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Sistema di ultrafiltrazione dell'acqua
Caratteristiche della tecnologia del sistema di ultrafiltrazione
La tecnologia di ultrafiltrazione è un metodo di filtrazione a membrana, noto anche come filtrazione incrociata. Può separare particelle di dimensioni comprese tra 10 e 100 Å dal mezzo circostante contenente particelle; particelle in questo intervallo di dimensioni si riferiscono solitamente al soluto nel liquido. Il principio di base è che a temperatura ambiente, con una certa pressione e portata, l'uso di una struttura microporosa asimmetrica e di un mezzo a membrana semipermeabile, sfruttando la differenza di pressione tra i due lati della membrana come forza motrice, nella modalità di filtrazione a flusso incrociato, in modo che il solvente e le sostanze a piccole molecole, le sostanze macromolecolari e le particelle come proteine, polimeri idrosolubili, batteri e così via, vengano bloccate dalla membrana filtrante. Per ottenere separazione, classificazione, purificazione e concentrazione, è stata sviluppata una nuova tecnologia di separazione a membrana.
1. Il processo di ultrafiltrazione viene eseguito a temperatura ambiente, le condizioni sono miti e non si verificano danni ai componenti, quindi è particolarmente adatto per la separazione, la classificazione, la concentrazione e l'arricchimento di sostanze sensibili al calore, come farmaci, enzimi, succhi di frutta, ecc.
2. Il processo di ultrafiltrazione non cambia, nessun riscaldamento, basso consumo energetico, nessuna necessità di aggiungere reagenti chimici, nessun inquinamento, è un tipo di tecnologia di separazione a risparmio energetico e protezione ambientale.
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 della membrana, quindi il dispositivo di separazione è semplice: processo breve, facile da usare, facile da controllare e manutenere.
5. Il metodo di ultrafiltrazione presenta anche alcune limitazioni, in quanto non consente di ottenere direttamente la preparazione di polvere secca. Per le soluzioni proteiche, si ottiene generalmente solo una concentrazione compresa tra il 10 e il 50%. Il dispositivo di ultrafiltrazione viene utilizzato in un contenitore chiuso, con aria compressa come fonte di energia; il pistone nel contenitore viene spinto in avanti per creare una pressione interna del liquido campione; il fondo del contenitore è dotato di una membrana solida. Le molecole di piccole dimensioni, di diametro inferiore al diametro dell'apertura della membrana, vengono estruse dalla membrana sotto l'azione della pressione, mentre le molecole di grandi dimensioni rimangono intrappolate sulla membrana.
All'inizio dell'ultrafiltrazione, la velocità di ultrafiltrazione è relativamente elevata perché le molecole di soluto sono distribuite uniformemente nella soluzione. Tuttavia, con il continuo rilascio di piccole molecole, le macromolecole vengono intercettate e accumulate sulla superficie della membrana con concentrazioni sempre maggiori, formando un gradiente di concentrazione dal basso verso l'alto, così che la velocità di ultrafiltrazione rallenta gradualmente. Questo fenomeno è chiamato fenomeno di polarizzazione della concentrazione.
Composizione del sistema di ultrafiltrazione
Il modulo di ultrafiltrazione è una tecnologia di separazione a membrana comunemente utilizzata, ampiamente utilizzata nel trattamento delle acque, nel trattamento delle acque reflue, nell'industria alimentare e delle bevande, nella biomedicina e in altri settori. La progettazione della struttura ha un'influenza importante sulle prestazioni di separazione e sulla durata utile del modulo.
La struttura di un modulo di ultrafiltrazione comprende generalmente l'involucro della membrana, lo strato di supporto, lo strato di separazione e il guscio. Il pacchetto di membrane è la parte centrale del modulo di ultrafiltrazione, solitamente composto da uno o più strati di film polimerico. Queste membrane hanno una struttura microporosa che filtra soluti, sostanze colloidali e solidi sospesi, trattenendo al contempo il materiale a basso peso molecolare presente nel solvente e nel soluto. Lo strato di supporto si trova al di sotto dello strato di separazione e svolge principalmente la funzione di supporto della 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'effetto di separazione e il flusso. I materiali più comuni 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 diverse forme strutturali sono adatte a diversi scenari applicativi. Lo strato di separazione a membrana a fibra cava ha un'ampia area di membrana ed è adatto alla gestione di grandi quantità di soluzioni, mentre lo strato di separazione a membrana a spirale o a foglio piano è adatto a spazi limitati.
