- Afvalgasbehandeling
- Slibbehandeling
- Waterbehandeling
- Draagbaar waterzuiveringsapparaat (box-type) - RO-systeem
- Omgekeerde osmose-systeem van roestvrij staal
- Containersystemen voor waterzuivering
- Zeewaterontziltingssysteem
- UF Water Treatment Systems
- NF Waterbehandelingssystemen
- EDI-waterzuiveringssystemen enz.
- Vulleiding voor flessen/emmers/zakken met water
- MBR-systeem voor de behandeling van rioolwater
- Uitgebreide waterbehandeling
0102030405
Ultrafiltratie watersysteem
Kenmerken van ultrafiltratiesysteemtechnologie
Ultrafiltratie is een membraanfiltratiemethode, ook wel kruisfiltratie genoemd. Het kan deeltjes van 10 tot 100 Å scheiden van een medium dat deeltjes bevat. Deeltjes in deze grootteklasse verwijzen meestal naar opgeloste stoffen in een vloeistof. Het basisprincipe is dat bij kamertemperatuur, onder een bepaalde druk en stroomsnelheid, met behulp van een asymmetrische microporeuze structuur en een semipermeabel membraanmedium, de drukverschillen tussen de twee zijden van het membraan als drijvende kracht, in de kruisstroomfiltratiemodus het oplosmiddel en kleine moleculaire stoffen doorlaten, terwijl macromoleculaire stoffen en deeltjes zoals eiwitten, wateroplosbare polymeren, bacteriën, enzovoort, door het filtermembraan worden tegengehouden. Op deze manier wordt scheiding, classificatie, zuivering en concentratie bereikt. Het is een nieuwe membraanscheidingstechnologie.
1. Het ultrafiltratieproces wordt uitgevoerd bij kamertemperatuur, de omstandigheden zijn mild en er treedt geen schade op aan de componenten. Daarom is het bijzonder geschikt voor de scheiding, classificatie, concentratie en verrijking van warmtegevoelige stoffen, zoals geneesmiddelen, enzymen, vruchtensappen, enz.
2. Het ultrafiltratieproces verandert niets, er is geen verwarming nodig, het energieverbruik is laag, er hoeven geen chemische reagentia te worden toegevoegd en er is geen vervuiling. Het is een energiebesparende en milieuvriendelijke scheidingstechnologie.
3. Ultrafiltratietechnologie heeft een hoge scheidingsefficiëntie, wat zeer effectief is voor het terugwinnen van sporencomponenten in verdunde oplossingen en voor het concentreren van oplossingen met een lage concentratie.
4. Het ultrafiltratieproces maakt uitsluitend gebruik van druk als drijvende kracht voor membraanscheiding, waardoor het scheidingsapparaat eenvoudig is: een kort proces, gemakkelijk te bedienen, eenvoudig te controleren en te onderhouden.
5. De ultrafiltratiemethode heeft ook bepaalde beperkingen; er kan niet direct een droog poederpreparaat mee worden verkregen. Voor eiwitoplossingen wordt doorgaans slechts een concentratie van 10 tot 50% bereikt. Het ultrafiltratieapparaat werkt in een gesloten container. Door perslucht als aandrijving wordt een zuiger in de container naar voren geduwd, waardoor interne druk ontstaat in de vloeistof. De bodem van de container is voorzien van een vast membraan. Kleine moleculen die kleiner zijn dan de poriediameter van het membraan worden onder invloed van de druk door het membraan geperst, terwijl grote moleculen op het membraan achterblijven.
Aan het begin van ultrafiltratie is de snelheid relatief hoog omdat de opgeloste moleculen gelijkmatig over de oplossing verdeeld zijn. Echter, door de continue afvoer van kleine moleculen worden macromoleculen onderschept en hopen zich op aan het membraanoppervlak in steeds hogere concentraties, waardoor een concentratiegradiënt van onder naar boven ontstaat. Hierdoor neemt de ultrafiltratiesnelheid geleidelijk af; dit verschijnsel wordt concentratiepolarisatie genoemd.
