Sistem UF ultrafiltrasi industri

Anda yang terdepan produsen sistem ultrafiltrasi industri

 Apa itu Ultrafiltrasi UF?

Ultrafiltrasi (UF) adalah proses pemisahan lapisan membran yang digerakkan oleh tekanan yang ditempatkan di antara mikrofiltrasi dan nanofiltrasi (NF). Proses ini membagi fragmen dan zat terlarut dengan berat molekul tinggi dari cairan sebagian besar dengan pengecualian ukuran. UF sangat penting dalam berbagai penggunaan komersial dan kota, menawarkan manfaat lebih dari teknik tradisional seperti sedimentasi atau penyaringan pasir. Sistem UF secara efisien menghilangkan padatan tersuspensi, koloid, makromolekul, kuman, dan virus, meningkatkan kemurnian barang, kualitas air, dan kinerja prosedur.

Bagaimana Memisahkan Perangkat dan Dimensi Pori dari Sistem UF industri?

Prinsip utama UF adalah pengecualian ukuran. Membran semi-permeabel memungkinkan pelarut dan molekul terlarut berukuran lebih kecil (menembus) untuk lewat sambil mempertahankan bit dan zat terlarut yang lebih besar (konsentrat). Hal ini didorong oleh tegangan transmembran (TMP) di seluruh lapisan membran. Tidak seperti reverse osmosis (RO), UF beroperasi pada tekanan rendah (1-10 bar) karena tekanan osmotik dapat diabaikan untuk spesies yang disimpan.

Ukuran pori-pori lapisan membran UF berkisar dari 0,01 hingga 0,1 mikrometer (10 hingga 100 nm). Array ini secara efektif mempertahankan:

• Senyawa dengan berat molekul tinggi, koloid, polimer, makromolekul, protein sehat. Mikroorganisme, infeksi, protozoa.Asam lemak, padatan tersuspensi. Lapisan membran UF dicirikan oleh Pemotongan Berat Molekul (MWCO) dalam Dalton (Da), menunjukkan berat molekul di atas mana zat terlarut terutama disimpan (umumnya> penolakan 90%). Membran UF biasanya mempertahankan produk dari 1.000 hingga 1.000.000 Da.

Zat-zat yang jauh terdaftar di bawah MWCO dan dimensi pori-pori yang dilalui, terdiri dari:

• Bahan organik dengan berat molekul rendah. Ion (garam, kalsium, magnesium, klorida, sulfat), garam, mineral. UF berhasil memisahkan molekul yang bervariasi dengan ukuran minimal satu kali lipat. Permeabilitas lapisan membran juga dapat dipengaruhi oleh sifat-sifat hunian aliran umpan.

Jenis, Produk, dan Konfigurasi Komponen Membran

Lapisan membran UF tersedia dalam berbagai jenis dan bahan, masing-masing cocok untuk aplikasi yang berbeda.

Produk Membran

Produk terutama terbuat dari polimer (organik) atau keramik (bukan alami).

• Membran Polimer: Paling umum karena harga yang lebih murah dan pembuatan yang lebih mudah. Contoh: PS, PES, PVDF.
• Kualitas: Perubahan permeasi yang lebih tinggi, bahkan lebih serbaguna, rentang ukuran pori-pori yang lebih luas.
• Keuntungan: Biaya sumber daya yang lebih rendah, ideal untuk skala besar, umumnya tidak mudah kotor. Formula yang lebih baik meningkatkan stabilitas dan usia pakai.
• Keterbatasan: Rentan terhadap degradasi kimiawi/panas dan gangguan mekanis. Umur yang lebih pendek dari keramik.
• Membran Keramik: Terbuat dari oksida baja (alumina, zirkonia, titania, SiC).
• Karakteristik: Keamanan mekanis, termal, dan kimia yang tinggi. Tahan terhadap kondisi yang parah, gunakan masa pakai yang lebih lama (10-20+ tahun).
• Keuntungan: Ketangguhan, ketahanan terhadap pembersihan yang kasar, harapan hidup yang lebih lama. Memanfaatkan area yang banyak dicari: air minum, makanan/susu, bahan kimia, air limbah (termasuk air berminyak).
• Keterbatasan: Biaya produksi/modal yang lebih tinggi. Dapat mengurangi fluks dan fleksibilitas. Jadwal ukuran pori meningkat.

