Przemysłowe systemy uzdatniania wody metodą ultrafiltracji UF

Obecnie membrana ultrafiltracyjna z pustych włókien stała się główną formą ultrafiltracji ze względu na jej niezrównane zalety. Zgodnie z różnym położeniem gęstej warstwy, membranę ultrafiltracyjną z pustych włókien można podzielić na wewnętrzną membranę ciśnieniową i zewnętrzną membranę ciśnieniową. Zewnętrzna membrana filtracyjna z pustych włókien ciśnieniowych przenika roztwór macierzysty przez puste włókno wzdłuż wymiarowego nadpromieniowania od zewnątrz do wewnątrz, aby stać się przepuszczalną cieczą, a materiał przez nią uwięziony opada na zewnątrz pustego włókna. Kanał wlotowy membrany znajduje się pomiędzy włóknami membrany, a włókna membrany mają pewną przestrzeń swobodnego ruchu, więc jest bardziej odpowiednia w sytuacji złej jakości surowej wody i wysokiej zawartości zawiesiny. Ciecz macierzysta w membranie ultrafiltracyjnej z pustych włókien o wewnętrznym ciśnieniu wchodzi do wnętrza pustego włókna i jest napędzana różnicą ciśnień, przechodząc przez puste włókno od wewnątrz na zewnątrz wzdłuż kierunku promieniowego, aby stać się cieczą przenikającą, podczas gdy skoncentrowana ciecz pozostaje wewnątrz pustego włókna i wypływa z drugiego końca. Kanał wlotowy membrany to wewnętrzna komora z włókien pustych. Aby zapobiec zatykaniu, obowiązują ścisłe wymagania dotyczące wielkości cząstek i zawartości wody wlotowej, dzięki czemu nadaje się ona do pracy w warunkach dobrej jakości wody surowej.

3. Wydajność przechwytywania zespołu membran ultrafiltracyjnych

(1) Przechwytywanie cząstek. Mętność filtratu można zazwyczaj zmniejszyć poniżej 0,1 NTU za pomocą ultrafiltracji. W przypadku niestabilnej mętności surowej wody: bardziej odpowiednie jest zastosowanie ultrafiltracji. W porównaniu do konwencjonalnych procesów oczyszczania, ultrafiltrację można bardzo łatwo zautomatyzować.

(2) Przechwytywanie materii organicznej. Materia organiczna obejmuje cząstki, koloidy i rozpuszczalną w wodzie materię organiczną. Ponieważ zdolność ultrafiltracji do przechwytywania różnych rodzajów materii organicznej jest różna, wydajność oczyszczania zależy od składu materii organicznej w wodzie. W porównaniu z tradycyjną metodą, metoda ultrafiltracji nie musi uwzględniać wytrącania i nie musi zwracać uwagi na filtrowalność kondensatu, ponieważ wydajność oczyszczania ultrafiltracji nie ma nic wspólnego z kształtem i gęstością kondensatu. W zależności od flokulacji i jakości surowej wody, wskaźnik retencji materii organicznej przez ultrafiltrację wynosi od 40% do 60%.

Zanieczyszczenie membrany odnosi się do procesu, w którym cząstki, koloidy lub makrocząsteczki substancji rozpuszczonej w roztworze materiału adsorbują się i osadzają na powierzchni membrany poprzez adsorpcję fizyczną, działanie chemiczne lub przechwytywanie mechaniczne, co powoduje zablokowanie porów membrany i oczywistą zmianę strumienia przenikania membrany i charakterystyk separacji. Adsorpcja membranowa w procesie ultrafiltracji jest uważana za klucz do zanieczyszczenia membrany, co jest związane z interakcją membrany, rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej. Ze względu na różne właściwości chemiczne i struktury składników membrany, mechanizm adsorpcji jest również inny, który można ogólnie podzielić na interakcję elektrostatyczną, interakcję hydrofobową i tak dalej.

