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Sistema di ultrafiltrazione dell'acqua
Caratteristiche della tecnologia dei sistemi di ultrafiltrazione
La tecnologia di ultrafiltrazione è un metodo di filtrazione a membrana, noto anche come filtrazione incrociata. Permette di separare particelle di dimensioni comprese tra 10 e 100 Å dal mezzo circostante contenente altre particelle. Le particelle in questo intervallo di dimensioni si riferiscono generalmente ai soluti presenti nel liquido. Il principio di base è che, a temperatura ambiente e a una determinata pressione e flusso, si utilizza una membrana semipermeabile con struttura microporosa asimmetrica, sfruttando la differenza di pressione tra i due lati della membrana come forza motrice. In questo modo, il solvente e le sostanze a basso peso molecolare attraversano la membrana, mentre le sostanze macromolecolari e le particelle come proteine, polimeri idrosolubili, batteri e così via vengono bloccate. Si ottiene così una nuova tecnologia di separazione a membrana per la separazione, la classificazione, la purificazione e la concentrazione.
1. Il processo di ultrafiltrazione viene effettuato a temperatura ambiente, in condizioni blande e senza danni ai componenti, pertanto è particolarmente adatto alla separazione, classificazione, concentrazione e arricchimento di sostanze termosensibili, come farmaci, enzimi, succhi di frutta, ecc.
2. Il processo di ultrafiltrazione non altera il prodotto, non richiede riscaldamento, ha un basso consumo energetico, non necessita di aggiunta di reagenti chimici e non inquina; si tratta di una tecnologia di separazione a risparmio energetico e rispettosa dell'ambiente.
3. La tecnologia di ultrafiltrazione ha un'elevata efficienza di separazione, che è molto efficace per il recupero di componenti in tracce in soluzioni diluite e per la concentrazione di soluzioni a bassa concentrazione.
4. Il processo di ultrafiltrazione utilizza solo la pressione come forza motrice per la separazione tramite membrana, quindi il dispositivo di separazione è semplice: processo breve, facile da usare, facile da controllare e da manutenere.
5. Anche il metodo di ultrafiltrazione presenta alcune limitazioni: non consente di ottenere direttamente una preparazione in polvere secca. Per le soluzioni proteiche, si ottiene generalmente una concentrazione compresa tra il 10 e il 50%. Il dispositivo di ultrafiltrazione opera in un contenitore chiuso, utilizzando aria compressa come fonte di energia per spingere in avanti il pistone all'interno del contenitore e creare una pressione interna sul liquido del campione. Sul fondo del contenitore è presente una piastra a membrana solida. Le molecole di dimensioni inferiori al diametro dell'apertura della piastra a membrana vengono estruse dalla membrana sotto l'azione della pressione, mentre le molecole di grandi dimensioni vengono trattenute sulla piastra.
All'inizio dell'ultrafiltrazione, la velocità è relativamente elevata perché le molecole di soluto sono distribuite uniformemente nella soluzione. Tuttavia, con il continuo passaggio di piccole molecole, le macromolecole vengono intercettate e si accumulano sulla superficie della membrana con concentrazioni sempre maggiori, formando un gradiente di concentrazione dal basso verso l'alto, in modo che la velocità di ultrafiltrazione rallenti gradualmente. Questo fenomeno è chiamato fenomeno di polarizzazione di concentrazione.
Composizione del sistema di ultrafiltrazione
Il modulo di ultrafiltrazione è una tecnologia di separazione a membrana comunemente utilizzata, ampiamente impiegata nel trattamento delle acque, nel trattamento delle acque reflue, nell'industria alimentare e delle bevande, in ambito biomedico e in altri settori. La progettazione strutturale ha un'influenza significativa sulle prestazioni di separazione e sulla durata del modulo.
La struttura di un modulo di ultrafiltrazione comprende generalmente un involucro a membrana, uno strato di supporto, uno strato di separazione a membrana e un guscio esterno. L'involucro a membrana è la parte centrale del modulo di ultrafiltrazione, solitamente composto da uno o più strati di film polimerico. Queste membrane presentano una struttura microporosa che filtra soluti, sostanze colloidali e solidi sospesi, trattenendo al contempo le sostanze a basso peso molecolare presenti nel solvente e nel soluto. Lo strato di supporto si trova al di sotto dello strato di separazione a membrana e ha la funzione principale di sostenere la membrana, migliorandone la stabilità e la resistenza meccanica.
