Ултрафилтрацията- под налягане и потопената ултрафилтрация са две основни разработени форми на ултрафилтрационна мембранна технология. Въпреки че споделят един и същ принцип на основната мембранна филтрация, те се различават по движеща сила, структура на мембранния модул, режим на работа и приложими сценарии.
I. Движеща сила и режим на работа
Налягане-Тип Ултрафилтрация
Суровата вода се изпомпва в запечатан мембранен корпус, създавайки положителна разлика в налягането (обикновено 0,5–2,5 бара) през мембраната. Пречистената вода прониква през мембраната под налягане и изтича от края на продукта.
Може да работи като филтриране-в задънена улица или филтриране на кръстосан-поток. При-филтриране в задънена улица степента на възстановяване на водата може да достигне 90%–95%. При филтриране с кръстосан-поток концентратът се рециклира и степента на възстановяване намалява до 75%–90%.
Мембранният поток е сравнително висок, като проектните стойности обикновено варират от 40–120 L/(m²·h), в зависимост от качеството на водата и работата на мембраната.
Потопена ултрафилтрация
Мембранният модул се потапя директно в открит резервоар за вода. Помпата за пермеат изтегля вода от кухината на мембраната, създавайки отрицателно налягане (разлика в трансмембранното налягане от само 0,1–0,6 бара, т.е. от -10 до -60 kPa). Водата се филтрира от смукателното устройство.
Това е почти изцяло-задънена филтрация, със скорост на възстановяване на системата обикновено По-голяма или равна на 95% и дълъг цикъл на отстраняване на утайката.
Потокът е сравнително нисък, обикновено проектиран при 15–40 L/(m²·h), тъй като ниската разлика в налягането и гравитационното утаяване изискват достатъчна площ на мембраната.
II. Структура на мембранен модул и характеристики на материала
Тип налягане
Мембранните влакна са капсуловани в цилиндрична{0}}носеща обвивка, обикновено с диаметър 4 инча/8 инча, дължина 1–2 метра, с рейтинг на устойчивост на налягане 3–10 бара.
Мембранните влакна могат да бъдат под вътрешно или външно налягане, което води до изключително висока плътност на опаковката, достигаща 400–800 m²/m³ модулен обем (8-инчовите елементи могат да постигнат мембранна площ от 60–80 m²).
Общи мембранни материали: PVDF, PES, PS; размер на порите 0,01–0,04 μm; граница на молекулното тегло 100–150 kDa.
Потопен тип
Мембранните влакна са окачени в конфигурация на завеса или сноп, без външна обвивка, и са директно монтирани върху рамката на мембраната и потопени в резервоара. Типичната плътност на мембранната рамка е 200–400 m²/m³ обем на резервоара.
Мембранните влакна разчитат на засмукване с ниско-налягане, предимно тип външно налягане, като противообрастващият слой е обърнат навън. Мембранният резервоар е оборудван с перфорирани аерационни тръби за големи въздушни мехурчета за почистване на повърхността на мембраната.
Материалът е предимно подсилен PVDF; мембранните влакна са проектирани да издържат на дълготрайни -аерационни вибрации, изискващи висока якост на опън.
III. Разлики в експлоатацията и поддръжката Обратно промиване и почистване
Типът под налягане използва често хидравлично обратно промиване (потокът на обратно промиване може да достигне 1,5–2,5 пъти потока на пермеата), комбинирано с обратно промиване въздух-вода.
Системите с потопени мембрани разчитат предимно на непрекъсната аерация, за да генерират големи мехурчета, които търкат мембранните влакна. Честотата на обратно промиване е ниска и обикновено се използва химическо почистване за поддържане на пропускливостта.
Изисквания за предварителна обработка
Мембранните системи от-тип под налягане са чувствителни към частици във входящия поток. Предварителната обработка често изисква само-почистващ се филтър (прецизност 100–300 μm) за защита на мембранните влакна; в противен случай има вероятност от счупване или замърсяване на влакната.
Системите с потопени мембрани, поради големите си канали и ефекта на утаяване в -резервоара, могат директно да третират високи концентрации на суспендирани твърди частици (напр. MLSS в MBRs може да достигне 8000–15000 mg/L). Те имат минимална зависимост от предварителната обработка и могат директно да приемат отпадъчни води от коагулационни утаителни резервоари или биологична смесена течност.
Концентрация и метод на химическо почистване
В мембранни системи-тип под налягане химическият почистващ разтвор циркулира в корпуса на мембраната, осигурявайки достатъчен контакт. Въпреки това страната на пермеата трябва да бъде изолирана по време на процеса на почистване.
Системите с потопени мембрани включват онлайн обратно промиване на химикали за накисване на мембранните влакна или повдигане на мембранната рамка в резервоара за химическо почистване. Това е малко по-трудоемко-, но самите мембранни влакна са по-лесни за работа.