W procesie ultrafiltracji oddzielone substancje i inne zanieczyszczenia będą stopniowo gromadzić się na powierzchni membrany, co spowoduje zanieczyszczenie i zablokowanie membrany. Dlatego czyszczenie membrany jest niezbędnym procesem operacyjnym w systemie ultrafiltracji, a skuteczne czyszczenie membrany jest ważnym sposobem na wydłużenie żywotności membrany. Powszechnie stosowane metody czyszczenia membrany ultrafiltracyjnej obejmują głównie czyszczenie fizyczne i czyszczenie chemiczne. Czyszczenie systemu ultrafiltracji obejmuje mycie wodą do przodu i płukanie wsteczne, mycie gazem, czyszczenie chemiczne itd. Wśród nich mycie do przodu i płukanie wsteczne wody może usunąć warstwę ciasta filtracyjnego na powierzchni membrany; Metoda gazowa wykorzystuje silne turbulencje gazu, aby skuteczniej usunąć warstwę zanieczyszczeń na powierzchni membrany. Czyszczenie chemiczne poprzez reakcję chemiczną w celu usunięcia koloidów, materii organicznej, soli nieorganicznych i innych zanieczyszczeń na powierzchni membrany ultrafiltracyjnej i wewnętrznego tworzenia się wody.

Woda z płukania wstecznego metodą ultrafiltracji jest wodą produkcyjną z procesu ultrafiltracji, ponieważ zawiesiny stałe wnoszone przez wodę z płukania wstecznego gromadzą się w strukturze nośnej i stale uwalniają cząstki, bakterie i TOC, dlatego surowa woda nie nadaje się do płukania wstecznego.

Przy długotrwałym stosowaniu komponentów membrany ultrafiltracyjnej zanieczyszczenia w wodzie będą osadzać się na membranie, co stopniowo wpłynie na wydajność separacji membrany. Dlatego podczas pracy, gdy wydajność wody membrany ultrafiltracyjnej zmniejszy się o ponad 20% lub gdy jest ona używana przez 1 do 4 miesięcy, konieczne jest przeprowadzenie chemicznego czyszczenia ultrafiltracji w membranie ultrafiltracyjnej, aby w odpowiednim czasie usunąć zanieczyszczenia z membrany ultrafiltracyjnej, zapobiec tworzeniu się opornego osadu na membranie ultrafiltracyjnej i w odpowiednim czasie przywrócić wydajność membrany.

Czyszczenie chemiczne dzieli się na czyszczenie roztworem kwaśnym i czyszczenie roztworem alkalicznym. Gdy twardość wody wlotowej jest wysoka lub zawartość jonów metali (takich jak jony żelaza) przekracza normę projektową, powodując w ten sposób zanieczyszczenie nieorganiczne po stronie wlotowej membrany, konieczne jest użycie roztworu kwaśnego do czyszczenia urządzenia ultrafiltracyjnego. W przypadku skażonej biologicznie membrany ultrafiltracyjnej do czyszczenia urządzenia ultrafiltracyjnego należy użyć roztworu alkalicznego. Podczas czyszczenia należy zwrócić uwagę na następujące kwestie:

(1) Wszystkie środki czyszczące muszą dostać się do zespołu od strony wlotu wody do systemu ultrafiltracji, aby zapobiec przedostawaniu się zanieczyszczeń, które mogą znajdować się w środku czyszczącym z tyłu gęstej warstwy filtra do wnętrza ścianki membrany.

(2) Przed czyszczeniem chemicznym układ ultrafiltracji jest dokładnie płukany wstecznie.

(3) Cały proces chemicznego czyszczenia systemu ultrafiltracji trwa 2–4 ​​godziny. Jeśli zanieczyszczenie jest poważne, należy moczyć system przez ponad 12 godzin.

(4) Po czyszczeniu, jeżeli czas wyłączenia systemu ultrafiltracji przekracza trzy dni, system ultrafiltracji należy konserwować zgodnie z wymaganiami dotyczącymi długotrwałego wyłączenia.

(5) Roztwór czyszczący należy przygotować przy użyciu wody ultrafiltrowanej lub wody lepszej jakości.

(6) Środek czyszczący musi usuwać ewentualne zanieczyszczenia przed przedostaniem się do zespołu membranowego.

Temperaturę roztworu czyszczącego można kontrolować w zakresie 10–40℃, a zwiększenie temperatury roztworu czyszczącego może poprawić skuteczność czyszczenia.

(7) w razie potrzeby można użyć różnych środków czyszczących, ale środek czyszczący i fungicyd nie mogą uszkodzić membrany i materiałów składowych. Po każdym czyszczeniu należy wyczerpać środek czyszczący i przepłukać system wodą ultrafiltracyjną lub odwróconą osmozą przed czyszczeniem innym środkiem czyszczącym.

Czyszczenie chemiczne membran odwróconej osmozy nie powinno być zbyt częste, aby zapobiec nieodwracalnym uszkodzeniom elementów membrany.