Slėginis{0}}ultrafiltravimas ir povandeninis ultrafiltravimas yra dvi pagrindinės inžinerinės ultrafiltravimo membranos technologijos formos. Nors jie turi tą patį pagrindinio membraninio filtravimo principą, skiriasi varomoji jėga, membranos modulio struktūra, veikimo režimas ir taikomi scenarijai.
I. Varomoji jėga ir darbo režimas
Slėgis{0}}Tipas Ultrafiltravimas
Neapdorotas vanduo pumpuojamas į sandarų membraninį korpusą, sukuriant teigiamo slėgio skirtumą (paprastai 0,5–2,5 baro) visoje membranoje. Išvalytas vanduo, esant slėgiui, prasiskverbia per membraną ir išteka iš produkto vandens galo.
Jis gali veikti kaip aklavietės{0}filtravimas arba kryžminis srauto{1}}filtravimas. Filtruojant aklavietėje, vandens atgavimo greitis gali siekti 90–95 %. Kryžminio srauto filtravimo metu koncentratas yra perdirbamas, o regeneravimo greitis sumažėja iki 75–90%.
Membranos srautas yra gana didelis, o projektinės vertės paprastai svyruoja nuo 40 iki 120 L/(m²·h), priklausomai nuo vandens kokybės ir membranos veikimo.
Povandeninis ultrafiltravimas
Membraninis modulis yra tiesiogiai panardinamas į atvirą vandens rezervuarą. Permeato siurblys siurbia vandenį iš membranos ertmės, sukurdamas neigiamą slėgį (transmembraninio slėgio skirtumas tik 0,1–0,6 baro, ty nuo -10 iki -60 kPa). Vanduo išfiltruojamas siurbimo pavara.
Tai beveik visiškai aklavietė{0}}filtravimas, kurio sistemos atkūrimo greitis paprastai yra didesnis nei 95 % arba lygus jai, ir ilgas dumblo šalinimo ciklas.
Srautas yra santykinai mažas, paprastai suprojektuotas 15–40 l/(m²·h), nes dėl mažo slėgio skirtumo ir gravitacijos nusėdimo reikia pakankamai membranos ploto.
II. Membranos modulio struktūra ir medžiagos charakteristikos
Slėgio tipas
Membranos pluoštai yra apgaubti cilindriniu slėgio{0}}guoliu, paprastai 4 colių/8 colių skersmens, 1–2 metrų ilgio, o atsparumo slėgiui įvertinimas yra 3–10 barų.
Membraniniai pluoštai gali būti spaudžiami viduje arba išorėje, todėl labai didelis pakavimo tankis, siekiantis 400–800 m²/m³ modulio tūrį (8 colių elementai gali pasiekti 60–80 m² membranos plotą).
Įprastos membranos medžiagos: PVDF, PES, PS; porų dydis 0,01–0,04 μm; molekulinės masės riba 100–150 kDa.
Povandeninis tipas
Membraniniai pluoštai yra pakabinami užuolaidų arba ryšulio konfigūracija, be išorinio apvalkalo ir yra tiesiogiai montuojami ant membranos rėmo ir panardinami į baką. Įprastas membraninio rėmo pakavimo tankis yra 200–400 m²/m³ rezervuaro tūrio.
Membraniniai pluoštai priklauso nuo žemo{0} slėgio siurbimo, dažniausiai išorinio slėgio tipo, o antifouling sluoksnis yra nukreiptas į išorę. Membraniniame bake yra perforuoti aeracijos vamzdeliai, skirti dideliems oro burbuliukams šveisti membranos paviršių.
Medžiaga daugiausia yra sustiprintas PVDF; membranos pluoštai sukurti taip, kad atlaikytų ilgalaikę{0}}aeracijos vibraciją, kuriai reikalingas didelis tempiamasis stiprumas.
III. Naudojimo ir priežiūros skirtumai Atbulinis plovimas ir valymas
Slėgio tipui naudojamas dažnas hidraulinis atgalinis plovimas (atbulinio plovimo srautas gali siekti 1,5–2,5 karto didesnį nei prasiskverbimo srautas) kartu su oro -vandens atbuliniu plovimu.
Povandeninės membranos sistemos pirmiausia remiasi nuolatine aeracija, kad susidarytų dideli burbuliukai, kurie šveičia membranos pluoštus. Atbulinio plovimo dažnis yra mažas, o pralaidumui palaikyti dažniausiai naudojamas cheminis valymas.
Išankstinio apdorojimo reikalavimai
Slėgio{0}}tipo membranų sistemos yra jautrios įtekamojoje medžiagoje esančioms dalelėms. Išankstiniam apdorojimui dažnai reikia savaime{2}}išsivalančio filtro (100–300 μm tikslumo), kad apsaugotų membranos pluoštus; kitu atveju tikėtinas pluošto lūžimas arba užsiteršimas.
Povandeninės membranos sistemos dėl didelių kanalų ir nusodinimo talpykloje{0}} gali tiesiogiai apdoroti didelę suspenduotų kietųjų dalelių koncentraciją (pvz., MLSS MBR gali siekti 8000–15000 mg/l). Jie turi minimalią priklausomybę nuo išankstinio apdorojimo ir gali tiesiogiai priimti nuotekas iš koaguliacijos sedimentacijos rezervuarų arba biologinio mišraus skysčio.
Cheminio valymo koncentracija ir metodas
Slėginio -tipo membranų sistemose cheminis valymo tirpalas cirkuliuoja membranos korpuse ir užtikrina pakankamą kontaktą. Tačiau valymo proceso metu permeato pusė turi būti izoliuota.
Povandeninės membranos sistemos apima chemikalų praplovimą internetu, kad sugertų membranos pluoštus, arba membranos rėmo pakėlimas į cheminio valymo baką. Tai šiek tiek reikalauja daugiau{1}} darbo, tačiau pačius membraninius pluoštus lengviau tvarkyti.