Kekosongan biaya semakin mengetat. Meskipun polimer memiliki harga yang lebih rendah di masa mendatang, kekokohan dan masa pakai keramik dapat mengindikasikan biaya siklus hidup yang lebih rendah. Tanah liat ditemukan sebagai bahan keramik berbiaya rendah.

Konfigurasi Modul

Lapisan membran disatukan langsung ke dalam komponen untuk ketebalan lokasi yang tinggi dan efektivitas aliran:

• Serat Berongga: Kumpulan tabung halus. Aliran umpan di dalam atau di luar serat. Kepadatan kemasan yang tinggi, biasanya dalam air / air limbah.
• Cedera Spiral: Lembaran datar yang dililitkan di sekitar tabung. Umpan bergerak secara spiral melintasi area permukaan. Ketebalan kemasan yang tinggi, khas industri.
• Piring-dan-Bingkai: Lembaran level dibagi dengan pelat. Umpan bergerak di antara pelat. Digunakan untuk cairan kental atau akses yang mudah.
• Tubular: Membran di dalam tabung yang lebih besar. Umpan mengalir melalui tabung. Jauh lebih tidak mudah tersumbat, cocok untuk padatan tinggi, mengurangi kepadatan kemasan. Membran keramik biasanya berbentuk tabung atau lembaran datar.

Opsi pengaturan bergantung pada fitur umpan, persyaratan ketebalan kemasan, kemudahan pembersihan, dan harga.

Bagaimana Prinsip Tata Letak Sistem uf industri dan Parameter Operasional?

Tata letak dan prosedur sistem sangat penting untuk efisiensi, pengendalian pengotoran, dan efektivitas.

Arsitektur Sistem: Jalan Buntu vs Aliran Silang

Sistem UF menggunakan pemurnian buntu atau aliran silang, dengan mengandalkan bahan padatan umpan.

• Pemurnian Buntu: Umpan mengalir tegak lurus ke membran. Zat yang tertahan terakumulasi di permukaan, membentuk lapisan kue.
• Keuntungan: Lebih mudah, mengurangi energi, penyembuhan air yang lebih tinggi, dampak ukuran yang lebih kecil.
• Kekurangan: Rentan terhadap pengotoran cepat dengan padatan tinggi, kontrol pengotoran yang menantang. Kotoran mengendap di dalam pori-pori.
• Aplikasi: Mengurangi cairan padatan (air yang telah diolah sebelumnya, beberapa air konsumsi alkohol).
• Pemfilteran Aliran Silang: Sirkulasi umpan secara tangensial melintasi lapisan membran. Tekanan geser menjauhkan fragmen, meminimalkan lapisan cake dan polarisasi fokus. Memisahkan umpan menjadi penetrasi dan konsentrat.
• Keuntungan: Manajemen pengotoran yang jauh lebih baik, sesuai untuk padatan yang lebih tinggi, kinerja yang konstan. Distribusi aliran yang lebih baik.
• Kekurangan: Energi yang lebih besar untuk resirkulasi, pemulihan air yang lebih rendah (sebagai hasil dari aliran fokus).
• Aplikasi: Padatan yang lebih besar ditahan atau ketika fluks reguler diperlukan (industri, air limbah).

Pemantauan pengotoran permukaan aliran silang sering kali dipilih untuk pengumpanan yang sulit.

Parameter Operasional

Spesifikasi rahasia yang mempengaruhi kinerja, fluks, ditolak, dan pengotoran meliputi Frekuensi Pulsasi Balik, VRF, Waktu Jalankan, Laju Aliran Silang, dan TMP.