L'alloggiamento del modulo di ultrafiltrazione è generalmente realizzato in acciaio inossidabile o materiale plastico tecnico, che presenta una buona resistenza alla corrosione e alla pressione. L'alloggiamento deve essere progettato per facilitare l'installazione e la rimozione dei moduli, nonché la manutenzione e la sostituzione delle membrane. Inoltre, l'alloggiamento deve anche garantire buone prestazioni di tenuta per prevenire perdite e contaminazioni.
Anche la distribuzione e la raccolta del fluido devono essere considerate nella progettazione della struttura del modulo di ultrafiltrazione. In genere, il modulo di ultrafiltrazione adotta una struttura multicanale per ottenere una distribuzione e una raccolta uniformi del fluido. Ogni canale è solitamente dotato di una porta di alimentazione, un'uscita di produzione e un'uscita per il liquido di scarico per facilitare l'introduzione e lo scarico del fluido.
In breve, la progettazione strutturale del modulo di ultrafiltrazione è un fattore importante che ne influenza le prestazioni di separazione e la 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 una parte fondamentale 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 piatte, membrane semipermeabili e altre forme. Tra queste, la membrana a fibra cava è la più utilizzata, i cui materiali possono essere polipropilene, poliestere, polisulfone e altri.
2. Strato di supporto
Lo strato di supporto è lo strato inferiore della membrana di ultrafiltrazione e viene utilizzato principalmente per fornire supporto e stabilizzare la struttura della membrana. Lo strato di supporto può essere realizzato in diversi materiali, come acciaio inossidabile, plastica, ceramica, ecc.
3. Tubi di ingresso e uscita dell'acqua
Le tubazioni di ingresso e uscita dell'acqua sono canali importanti per introdurre e scaricare l'acqua dentro e fuori dalla struttura, solitamente realizzati in PVC, acciaio inossidabile e altri materiali. Per garantire un flusso regolare dell'acqua in entrata e in uscita, anche la progettazione delle tubazioni di ingresso e uscita è fondamentale.
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 include un sistema di monitoraggio della qualità, un sistema di controllo del flusso, un sistema autopulente e un sistema di allarme.
Questi sono i componenti principali della struttura di ultrafiltrazione del trattamento delle acque reflue, tra cui la membrana di ultrafiltrazione è la parte più critica. È necessario scegliere diverse composizioni della struttura di ultrafiltrazione in base alla qualità e alla quantità dell'acqua per ottenere un trattamento più efficace.
Principio dell'ultrafiltrazione
Come nuova ed efficiente tecnologia di separazione, il trattamento a membrana ha trovato rapida applicazione negli ultimi anni nel trattamento delle acque, nella tutela ambientale, in medicina, nell'industria alimentare, chimica e in altri settori, grazie alla semplicità di processo, alla praticità d'uso, alle apparecchiature compatte, al buon effetto di separazione e all'elevata economicità. La tecnologia di trattamento a membrana svolge un ruolo fondamentale nella risoluzione del problema della carenza idrica. Nel riciclo dell'acqua e delle acque reflue, il ruolo specifico delle membrane è fondamentale, soprattutto nelle aree in cui l'approvvigionamento idrico è scarso, e ha attirato grande attenzione.
Microfiltrazione, ultrafiltrazione, nanofiltrazione e osmosi inversa sono tutte tecnologie di trattamento a membrana azionate da forza esterna. Attualmente, tra le principali tecnologie di separazione a membrana, l'ultrafiltrazione e l'osmosi inversa sono le più utilizzate.