Samenstelling van het ultrafiltratiesysteem
Ultrafiltratiemodules zijn een veelgebruikte membraanscheidingstechnologie die op grote schaal wordt toegepast in waterzuivering, afvalwaterzuivering, de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, de biomedische sector en andere gebieden. Het ontwerp van de structuur heeft een belangrijke invloed op de scheidingsprestaties en de levensduur van de module.
De structuur van een ultrafiltratiemodule bestaat doorgaans uit een membraanomhulsel, een ondersteuningslaag, een membraanscheidingslaag en een behuizing. Het membraanomhulsel vormt de kern van de ultrafiltratiemodule en is meestal opgebouwd uit een of meer lagen polymeerfilm. Deze membranen hebben een microporeuze structuur die opgeloste stoffen, colloïdale substanties en zwevende deeltjes filtert, terwijl ze de laagmoleculaire stoffen in het oplosmiddel en de opgeloste stof tegenhouden. De ondersteuningslaag bevindt zich onder de membraanscheidingslaag en dient voornamelijk ter ondersteuning van het membraan om de stabiliteit en mechanische sterkte ervan te verbeteren.
De membraanscheidingslaag is het belangrijkste onderdeel van een ultrafiltratiemodule, en het materiaal en de structuur ervan bepalen direct het scheidingseffect en de doorstroming. Veelgebruikte materialen voor ultrafiltratiemembranen zijn onder andere polypropyleen, polyester en polyethersulfon, die een uitstekende chemische en temperatuurbestendigheid hebben. De structuur van de membraanscheidingslaag kan bestaan uit holle vezels, een spiraalvormige film of een vlakke plaat, en verschillende structuren zijn geschikt voor verschillende toepassingsscenario's. De holle vezelmembraanscheidingslaag heeft een groot membraanoppervlak en is geschikt voor het verwerken van grote hoeveelheden vloeistoffen, terwijl de spiraalvormige membraan- of vlakke plaatmembraanscheidingslaag geschikt is voor beperkte ruimtes.
De behuizing van de ultrafiltratiemodule is doorgaans gemaakt van roestvrij staal of technisch kunststof, materialen met een goede corrosie- en drukbestendigheid. Bij het ontwerp van de behuizing moet rekening worden gehouden met de installatie en verwijdering van de modules, evenals met het onderhoud en de vervanging van de membranen. Bovendien moet de behuizing goed afdichten om lekkage en vervuiling te voorkomen.
Bij het ontwerp van de structuur van een ultrafiltratiemodule moet ook rekening worden gehouden met de verdeling en opvang van de vloeistof. Een ultrafiltratiemodule heeft doorgaans een meerkanaalsstructuur om een uniforme verdeling en opvang van de vloeistof te garanderen. Elk kanaal heeft meestal een toevoerpoort, een afvoer voor de geproduceerde vloeistof en een afvoer voor de afvalvloeistof, waardoor de toevoer en afvoer van vloeistof eenvoudig is.
Kortom, het structurele ontwerp van een ultrafiltratiemodule is een belangrijke factor die de scheidingsprestaties en de levensduur beïnvloedt. Een doordacht structureel ontwerp kan de stabiliteit en de scheidingsefficiëntie van de module verbeteren, zodat deze aan de eisen van verschillende toepassingsgebieden kan voldoen.
1. Ultrafiltratiemembraan
Een ultrafiltratiemembraan is een essentieel onderdeel van een ultrafiltratiesysteem. De belangrijkste functie ervan is het scheiden en filteren van stoffen in water. Ultrafiltratiemembranen kunnen worden onderverdeeld in hollevezelmembranen, vlakke membranen, semipermeabele membranen en andere vormen. Hollevezelmembranen zijn de meest gebruikte membranen en kunnen gemaakt zijn van polypropyleen, polyester, polysulfon en andere materialen.
