What is het?

Ultrafiltratiebehandeling is een vorm van membraanfiltratie vergelijkbaar met omgekeerde osmose, waarbij vaste deeltjes worden gescheiden van de vloeibare influentbron. Dit proces ligt tussen microfiltratie en nanofiltratie in termen van verwijdering van deeltjesvanggrootte. Het heeft toepassingen als voorfilter voor andere behandelingsprocessen of als tertiaire polijstfilter in toepassingen voor de behandeling van drinkwater en afvalwater.

Hoe het werkt:

Om het simpel te houden, werkt ultrafiltratiebehandeling door een drukgradiënt te gebruiken om water door een semi-permeabel membraan te persen, waardoor grotere deeltjes en mineralen aan de andere kant blijven zitten.

Natuurlijk kan dit membraanfilter op verschillende manieren worden geïmplementeerd. Daarom zullen we de verschillende mogelijke configuraties voor ultrafiltratiesystemen bespreken en beschrijven.

Flow configuraties:

Hoe het influent ruwe water stroomt in relatie tot de oriëntatie van het membraan kan de werking van dit systeemproces beïnvloeden. Elke configuratie heeft bepaalde voor- en nadelen waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van het ultrafiltratiebehandelingssysteem.

Binnenstebuiten

Voor een cilindrisch membraan stroomt ruw water van het buitenste deel naar binnen in de richting van de centrale as, zoals hieronder wordt geïllustreerd. Dit stromingspatroon werkt goed in situaties met een hogere totale zwevende stof (TSS), in tegenstelling tot een binnenstebuiten stroming.

Binnenstebuiten

Invloedrijk ruw water stroomt in de middenruimte van een membraanbuis en vervolgens radiaal naar buiten, zoals hieronder te zien. Wanneer uniforme hydrodynamica nodig is, is dit stromingspatroon het beste, maar het doet het niet goed in hogere TSS-toepassingen.

Cross-flow

Het influent stroomt evenwijdig aan de lengte van het membraan, maar de drukgradiënt over het membraan trekt het water naar de andere kant en vaste stoffen verzamelen zich op het membraan in een dunne laag. Er is meer energie nodig om dwarsstroom te genereren, maar de laag vaste stoffen kan langer in een dunnere laag worden gehouden.

Doodlopende stroom

Stroom staat loodrecht op het oppervlak van het membraan. Gefilterd water stroomt door het membraan terwijl vaste stoffen aan de andere kant blijven, in een dikke laag aan het membraanoppervlak geplakt. Het produceren van een doodlopende stroom vereist niet veel energie, maar de vaste laag bouwt zich veel sneller op en maakt deze configuratie nuttiger voor lagere concentraties waterverontreinigende stoffen.

Systeem configuraties

De twee belangrijkste overwegingen voor hoe het systeem als geheel moet worden opgezet, zijn gebaseerd op het type vat en hoe de membranen worden belucht.

Ondergedompeld

Technisch gezien zijn de meeste ultrafiltratiebehandelingssystemen ondergedompeld in de zin dat het membraan volledig omgeven is door vloeistof, maar in het bijzonder verwijst deze term naar systemen die zijn samengesteld uit grote tanks gevuld met ruw water en meerdere membranen erin zijn neergelaten. De tank heeft de nodige inlaten en uitlaten.

Pressurized

Wanneer een membraan is ingesloten in een soort onder druk staande behuizing. Systemen bestaan ​​typisch uit meerdere parallel met elkaar verbonden vaten. Elk vat heeft zijn eigen inlaat en uitlaat die aansluiten op een kop die het behandelde effluent uit alle vaten in één stroom consolideert. De vaten neigen ook cilindrisch te zijn behalve in het geval van een plaat- en framemembraanconfiguratie.

