Ultrafiltracija-tlačnog tipa i ultrafiltracija pod vodom dva su glavna oblika projektirane tehnologije ultrafiltracijske membrane. Iako dijele isti princip filtracije temeljne membrane, razlikuju se u pogonskoj snazi, strukturi membranskog modula, načinu rada i primjenjivim scenarijima.
I. Pokretačka sila i način rada
Tlak-Tip ultrafiltracije
Sirova voda se pumpa u zatvoreno kućište membrane, stvarajući pozitivnu razliku tlaka (obično 0,5–2,5 bara) preko membrane. Pročišćena voda prodire kroz membranu pod pritiskom i istječe iz vodenog kraja proizvoda.
Može funkcionirati kao slijepa-filtracija ili unakrsno{1}}filtracija protoka. Kod slijepe-filtracije, stopa povrata vode može doseći 90%–95%. Kod-filtracije s poprečnim protokom, koncentrat se reciklira, a stopa povrata smanjuje se na 75%–90%.
Membranski protok je relativno visok, s projektiranim vrijednostima koje se obično kreću od 40–120 L/(m²·h), ovisno o kvaliteti vode i performansama membrane.
Potopljena ultrafiltracija
Membranski modul je izravno uronjen u otvoreni spremnik vode. Permeatna pumpa izvlači vodu iz šupljine membrane, stvarajući negativan tlak (razlika transmembranskog tlaka od samo 0,1–0,6 bara, tj. od -10 do -60 kPa). Voda se filtrira usisnim pogonom.
To je gotovo potpuno slijepa-filtracija, sa stopom oporavka sustava koja je obično veća ili jednaka 95%, i dugim ciklusom uklanjanja mulja.
Protok je relativno nizak, općenito projektiran na 15–40 L/(m²·h) jer niska razlika tlaka i gravitacijsko taloženje zahtijevaju dovoljno površine membrane.
II. Struktura membranskog modula i karakteristike materijala
Tip pritiska
Membranska vlakna su inkapsulirana u cilindričnu ljusku-koja nosi pritisak, obično promjera 4 inča/8 inča, duljine 1-2 metra, s ocjenom otpornosti na pritisak od 3-10 bara.
Membranska vlakna mogu biti pod pritiskom iznutra ili izvana, što rezultira iznimno visokom gustoćom pakiranja, dosežući 400–800 m²/m³ volumena modula (elementi od 8 inča mogu postići površinu membrane od 60–80 m²).
Uobičajeni membranski materijali: PVDF, PES, PS; veličina pora 0,01–0,04 μm; cutoff molekularne težine 100–150 kDa.
Potopljeni tip
Membranska vlakna ovješena su u obliku zavjese ili snopa, bez vanjske ljuske, te su izravno montirana na okvir membrane i uronjena u spremnik. Tipična gustoća pakiranja okvira membrane je 200–400 m²/m³ volumena spremnika.
Vlakna membrane oslanjaju se na nisko{0}}tlačno usisavanje, uglavnom tipa vanjskog pritiska, sa slojem protiv obraštanja okrenutim prema van. Membranski spremnik opremljen je perforiranim cijevima za prozračivanje za velike mjehuriće zraka koji ribaju površinu membrane.
Materijal je uglavnom ojačani PVDF; membranska vlakna dizajnirana su da izdrže dugo-trajne vibracije prozračivanja, što zahtijeva visoku vlačnu čvrstoću.
III. Razlike u radu i održavanju Ispiranje i čišćenje
Tlačni tip koristi često hidrauličko povratno ispiranje (fluks povratnog ispiranja može doseći 1,5–2,5 puta veći protok od permeata) u kombinaciji s povratnim ispiranjem zrak-vodom.
Sustavi uronjenih membrana primarno se oslanjaju na kontinuiranu aeraciju kako bi se stvorili veliki mjehurići koji ribaju vlakna membrane. Učestalost povratnog ispiranja je niska, a kemijsko čišćenje se obično koristi za održavanje propusnosti.
Zahtjevi za prethodnu obradu
Membranski-sustavi tlačnog tipa osjetljivi su na čestice u dotoku. Predtretman često zahtijeva samo{2}}čisteći filtar (preciznost 100–300 μm) za zaštitu vlakana membrane; u protivnom je vjerojatno lomljenje vlakana ili onečišćenje.
Sustavi uronjenih membrana, zbog svojih velikih kanala i učinka taloženja u -spremniku, mogu izravno tretirati visoke koncentracije suspendiranih krutih tvari (npr. MLSS u MBR-ovima može doseći 8000–15000 mg/L). Oni minimalno ovise o prethodnoj obradi i mogu izravno prihvatiti otpadne vode iz koagulacijskih sedimentacijskih spremnika ili biološke miješane tekućine.
Koncentracija i metoda kemijskog čišćenja
U membranskim-sustavima tlačnog tipa, kemijska otopina za čišćenje cirkulira unutar kućišta membrane, osiguravajući dovoljan kontakt. Međutim, strana permeata mora biti izolirana tijekom procesa čišćenja.
Sustavi s uronjenom membranom uključuju online povratno ispiranje kemikalija za natapanje vlakana membrane ili podizanje okvira membrane u spremnik za kemijsko čišćenje. Ovo je nešto više-zahtjevnije, ali je samim membranskim vlaknima lakše rukovati.