2. Ondersteunende laag
De steunlaag is de onderste laag van het ultrafiltratiemembraan en dient voornamelijk om de structuur van het membraan te ondersteunen en te stabiliseren. De steunlaag kan uit diverse materialen bestaan, zoals roestvrij staal, kunststof, keramiek, enzovoort.
3. Waterinlaat- en -uitlaatleidingen
Inlaat- en uitlaatleidingen zijn belangrijke kanalen voor de aanvoer en afvoer van water in en uit een gebouw. Ze zijn meestal gemaakt van PVC, roestvrij staal en andere materialen. Om een vlotte waterstroom te garanderen, is het ontwerp van de inlaat- en uitlaatleidingen cruciaal.
4. Besturingssystemen
Het besturingssysteem van de ultrafiltratie-installatie voor afvalwaterzuivering kan gebruikmaken van automatische besturing om de normale werking en stabiliteit van de installatie te garanderen. Het besturingssysteem omvat een kwaliteitsbewakingssysteem, een debietregelsysteem, een zelfreinigend systeem en een alarmsysteem.
Dit zijn de belangrijkste onderdelen van de ultrafiltratiestructuur voor afvalwaterzuivering, waarbij het ultrafiltratiemembraan het meest cruciale onderdeel is. We moeten de samenstelling van de ultrafiltratiestructuur aanpassen aan de waterkwaliteit en -hoeveelheid om een beter zuiveringseffect te bereiken.
Principe van ultrafiltratie
Membraanfiltratie is een nieuwe, efficiënte scheidingstechnologie die de afgelopen jaren snel aan populariteit heeft gewonnen in de waterzuivering, milieubescherming, geneeskunde, voedingsmiddelenindustrie, chemie en andere sectoren. Dit komt door het eenvoudige proces, de gemakkelijke bediening, de compacte apparatuur, het goede scheidingseffect en de hoge kostenefficiëntie. Membraanfiltratie speelt een belangrijke rol bij het oplossen van het watertekortprobleem. Vooral in gebieden met een watertekort speelt membranen een cruciale rol bij de recycling van water en afvalwater, en heeft daardoor veel aandacht gekregen.
Microfiltratie, ultrafiltratie, nanofiltratie en omgekeerde osmose zijn allemaal membraanbehandelingstechnologieën die werken op een externe kracht. Momenteel worden ultrafiltratie en omgekeerde osmose het meest gebruikt van de verschillende belangrijke membraanscheidingstechnologieën.
Ultrafiltratie is een scheidingsproces dat werkt op basis van het drukverschil tussen de twee zijden van een membraan en mechanische zeving. De poriegrootte van een ultrafiltratiemembraan is 0,005 tot 1,0 μm. Stoffen kleiner dan de poriegrootte van het ultrafiltratiemembraan en in water opgeloste stoffen kunnen als permeabele vloeistof door het membraan passeren. Stoffen die niet door het membraan kunnen, worden tegengehouden en geconcentreerd in de afvoervloeistof. Het geproduceerde water (via de oplossing) bevat water, ionen en kleine moleculaire stoffen, terwijl colloïdale stoffen, deeltjes, bacteriën, virussen en protozoa door het membraan worden verwijderd. Het membraanscheidingsproces is een dynamisch filtratieproces, waarbij macromoleculaire opgeloste stoffen door het membraan worden tegengehouden en samen met de geconcentreerde oplossing uit het membraan stromen. Het membraan raakt niet snel verstopt en kan langdurig continu worden gebruikt. Ultrafiltratie kan worden uitgevoerd bij kamertemperatuur en lage druk, zonder faseverandering, met een hoge efficiëntie en energiebesparing.