Il processo di ultrafiltrazione è un processo di separazione della soluzione guidato dalla differenza di pressione tra i due lati della membrana e basato su una setacciatura meccanica. La dimensione dei pori della membrana di ultrafiltrazione è compresa tra 0,005 e 1,0 μm. Le sostanze di dimensioni inferiori alla dimensione dei pori della membrana di ultrafiltrazione e le sostanze disciolte in acqua possono essere utilizzate come liquidi permeabili per passare attraverso la membrana filtrante, mentre le sostanze che non riescono a passare attraverso la membrana filtrante verranno intercettate e concentrate nel liquido di scarico. Di conseguenza, l'acqua prodotta (attraverso la soluzione) contiene acqua, ioni e sostanze a piccole molecole, mentre sostanze colloidali, particelle, batteri, virus e protozoi verranno rimossi dalla membrana. Il processo di separazione a membrana è un processo di filtrazione dinamico, in cui il soluto macromolecolare viene bloccato dalla membrana e fuoriesce dal componente della membrana con la soluzione concentrata. La membrana non si blocca facilmente e può essere utilizzata ininterrottamente per lunghi periodi. Il processo di ultrafiltrazione può essere eseguito a temperatura ambiente e a bassa pressione, senza cambiamento di fase, con elevata efficienza e risparmio energetico.
L'acqua da filtrare viene pressurizzata dalla pompa di alimentazione dell'ultrafiltrazione e trasportata al modulo a membrana. A causa della 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 penetrare nella membrana filtrante. Se le impurità separate si depositano eccessivamente sulla membrana, i sali insolubili si accumuleranno sulla superficie della membrana formando uno strato di rivestimento e quindi incrostandosi. Per evitare ciò, le impurità vengono spesso lasciate defluire insieme a parte dell'acqua come concentrato durante il processo di separazione. A seconda del tipo di membrana e dell'applicazione, questo processo può essere eseguito in continuo o a riflusso. Rispetto ai metodi di purificazione tradizionali come la flocculazione, la precipitazione e la filtrazione a sabbia, l'ultrafiltrazione offre una qualità dell'acqua stabile, una semplice gestione delle apparecchiature e non produce residui di filtrazione o fanghi flocculati e altri rifiuti.
Membrana di ultrafiltrazione e gruppo di ultrafiltrazione
Quando l'ultrafiltrazione viene utilizzata 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 adottato; l'idrofilia determina il grado di adsorbimento dei materiali della membrana agli inquinanti organici presenti nell'acqua e influenza il flusso della membrana. Esistono vari tipi e specifiche di membrane per ultrafiltrazione, che possono essere selezionate in base alle esigenze effettive.
1. Materiali chimici necessari per la preparazione della membrana di ultrafiltrazione
Esistono molti materiali per la produzione di membrane per ultrafiltrazione, ma quelli utilizzati per le membrane a fibra cava sono principalmente polimeri con buone prestazioni di formazione delle fibre. I requisiti per i materiali delle membrane sono buona formazione del film, stabilità termica, stabilità chimica, resistenza agli acidi e agli alcali, resistenza all'erosione microbica e all'ossidazione, e buona idrofilia per ottenere un elevato flusso d'acqua e capacità anti-inquinamento. Attualmente: i materiali comunemente utilizzati per le membrane a fibra cava per ultrafiltrazione sono polivinilidenfluoruro (PVDF), polieteresulfone (PFS), polisulfone (PS), polivinilcloruro (PVC), polietilene (PF), poliacrilonitrile (PAN), polipropilene (PP), ecc. Il polivinilidenfluoruro e il polieteresulfone sono i materiali per membrane per ultrafiltrazione più utilizzati.
2. Struttura dell'assemblaggio della membrana di ultrafiltrazione
Le membrane di ultrafiltrazione possono essere generalmente suddivise in tipo a piastra e telaio (tipo a piastra), tipo a rullo, tipo a tubo, tipo a fibra cava e altre strutture.
La membrana di ultrafiltrazione a piastre è la struttura di membrana più originale, utilizzata principalmente per la separazione di particelle di grandi dimensioni, grazie al suo ingombro ridotto e all'elevato consumo energetico, ed è stata gradualmente eliminata dal mercato.
