През последните 30 години мембранната технология постепенно се превърна в стандарт за пречистване на повърхностни води и обработка на питейна вода. Ключов въпрос обаче постоянно измъчва хората, които-вземат решения за водни инсталации: керамични мембрани или органични мембрани? Мембраните за ултрафилтрация/микрофилтрация от органични кухи влакна (PVDF, PES материали) отдавна доминират от приложението им в първата френска водна инсталация през 1988 г. Докато керамичните мембрани започнаха по-рано, едва през последното десетилетие, поради намаляване на разходите и технологична зрялост, те наистина започнаха да оспорват господството на органичните мембрани. Основното противоречие се крие в това: керамичните мембрани имат висока първоначална инвестиция, но имат дълъг живот; органичните мембрани са по-евтини, но са изправени пред скрити разходи като стареене, счупване на влакна и намаляване на потока. Тази статия има за цел да изясни рамката-за вземане на решения, която отчита цената в краткосрочен план и общите разходи в дългосрочен план.
I. Сравнение на ефективността: Противоречиви лабораторни данни, резултати от-реален свят
1. Ефективност на Flux: Няма абсолютен победител
Ранните изследвания (1990 г.) като цяло вярваха, че органичните мембрани имат по-висок поток, но проблемът беше, че тези експерименти не контролираха хидравличните условия.
Съотношението обем-към-площ (V/A) на мембранните модули значително влияе върху числото на Рейнолдс и пропускливостта. Когато изследователите стандартизираха хидравличните условия, те откриха, че: устойчивата нетна разлика в пропускливостта между керамичните и органичните мембрани е минимална; керамичните мембрани имат по-висока ефективност на обратно промиване; ефективността на химическото почистване е сравнима и за двете; и във водоизточници с високо съдържание на калций, керамичните мембрани показват по-силна устойчивост на необратимо замърсяване.
Ключово заключение: Краткосрочните-стендови тестове не могат да отразят истинските разлики; инженерният дизайн е по-важен от самия материал на мембраната.
2. Проблеми със стареенето: Ахилесовата пета на органичните мембрани. Това е основното конкурентно предимство на керамичните мембрани, но и най-лесно подценяваната дългосрочна-цена.
Истинската цена на ремонта на счупена мембрана: Всяка счупена мембрана изисква приблизително 1,5 човек-часа; големите водни инсталации могат да претърпят 10-80 счупени мембранни инцидента на милион литра дневен капацитет годишно. За малки водни инсталации разходите за труд за ремонт на счупена мембрана могат да представляват 40% от оперативните разходи (OPEX).
II. Рамка за-вземане на решения: четири стъпки за избор на правилната мембранна технология
Въз основа на анализ препоръчваме лицата, които вземат-решения за водни инсталации, да направят оценка съгласно следния процес:
Стъпка 1: Оценка на характеристиките на водоизточника Повърхностни води с високо съдържание на органично вещество/висока мътност → Предимствата на керамичната мембрана са разширени до подпочвените води с ниска мътност → Органичните мембрани може да са достатъчни
Стъпка 2: Оценка на икономиите от мащаба Малки водни инсталации (<5 MLD) → Ceramic membranes' labor-saving value amplified to large water plants → Requires precise calculation of CFL ratio
Стъпка 3: Избор на финансов модел, който позволява CAPEX-OPEX компромиси-(напр. PPP модел) → Керамичните мембрани предпочитат ниски-ценови наддавания → Органичните мембрани имат краткосрочно-предимство
Стъпка 4: Толерантност към риск Отбягване от оперативна несигурност → Керамичните мембрани приемат периодична подмяна и поддръжка → Органичните мембрани