Spiediena-tipa ultrafiltrācija un iegremdētā ultrafiltrācija ir divi plaši izstrādāti ultrafiltrācijas membrānas tehnoloģijas veidi. Lai gan tiem ir vienāds galvenās membrānas filtrēšanas princips, tie atšķiras pēc dzinējspēka, membrānas moduļa struktūras, darbības režīma un piemērojamiem scenārijiem.
I. Braukšanas spēks un darbības režīms
Spiediens{0}}Veids Ultrafiltrācija
Neapstrādāts ūdens tiek iesūknēts noslēgtā membrānas korpusā, radot pozitīva spiediena starpību (parasti 0,5–2,5 bāri) visā membrānā. Attīrīts ūdens zem spiediena izplūst cauri membrānai un izplūst no produkta ūdens gala.
Tas var darboties kā strupceļa-filtrēšana vai šķērsplūsmas{1}}filtrēšana. Strupceļa-filtrācijā ūdens atgūšanas ātrums var sasniegt 90–95%. Šķērsplūsmas filtrācijā koncentrāts tiek pārstrādāts, un reģenerācijas ātrums samazinās līdz 75–90%.
Membrānas plūsma ir salīdzinoši augsta, un projektētās vērtības parasti svārstās no 40 līdz 120 l/(m²·h) atkarībā no ūdens kvalitātes un membrānas veiktspējas.
Iegremdēta ultrafiltrācija
Membrānas modulis ir tieši iegremdēts atvērtā ūdens tvertnē. Permeāta sūknis izvelk ūdeni no membrānas dobuma, radot negatīvu spiedienu (transmembrānas spiediena starpība tikai 0,1–0,6 bāri, ti, no -10 līdz -60 kPa). Ūdens tiek filtrēts ar sūkšanas piedziņu.
Tā ir gandrīz pilnībā{0}} strupceļa filtrēšana ar sistēmas reģenerācijas ātrumu, kas parasti ir lielāks par 95% vai vienāds ar to, un ilgu dūņu noņemšanas ciklu.
Plūsma ir salīdzinoši zema, parasti paredzēta 15–40 l/(m²·h), jo zemā spiediena starpība un gravitācijas nosēdināšana prasa pietiekamu membrānas laukumu.
II. Membrānas moduļa struktūra un materiālu raksturojums
Spiediena veids
Membrānas šķiedras ir iekapsulētas cilindriskā spiedienu{0}}nesošā apvalkā, kura diametrs parasti ir 4 collas/8 collas, garums 1–2 metri un spiediena izturības rādītājs ir 3–10 bar.
Membrānas šķiedras var būt pakļautas iekšējai vai ārējai spiedienam, kas rada ārkārtīgi augstu iepakojuma blīvumu, sasniedzot 400–800 m²/m³ moduļa tilpumu (8 collu elementi var sasniegt 60–80 m² membrānas laukumu).
Parastie membrānu materiāli: PVDF, PES, PS; poru izmērs 0,01–0,04 μm; molekulmasas robeža 100–150 kDa.
Iegremdētais tips
Membrānas šķiedras ir piekarinātas aizkaru vai saišķa konfigurācijā bez ārējā apvalka un ir tieši uzstādītas uz membrānas rāmja un iegremdētas tvertnē. Tipisks membrānas rāmja blīvums ir 200–400 m²/m³ tvertnes tilpuma.
Membrānas šķiedras balstās uz zema-spiediena iesūkšanu, galvenokārt ārēja spiediena veidu, un pretapaugšanas slānis ir vērsts uz āru. Membrānas tvertne ir aprīkota ar perforētām aerācijas caurulēm lieliem gaisa burbuļiem, lai notīrītu membrānas virsmu.
Materiāls galvenokārt ir pastiprināts PVDF; membrānas šķiedras ir izstrādātas tā, lai tās izturētu ilgstošas -aerācijas vibrācijas, kurām nepieciešama augsta stiepes izturība.
III. Ekspluatācijas un apkopes atšķirības Mazgāšana un tīrīšana
Spiediena tipam tiek izmantota bieža hidrauliskā pretskalošana (pretskalošanas plūsma var sasniegt 1,5–2,5 reizes par caurlaidības plūsmu) apvienojumā ar gaisa -ūdens pretskalošanu.
Iegremdētās membrānas sistēmas galvenokārt balstās uz nepārtrauktu aerāciju, lai radītu lielus burbuļus, kas notīra membrānas šķiedras. Mazgāšanas biežums ir zems, un caurlaidības uzturēšanai parasti tiek izmantota ķīmiskā tīrīšana.
Prasības pirmajai apstrādei
Spiediena -tipa membrānu sistēmas ir jutīgas pret ieplūdes daļiņām. Lai aizsargātu membrānas šķiedras, pirmapstrādei bieži ir nepieciešams pašattīrošais filtrs (100–300 μm precizitāte); pretējā gadījumā ir iespējama šķiedras pārrāvums vai piesārņojums.
Iegremdētās membrānas sistēmas to lielo kanālu un tvertnē nostādināšanas efekta dēļ var tieši apstrādāt augstas koncentrācijas suspendētās cietās vielas (piemēram, MLSS MBR var sasniegt 8000–15000 mg/l). Tiem ir minimāla atkarība no pirmapstrādes, un tie var tieši uzņemt notekūdeņus no koagulācijas sedimentācijas tvertnēm vai bioloģisku jauktu šķidrumu.
Ķīmiskās tīrīšanas koncentrācija un metode
Spiediena -tipa membrānas sistēmās ķīmiskais tīrīšanas šķīdums cirkulē membrānas korpusā, nodrošinot pietiekamu kontaktu. Tomēr tīrīšanas procesā permeāta puse ir jāizolē.
Iegremdētās membrānas sistēmas ietver ķimikāliju tiešsaistes atpakaļskalošanu, lai mērcētu membrānas šķiedras, vai membrānas rāmja pacelšanu ķīmiskās tīrīšanas tvertnē. Tas ir nedaudz darbietilpīgāks,{1}}tomēr pašas membrānas šķiedras ir vieglāk apstrādājamas.