Endüstriyel ultrafiltrasyon UF sistemleri

Lideriniz endüstriyel ultrafiltrasyon sistemleri üreticisi

 Ultrafiltrasyon UF nedir?

Ultrafiltrasyon (UF), mikrofiltrasyon ve nanofiltrasyon (NF) arasında yer alan basınç tahrikli bir membran katmanı ayırma işlemidir. Parçacıkları ve yüksek moleküler ağırlıklı çözünen maddeleri sıvılardan çoğunlukla boyut dışlama yoluyla ayırır. UF, sedimantasyon veya kum filtreleme gibi geleneksel tekniklere göre avantajlar sunarak çok sayıda ticari ve belediye kullanımında hayati öneme sahiptir. UF sistemleri, askıda katı maddeleri, kolloidleri, makromolekülleri, mikropları ve virüsleri verimli bir şekilde gidererek ürün saflığını, su kalitesini ve prosedür performansını artırır.

Endüstriyel UF Sisteminin Bölme Cihazı ve Gözenek Boyutu Nasıldır?

UF'nin temel ilkesi şudur boyut dışlama. Yarı geçirgen bir membran, çözücü ve daha küçük boyutlu çözünmüş moleküllerin (nüfuz) geçmesini sağlarken daha büyük parçaları ve çözünenleri (konsantre) korur. Bu durum bir transmembran stresi (TMP) membran tabakası boyunca. Ters osmozun (RO) aksine, UF düşük basınçlarda (1-10 bar) çalışır, çünkü ozmotik stres tutulan tür için ihmal edilebilir düzeydedir.

UF membran katmanı gözenek boyutları şu aralıktadır 0,01 ila 0,1 mikrometre (10 ila 100 nm). Bu dizi etkin bir şekilde korunur:

• Yüksek moleküler ağırlıklı bileşikler, kolloidler, polimerler, makromoleküller, sağlıklı proteinler. Mikroorganizmalar, enfeksiyonlar, protozoa.Yağ asitleri, askıda katı maddeler. UF membran katmanları şu özelliklerle karakterize edilir Moleküler Ağırlık Kesme (MWCO) Dalton (Da) cinsinden, çözünen maddelerin esas olarak tutulduğu moleküler ağırlığı gösterir (genellikle > 90% reddi).UF membranları genellikle 1.000 ila 1.000.000 Da arasındaki ürünleri tutar.

MWCO ve gözenek boyutunun önemli ölçüde altında listelenen maddeler, aşağıdakilerden oluşur:

• Düşük moleküler ağırlıklı organikler. İyonlar (tuz, kalsiyum, magnezyum, klorür, sülfat), tuzlar, mineraller. UF, boyutları en az bir büyüklük sırasına göre değişen molekülleri başarıyla ayırır. Membran katmanı geçirgenliği ayrıca besleme akışı yerleşim özelliklerinden de etkilenebilir.

Membran Tipleri, Ürünler ve Bileşen Konfigürasyonları

UF membran katmanları, her biri farklı uygulamalar için uygun olan farklı tip ve malzemelerde mevcuttur.

Membran Ürünleri

Ürünler çoğunlukla polimerik (organik) veya seramiktir (doğal değildir).

• Polimerik Membranlar: Daha düşük fiyat ve daha kolay üretim nedeniyle en yaygın olanıdır. Örnekler: PS, PES, PVDF.
• Nitelikler: Daha yüksek permeat değişimi, daha da çok yönlü, daha geniş gözenek boyutu aralığı.
• Avantajlar: Daha düşük kaynak maliyeti, büyük ölçek için ideal, genellikle daha az kirlenme eğilimli. Geliştirilmiş formüller stabiliteyi ve kullanım ömrünü artırır.
• Sınırlamalar: Kimyasal/termal bozulmaya ve mekanik kaygıya karşı hassastır. Seramikten daha kısa ömürlüdür.
• Seramik Membranlar: Çelik oksitlerden (alümina, zirkonya, titanya, SiC) yapılmıştır.
• Özellikleri: Yüksek mekanik, termal, kimyasal güvenlik. Ağır koşullara dayanır, daha uzun ömürlüdür (10-20+ yıl).
• Avantajlar: Sertlik, kaba temizliğe karşı direnç, daha uzun ömür beklentisi. Aranılan alanlarda kullanılır: içme suyu, gıda/süt ürünleri, kimyasal, atık su (yağlı su dahil).
• Sınırlamalar: Daha yüksek üretim/sermaye giderleri. Düşük akı ve esnekliğe sahip olabilir. Gözenek boyutu programı geliştiriyor.

