Мембранные материалы и модули являются основой технологии применения мембран.
Основой мембранной-очистки воды являются материалы, за которыми следует структурное проектирование мембранных модулей, а затем технология применения мембран.
Органические мембранные продукты перешли от первоначальных ПП (полипропилена), ПАН (полиакрилонитрила) и ПВХ (поливинилхлорида) к ПС (полисульфону), ПЭС (полиэфирсульфону), ПВДФ (поливинилиденфториду), а в последнее время и к ПТФЭ (политетрафторэтилену), а также к получившей Нобелевскую премию-полицере (органической металлической мембране), появившейся несколько лет назад.
Неорганические мембранные продукты эволюционировали от традиционных Al2O3 (оксид алюминия), ZrO2 (диоксид циркония) и TiO2 (диоксид титана) к SiC (карбид кремния).
Чем превосходнее материал, тем значительнее преимущества в рабочей нагрузке, эксплуатации, очистке, обслуживании и сроке службы на единицу площади мембраны.
Материалы поддерживают итерацию и эволюцию продуктов мембранного разделения, в то время как структура мембранных модулей продолжает развиваться и развиваться. Границы между сценариями применения органических и неорганических мембран становятся все более размытыми.
Давайте сначала обсудим различные формы органических мембран.
Наиболее распространенные формы мембран для погружной ультрафильтрации включают в себя: завесные мембраны, мембраны для погружных колонок и плоские листовые мембраны.
Среди тех, у кого есть инновационные конструкции мембранных модулей, я наблюдал следующие: мембраны типа морских водорослей- KOCH, трубчатые плоские листовые мембраны Shanghai Seewo, гибкие листовые мембраны Huzhou Dingtai, гибкие листовые мембраны Shanghai Shiputai и вращающиеся погружные ультрафильтрационные мембраны Huber VRM. Все они весьма репрезентативны.
Погружённые неорганические мембраны представляют собой в основном плоские листовые мембраны, за исключением таких, как вращающиеся керамические мембраны (строго говоря, керамические мембраны с приводом от положительного давления), которые также являются плоскими листовыми мембранами. Существует довольно много отечественных производителей вращающихся керамических мембран, в том числе Nanjing Shenluo, Chongqing Wudun, Anhui Mingchuang New Materials Co., Ltd. и Feichao Technology.
Погружные неорганические мембранные модули также имеют различные оптимизированные и инновационные версии.
Основными элементами конструкции мембранного модуля являются:
1. Плотность упаковки
2. Гидравлическое распределение
3. Расположение трубопроводов
Конструктивные конструкции всех мембранных модулей направлены на баланс между плотностью упаковки и гидравлическим распределением, чтобы максимизировать эффективность пермеата и эксплуатационную стабильность.
Металлические каркасы — наиболее распространенная форма традиционных керамических плоских-мембранных модулей. Мембранные элементы могут фиксироваться сбоку (каждый мембранный элемент имеет сопло для пермеата на обоих концах) или продольно (каждый мембранный элемент имеет сопло для пермеата только на одном конце). Один мембранный элемент может иметь размеры всего 1000 мм × 250 мм × 6 мм (длина × ширина × высота), при этом размер одного элемента составляет 0,5 квадратных метра.
Однако чем больше размер отдельного мембранного элемента, тем хуже сходимость эффективности мембранного элемента. Область мембраны рядом с соплом для пермеата будет иметь более высокую эффективность, чем другие части. Аналогичным образом, во время обратной промывки восстановление флюса также представляет ту же проблему. Решение состоит в том, чтобы спроектировать больше каналов для пермеата, например, трубчатого типа в органических мембранных модулях и метода центрального сбора гибких мембран. Эта проблема все еще существует в мембранных модулях с металлическим-каркасом.
Пластиковые оправы в последние годы постепенно набирают популярность. Обычный размер одного мембранного элемента составляет 600 мм × 145 мм × 6 мм (длина × ширина × высота) с эффективной площадью фильтрации 0,177 квадратных метров. CERAFILTEC (немецкая компания) является лидером в продвижении всех-пластиковых рам в отрасли, а ее структурный дизайн весьма уникален. «Сетчатая» конструкция идеально разделяет каждый мембранный модуль на четыре секции во время процессов пермеата и обратной промывки, обеспечивая симметричные каналы потока пермеата и очень равномерное гидравлическое распределение для каждого мембранного элемента. Кроме того, ответвления трубопровода для пермеата интегрированы в мембранный модуль, а все основные трубы (основная труба для пермеата, основная труба обратной промывки) подключаются в верхней части мембранной колонны, что упрощает установку и снижает требования к пространству.
Будь то с точки зрения материала или с точки зрения конструкции мембранного модуля, плоские листовые мембраны из карбида кремния обладают значительными преимуществами в технологии применения мембран. Они готовы ярко засиять в области приложений MBR.