Il modulo a membrana a spirale è anche noto come modulo a membrana a spirale. Poiché la membrana utilizzata è facilmente industrializzabile su larga scala, così come i componenti preparati, è stato ampiamente utilizzato, coprendo quattro processi di separazione a membrana: osmosi inversa, nanofiltrazione, ultrafiltrazione e microfiltrazione, e vanta il più alto tasso di utilizzo nel campo dell'osmosi inversa e della nanofiltrazione.
La membrana di ultrafiltrazione tubolare può resistere a solidi sospesi, fibre, proteine e altre sostanze in un'ampia gamma, richiede bassi requisiti di pretrattamento per il materiale liquido, può essere effettuata un'elevata concentrazione del materiale liquido, ma il costo di investimento dell'attrezzatura è elevato, copre un'area ampia.
Tra le numerose strutture modulari a membrana, attualmente viene utilizzata principalmente la membrana per ultrafiltrazione a fibra cava. La struttura del modulo deve essere studiata per migliorare il più possibile la densità di riempimento della membrana, aumentare la resa d'acqua per unità di volume, minimizzare l'influenza della polarizzazione di concentrazione, facilitare la pulizia e ridurre i costi di produzione.
Attualmente, la membrana per ultrafiltrazione a fibra cava è diventata la principale forma di ultrafiltrazione grazie ai suoi incomparabili vantaggi. A seconda della diversa posizione dello strato denso, la membrana per ultrafiltrazione a fibra cava può essere suddivisa in membrana a pressione interna e membrana a pressione esterna. La membrana filtrante a fibra cava a pressione esterna penetra la soluzione madre attraverso la fibra cava lungo la direzione superradiale dimensionale dall'esterno verso l'interno per trasformarsi in liquido permeabile, mentre il materiale intrappolato da essa affonda all'esterno della fibra cava. Il canale di ingresso della membrana si trova tra i filamenti della membrana, che hanno un certo spazio di libero movimento, quindi è più adatta a situazioni di scarsa qualità dell'acqua grezza e alto contenuto di materiale sospeso. Il liquido madre nella membrana per ultrafiltrazione a fibra cava a pressione interna entra all'interno della fibra cava e, spinto dalla differenza di pressione, attraversa la fibra cava dall'interno verso l'esterno lungo la direzione radiale per trasformarsi in liquido di permeazione, 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 blocchi, sono previsti requisiti rigorosi sulla dimensione delle particelle e sul contenuto dell'acqua in ingresso, quindi è adatto alle condizioni di lavoro di buona qualità dell'acqua grezza.
3. Prestazioni di intercettazione dell'assemblaggio della membrana di ultrafiltrazione
(1) Intercettazione delle particelle. La torbidità del filtrato può solitamente essere ridotta al di sotto di 0,1 NTU mediante ultrafiltrazione. In 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 diversa, l'efficienza di purificazione dipende dalla composizione della materia organica nell'acqua. Rispetto al metodo tradizionale, il metodo di ultrafiltrazione non deve considerare la precipitazione e non deve prestare attenzione alla filtrabilità del condensato, poiché l'efficienza di purificazione dell'ultrafiltrazione non ha nulla a che fare con la forma e la densità del condensato. A seconda della flocculazione e della qualità dell'acqua grezza, il tasso di ritenzione della materia organica mediante ultrafiltrazione varia dal 40% al 60%.
Funzionamento e manutenzione del sistema di ultrafiltrazione
Il funzionamento del 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 per trasformarsi in acqua di produzione; nella filtrazione a flusso incrociato, parte dell'acqua attraversa la superficie della membrana per trasformarsi in acqua, mentre l'altra parte viene scaricata con le impurità per trasformarsi in acqua concentrata. Basso consumo energetico, bassa pressione di esercizio, quindi minori costi operativi; la filtrazione a flusso incrociato può gestire fluidi con un contenuto di solidi sospesi più elevato. Quando il flusso di filtrato dell'ultrafiltrazione è basso e il carico di filtrazione della membrana di ultrafiltrazione è basso, gli inquinanti formati sulla superficie della membrana sono facili da rimuovere, quindi il flusso di filtrato a lungo termine è stabile. Quando il flusso di filtrato è elevato, aumenta la tendenza all'incrostazione irrecuperabile della membrana di ultrafiltrazione e il tasso di recupero del fluido di pulizia diminuisce, il che non favorisce il mantenimento della stabilità del flusso di filtrato a lungo termine.