Het te filteren water wordt onder druk gezet door de ultrafiltratie-aanvoerpomp en naar de membraanmodule getransporteerd. Door het drukverschil tussen de binnen- en buitenkant van het membraan dringt het water door het filtermembraan, terwijl de onzuiverheden in het water worden tegengehouden en niet door het membraan kunnen dringen. Als er te veel onzuiverheden op het membraan neerslaan, zullen de onoplosbare zouten zich op het oppervlak van het membraan verzamelen en een afzetting vormen, wat vervolgens kalkaanslag veroorzaakt. Om dit te voorkomen, worden onzuiverheden tijdens het scheidingsproces vaak met een deel van het water als concentraat afgevoerd. Afhankelijk van het membraantype en de toepassing kan dit proces continu of tijdens reflux plaatsvinden. In vergelijking met traditionele zuiveringsmethoden zoals flocculatie, precipitatie en zandfiltratie, biedt ultrafiltratie een stabiele waterkwaliteit, een eenvoudig beheer van de apparatuur en produceert het geen filtratieresidu, geflokkuleerd slib of ander afval.
Ultrafiltratiemembraan en ultrafiltratie-eenheid
Bij ultrafiltratie in de waterzuivering zijn de chemische stabiliteit en de hydrofiliteit van het materiaal de twee belangrijkste eigenschappen. Chemische stabiliteit bepaalt de levensduur van het materiaal onder invloed van zuren en basen, oxidanten en micro-organismen, en is direct gerelateerd aan de reinigingsmethoden. Hydrofiliteit bepaalt de adsorptiegraad van membraanmaterialen voor organische verontreinigingen in het water en beïnvloedt de flux van het membraan. Er zijn verschillende typen en specificaties ultrafiltratiemembranen, die kunnen worden gekozen op basis van de specifieke behoeften.
1. Chemische materialen die nodig zijn voor de bereiding van ultrafiltratiemembranen
Er zijn veel materialen voor het maken van ultrafiltratiemembranen, maar de materialen die gebruikt worden voor hollevezel-ultrafiltratiemembranen zijn voornamelijk polymere materialen met goede vezelvormende eigenschappen. Aan membraanmaterialen worden goede filmvorming, thermische stabiliteit, chemische stabiliteit, zuur- en alkalibestendigheid, microbiële erosie- en oxidatiebestendigheid en goede hydrofiliteit vereist om een hoge waterdoorlaatbaarheid en anti-vervuilingscapaciteit te bereiken. Momenteel zijn de meest gebruikte materialen voor hollevezel-ultrafiltratiemembranen onder andere polyvinylideenfluoride (PVDF), polyethersulfon (PFS), polysulfon (PS), polyvinylchloride (PVC), polyethyleen (PF), polyacrylonitril (PAN) en polypropyleen (PP). Polyvinylideenfluoride en polyethersulfon zijn de meest gebruikte materialen voor ultrafiltratiemembranen.
2. Structuur van de ultrafiltratiemembraanassemblage
Ultrafiltratiemembranen kunnen over het algemeen worden onderverdeeld in plaat- en frame-typen (plaattypen), roltypen, buistypen, hollevezeltypen en andere structuren.
Plaatultrafiltratiemembranen zijn de meest originele membraanstructuren en werden voornamelijk gebruikt voor de scheiding van grote deeltjes. Vanwege hun grote afmetingen en hoge energieverbruik zijn ze echter geleidelijk aan uit de markt verdwenen.
De spiraalmembraanmodule wordt ook wel een spoelmembraanmodule genoemd. Omdat het gebruikte membraan eenvoudig op grote schaal te industrialiseren is en de benodigde componenten eveneens gemakkelijk te produceren zijn, wordt het veelvuldig gebruikt in vier membraanscheidingsprocessen: omgekeerde osmose, nanofiltratie, ultrafiltratie en microfiltratie. Het heeft met name een hoge benuttinggraad binnen de omgekeerde osmose- en nanofiltratieprocessen.