Lo strato di separazione a membrana è la parte fondamentale del modulo di ultrafiltrazione e il suo materiale e la sua struttura determinano direttamente l'efficacia e il flusso di separazione. I materiali comunemente utilizzati per le membrane di ultrafiltrazione includono polipropilene, poliestere, polietersulfone, ecc., che presentano un'eccellente resistenza chimica e termica. La struttura dello strato di separazione a membrana può essere a fibra cava, a film a spirale o a foglio piano, e le diverse forme strutturali sono adatte a diversi scenari applicativi. Lo strato di separazione a membrana a fibra cava ha un'ampia superficie ed è adatto al trattamento di grandi quantità di soluzioni, mentre lo strato di separazione a membrana a spirale o a foglio piano è adatto a spazi limitati.
L'involucro del modulo di ultrafiltrazione è generalmente realizzato in acciaio inossidabile o in plastica tecnica, materiali che offrono una buona resistenza alla corrosione e alla pressione. L'involucro deve essere progettato tenendo conto dell'installazione e della rimozione dei moduli, nonché della manutenzione e della sostituzione delle membrane. Inoltre, l'involucro deve garantire una buona tenuta per prevenire perdite e contaminazioni.
Nella progettazione della struttura del modulo di ultrafiltrazione è necessario considerare anche la distribuzione e la raccolta del fluido. Tipicamente, il modulo di ultrafiltrazione adotta una struttura multicanale per garantire una distribuzione e una raccolta uniformi del fluido. Ciascun canale è generalmente dotato di una porta di alimentazione, un'uscita di produzione e un'uscita per il liquido di scarto, al fine di facilitare l'introduzione e lo scarico del fluido.
In sintesi, la progettazione strutturale del modulo di ultrafiltrazione è un fattore importante che influenza le sue prestazioni di separazione e la sua durata. Una progettazione strutturale razionale può migliorare la stabilità e l'efficienza di separazione del modulo, in modo da soddisfare le esigenze di diversi settori.
1. Membrana di ultrafiltrazione
La membrana di ultrafiltrazione è un componente chiave della struttura di ultrafiltrazione e la sua funzione principale è quella di realizzare la separazione e la filtrazione delle sostanze presenti nell'acqua. Le membrane di ultrafiltrazione possono essere suddivise in membrane a fibra cava, membrane piane, membrane semipermeabili e altre tipologie. Tra queste, la membrana a fibra cava è la più diffusa e può essere realizzata con materiali come polipropilene, poliestere, polisulfone e altri.
2. Strato di supporto
Lo strato di supporto è lo strato inferiore della membrana di ultrafiltrazione e serve principalmente a fornire supporto e stabilizzare la struttura della membrana. Lo strato di supporto può essere realizzato con diversi materiali, come acciaio inossidabile, plastica, ceramica, ecc.
3. Tubi di ingresso e uscita dell'acqua
Le tubature di ingresso e uscita dell'acqua sono canali fondamentali per l'immissione e lo scarico dell'acqua all'interno e all'esterno di una struttura, e sono generalmente realizzate in PVC, acciaio inossidabile e altri materiali. Per garantire un flusso d'acqua regolare in entrata e in uscita, anche la progettazione delle tubature è di fondamentale importanza.
4. Sistemi di controllo
Il sistema di controllo della struttura di ultrafiltrazione per il trattamento delle acque reflue può adottare un controllo automatico per garantire il normale funzionamento e la stabilità della struttura. Il sistema di controllo comprende un sistema di monitoraggio della qualità, un sistema di controllo del flusso, un sistema di autopulizia e un sistema di allarme.
Questi sono i componenti principali della struttura di ultrafiltrazione per il trattamento delle acque reflue, tra cui la membrana di ultrafiltrazione è la parte più critica. È necessario scegliere una composizione diversa della struttura di ultrafiltrazione in base alla qualità e alla quantità dell'acqua per ottenere un migliore effetto di trattamento.
