погруженный

Технически, большинство систем ультрафильтрационной обработки погружены в том смысле, что мембрана полностью окружена жидкостью, но, в частности, этот термин относится к системам, которые состоят из больших резервуаров, заполненных сырой водой, и в нее опускаются несколько мембран. Резервуар имеет необходимые впускные и выпускные отверстия.

герметичный

Когда мембрана заключена в какой-то герметичный корпус. Системы обычно состоят из нескольких сосудов, соединенных параллельно. Каждый сосуд имеет свои вход и выход, которые соединяются с коллектором, который объединяет очищенные стоки из всех сосудов в один поток. Сосуды также имеют тенденцию быть цилиндрическими, за исключением случая конфигурации мембраны пластины и рамы.

проветривание

Для того чтобы мембраны не собирали твердые частицы на своей поверхности постоянно, ультрафильтрационные установки применяют системы аэрации, которые производят пузырьки, которые очищают поверхность мембраны, чтобы очистить от накопившихся твердых частиц. Существует два варианта настройки систем аэрации внутри блока фильтра.

Интегрированные

В интегрированной системе все содержится в одном устройстве. Например, погружной резервуар, в котором аэратор расположен непосредственно под мембранами. Или сосуд под давлением с аэратором в нижней части сосуда.

Pазделение

Здесь исходный поток аэрируется в отдельный резервуар, а затем перекачивается в резервуар или сосуд, содержащий мембрану.

Типы мембран

полимерный

Эти мембраны изготовлены из полимерных материалов, таких как полисульфонполипропилен, ацетат целлюлозы и полимолочная кислота. Полимерные мембраны чаще используются из-за их эффективности и экономичности.

Производители керамической посуды

Существует широкий спектр материалов для керамических мембран, от оксида алюминия и карбида кремния до диоксида титана и диоксида циркония. Они хорошо известны своей устойчивостью к воздействию высоких температур или агрессивных химических веществ, но они также намного дороже.

Мембранные конфигурации

Размер и форма мембраны во многом зависят от того, как система будет работать. Каждая конфигурация мембраны может иметь свои плюсы и минусы, поэтому необходим тщательный отбор.

Трубчатый

Изобразите пучок соломинок, связанных друг с другом тонкой мембраной, свернутой внутри каждой соломинки. Сами трубки являются проницаемыми, поэтому при нагнетании притока он начинается внутри полупроницаемой мембраны, и вода проходит через нее, а затем через трубку в полость сосуда. Полученный пермеат в полости затем направляется на следующую стадию обработки. Трубчатые системы обычно работают только на потоках изнутри наружу, поэтому мембрана не разрушается внутри трубки.

Полое волокно

Эта конфигурация аналогична трубчатой ​​системе, но без мембраны, поддерживаемой внутри трубчатого сосуда. Вместо этого сама мембрана больше похожа на полые приготовленные пряди спагетти и напрямую подвергается воздействию сырой воды. Эти системы могут работать как внутри, так и снаружи, но тонкие, гибкие волокна могут быть подвержены разрыву.

Плита и рамка

Храня вещи на кухне, представьте, что это клубный бутерброд. Сделайте бутерброд из проставки между двумя плоскими мембранами и сложите их несколько друг над другом с небольшим промежутком между ними. Питающая вода проходит между смежными мембранами, а фильтрованная пермеатная вода проходит через мембраны в прокладку, которая имеет каналы, которые направляют ее к выпускному отверстию для пермеата (очищенной) воды.

Спиральная рана

Для этого возьмите бутерброд, который вы сделали для тарелки и рамы, и оберните его вокруг перфорированной трубы. Сырая вода проходит через канал подачи и фильтруется через мембраны в канал пермеата. Затем пермеат движется по спирали к центру в выпускное отверстие.

В приведенной ниже таблице указаны возможные комбинации для систем ультрафильтрационной обработки. Например, трубчатая мембрана с поперечным потоком изнутри наружу через полимерную мембрану. Символы X указывают, что тип потока или материал мембраны возможен для данной мембраны.

Хотите узнать больше о любой информации, представленной в этой статье? Если у вас есть вопросы по поводу процесса ультрафильтрации или если система обработки ультрафильтрации будет соответствовать потребностям вашего конкретного применения, свяжитесь с нами! 

Эксперты по водоподготовке в Genesis Water Technologies могут бесплатно звонить в США по 1-877-267-3699 или связаться с нами через социальные сети или электронную почту. customersupport@genesiswatertech.com поговорить с одним из наших представителей о вашей конкретной заявке.