Modalità di filtraggio:
1. Modalità di filtraggio full-stream
Generalmente, quando il contenuto di solidi sospesi e colloidali 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 della velocità di recupero per mantenere un'elevata portata all'interno del tubo a membrana, con conseguente produzione di grandi quantità di acque reflue. Per evitare sprechi, l'acqua concentrata scaricata viene nuovamente pressurizzata nel tubo a membrana. In questo modo, sebbene la velocità di recupero del tubo a membrana sia ridotta, per l'intero sistema la velocità di recupero rimane elevata. 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 di filtrato. Poiché una minore quantità di acqua in ingresso diventa acqua di produzione, il consumo energetico della modalità di filtrazione tangenziale è maggiore di quello della modalità di filtrazione a flusso pieno per ottenere la stessa resa.
Funzionamento della membrana di ultrafiltrazione
Prima di procedere all'operazione, la membrana di ultrafiltrazione deve essere controllata e avviata secondo i seguenti passaggi:
(1) Controllo della qualità dell'acqua in ingresso. Il punto 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, verificando poi il contenuto di cloro residuo e il valore di pH nell'acqua.
(2) Controllo del sistema. In base alla roadmap del processo, verificare che l'apparecchiatura e il collegamento siano corretti e che la valvola sia aperta correttamente. Particolare attenzione deve essere prestata 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 danneggiare la membrana di ultrafiltrazione e danneggiare l'apparecchiatura.
(3) Ispezione degli strumenti. Verificare che tutti gli strumenti siano normali, in particolare che il manometro sia intatto.
(4) Avvio. Prima dell'avvio, è necessario effettuare i lavori di preparazione. È possibile testare l'avvio del sistema, ovvero accendere l'alimentazione, avviare la pompa, arrestarla immediatamente, verificare che lo sterzo della girante della pompa sia corretto e che non vi siano rumori anomali. Una volta confermato il corretto funzionamento della pompa, è possibile avviarla ufficialmente. Dopo l'avvio, è necessario controllare l'interfaccia e la tubazione per individuare eventuali perdite. Nel primo ciclo di funzionamento del programma di controllo automatico, è necessario controllare l'apertura e la chiusura della valvola e il funzionamento dei vari strumenti.
⑸ Funzionamento. Quando l'apparecchiatura è in funzione, è necessario controllare regolarmente se lo strumento funziona correttamente, se la pompa presenta rumori anomali, se la qualità dell'acqua soddisfa i requisiti, prestando particolare attenzione al manometro e al flusso dell'acqua; in caso di anomalie, è necessario arrestare immediatamente l'impianto per un'ispezione. Generalmente, l'autoprotezione del sistema viene considerata quando si progetta il controllo automatico. In caso di anomalie, il sistema interromperà automaticamente il funzionamento e emetterà un allarme. Durante il funzionamento dell'apparecchiatura, questa deve essere monitorata e registrata secondo i requisiti di progettazione; pulire, sterilizzare e disinfettare regolarmente l'apparecchiatura secondo i requisiti di progettazione; sfiatare regolarmente l'apparecchiatura o controllare 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.
② Se il tempo di spegnimento non supera i 7 giorni, l'operazione di protezione dell'apparecchiatura può essere eseguita per 20 ~ 60 minuti ogni giorno (il tempo è soggetto a un ciclo di filtrazione, lavaggio, controlavaggio e lavaggio), in modo che l'acqua fresca possa essere sostituita con l'acqua immagazzinata nell'apparecchiatura.
3 Quando l'apparecchiatura non viene utilizzata per un lungo periodo, è necessario innanzitutto pulirla e disinfettarla accuratamente, quindi iniettare al suo interno l'agente protettivo della membrana e l'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 del materiale vengono adsorbite e depositate sulla superficie della membrana attraverso adsorbimento fisico, azione chimica o intercettazione meccanica, con conseguente ostruzione dei pori della membrana e conseguente evidente modifica del flusso di permeazione e delle caratteristiche di separazione della membrana. L'adsorbimento della membrana nel processo di ultrafiltrazione è considerato la causa principale dell'incrostazione della membrana, che è correlata all'interazione tra membrana, solvente e soluto. A causa delle diverse proprietà chimiche e strutturali dei componenti della membrana, anche il meccanismo di adsorbimento è diverso, e può essere generalmente suddiviso in interazione elettrostatica, interazione idrofobica e così via.