Maliyet boşluğu daralıyor. Polimerik, vaktinden önce daha düşük fiyata sahipken, seramiğin sağlamlığı ve kullanım ömrü daha düşük yaşam döngüsü maliyetlerine işaret edebilir. Kil, düşük maliyetli bir seramik malzeme olarak keşfedilmiştir.

Modül Konfigürasyonları

Membran katmanları, yüksek konum kalınlığı ve akış etkinliği için doğrudan bileşenler halinde bir araya getirilir:

• İçi Boş Elyaf: İnce boru demetleri. Liflerin içinde veya dışında besleme akışları. Yüksek paketleme yoğunluğu, su/atık suda olağan.
• Spiral Yaralanma: Bir tüpün etrafına sarılmış düz tabakalar. Besleme, yüzey alanı boyunca spiral olarak hareket eder. Yüksek ambalaj kalınlığı, endüstriyel olarak tipiktir.
• Plaka ve Çerçeve: Plakalar tarafından bölünmüş seviye sayfaları. Besleme plakalar arasında hareket eder. Viskoz sıvılar veya kolay erişim için kullanılır.
• Boru şeklinde: Membranlar daha büyük tüplerin içinde. Besleme tüpler üzerinden akar. Tıkanmaya çok daha az duyarlıdır, yüksek katı maddeler için uygundur, paketleme yoğunluğu azaltılmıştır. Seramik membranlar tipik olarak boru şeklinde veya düz tabaka şeklindedir.

Düzenleme seçeneği yem özelliklerine, paketleme kalınlığı gereksinimlerine, temizleme kolaylığına ve fiyata bağlıdır.

Endüstriyel Uf Sistemi Yerleşim Prensipleri ve Çalışma Parametreleri Nasıldır?

Sistem düzeni ve prosedürü verimlilik, kirlenme kontrolü ve etkinlik için çok önemlidir.

Sistem Mimarileri: Dead-End vs. Çapraz Akış

UF sistemleri, besleme katı maddesine bağlı olarak ölü uç veya çapraz akışlı saflaştırma kullanır.

• Çıkmaz Arıtma: Yem membrana dik olarak akar. Tutulan maddeler yüzeyde birikerek bir kek tabakası oluşturur.
• Avantajlar: Daha kolay, daha az enerji, daha yüksek su iyileştirme, daha küçük boyutlu etki.
• Dezavantajlar: Yüksek katı maddelerle hızlı kirlenmeye yatkındır, kirlenme kontrolünü zorlaştırır. Kirleticiler gözeneklerin içinde birikir.
• Uygulamalar: Katısı azaltılmış sıvılar (önceden arıtılmış su, bazı alkol tüketim suları).
• Çapraz Akış Filtreleme: Membran tabakası boyunca teğetsel besleme sirkülasyonu. Kesme basınçları parçaları uzaklaştırarak kek tabakasını ve odak polarizasyonunu en aza indirir. Beslemeyi penetre ve konsantre olarak ayırır.
• Avantajlar: Çok daha iyi kirlenme yönetimi, daha yüksek katılar için uygun, sabit performans. Daha iyi akış dağılımı.
• Dezavantajlar: Devridaim için daha fazla enerji, daha düşük su geri kazanımı (odak akışının bir sonucu olarak).
• Uygulamalar: Katı maddelerin daha fazla bekletilmesi veya düzenli flaks gerektiğinde (endüstriyel, atık su).

Çapraz akışlı yüzey kirlenmesi izleme genellikle zor beslemeler için seçilir.

Operasyonel Parametreler

Performansı, akıyı, reddedilmeyi ve kirlenmeyi etkileyen gizli özellikler arasında Geri Atım Frekansı, VRF, Çalışma Süresi, Çapraz Akış Oranı ve TMP bulunur.