• Tekanan Transmembran (TMP): Tekanan mengemudi. Perbedaan tekanan di seluruh membran. TMP yang lebih tinggi meningkatkan perubahan tetapi dapat mengotori portabel, meningkatkan polarisasi, dan membuat pengotoran / kerusakan permanen. TMP sangat penting; perangkat pengoptimalan membantu memaksimalkan perubahan. Ini adalah aspek yang paling signifikan di antara 5 aspek yang diperiksa.
• Harga Aliran (Fluks): Kuantitas perembesan per lokasi lapisan membran per waktu (L/m ²/jam atau LMH). Menunjukkan produktivitas. Perubahan yang tinggi dapat dilakukan pada tekanan rendah. namun meningkatkan risiko pengotoran.
• Kecepatan Aliran Silang (Sistem Aliran Silang): Kecepatan umpan tangensial. Laju yang lebih besar meningkatkan geseran, menurunkan polarisasi dan lapisan cake, meminimalkan pengotoran [11, 14] Membutuhkan daya pompa yang lebih besar. Kurang substansial dari TMP / VRF namun lebih dari Back pulsing / Runtime.
• Tingkat suhu: Mempengaruhi viskositas dan kelarutan. Suhu yang lebih tinggi mengurangi viskositas, meningkatkan perubahan. Dapat memengaruhi stabilitas lapisan membran dan biofouling.
• Aspek Pengurangan Volume (VRF): Laju sirkulasi umpan/harga aliran konsentrat (aliran silang). VRF yang lebih besar menunjukkan konsentrasi konsentrat yang lebih besar lagi, meningkatkan polarisasi/pengotoran. Penolakan dapat meningkat dengan VRF sebagai akibat dari pengotoran yang lebih padat. VRF adalah elemen paling signifikan ke-2 setelah TMP.
• Jalankan Waktu: Durasi prosedur antara pembersihan. Pengotoran terkumpul, menurunkan fluks atau meningkatkan TMP.
• Frekuensi denyut punggung (beberapa sistem): Membutuhkan penetrasi kembali melalui lapisan membran untuk menghilangkan foulant. Efektivitas berbeda menurut foulant/desain. Dapat menjadi tidak berpengaruh terhadap kualitas penetrasi dalam beberapa kasus.

Mengoptimalkan parameter menyeimbangkan fluks/pemulihan dengan mengurangi pengotoran/energi. Informasi tekanan fluks membantu memahami pengotoran dan memaksimalkan. Desain resistensi-dalam-seri mengevaluasi kontribusi resistensi (membran, polarisasi, pengotoran).

Faktor Spekulatif: Sistem masa depan dapat menggunakan pelacakan pengotoran waktu nyata dan kontrol prediktif untuk menyesuaikan spesifikasi secara dinamis (TMP, aliran silang, denyut balik) berdasarkan kualitas pengotoran/pengumpanan, sehingga dapat meningkatkan kinerja, masa pakai, dan meminimalkan pembersihan.

Apa Aplikasi Sistem Ultrafiltrasi?

Substansial dalam air kota dan air komersial:

• Air Minum: Menyaring air kota, menghilangkan bakteri, virus, protozoa, padatan untuk keamanan. Dapat mengubah sedimentasi, penyaringan pasir, klorinasi.
• Air Limbah Industri: Mengolah air limbah untuk digunakan kembali, pengawetan, pengurangan biaya. Memulihkan komponen, memfokuskan pewarna, memisahkan minyak-air, menjernihkan cairan. Membran keramik mengolah air yang diproduksi berminyak.
• Air Limbah Kota: Terintegrasi langsung ke dalam rangkaian pengolahan, menggantikan langkah-langkah standar. Ceramic UF mengolah air limbah yang telah diendapkan sebelumnya.
• Pra-perawatan: Khas untuk RO / IX. Menghilangkan padatan, koloid, organik MW tinggi, melindungi membran hilir dan memperpanjang masa pakai. Menurunkan SDI untuk umpan RO.