أنظمة الترشيح الفائق الترشيح الصناعي UF

رائدك الشركة المصنعة لأنظمة الترشيح الفائق الصناعية

 ما هو الترشيح الفائق UF؟

الترشيح الفائق (UF) هو عملية فصل طبقة غشائية مدفوعة بالضغط توضع بين الترشيح الدقيق والترشيح النانوي (NF). وهي تفصل الشظايا والمواد المذابة ذات الوزن الجزيئي العالي من السوائل في الغالب عن طريق استبعاد الحجم. يعتبر الترشيح بالتقطير الفائق حيويًا في العديد من الاستخدامات التجارية والبلدية، حيث يقدم فوائد تفوق التقنيات التقليدية مثل الترسيب أو الترشيح بالرمل. تزيل أنظمة الترشيح بالتغذية الفائقة بكفاءة المواد الصلبة العالقة والغرويات والجزيئات الكبيرة والجراثيم والفيروسات، مما يعزز نقاء العنصر وجودة المياه وأداء الإجراءات.

كيف يتم تقسيم جهاز التقسيم وأبعاد المسام لنظام التفلور فوق البنفسجي الصناعي؟

المبدأ الأساسي لجامعة UF هو استبعاد الحجم. يمكّن الغشاء شبه النافذ المذيب والجزيئات الذائبة الأصغر حجمًا (الاختراق) من المرور مع الحفاظ على القطع الأكبر والمواد المذابة (التركيز). هذا مدفوعًا بـ الإجهاد عبر الغشاء (TMP) في جميع أنحاء طبقة الغشاء. على عكس التناضح العكسي (RO)، يعمل غشاء التقطير بالتناضح العكسي (UF) عند ضغوط منخفضة (1-10 بار) حيث أن الإجهاد الأسموزي لا يكاد يذكر بالنسبة للنوع المحفوظ.

تتراوح أحجام مسام طبقة غشاء UF من 0.01 إلى 0.1 ميكرومتر (10 إلى 100 نانومتر). تحافظ هذه المصفوفة بشكل فعال:

• المركبات عالية الوزن الجزيئي والغرويات والبوليمرات والجزيئات الكبيرة والبروتينات الصحية. الكائنات الحية الدقيقة والالتهابات والبروتوزوا.الأحماض الدهنية والمواد الصلبة العالقة. تتميز طبقات غشاء UF بـ الحد الأقصى للوزن الجزيئي (MWCO) بوحدة الدالتون (Da)، والتي توضح الوزن الجزيئي الذي يتم الاحتفاظ بالمواد المذابة فوقه بشكل أساسي (عادةً ما يكون أكثر من 90% رفض).عادةً ما تحتفظ أغشية الترشيح بالغازات فائقة الترشيح بالنواتج من 1,000 إلى 1,000,000 دا.

تنتقل المواد المدرجة بشكل كبير تحت MWCO وبُعد المسامات، والتي تتكون من:

• المواد العضوية منخفضة الوزن الجزيئي. الأيونات (الملح والكالسيوم والمغنيسيوم والكلوريد والكبريتات) والأملاح والمعادن. يفصل UF بنجاح الجزيئات المتفاوتة بحد أدنى من حيث الحجم. يمكن أن تتأثر نفاذية طبقة الغشاء بالإضافة إلى ذلك بالخصائص السكنية لتيار التغذية.

أنواع الأغشية والمنتجات وتكوينات المكونات

تتوافر طبقات غشاء UF بأنواع ومواد مختلفة، كل منها يتناسب مع تطبيقات مختلفة.

منتجات الأغشية

المنتجات هي في الأساس منتجات بوليمرية (عضوية) أو خزفية (غير طبيعية).

• الأغشية البوليمرية: الأكثر شيوعًا بسبب انخفاض السعر وسهولة التصنيع. الأمثلة: PS، PES، PVDF.
• الصفات: تغيير أعلى في النفاذية وأكثر تنوعًا وأوسع نطاقًا لحجم المسام.
• المزايا: تكلفة أقل للموارد، مثالية للاستخدام على نطاق واسع، وأقل عرضة للتلوث بشكل عام. تعزز الصيغ المحسنة الثبات والعمر المتوقع.
• القيود: عرضة للتدهور الكيميائي/الحراري والقلق الميكانيكي. أقصر عمراً من السيراميك.
• أغشية السيراميك: مصنوعة من أكاسيد الصلب (الألومينا والزركونيا والتيتانيا والسيليكون).
• الخصائص: أمان ميكانيكي وحراري وكيميائي عالي. يتحمل الظروف القاسية، ويستخدم لفترة أطول (10-20 سنة فأكثر).
• المزايا: متانة، ومقاومة للتنظيف الخشن، وعمر افتراضي أطول. استخدمت في المجالات المطلوبة: مياه الشرب والأغذية/الألبان والمواد الكيميائية ومياه الصرف الصحي (بما في ذلك المياه الزيتية).
• القيود: ارتفاع نفقات التصنيع/رأس المال. يمكن أن يكون لها تدفق ومرونة أقل. يتم تعزيز جدول حجم المسام.