Een buisvormig ultrafiltratiemembraan kan zwevende deeltjes, vezels, eiwitten en andere stoffen in een breed scala aan concentraties verwerken, vereist weinig voorbehandeling van de vloeistof en kan vloeistoffen met een hoge concentratie verwerken. De investeringskosten voor de apparatuur zijn echter hoog en de apparatuur neemt een groot oppervlak in beslag.
Van de vele structuren voor membraanmodules wordt momenteel vooral gebruikgemaakt van hollevezel-ultrafiltratiemembranen. Bij de structuur van de module moet rekening worden gehouden met het maximaliseren van de pakdichtheid van het membraan, het verhogen van de wateropbrengst per volume-eenheid, het minimaliseren van de invloed van concentratiepolarisatie, het vereenvoudigen van de reiniging en het verlagen van de productiekosten.
Momenteel is het ultrafiltratiemembraan met holle vezels de belangrijkste vorm van ultrafiltratie vanwege de ongeëvenaarde voordelen. Afhankelijk van de positie van de dichte laag kan het ultrafiltratiemembraan met holle vezels worden onderverdeeld in membranen met interne druk en membranen met externe druk. Bij een ultrafiltratiemembraan met externe druk dringt de oplossing door de holle vezels in een radiale richting van buiten naar binnen, waardoor de oplossing permeabel wordt. De deeltjes die door de oplossing worden tegengehouden, zakken naar de buitenkant van de holle vezel. Het inlaatkanaal van het membraan bevindt zich tussen de membraanfilamenten, die een zekere bewegingsruimte hebben. Dit maakt het membraan met interne druk meer geschikt voor situaties met een slechte ruwwaterkwaliteit en een hoog gehalte aan zwevende deeltjes. Bij een ultrafiltratiemembraan met interne druk dringt de oplossing de holle vezel binnen en wordt door het drukverschil in radiale richting door de holle vezel van binnen naar buiten gedreven, waardoor de permeabele vloeistof ontstaat. De geconcentreerde vloeistof blijft in de holle vezel achter en stroomt er aan de andere kant uit. De membraaninlaat is de binnenholte van de holle vezel. Om verstopping te voorkomen, gelden er strenge eisen aan de deeltjesgrootte en -samenstelling van het inlaatwater. Daarom is het filter geschikt voor gebruik onder omstandigheden met een goede kwaliteit ruw water.
3. Onderscheppingsprestaties van de ultrafiltratiemembraanassemblage
(1) Onderschepping van deeltjes. De troebelheid van het filtraat kan met behulp van ultrafiltratie meestal tot onder 0,1 NTU worden teruggebracht. In het geval van een instabiele troebelheid van ruw water is het gebruik van ultrafiltratie geschikter. In vergelijking met conventionele zuiveringsprocessen kan ultrafiltratie zeer eenvoudig worden geautomatiseerd.
(2) Onderschepping van organische stoffen. Organische stoffen omvatten deeltjes, colloïden en wateroplosbare organische stoffen. Omdat het vermogen van ultrafiltratie om verschillende soorten organische stoffen te onderscheppen verschilt, hangt de zuiveringsefficiëntie af van de samenstelling van de organische stoffen in het water. In vergelijking met de traditionele methode hoeft bij ultrafiltratie geen rekening te worden gehouden met neerslagvorming en hoeft er geen aandacht te worden besteed aan de filtreerbaarheid van het condensaat, omdat de zuiveringsefficiëntie van ultrafiltratie niets te maken heeft met de vorm en dichtheid van het condensaat. Afhankelijk van de flocculatie en de kwaliteit van het ruwe water bedraagt het retentiepercentage van organische stoffen door ultrafiltratie 40% tot 60%.
