A nyomás alatti- típusú ultraszűrés és a merülő ultraszűrés az ultraszűrő membrántechnológia két fő irányzata. Miközben ugyanazt a magmembránszűrési elvet alkalmazzák, különböznek a hajtóerőben, a membránmodul felépítésében, a működési módban és az alkalmazható forgatókönyvekben.
I. Vezetési erő és üzemmód
Nyomás{0}}Típus Ultraszűrés
A nyersvizet egy lezárt membránházba pumpálják, ami pozitív nyomáskülönbséget (általában 0,5–2,5 bar) hoz létre a membránon keresztül. A tisztított víz nyomás alatt átszivárog a membránon, és kifolyik a termékvíz végéből.
Működhet zsákutcában-vagy keresztáramú{1}}szűrésként. Holtvégi szűrésnél a vízvisszanyerési arány elérheti a 90–95%-ot. A keresztáramú szűrés során a koncentrátumot újrahasznosítják, és a visszanyerési arány 75–90%-ra csökken.
A membránfluxus viszonylag magas, a tervezési értékek jellemzően 40-120 L/(m²·h) között mozognak, a víz minőségétől és a membrán teljesítményétől függően.
Víz alatti ultraszűrés
A membránmodul közvetlenül egy nyitott víztartályba van merítve. A permeátum szivattyú vizet szív ki a membrán üregéből, negatív nyomást hozva létre (a transzmembrán nyomáskülönbség mindössze 0,1–0,6 bar, azaz -10 és -60 kPa között van). A vizet a szívóhajtás szűri ki.
Szinte teljes mértékben zsákutcás{0}}szűrés, a rendszer visszanyerési aránya általában 95%-nál nagyobb vagy egyenlő, és hosszú iszapeltávolítási ciklussal.
A fluxus viszonylag alacsony, általában 15-40 l/(m²·h)-ra tervezték, mivel az alacsony nyomáskülönbség és a gravitációs ülepedés elegendő membránfelületet igényel.
II. A membránmodul szerkezete és anyagjellemzői
Nyomás típusa
A membránszálak egy hengeres nyomású-csapágyhéjba vannak burkolva, amely általában 4 hüvelyk/8 hüvelyk átmérőjű, 1–2 méter hosszú, és nyomásállósága 3–10 bar.
A membránszálak belülről vagy kívülről nyomás alá helyezhetők, ami rendkívül nagy tömörítési sűrűséget eredményez, elérve a 400-800 m²/m³ modultérfogatot (8 hüvelykes elemekkel 60-80 m² membránfelület érhető el).
Általános membránanyagok: PVDF, PES, PS; pórusméret 0,01-0,04 μm; molekulatömeg küszöb 100-150 kDa.
Elmerült típus
A membránszálak függöny- vagy köteg-elrendezésben vannak felfüggesztve, külső héj nélkül, és közvetlenül a membránvázra vannak felszerelve, és a tartályba merülnek. A membránkeret tipikus tömítési sűrűsége 200-400 m²/m³ tartálytérfogat.
A membránszálak alacsony-nyomású szívásra támaszkodnak, többnyire külső nyomású típusúak, és a lerakódásgátló réteg kifelé néz. A membrántartály perforált levegőztető csövekkel van felszerelve, hogy a nagy légbuborékok súrolják a membrán felületét.
Az anyag főleg megerősített PVDF; a membránszálakat úgy tervezték, hogy ellenálljanak a hosszú,{0}}levegőztetési rezgéseknek, amelyek nagy szakítószilárdságot igényelnek.
III. Különbségek a működésben és a karbantartásban Visszamosás és tisztítás
A nyomásos típus gyakori hidraulikus visszaöblítést használ (a visszaöblítési fluxus elérheti a permeátum fluxusának 1,5-2,5-szeresét), kombinálva a levegő-vizes visszamosással.
A víz alatti membránrendszerek elsősorban a folyamatos levegőztetésre támaszkodnak, hogy nagy buborékokat hozzon létre, amelyek súrolják a membránszálakat. A visszamosás gyakorisága alacsony, és általában vegyszeres tisztítást alkalmaznak az áteresztőképesség fenntartására.
Előkezelési követelmények
A nyomás{0}} típusú membránrendszerek érzékenyek a befolyó részecskékre. Az előkezeléshez gyakran szükség van egy öntisztító szűrőre (100–300 μm pontossággal), hogy megvédje a membránszálakat; ellenkező esetben száltörés vagy szennyeződés valószínű.
A víz alá süllyesztett membránrendszerek nagy csatornáiknak és a tartályban lévő ülepítő hatásuknak köszönhetően Minimálisan függenek az előkezeléstől, és közvetlenül képesek fogadni a koagulációs ülepítő tartályokból származó szennyvizet vagy a biológiai kevert lúgot.
A kémiai tisztítás koncentrációja és módszere
Nyomás{0}} típusú membránrendszerekben a vegyszeres tisztítóoldat a membránházon belül kering, biztosítva a megfelelő érintkezést. A permeátum oldalát azonban le kell szigetelni a tisztítási folyamat során.
A víz alá süllyesztett membránrendszerek magukban foglalják a vegyszerek online visszaöblítését, hogy átitatják a membránszálakat, vagy a membránkeretet a vegyszertisztító tartályba emelik. Ez valamivel munkaigényesebb,{1}}de maguk a membránszálak könnyebben kezelhetők.