Principio dell'ultrafiltrazione
Grazie alla sua semplicità di processo, alla facilità d'uso, alle dimensioni compatte, all'elevata efficienza di separazione, la tecnologia di trattamento a membrana si è rapidamente diffusa negli ultimi anni in diversi settori, tra cui il trattamento delle acque, la protezione ambientale, la medicina, l'industria alimentare e chimica. La tecnologia di trattamento a membrana riveste un ruolo fondamentale nella risoluzione del problema della scarsità idrica. In particolare, nel riciclo dell'acqua e delle acque reflue, il ruolo delle membrane è di primaria importanza, soprattutto nelle aree con risorse idriche limitate, e ha suscitato un ampio interesse.
Microfiltrazione, ultrafiltrazione, nanofiltrazione e osmosi inversa sono tutte tecnologie di trattamento a membrana basate sull'applicazione di forze esterne. Attualmente, tra le principali tecnologie di separazione a membrana, l'ultrafiltrazione e l'osmosi inversa sono le più diffuse.
Il processo di ultrafiltrazione è un processo di separazione di soluzioni guidato dalla differenza di pressione tra i due lati della membrana e basato sulla vagliatura meccanica. La dimensione dei pori della membrana di ultrafiltrazione è compresa tra 0,005 e 1,0 μm. Le sostanze più piccole della dimensione dei pori della membrana di ultrafiltrazione e le sostanze disciolte in acqua possono essere utilizzate come liquidi permeabili per attraversare la membrana filtrante, mentre le sostanze che non possono attraversarla vengono intercettate e concentrate nel liquido di scarico. Di conseguenza, l'acqua prodotta (attraverso la soluzione) contiene acqua, ioni e sostanze a basso peso molecolare, mentre le sostanze colloidali, le particelle, i batteri, i virus e i protozoi vengono rimossi dalla membrana. Il processo di separazione a membrana è un processo di filtrazione dinamica: il soluto macromolecolare viene bloccato dalla membrana e fuoriesce dal componente della membrana con la soluzione concentrata. La membrana non si intasa facilmente e può essere utilizzata ininterrottamente per lungo tempo. Il processo di ultrafiltrazione può essere eseguito a temperatura ambiente e bassa pressione, senza cambiamenti di fase, con elevata efficienza e risparmio energetico.
L'acqua da filtrare viene pressurizzata dalla pompa di alimentazione dell'ultrafiltratore e trasportata al modulo a membrana. Grazie alla differenza di pressione tra l'interno e l'esterno della membrana, l'acqua penetra nella membrana filtrante, mentre le impurità presenti nell'acqua vengono intercettate e non riescono a penetrarla. Se le impurità separate si depositano in eccesso sulla membrana, i sali insolubili si accumulano sulla superficie della membrana formando uno strato di rivestimento e successivamente incrostazioni. Per evitare ciò, le impurità vengono spesso lasciate defluire insieme a una parte dell'acqua come concentrato durante il processo di separazione. A seconda del tipo di membrana e dell'applicazione, questo processo può essere effettuato in continuo o a riflusso. Rispetto ai metodi di purificazione tradizionali come la flocculazione, la precipitazione e la filtrazione su sabbia, l'ultrafiltrazione offre una qualità dell'acqua stabile, una gestione semplice delle apparecchiature e non produce residui di filtrazione, fanghi flocculati o altri rifiuti.
Membrana di ultrafiltrazione e gruppo di ultrafiltrazione
Quando si utilizza l'ultrafiltrazione nel trattamento delle acque, la stabilità chimica e l'idrofilia del materiale sono le due proprietà più importanti. La stabilità chimica determina la durata dei materiali sotto l'azione di acidi e alcali, ossidanti e microrganismi, ed è direttamente correlata al metodo di pulizia che può essere adottato; l'idrofilia determina il grado di adsorbimento dei materiali della membrana agli inquinanti organici presenti nell'acqua e influenza il flusso attraverso la membrana. Esistono vari tipi e specifiche di membrane per ultrafiltrazione, che possono essere selezionate in base alle esigenze specifiche.