Bediening en onderhoud van het ultrafiltratiesysteem
Een ultrafiltratiesysteem werkt in twee modi: volstroomfiltratie en kruisstroomfiltratie. Bij volstroomfiltratie stroomt al het binnenkomende water door het membraanoppervlak en wordt gezuiverd water geproduceerd. Bij kruisstroomfiltratie stroomt een deel van het water door het membraanoppervlak en wordt gezuiverd water, terwijl het andere deel, samen met de onzuiverheden, wordt afgevoerd om geconcentreerd water te verkrijgen. Volstroomfiltratie heeft een laag energieverbruik en een lage werkdruk, wat resulteert in lagere bedrijfskosten. Kruisstroomfiltratie kan vloeistoffen met een hoger gehalte aan zwevende deeltjes verwerken. Wanneer de filtratiestroom van de ultrafiltratie laag is en de filtratiebelasting van het ultrafiltratiemembraan laag, worden de op het membraan gevormde verontreinigingen gemakkelijk verwijderd, waardoor de filtratiestroom op de lange termijn stabiel blijft. Bij een hoge filtratiestroom neemt de kans op onherstelbare vervuiling van het ultrafiltratiemembraan toe en daalt het rendement van de reinigingsvloeistof, wat niet bevorderlijk is voor het handhaven van een stabiele filtratiestroom op de lange termijn.
Filtermethode:
1. Volledige-stream filtermodus
Over het algemeen wordt bij ruw water met een laag gehalte aan zwevende deeltjes en colloïden (zoals SS
2. Dwarsstroomfiltermodus
Het hoge gehalte aan zwevende deeltjes in ruw water en in de meeste niet-waterige toepassingen vereist een verlaging van de terugwinningsgraad om een hoge doorstroomsnelheid in de membraanbuis te behouden, wat resulteert in een grote hoeveelheid afvalwater. Om verspilling te voorkomen, wordt het afgevoerde geconcentreerde water opnieuw onder druk teruggevoerd naar de membraanbuis. Op deze manier wordt de terugwinningsgraad van de membraanbuis weliswaar verlaagd, maar blijft de terugwinningsgraad voor het gehele systeem hoog. In deze modus circuleert het influentwater continu over het membraanoppervlak. De hoge circulatiesnelheid voorkomt de ophoping van deeltjes op het membraanoppervlak en verhoogt de filtratiestroom. Omdat er minder influentwater wordt omgezet in afvalwater, is het energieverbruik van de cross-flow filtratiemodus hoger dan dat van de full-flow filtratiemodus om dezelfde opbrengst te behalen.
Werking van het ultrafiltratiemembraan
Het ultrafiltratiemembraan moet vóór gebruik worden gecontroleerd en in gebruik worden genomen volgens de volgende stappen:
(1) Kwaliteitscontrole van het inlaatwater. Het belangrijkste is om de troebelheid van het inlaatwater te controleren. Wanneer de troebelheid binnen het toegestane bereik van het systeem ligt, kan de ultrafiltratie-installatie in werking worden gesteld. Vervolgens worden het restchloorgehalte en de pH-waarde van het water gecontroleerd.
(2) Systeemcontrole. Controleer volgens het procesplan of de apparatuur en de aansluitingen correct zijn en of de klep correct open staat. Besteed speciale aandacht aan het handmatig bediende systeem. De inlaatklep mag niet volledig open staan bij het opstarten van de machine, en de klep voor geconcentreerd water en de waterproductieklep moeten volledig open staan om overdruk bij het opstarten te voorkomen. Overdruk kan namelijk de ultrafiltratiemembraan beschadigen en de apparatuur aantasten.
(3) Instrumentinspectie. Controleer of alle instrumenten normaal functioneren, met name of de drukmeter intact is.
(4) Starten. Tijdens de voorbereidende werkzaamheden vóór het opstarten kan het systeem getest worden. Dit houdt in dat de stroomtoevoer wordt ingeschakeld, de pomp wordt gestart en direct weer wordt gestopt. Controleer of de pompwaaier correct draait en of de pomp geen abnormale geluiden maakt. Zodra de pomp naar behoren functioneert, kan deze officieel worden gestart. Na het starten moeten de aansluitingen en leidingen worden gecontroleerd op lekkage. Tijdens de eerste cyclus van het automatische besturingsprogramma moet het openen en sluiten van de kleppen worden gecontroleerd en moet de werking van de verschillende instrumenten correct zijn.