Beluchting

Om te voorkomen dat membranen voortdurend vaste stoffen op hun oppervlak verzamelen, implementeren ultrafiltratie-eenheden beluchtingssystemen die bellen produceren die het oppervlak van het membraan afschuren om opgebouwde vaste stoffen weg te schrobben. Er zijn twee opties voor het instellen van beluchtingssystemen binnen de filtereenheid.

geïntegreerde

In een geïntegreerd systeem bevindt alles zich in een enkele eenheid. Bijvoorbeeld een ondergedompelde tank waar de beluchter zich direct onder de membranen bevindt. Of een drukvat met een beluchter in de bodem van het vat.

Scheiden

Hier wordt het ruwe influent in een afzonderlijke tank belucht en vervolgens naar de tank of het vat met het membraan gepompt.

Membraan soorten

polymeer

Deze membranen zijn gemaakt van polymere materialen zoals polysulfon, polypropyleen, celluloseacetaat en polymelkzuur. Polymere membranen worden vaker gebruikt vanwege hun efficiëntie en kosteneffectiviteit.

Keramisch

Er is een breed scala aan materialen voor keramische membranen, van aluminiumoxide en siliciumcarbide tot titaniumdioxide en zirkoniumdioxide. Ze staan ​​bekend om hun veerkracht bij hoge temperaturen of bijtende chemicaliën, maar zijn ook veel duurder.

Membraanconfiguraties

De grootte en vorm van het membraan heeft veel te maken met hoe het systeem zal werken. Elke membraanconfiguratie kan bepaalde voor- en nadelen hebben, daarom is zorgvuldige selectie noodzakelijk.

Buisvormig

Stel je een bundel rietjes voor, samengebonden met een dun membraan opgerold in elk rietje. De buizen zelf zijn permeabel, dus wanneer het influent erin wordt gepompt, begint het in het semipermeabele membraan en stroomt het water erdoorheen, vervolgens door de buis in de holte van het vat. Het resulterende permeaat in de holte wordt vervolgens naar het volgende behandelingsstadium gestuurd. Buisvormige systemen werken typisch alleen binnenstebuiten, zodat het membraan niet in de buis instort.

Holle vezel

Deze configuratie is vergelijkbaar met een buisvormig systeem, maar zonder het membraan dat in een buisvat wordt ondersteund. In plaats daarvan lijkt het membraan zelf meer op holle gekookte spaghetti-strengen en wordt het direct blootgesteld aan het ruwe water. Deze systemen kunnen worden gebruikt als binnenstebuiten of buitenstebuiten, maar de dunne, flexibele vezels kunnen gevoelig zijn voor breken.

Plaat en lijst

Houd dingen in de keuken, stel je deze voor als een club sandwich. Maak een sandwich van een spacer tussen twee platte membranen en stapel veelvouden van die op elkaar met wat ruimte ertussen. Het voedingswater stroomt tussen de aangrenzende membranen en gefilterd permeaatwater stroomt door de membranen naar de afstandhouder die kanalen heeft die het naar de permeaat (behandelde) waterafvoer voeren.

Spiraal wond

Neem hiervoor de sandwich die je voor de plaat en het frame hebt gemaakt en wikkel deze rond een geperforeerde pijp. Ongezuiverd water stroomt door het voedingskanaal en filtert door de membranen naar het permeaatkanaal. Het permeaat loopt dan naar het midden in de uitlaat.

Deze onderstaande tabel geeft mogelijke combinaties aan voor ultrafiltratiebehandelingssystemen. Bijvoorbeeld een buisvormige membraanconfiguratie met binnenstebuiten kruisende stroming over een polymeer membraan. De X's geven aan dat het stromingstype of membraanmateriaal mogelijk is voor het gegeven membraan.

Wilt u meer informatie over de informatie in dit artikel? Voor vragen over het ultrafiltratieproces of als een ultrafiltratiebehandelingssysteem voldoet aan de behoeften van uw specifieke toepassing, neemt u contact met ons op! 

De waterbehandelingsdeskundigen van Genesis Water Technologies zijn gratis bereikbaar in de VS op 1-877-267-3699 of u kunt contact met ons opnemen via sociale media of e-mail customersupport@genesiswatertech.com om met een van onze vertegenwoordigers te praten over uw specifieke toepassing.