Ультрафільтрація-типу під тиском і занурена ультрафільтрація є двома основними розробленими формами ультрафільтраційної мембранної технології. Хоча вони мають однаковий принцип мембранної фільтрації, вони відрізняються рушійною силою, структурою мембранного модуля, режимом роботи та застосовними сценаріями.
I. Рушійна сила та режим роботи
Тиск-Тип Ультрафільтрація
Сира вода закачується в герметичний корпус мембрани, створюючи позитивну різницю тиску (зазвичай 0,5–2,5 бар) на мембрані. Очищена вода проникає через мембрану під тиском і витікає з кінця продукту.
Він може працювати як тупикова-фільтрація або перехресна-фільтрація. У тупиковій-фільтрації швидкість відновлення води може досягати 90%–95%. Під час-фільтрації з перехресним потоком концентрат переробляється, а коефіцієнт відновлення знижується до 75–90%.
Мембранний потік є відносно високим, із проектними значеннями, як правило, в діапазоні від 40–120 л/(м²·год), залежно від якості води та продуктивності мембрани.
Занурена ультрафільтрація
Мембранний модуль безпосередньо занурюється у відкритий резервуар для води. Пермеатний насос відкачує воду з порожнини мембрани, створюючи негативний тиск (різниця трансмембранного тиску лише 0,1–0,6 бар, тобто від -10 до -60 кПа). Вода відфільтровується всмоктуючим приводом.
Це майже повністю тупикова-фільтрація зі швидкістю відновлення системи, яка зазвичай перевищує або дорівнює 95%, і довгим циклом видалення осаду.
Потік відносно низький, як правило, розрахований на 15–40 л/(м²·год), оскільки низька різниця тиску та гравітаційне осідання вимагають достатньої площі мембрани.
II. Структура мембранного модуля та характеристики матеріалу
Тип тиску
Мембранні волокна інкапсульовані в циліндричну оболонку, що несуть тиск, зазвичай діаметром 4 дюйми/8 дюймів, довжиною 1–2 метри з показником опору тиску 3–10 бар.
Мембранні волокна можуть мати внутрішній або зовнішній тиск, що призводить до надзвичайно високої щільності упаковки, досягаючи 400–800 м²/м³ об’єму модуля (8-дюймові елементи можуть досягати площі мембрани 60–80 м²).
Загальні мембранні матеріали: PVDF, PES, PS; розмір пор 0,01–0,04 мкм; межа молекулярної маси 100–150 кДа.
Занурений тип
Мембранні волокна підвішені в конфігурації завіси або пучка, без зовнішньої оболонки, і безпосередньо встановлені на каркасі мембрани та занурені в резервуар. Типова щільність укладання рами мембрани становить 200–400 м²/м³ об’єму резервуара.
Мембранні волокна покладаються на низький{0}}тиск всмоктування, переважно зовнішнього тиску, із шаром проти обростання, спрямованим назовні. Мембранний резервуар оснащений перфорованими аераційними трубами для великих бульбашок повітря для очищення поверхні мембрани.
Матеріал в основному армований PVDF; мембранні волокна розроблено таким чином, щоб витримувати тривалу -аераційну вібрацію, що вимагає високої міцності на розрив.
III. Відмінності в експлуатації та обслуговуванні Зворотна промивка та очищення
Напірний тип використовує часту гідравлічну зворотну промивку (потік зворотної промивки може сягати 1,5–2,5 разів більшого потоку пермеату) у поєднанні зі зворотною промивкою повітря-водою.
Занурені мембранні системи в першу чергу покладаються на постійну аерацію для створення великих бульбашок, які очищають волокна мембрани. Частота зворотного промивання низька, і для підтримки проникності зазвичай використовується хімічне очищення.
Вимоги до попередньої обробки
Мембранні системи -напірного типу чутливі до твердих частинок у потокі. Для попередньої обробки часто потрібен фільтр із самоочищенням (точність 100–300 мкм) для захисту волокон мембрани; інакше можливий розрив або забруднення волокна.
Занурені мембранні системи завдяки своїм великим каналам і -ефекту відстоювання в резервуарах можуть безпосередньо обробляти високі концентрації зважених твердих речовин (наприклад, MLSS у MBR може досягати 8000–15000 мг/л). Вони мінімально залежать від попереднього очищення і можуть безпосередньо приймати стоки з коагуляційних відстійників або біологічні змішані розчини.
Концентрація та метод хімічного очищення
У мембранних системах-типу тиску розчин хімічного очищення циркулює в корпусі мембрани, забезпечуючи достатній контакт. Однак сторона пермеату повинна бути ізольована під час процесу очищення.
Системи із зануреною мембраною передбачають зворотну промивку хімікатів у режимі он-лайн для просочування волокон мембрани або підйому каркаса мембрани в резервуар для хімічного очищення. Це трохи трудомісткіше,-але самі мембранні волокна легше обробляти.