⑸ Bediening. Tijdens de werking van de apparatuur moet regelmatig worden gecontroleerd of de instrumenten normaal functioneren, of de pomp abnormale geluiden maakt en of de waterkwaliteit aan de eisen voldoet. Besteed daarbij speciale aandacht aan de manometer en de waterstroom. Bij afwijkingen moet de apparatuur onmiddellijk worden stilgelegd voor inspectie. Over het algemeen wordt bij het ontwerp van de automatische besturing rekening gehouden met de zelfbescherming van het systeem. Bij een afwijking zal het systeem automatisch stoppen en een alarm afgeven. Tijdens de werking van de apparatuur moet deze worden bewaakt en geregistreerd volgens de ontwerpvoorschriften; de apparatuur moet regelmatig worden gereinigd, gesteriliseerd en gedesinfecteerd volgens de ontwerpvoorschriften; de apparatuur moet regelmatig worden ontlucht of de werking van de automatische ontluchtingsklep moet worden gecontroleerd.
⑹ Uitschakelen.
① Verlaag eerst de systeemdruk en het transmembraandrukverschil, en schakel het systeem vervolgens uit.
② Wanneer de stilstandtijd niet langer dan 7 dagen bedraagt, kan de beschermende werking van de apparatuur dagelijks gedurende 20 tot 60 minuten worden uitgevoerd (deze tijd is afhankelijk van een cyclus van filtratie, spoelen, terugspoelen en opnieuw spoelen), zodat het water dat in de apparatuur is opgeslagen, kan worden aangevuld met vers water.
③ Wanneer de apparatuur gedurende langere tijd niet in gebruik is, moet deze eerst grondig worden gereinigd en gedesinfecteerd. Vervolgens worden een membraanbeschermingsmiddel en een antibacterieel middel in de apparatuur geïnjecteerd en worden alle aansluitingen van de apparatuur afgesloten om het membraan vochtig te houden en de groei van bacteriën en algen in de apparatuur te voorkomen.
Verontreiniging van het ultrafiltratiemembraan
Membraanvervuiling verwijst naar het proces waarbij deeltjes, colloïden of macromoleculen van opgeloste stoffen in de oplossing adsorberen en zich afzetten op het oppervlak van het membraan door middel van fysische adsorptie, chemische reactie of mechanische interceptie. Dit resulteert in verstopping van de membraanporiën en een duidelijke verandering van de permeatiestroom en scheidingseigenschappen van het membraan. Membraanadsorptie in het ultrafiltratieproces wordt beschouwd als de belangrijkste oorzaak van membraanvervuiling en houdt verband met de interactie tussen membraan, oplosmiddel en opgeloste stof. Vanwege de verschillende chemische eigenschappen en structuren van de membraancomponenten is het adsorptiemechanisme ook verschillend. Dit kan over het algemeen worden onderverdeeld in elektrostatische interactie, hydrofobe interactie, enzovoort.
Reiniging van het ultrafiltratiesysteem
Tijdens het ultrafiltratieproces hopen de afgescheiden stoffen en andere onzuiverheden zich geleidelijk op het membraanoppervlak op, wat leidt tot vervuiling en verstopping van het membraan. Daarom is het reinigen van het membraan een onmisbaar proces in een ultrafiltratiesysteem, en een effectieve reiniging is essentieel voor het verlengen van de levensduur van het membraan. De meest gebruikte reinigingsmethoden voor ultrafiltratiemembranen zijn fysieke en chemische reiniging. Reiniging van een ultrafiltratiesysteem omvat onder andere voor- en naspoelen met water, gasreiniging en chemische reiniging. Voor- en naspoelen met water verwijdert de filterkoeklaag op het membraanoppervlak; gasreiniging maakt gebruik van sterke gasturbulentie om de vervuilingslaag op het membraanoppervlak effectiever te verwijderen. Chemische reiniging verwijdert via een chemische reactie colloïden, organische stoffen, anorganische zouten en andere onzuiverheden van het oppervlak van het ultrafiltratiemembraan, evenals de vorming van water in het membraan.