1. Materiali chimici necessari per la preparazione delle membrane di ultrafiltrazione
Esistono molti materiali per la produzione di membrane di ultrafiltrazione, ma quelli utilizzati per le membrane di ultrafiltrazione a fibra cava sono principalmente polimeri con buone proprietà di formazione di fibre. I requisiti per i materiali delle membrane includono una buona formazione di film, stabilità termica, stabilità chimica, resistenza agli acidi e alle basi, resistenza all'erosione microbica e all'ossidazione, nonché una buona idrofilia per ottenere un elevato flusso d'acqua e capacità anti-inquinamento. Attualmente, i materiali comunemente utilizzati per le membrane di ultrafiltrazione a fibra cava sono il fluoruro di polivinilidene (PVDF), il polietersulfone (PFS), il polisulfone (PS), il cloruro di polivinile (PVC), il polietilene (PF), il poliacrilonitrile (PAN), il polipropilene (PP), ecc. Il fluoruro di polivinilidene e il polietersulfone sono i materiali più utilizzati per le membrane di ultrafiltrazione.
2. Struttura del gruppo di membrane di ultrafiltrazione
Le membrane di ultrafiltrazione possono essere generalmente suddivise in membrane a piastra e telaio (a piastra), a rotolo, a tubo, a fibra cava e con altre strutture.
La membrana di ultrafiltrazione a piastre è la struttura a membrana più originale, utilizzata principalmente per la separazione di particelle di grandi dimensioni, ma a causa del suo ingombro e dell'elevato consumo energetico, è stata gradualmente eliminata dal mercato.
Il modulo a membrana a spirale è anche noto come modulo a membrana a spirale. Grazie alla facilità di industrializzazione su larga scala della membrana utilizzata e alla semplicità di produzione dei componenti, è ampiamente impiegato in quattro processi di separazione a membrana: osmosi inversa, nanofiltrazione, ultrafiltrazione e microfiltrazione, con il più alto tasso di utilizzo nei settori dell'osmosi inversa e della nanofiltrazione.
La membrana di ultrafiltrazione tubolare può trattenere solidi sospesi, fibre, proteine e altre sostanze in un ampio intervallo, richiede un basso pretrattamento del liquido e può operare con liquidi ad alta concentrazione, ma il costo di investimento delle apparecchiature è elevato e richiede una grande superficie.
Tra le numerose strutture di moduli a membrana, la membrana di ultrafiltrazione a fibra cava è attualmente la più utilizzata. La struttura del modulo deve essere progettata per massimizzare la densità di impaccamento della membrana, aumentare la resa idrica per unità di volume, minimizzare l'influenza della polarizzazione di concentrazione, facilitare la pulizia e contenere i costi di produzione.
Attualmente, la membrana di ultrafiltrazione a fibra cava è diventata la principale forma di ultrafiltrazione grazie ai suoi ineguagliabili vantaggi. In base alla diversa posizione dello strato denso, la membrana di ultrafiltrazione a fibra cava può essere suddivisa in membrana a pressione interna e membrana a pressione esterna. Nella membrana filtrante a fibra cava a pressione esterna, la soluzione madre penetra attraverso la fibra cava lungo la direzione superradiale, dall'esterno verso l'interno, diventando liquido permeabile, mentre il materiale trattenuto si deposita all'esterno della fibra cava. Il canale di ingresso della membrana si trova tra i filamenti della membrana, i quali godono di un certo spazio di movimento libero, risultando quindi più adatta a situazioni di scarsa qualità dell'acqua grezza e alto contenuto di materiale sospeso. Nella membrana di ultrafiltrazione a fibra cava a pressione interna, il liquido madre entra all'interno della fibra cava e, spinto dalla differenza di pressione, la attraversa dall'interno verso l'esterno lungo la direzione radiale, diventando liquido permeabile, mentre il liquido concentrato rimane all'interno della fibra cava e fuoriesce dall'altra estremità. Il passaggio di ingresso della membrana è la cavità interna della fibra cava; per evitare ostruzioni, sono previsti requisiti rigorosi in merito alla granulometria e alla composizione dell'acqua in ingresso, pertanto il sistema è adatto a condizioni di lavoro che richiedono acqua grezza di buona qualità.