Pulizia del sistema di ultrafiltrazione
Durante il processo di ultrafiltrazione, le sostanze separate e altre impurità si accumulano gradualmente sulla superficie della membrana, causando inquinamento e ostruzione della membrana. Pertanto, la pulizia della membrana è un processo operativo indispensabile nel sistema di ultrafiltrazione e una pulizia efficace della membrana è un mezzo importante per prolungarne la durata. I metodi di pulizia delle membrane di ultrafiltrazione comunemente utilizzati includono principalmente la pulizia fisica e la pulizia chimica. La pulizia del sistema di ultrafiltrazione include il lavaggio in avanti e il controlavaggio con acqua, il lavaggio a gas, la pulizia chimica e così via. Tra questi, il lavaggio in avanti e il controlavaggio con acqua possono rimuovere lo strato di torta filtrante sulla 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 avviene tramite reazione chimica per rimuovere colloidi, materia organica, sali inorganici e altre impurità dalla superficie della membrana di ultrafiltrazione e dalla formazione di acqua interna.
Controlavaggio del sistema di ultrafiltrazione
L'acqua di controlavaggio per ultrafiltrazione è acqua di produzione per ultrafiltrazione, perché i solidi sospesi introdotti dall'acqua di controlavaggio si raccolgono nella struttura di supporto e rilasciano costantemente particelle, batteri e TOC, quindi l'acqua grezza non è adatta per l'acqua di controlavaggio.
Con l'uso prolungato dei componenti della membrana di ultrafiltrazione, le impurità presenti nell'acqua si depositano sulla membrana, compromettendone gradualmente le prestazioni di separazione. Pertanto, quando durante il funzionamento la resa in acqua della membrana di ultrafiltrazione diminuisce di oltre il 20% o quando la membrana viene utilizzata per un periodo compreso tra 1 e 4 mesi, è necessario effettuare una pulizia chimica dell'ultrafiltrazione nella membrana di ultrafiltrazione, in modo da rimuovere tempestivamente gli inquinanti dalla membrana di ultrafiltrazione, prevenire la formazione di incrostazioni refrattarie e ripristinare tempestivamente le prestazioni 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 ferro) supera lo standard di progettazione, causando così inquinamento inorganico sul lato di ingresso della membrana, è necessario utilizzare una soluzione acida per pulire il dispositivo di ultrafiltrazione. Per membrane di ultrafiltrazione biocontaminate, è necessario utilizzare una soluzione alcalina per pulire il dispositivo. Durante la pulizia, è necessario tenere presente i seguenti punti:
(1) Tutti gli agenti pulenti devono entrare nell'assieme dal lato di ingresso dell'acqua del sistema di ultrafiltrazione per evitare che le impurità che potrebbero essere presenti nell'agente pulente dal retro dello strato filtrante denso raggiungano l'interno della parete della membrana.
(2) Il sistema di ultrafiltrazione viene sottoposto a un controlavaggio 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 di arresto a lungo termine.
(5) La soluzione detergente deve essere preparata con acqua di ultrafiltrazione o acqua di qualità migliore.
(6) L'agente detergente deve rimuovere eventuali contaminanti prima di circolare nell'assieme della membrana
La temperatura della soluzione detergente può essere controllata tra 10 e 40°C; aumentando la temperatura della soluzione detergente è possibile migliorare l'efficacia della pulizia.
(7) Se necessario, è possibile utilizzare una varietà di detergenti, ma detergenti e fungicidi non devono danneggiare la membrana e i materiali dei componenti. Dopo ogni pulizia, esaurire il detergente e risciacquare il sistema con acqua ultrafiltrata o osmosi inversa prima di pulire con un altro detergente.
La pulizia chimica delle membrane ad osmosi inversa non deve essere troppo frequente per evitare danni irreversibili agli elementi della membrana.
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