Ultrafiltratiesysteem terugspoeling
Het terugspoelwater van ultrafiltratiesystemen is productiewater, omdat de zwevende deeltjes die met het terugspoelwater worden meegevoerd zich in de ondersteuningsstructuur ophopen en vervolgens constant deeltjes, bacteriën en TOC afgeven. Daarom is ruw water niet geschikt als terugspoelwater.
Bij langdurig gebruik van ultrafiltratiemembranen zullen onzuiverheden in het water zich op het membraan afzetten, wat geleidelijk de scheidingsprestaties van het membraan beïnvloedt. Daarom is het tijdens gebruik noodzakelijk om het ultrafiltratiemembraan chemisch te reinigen wanneer de wateropbrengst met meer dan 20% daalt of na 1 tot 4 maanden gebruik. Dit verwijdert tijdig de verontreinigingen van het membraan, voorkomt de vorming van harde aanslag en herstelt de prestaties van het membraan.
Chemische reiniging wordt onderverdeeld in reiniging met een zure oplossing en reiniging met een alkalische oplossing. Wanneer de hardheid van het inkomende water hoog is of het gehalte aan metaalionen (zoals ijzerionen) de ontwerpnorm overschrijdt, waardoor anorganische vervuiling aan de inlaatzijde van het membraan ontstaat, is het noodzakelijk om het ultrafiltratieapparaat met een zure oplossing te reinigen. Voor biologisch verontreinigde ultrafiltratiemembranen moet een alkalische oplossing worden gebruikt. Bij de reiniging moet rekening worden gehouden met de volgende punten:
(1) Alle reinigingsmiddelen moeten vanaf de waterinlaatzijde van het ultrafiltratiesysteem in de installatie worden gebracht om te voorkomen dat onzuiverheden die zich in het reinigingsmiddel kunnen bevinden, vanuit de achterkant van de dichte filterlaag in de binnenwand van het membraan terechtkomen.
(2) Het ultrafiltratiesysteem wordt grondig teruggespoeld voordat het chemisch wordt gereinigd.
(3) Het volledige chemische reinigingsproces van het ultrafiltratiesysteem duurt 2 tot 4 uur; als de vervuiling ernstig is, moet het systeem meer dan 12 uur weken.
(4) Indien na de reiniging de stilstandtijd van het ultrafiltratiesysteem langer dan drie dagen bedraagt, moet het ultrafiltratiesysteem worden onderhouden volgens de eisen voor langdurige stilstand.
(5) De reinigingsoplossing moet worden bereid met ultrafiltratiewater of water van betere kwaliteit.
(6) Het reinigingsmiddel moet mogelijke verontreinigingen verwijderen voordat het in de membraanconstructie wordt gebracht.
De temperatuur van de reinigingsoplossing kan worden geregeld tussen 10 en 40 °C, en een hogere temperatuur van de reinigingsoplossing verbetert de reinigingsefficiëntie.
(7) Indien nodig kan een verscheidenheid aan reinigingsmiddelen worden gebruikt voor de reiniging, maar reinigingsmiddelen en fungiciden mogen geen schade toebrengen aan het membraan en de componentmaterialen. Na elke reiniging moet het reinigingsmiddel worden verwijderd en moet het systeem worden gespoeld met ultrafiltratie- of omgekeerde osmosewater voordat een ander reinigingsmiddel wordt gebruikt.
Chemische reiniging van omgekeerde osmosemembranen moet niet te vaak plaatsvinden om onherstelbare schade aan de membraanelementen te voorkomen.
beschrijving2