3. Prestazioni di intercettazione del gruppo di membrane di ultrafiltrazione
(1) Intercettazione delle particelle. La torbidità del filtrato può essere generalmente ridotta al di sotto di 0,1 NTU mediante ultrafiltrazione. Nel caso di torbidità instabile dell'acqua grezza, l'uso dell'ultrafiltrazione è più appropriato. Rispetto ai processi di purificazione convenzionali, l'ultrafiltrazione può essere automatizzata molto facilmente.
(2) Intercettazione della materia organica. La materia organica comprende particelle, colloidi e materia organica idrosolubile. Poiché la capacità dell'ultrafiltrazione di intercettare diversi tipi di materia organica è differente, l'efficienza di purificazione dipende dalla composizione della materia organica nell'acqua. Rispetto al metodo tradizionale, il metodo di ultrafiltrazione non necessita di considerare la precipitazione e non richiede attenzione alla filtrabilità del condensato, poiché l'efficienza di purificazione dell'ultrafiltrazione non dipende dalla forma e dalla densità del condensato. A seconda della flocculazione e della qualità dell'acqua grezza, il tasso di ritenzione della materia organica mediante ultrafiltrazione è compreso tra il 40% e il 60%.
Funzionamento e manutenzione del sistema di ultrafiltrazione
Il funzionamento di un sistema di ultrafiltrazione prevede due modalità: filtrazione a flusso pieno e filtrazione a flusso incrociato. Nella filtrazione a flusso pieno, tutta l'acqua in ingresso attraversa la superficie della membrana trasformandosi in acqua distillata; nella filtrazione a flusso incrociato, solo una parte dell'acqua attraversa la superficie della membrana trasformandosi in acqua distillata, mentre l'altra parte, insieme alle impurità, viene scaricata per ottenere acqua concentrata. La filtrazione a flusso incrociato garantisce un basso consumo energetico e una bassa pressione di esercizio, con conseguente riduzione dei costi operativi. Inoltre, è in grado di trattare fluidi con un contenuto di solidi sospesi più elevato. Quando il flusso di filtrato è basso e il carico di filtrazione della membrana è ridotto, gli inquinanti che si formano sulla superficie della membrana vengono rimossi facilmente, garantendo così la stabilità del flusso di filtrato nel lungo periodo. Al contrario, un flusso di filtrato elevato aumenta la tendenza all'intasamento irreversibile della membrana di ultrafiltrazione e diminuisce il tasso di recupero del fluido di pulizia, compromettendo la stabilità del flusso di filtrato nel tempo.
Modalità di filtraggio:
1. Modalità di filtraggio a flusso completo
Generalmente, quando il contenuto di solidi sospesi e colloidi nell'acqua grezza è basso (ad esempio SS
2. Modalità di filtraggio a flusso incrociato
L'elevato contenuto di solidi sospesi nell'acqua grezza e nella maggior parte delle applicazioni non acquose richiede una riduzione del tasso di recupero per mantenere un'elevata portata all'interno del tubo a membrana, con conseguente produzione di una grande quantità di acque reflue. Per evitare sprechi, l'acqua concentrata scaricata viene ripressurizzata e reimmessa nel tubo a membrana. In questo modo, sebbene il tasso di recupero del tubo a membrana sia ridotto, per l'intero sistema, il tasso di recupero rimane elevato. In questa modalità, l'acqua in ingresso circola continuamente sulla superficie della membrana e l'acqua circolante ad alta velocità impedisce l'accumulo di particelle sulla superficie della membrana e aumenta il flusso del filtrato. Poiché una minore quantità di acqua in ingresso si trasforma in acqua prodotta, il consumo energetico della modalità di filtrazione a flusso incrociato è maggiore rispetto a quello della modalità di filtrazione a flusso pieno per ottenere la stessa resa.
Funzionamento della membrana di ultrafiltrazione
Prima dell'uso, la membrana di ultrafiltrazione deve essere controllata e avviata seguendo i passaggi seguenti:
(1) Ispezione della qualità dell'acqua in ingresso. La chiave è controllare la torbidità dell'acqua in ingresso. Quando la torbidità rientra nell'intervallo di valori limite del sistema, è possibile azionare l'apparecchiatura di ultrafiltrazione, seguita dal controllo del contenuto di cloro residuo e del valore del pH nell'acqua.