يضيق فراغ التكلفة. في حين أن البوليمر له سعر أقل في وقت مبكر، فإن متانة السيراميك وعمره الافتراضي يمكن أن يشير إلى انخفاض تكاليف دورة الحياة. تم اكتشاف الطين كمادة خزفية منخفضة التكلفة.

تكوينات الوحدة النمطية

يتم تجميع طبقات الغشاء معًا في مكونات للحصول على سماكة موقع عالية وفعالية تدفق عالية:

• ألياف مجوفة: حزم من الأنابيب الدقيقة. تيارات تغذية داخل أو خارج الألياف. كثافة تغليف عالية، معتادة في الماء/مياه الصرف الصحي.
• الإصابة الحلزونية: صفائح مسطحة ملفوفة حول أنبوب. تتحرك التغذية بشكل حلزوني عبر مساحة السطح. سماكة تغليف عالية، نموذجية صناعيًا.
• لوحة وإطار: صفائح مستوية مقسمة على ألواح. تتحرك التغذية بين الألواح. تُستخدم للسوائل اللزجة أو سهلة الوصول.
• أنبوبي: أغشية داخل أنابيب أكبر. تتدفق التغذية عبر الأنابيب. أقل عرضة للانسداد، ومناسبة للمواد الصلبة العالية، وكثافة تغليف منخفضة. أغشية خزفية أنبوبية أو صفائح مستوية عادةً.

يعتمد خيار الترتيب على ميزات التغذية، ومتطلبات سماكة التعبئة، وبساطة التنظيف، والسعر.

كيف يتم تخطيط نظام uf الصناعي مبادئ ومعلمات التشغيل؟

تخطيط النظام وإجراءاته أمران حاسمان للكفاءة والتحكم في التلوث والفعالية.

بنية النظام: التدفق المتقطع مقابل التدفق المتقاطع

تستخدم أنظمة الترشيح بالتغذية الفائقة UF التنقية المسدودة أو التنقية عبر التدفق المتقاطع، بالاعتماد على مواد التغذية الصلبة.

• التنقية المسدودة: تتدفق التغذية بشكل عمودي على الغشاء. تتراكم المواد المحتجزة على السطح، مما يؤدي إلى تكوين طبقة من الكعكة.
• المزايا: أسهل، وطاقة أقل، وشفاء أعلى للماء، وتأثير أصغر حجمًا.
• العيوب: عرضة للتلوث السريع مع المواد الصلبة العالية، مما يشكل تحدياً في التحكم في التلوث. تترسب المواد الملوثة داخل المسام.
• التطبيقات: السوائل منخفضة المواد الصلبة (المياه المعالجة مسبقاً، وبعض المياه المستهلكة للكحول).
• الترشيح عبر التدفق المتقاطع: تدور التغذية بشكل عرضي عبر طبقة الغشاء. تعمل ضغوط القص على تحريك الشظايا بعيدًا، مما يقلل من طبقة الكعكة واستقطاب التركيز. يفصل التغذية إلى اختراق وتركيز.
• المزايا: إدارة قاذورات أفضل بكثير، ومناسبة للمواد الصلبة العالية، وأداء ثابت. توزيع أفضل للتدفق.
• العيوب: طاقة أكبر لإعادة التدوير، واستعادة مياه أقل (نتيجة لتيار التركيز).
• التطبيقات: وضع أكبر على المواد الصلبة المعلقة أو عند الحاجة إلى التدفق المنتظم (الصناعية، مياه الصرف الصحي).

وغالبًا ما يتم اختيار مراقبة القاذورات السطحية بالتدفق المتقاطع للتغذية الصعبة.

المعلمات التشغيلية

تشمل المواصفات السرية التي تؤثر على الأداء والتدفق والرفض والقاذورات تردد النبض الخلفي والتردد النابض الخلفي والتردد المتردد العكسي ووقت التشغيل ومعدل التدفق المتقاطع وTMP.

