Ultrafiltracija pod pritiskom- i potopljena ultrafiltracija su dva glavna konstruirana oblika tehnologije ultrafiltracionih membrana. Iako dijele isti osnovni princip membranske filtracije, razlikuju se po pokretačkoj sili, strukturi membranskog modula, načinu rada i primjenjivim scenarijima.
I. Pogonska snaga i način rada
Ultrafiltracija pod pritiskom-
Sirova voda se pumpa u zatvoreno kućište membrane, stvarajući pozitivnu razliku pritiska (obično 0,5-2,5 bara) preko membrane. Pročišćena voda prodire kroz membranu pod pritiskom i istječe sa kraja vode proizvoda.
Može raditi kao-filtracija u mrtvom kraju ili unakrsna{1}}filtracija. U-filtraciji s mrtve točke, stopa povrata vode može doseći 90%-95%. U unakrsnom-filtriranju, koncentrat se reciklira, a stopa oporavka se smanjuje na 75%-90%.
Membranski fluks je relativno visok, sa projektnim vrijednostima tipično u rasponu od 40-120 L/(m²·h), ovisno o kvaliteti vode i performansama membrane.
Potopljena ultrafiltracija
Membranski modul je direktno uronjen u otvoreni rezervoar za vodu. Pumpa za permeat crpi vodu iz membranske šupljine, stvarajući negativni pritisak (razlika transmembranskog pritiska od samo 0,1-0,6 bara, tj. -10 do -60 kPa). Voda se filtrira pomoću usisnog pogona.
To je skoro u potpunosti{0}}mrtvo filtriranje, sa stopom oporavka sistema koja je obično veća ili jednaka 95% i dugim ciklusom uklanjanja mulja.
Fluks je relativno nizak, generalno projektovan na 15–40 L/(m²·h) jer niska razlika pritiska i gravitaciono taloženje zahtevaju dovoljnu površinu membrane.
II. Struktura membranskog modula i karakteristike materijala
Tip pritiska
Vlakna membrane su inkapsulirana u cilindričnom omotaču -koji nosi pritisak, obično prečnika 4 inča/8 inča, dužine 1–2 metra, sa ocjenom otpornosti na pritisak od 3–10 bara.
Vlakna membrane mogu biti pod pritiskom iznutra ili eksterno, što rezultira izuzetno visokom gustinom pakovanja, koja dostiže 400-800 m²/m³ zapremine modula (8-inčni elementi mogu postići površinu membrane od 60-80 m²).
Uobičajeni membranski materijali: PVDF, PES, PS; veličina pora 0,01–0,04 μm; molekularna težina 100-150 kDa.
Submerged Type
Membranska vlakna su obješena u konfiguraciji zavjese ili snopa, bez vanjskog omotača, i direktno se montiraju na membranski okvir i uranjaju u rezervoar. Tipična gustina pakovanja membranskog okvira je 200–400 m²/m³ zapremine rezervoara.
Vlakna membrane se oslanjaju na usisavanje pod niskim-pritiskom, uglavnom na vanjski pritisak, sa slojem protiv obraštanja okrenutim prema van. Membranski rezervoar je opremljen perforiranim cijevima za aeraciju za velike mjehuriće zraka za čišćenje površine membrane.
Materijal je uglavnom ojačani PVDF; membranska vlakna su dizajnirana da izdrže dugotrajne-vibracije od aeracije, što zahtijeva visoku vlačnu čvrstoću.
III. Razlike u radu i održavanju Povratno pranje i čišćenje
Tip tlačnog tipa koristi često hidrauličko povratno ispiranje (fluks povratnog ispiranja može doseći 1,5-2,5 puta veći tok permeata) u kombinaciji sa povratnim ispiranjem zrakom{2}}vodom.
Potopljeni membranski sistemi se prvenstveno oslanjaju na kontinuiranu aeraciju za stvaranje velikih mjehurića koji peru membranska vlakna. Učestalost povratnog ispiranja je niska, a hemijsko čišćenje se obično koristi za održavanje propusnosti.
Zahtjevi za predtretman
Membranski sistemi tipa - pod pritiskom su osjetljivi na čestice u dotoku. Predtretman često zahtijeva samočišćenje filtera (preciznost 100-300 μm) za zaštitu membranskih vlakana; u suprotnom je vjerovatno lomljenje ili zaprljavanje vlakana.
Potopljeni membranski sistemi, zbog svojih velikih kanala i -efekta taloženja u rezervoaru, mogu direktno tretirati visoke koncentracije suspendovanih čvrstih materija (npr. MLSS u MBR može doseći 8000–15000 mg/L). Oni imaju minimalnu ovisnost o prethodnom tretmanu i mogu direktno prihvatiti efluent iz koagulacijskih taložnika ili biološke miješane tekućine.
Koncentracija i metoda hemijskog čišćenja
U membranskim sistemima tipa -, rastvor za hemijsko čišćenje cirkuliše unutar kućišta membrane, obezbeđujući dovoljan kontakt. Međutim, strana permeata mora biti izolirana tokom procesa čišćenja.
Potopljeni membranski sistemi uključuju povratno ispiranje hemikalija kako bi se natopila membranska vlakna ili podizanje okvira membrane u rezervoar za hemijsko čišćenje. Ovo je malo više radno-intenzivnije, ali sama membranska vlakna su lakša za rukovanje.