(2) Controllo del sistema. In base alla roadmap di processo, verificare che l'apparecchiatura e il collegamento siano corretti e che la valvola sia aperta correttamente. Prestare particolare attenzione al sistema azionato manualmente. La valvola di ingresso non deve essere completamente aperta all'avvio della macchina, mentre la valvola dell'acqua concentrata e la valvola di produzione dell'acqua devono essere completamente aperte per evitare una pressione eccessiva all'avvio della macchina, che potrebbe causare urti alla membrana di ultrafiltrazione e danneggiare l'apparecchiatura.
(3) Ispezione degli strumenti. Verificare che tutti gli strumenti siano normali, in particolare che il manometro sia integro.
(4) Avvio. Prima dell'avvio, eseguire i lavori preparatori. È possibile avviare il sistema per testarne l'avvio, ovvero accendere l'alimentazione, avviare la pompa, arrestarla immediatamente e verificare che lo sterzo della girante della pompa sia corretto e che il funzionamento della pompa non presenti rumori anomali. Una volta confermato il normale funzionamento della pompa, è possibile avviarla ufficialmente. Dopo l'avvio, è necessario controllare l'interfaccia e la tubazione per eventuali perdite. Nel primo ciclo di funzionamento del programma di controllo automatico, è necessario verificare l'apertura e la chiusura della valvola e il normale funzionamento dei vari strumenti.
⑸ Funzionamento. Quando l'apparecchiatura è in funzione, è necessario verificare regolarmente che la strumentazione funzioni correttamente, che la pompa non emetta rumori anomali e che la qualità dell'acqua soddisfi i requisiti, prestando particolare attenzione al manometro e al flusso d'acqua. In caso di anomalie, è necessario arrestare immediatamente il sistema per un'ispezione. Generalmente, la progettazione del controllo automatico prevede l'autoprotezione del sistema. In caso di anomalie, il sistema si arresta automaticamente e attiva un allarme. Durante il funzionamento dell'apparecchiatura, è necessario monitorarla e registrare i dati secondo i requisiti di progettazione; pulire, sterilizzare e disinfettare regolarmente l'apparecchiatura secondo i requisiti di progettazione; ventilare regolarmente l'apparecchiatura o verificare lo stato di funzionamento della valvola di scarico automatica.
⑹ Spegnimento.
① Per prima cosa, ridurre la pressione del sistema e la differenza di pressione transmembrana, quindi spegnere il sistema.
② Quando il periodo di inattività non supera i 7 giorni, è possibile effettuare un'operazione di protezione dell'apparecchiatura per 20-60 minuti al giorno (il tempo è soggetto a un ciclo di filtrazione, lavaggio, controlavaggio e risciacquo), in modo che l'acqua pulita possa essere sostituita con l'acqua immagazzinata nell'apparecchiatura.
③ Quando l'apparecchiatura non viene utilizzata per un lungo periodo, è necessario prima pulirla e disinfettarla accuratamente, quindi iniettare al suo interno un agente protettivo per la membrana e un agente antibatterico, e chiudere tutte le interfacce dell'apparecchiatura per mantenere la membrana umida e impedire la proliferazione di batteri e alghe al suo interno.
Contaminazione della membrana di ultrafiltrazione
L'inquinamento della membrana si riferisce al processo in cui particelle, colloidi o macromolecole di soluto presenti nella soluzione si adsorbono e si depositano sulla superficie della membrana tramite adsorbimento fisico, azione chimica o intercettazione meccanica, provocando il blocco dei pori della membrana e un'evidente alterazione del flusso di permeazione e delle caratteristiche di separazione. L'adsorbimento sulla membrana nel processo di ultrafiltrazione è considerato il fattore chiave dell'intasamento della membrana, che è correlato all'interazione tra membrana, solvente e soluto. A causa delle diverse proprietà chimiche e strutture dei componenti della membrana, anche il meccanismo di adsorbimento è differente e può essere generalmente suddiviso in interazione elettrostatica, interazione idrofobica e così via.