• الضغط عبر الغشاء (TMP): الضغط الدافع. فرق الضغط في جميع أنحاء الغشاء. يعزز TMP الأعلى من التغيير ولكن يمكن أن يؤدي إلى نقل المواد الكريهة، وتعزيز الاستقطاب، وخلق تلوث/تلوث دائم، TMP أمر حيوي؛ تساعد أجهزة التحسين على زيادة التغيير إلى أقصى حد. إنه الجانب الأكثر أهمية بين الجوانب الخمسة التي تم فحصها.
• سعر التدفق (التدفق): كمية المتخلل لكل موقع طبقة غشاء في كل مرة (لتر/م²/ساعة أو LMH). يظهر الإنتاجية. التغيير العالي ممكن عند الضغط المنخفض. ومع ذلك يعزز خطر التلوث.
• سرعة التدفق المتقاطع (أنظمة التدفق المتقاطع): سرعة تغذية عرضية. معدل أكبر يعزز القص، مما يقلل من الاستقطاب وطبقة الكعكة، ويقلل من القاذورات [11، 14] يتطلب قوة ضخ أكبر. أقل جوهرية من TMP/VRF ولكن أكثر من النبض الخلفي/وقت التشغيل.
• مستوى درجة الحرارة: يؤثر على اللزوجة والذوبان. يقلل ارتفاع درجة الحرارة من اللزوجة، مما يزيد من التغير. يمكن أن يؤثر على ثبات طبقة الغشاء والحشف الحيوي.
• جانب تقليل الحجم (VRF): معدل دوران التغذية/سعر تدفق التركيز (التدفق المتقاطع). يشير زيادة VRF VRF إلى مزيد من الاختراق مع زيادة تركيز التركيز، مما يعزز الاستقطاب/التلوث. يمكن أن يرتفع الحرمان مع VRF نتيجة لتلوث أكثر كثافة. VRF هو العنصر الثاني الأكثر أهمية بعد TMP.
• وقت التشغيل: مدة الإجراء بين التنظيف. تجمع القاذور أو خفض التدفق أو زيادة TMP.
• تردد النبض الخلفي (بعض الأنظمة): يتطلب اختراق طبقة الغشاء لإزالة المواد الكريهة. تختلف الفعالية باختلاف المواد الكريهة/التصميم. يمكن أن تكون غير مؤثرة لجودة الاختراق في بعض الحالات.

يوازن تحسين المعلمات بين التدفق/الاسترداد مع تقليل القاذورات/الطاقة. تساعد معلومات التدفق والضغط على فهم القاذورات وتعظيمها. يقيّم تصميم المقاومة في السلسلة مساهمات المقاومة (الغشاء، الاستقطاب، القاذورات).

عامل المضاربة: قد تستفيد الأنظمة المستقبلية من تتبع القاذورات في الوقت الفعلي والتحكم التنبؤي لضبط المواصفات ديناميكيًا (TMP، التدفق المتقاطع، التدفق المتقاطع، النبض الخلفي) بناءً على جودة القاذورات/التغذية، مما قد يحسن الأداء والعمر المتوقع وتقليل التطهير.

ما هي تطبيقات نظام الترشيح الفائق الترشيح؟

كبيرة في المياه البلدية والتجارية:

• مياه الشرب: تنقية المياه البلدية، والقضاء على البكتيريا والفيروسات والبروتوزوا والمواد الصلبة للأمان. يمكن تغيير الترسيب والترشيح بالرمل والكلور.
• مياه الصرف الصناعي: يعالج مياه الصرف الصحي لإعادة الاستخدام والحفظ وخفض التكلفة. إعادة استرداد المكونات، وتركيز الأصباغ، وفصل الماء عن الزيت، وتصفية السوائل. أغشية السيراميك تعالج المياه المنتجة الزيتية.
• مياه الصرف الصحي البلدية: مدمجة مباشرة في قطارات المعالجة، لتحل محل الخطوات القياسية. يعالج السيراميك UF مياه الصرف الصحي المسبقة الترسيب.
• المعالجة المسبقة: نموذجي ل RO/IX. يتخلص من المواد الصلبة والغرويات والمواد العضوية ذات القدرة العالية على توليد الطاقة، ويحمي الأغشية النهائية ويطيل عمرها الافتراضي. يقلل من SDI لتغذية RO.