A membrános anyagok és modulok képezik a membránalkalmazási technológia alapját.
A membrán{0}}alapú vízkezelés lényege az anyagok, ezt követi a membránmodulok szerkezeti tervezése, majd a membránalkalmazási technológia.
A szerves membrántermékek a kezdeti PP (polipropilén), PAN (poliakrilnitril) és PVC (polivinil-klorid) helyett a PS (poliszulfon), PES (poliéterszulfon), PVDF (polivinilidén-fluorid) és újabban a PTFE (politetrafluoretilén) fémmembránra, valamint a Nobel-díjas membránra (néhány évvel ezelőtt PolyC) kerültek.
A szervetlen membrántermékek a hagyományos Al2O3-ból (alumínium-oxid), ZrO2-ból (cirkónium-oxid) és TiO2-ból (titán-dioxid) SiC-vé (szilícium-karbid) fejlődtek.
Minél jobb az anyag, annál jelentősebb előnyökkel jár a munkaterhelés, az üzemeltetés, a tisztítás, a karbantartás és az egységnyi membránfelületre vetített élettartam.
Az anyagok támogatják a membránleválasztó termékek iterációját és evolúcióját, miközben a membránmodulok szerkezete folyamatosan újul és áttör. A szerves és szervetlen membránalkalmazási forgatókönyvek közötti határok egyre inkább elmosódnak.
Először beszéljük meg a szerves membránok különböző termékformáit.
A merülő ultraszűrő membránok leggyakoribb termékformái a következők: függöny membránok, merülő oszlopmembránok és lapos lemezmembránok.
Az innovatív membránmodul-szerkezettel rendelkezők közül a következőket figyeltem meg: a KOCH hínár{0}}típusú membránjait, a Shanghai Seewo cső alakú lapos lemezmembránjait, a Huzhou Dingtai rugalmas lemezmembránjait, a Shanghai Shiputai rugalmas lemezmembránjait és a Huber VRM forgó, merülő ultraszűrő membránjait. Ezek mind meglehetősen reprezentatívak.
A víz alá süllyesztett szervetlen membránok elsősorban lapos lemezmembránok, kivéve a forgó kerámia membránokat (szigorúan véve pozitív nyomású kerámia membránok), amelyek szintén lapos lemezmembránok. Jó néhány hazai gyártó létezik a forgó kerámia membránoknak, köztük a Nanjing Shenluo, a Chongqing Wudun, az Anhui Mingchuang New Materials Co., Ltd. és a Feichao Technology.
A víz alá süllyesztett szervetlen membránmoduloknak különböző optimalizált és innovatív változatai is vannak.
A membránmodul szerkezeti tervezésének fő elemei a következők:
1. Csomagolási sűrűség
2. Hidraulikus elosztás
3. Csővezetékek elrendezése
Valamennyi membránmodul szerkezeti kialakításának célja a csomagolási sűrűség és a hidraulikus eloszlás egyensúlya a permeátum hatékonyságának és működési stabilitásának maximalizálása érdekében.
A fémkeretek a hagyományos kerámia lapos{0}}membránmodulok leggyakoribb formája. A membránelemek rögzíthetők oldalirányban (mindkét membránelemnek van egy permeátum fúvókája mindkét végén) vagy hosszirányban (minden membránelemnek csak az egyik végén van permeátumfúvóka). Egyetlen membránelem 1000 mm × 250 mm × 6 mm méretű (hossz × szélesség × magasság) lehet, egyetlen elem mérete pedig 0,5 négyzetméter.
Minél nagyobb azonban egyetlen membránelem mérete, annál rosszabb a membránelem hatékonyságának konvergenciája. A permeátum fúvókához közeli membránterület hatékonyabb lesz, mint a többi rész. Hasonlóképpen, a visszamosás során a fluxus visszanyerése is ugyanazt a problémát okozza. A megoldást több permeátumcsatorna tervezése jelenti, mint például a csőszerű szerves membránmodulokban és a rugalmas membránok központi gyűjtési módszere. Ez a probléma továbbra is fennáll a fém-keretes membránmoduloknál.
A műanyag keretek csak fokozatosan váltak népszerűvé az elmúlt években. Egyetlen membránelem általános mérete 600 mm × 145 mm × 6 mm (hossz × szélesség × magasság), effektív szűrési területe 0,177 négyzetméter. A CERAFILTEC (egy német cég) vezető szerepet tölt be az iparban az összes{6}}műanyag keret népszerűsítésében, szerkezeti kialakítása pedig rendkívül jellegzetes. A "rács" kialakítás tökéletesen osztja az egyes membránmodulokat négy részre a permeátum és a visszamosási folyamatok során, biztosítva a szimmetrikus permeátum áramlási csatornákat és az egyes membránelemek nagyon egyenletes hidraulikus elosztását. Ezenkívül a permeátum csővezetékek leágazó szakaszai a membránmodulba vannak integrálva, és az összes főcső (permeátum főcső, visszamosó főcső) a membrántorony tetejére van csatlakoztatva, egyszerűsítve a telepítést és csökkentve a helyigényt.
Akár anyagi szempontból, akár a membránmodul szerkezeti tervezése szempontjából, a szilícium-karbid lapos lemezmembránok jelentős előnyökkel rendelkeznek a membránalkalmazási technológiában. Készen állnak arra, hogy fényesen ragyogjanak az MBR alkalmazási területén.