Pulizia del sistema di ultrafiltrazione
Nel processo di ultrafiltrazione, le sostanze separate e altre impurità si accumulano gradualmente sulla superficie della membrana, causando inquinamento e ostruzione. Pertanto, la pulizia della membrana è un processo operativo indispensabile nel sistema di ultrafiltrazione e una pulizia efficace è fondamentale per prolungarne la durata. I metodi di pulizia delle membrane di ultrafiltrazione più comunemente utilizzati includono la pulizia fisica e la pulizia chimica. La pulizia del sistema di ultrafiltrazione comprende il lavaggio in avanti e in controcorrente con acqua, il lavaggio con gas, la pulizia chimica e così via. Tra questi, il lavaggio in avanti e in controcorrente con acqua permette di rimuovere lo strato di torta di filtrazione dalla superficie della membrana; il metodo a gas utilizza la forte turbolenza del gas per rimuovere lo strato di inquinamento dalla superficie della membrana in modo più efficace. La pulizia chimica, attraverso una reazione chimica, rimuove colloidi, materia organica, sali inorganici e altre impurità dalla superficie della membrana di ultrafiltrazione e dall'acqua che si forma al suo interno.
controlavaggio del sistema di ultrafiltrazione
L'acqua di controlavaggio dell'ultrafiltrazione è acqua di processo di ultrafiltrazione, poiché i solidi sospesi introdotti dall'acqua di controlavaggio si accumulano nella struttura di supporto e rilasciano costantemente particelle, batteri e TOC; pertanto, l'acqua grezza non è adatta come acqua di controlavaggio.
Con l'utilizzo prolungato dei componenti della membrana di ultrafiltrazione, le impurità presenti nell'acqua si depositano sulla membrana, compromettendone gradualmente le prestazioni di separazione. Pertanto, durante il funzionamento, quando la resa idrica della membrana di ultrafiltrazione diminuisce di oltre il 20% o dopo 1-4 mesi di utilizzo, è necessario effettuare una pulizia chimica della membrana stessa, al fine di rimuovere tempestivamente gli agenti inquinanti, prevenire la formazione di incrostazioni refrattarie e ripristinare le prestazioni ottimali della membrana.
La pulizia chimica si divide in pulizia con soluzione acida e pulizia con soluzione alcalina. Quando la durezza dell'acqua in ingresso è elevata o il contenuto di ioni metallici (come gli ioni di ferro) supera i limiti di progetto, causando così una contaminazione inorganica sul lato di ingresso della membrana, è necessario utilizzare una soluzione acida per pulire il dispositivo di ultrafiltrazione. Per le membrane di ultrafiltrazione contaminate biologicamente, è necessario utilizzare una soluzione alcalina per pulire il dispositivo di ultrafiltrazione. Durante la pulizia, è necessario tenere presente i seguenti punti:
(1) Tutti i detergenti devono entrare nell'assemblaggio dal lato di ingresso dell'acqua del sistema di ultrafiltrazione per evitare che le impurità eventualmente presenti nel detergente si trovino sul retro dello strato filtrante denso e penetrino all'interno della parete della membrana.
(2) Il sistema di ultrafiltrazione viene sottoposto a un lavaggio in controcorrente accurato prima della pulizia chimica.
(3) L'intero processo di pulizia chimica del sistema di ultrafiltrazione richiede 2 ~ 4 ore; se l'incrostazione è grave, è necessario immergerlo per più di 12 ore.
(4) Dopo la pulizia, se il tempo di arresto del sistema di ultrafiltrazione supera i tre giorni, il sistema di ultrafiltrazione deve essere sottoposto a manutenzione secondo i requisiti per l'arresto prolungato.
(5) La soluzione detergente deve essere preparata con acqua ultrafiltrata o acqua di qualità migliore.
(6) L'agente detergente deve rimuovere eventuali contaminanti prima di circolare nell'assemblaggio della membrana
La temperatura della soluzione detergente può essere controllata tra 10 e 40 °C, e aumentandola si può migliorare l'efficacia della pulizia.
(7) Se necessario, è possibile utilizzare una varietà di detergenti, ma i detergenti e i fungicidi non devono danneggiare la membrana e i materiali dei componenti. Dopo ogni pulizia, svuotare il detergente e risciacquare il sistema con acqua ultrafiltrata o osmotica prima di pulire con un altro detergente.
La pulizia chimica delle membrane ad osmosi inversa non dovrebbe essere troppo frequente per evitare danni irreversibili agli elementi della membrana.
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