• Transmembran Basıncı (TMP): Sürüş basıncı. Membran boyunca basınç farkı. Daha yüksek TMP değişimi artırır, ancak taşınabilir kirletici, polarizasyonu artırabilir ve kalıcı kirlenme/hasar oluşturabilir.TMP hayati önem taşır; optimizasyon cihazları değişimi en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olur. İncelenen 5 özellik arasında en önemli olanıdır.
• Akış Fiyatı (Flux): Zaman başına membran katmanı konumu başına permeat miktarı (L/m ²/saat veya LMH). Verimliliği gösterir. Düşük basınçta yüksek değişim mümkündür. ancak kirlenme riskini artırır.
• Çapraz Akış Hızı (Çapraz Akış Sistemleri): Teğetsel besleme hızı. Daha yüksek hız kaymayı artırır, polarizasyonu ve kek tabakasını azaltır, kirlenmeyi en aza indirir [11, 14] Daha fazla pompalama gücü gerektirir. TMP/VRF'den daha az önemli ancak Back pulsing/Runtime'dan daha fazla.
• Sıcaklık seviyesi: Viskozite ve çözünürlüğü etkiler. Daha yüksek sıcaklık viskoziteyi azaltarak değişimi artırır. Membran tabakası stabilitesini ve biyolojik kirlenmeyi etkileyebilir.
• Hacim Azaltma Yönü (VRF): Besleme sirkülasyon hızı/konsantre akış fiyatı (çapraz akış). Daha yüksek VRF, daha fazla penetrasyon ancak daha yüksek konsantre konsantrasyonu anlamına gelir ve polarizasyonu/kirlenmeyi artırır. Daha yoğun kirlenmenin bir sonucu olarak VRF ile inkar artabilir. VRF, TMP'den sonra en önemli 2. unsurdur.
• Çalışma süresi: Temizleme arasındaki prosedür süresi. Kirlenme toplanır, akı azalır veya TMP artar.
• Geri titreşim Frekansı (bazı sistemler): Kirleticileri gidermek için membran katmanından geri nüfuz etmeyi gerektirir. Etkililik kirletici/tasarıma göre farklılık gösterir. Bazı durumlarda penetrasyon kalitesi için etkili olmayabilir.

Parametrelerin optimize edilmesi akı/geri kazanım ile kirlenmenin azaltılması/enerji arasında denge kurar. Akı-basınç bilgisi kirlenmeyi anlamaya ve maksimize etmeye yardımcı olur. Seri içinde direnç tasarımı direnç katkılarını (membran, polarizasyon, kirlenme) değerlendirir.

Spekülatif Faktör: Gelecekteki sistemler, kirlenme/besleme kalitesine dayalı olarak spesifikasyonları (TMP, çapraz akış, geri atım) dinamik olarak ayarlamak için gerçek zamanlı kirlenme izleme ve öngörücü kontrolden yararlanabilir, muhtemelen performansı, ömür beklentisini iyileştirir ve temizliği en aza indirir.

Ultrafiltrasyon Sisteminin Uygulamaları Nelerdir?

Belediye ve ticari sularda önemli ölçüde:

• İçme Suyu: Şebeke suyunu filtreler, bakteri, virüs, protozoa ve katı maddeleri güvenlik için ortadan kaldırır. Sedimantasyon, kum filtrasyonu, klorlama değiştirebilir.
• Endüstriyel Atık Su: Atık suyu yeniden kullanım, koruma, maliyet azaltma için arıtır. Bileşenleri geri kazanır, boyaları odaklar, yağ-su ayrımı yapar, sıvıları berraklaştırır. Seramik membranlar yağlı üretilen suyu arıtır.
• Belediye Atık Suyu: Standart adımların yerini alarak doğrudan arıtma trenlerine entegre edilir. Seramik UF, önceden çökeltilmiş atık suyu arıtır.
• Ön işlem: RO/IX için tipiktir. Katı maddeleri, kolloidleri, yüksek MW organik maddeleri ortadan kaldırır, aşağı akış membranlarını korur ve kullanım ömrünü uzatır. RO beslemesi için SDI değerini düşürür.