Membranmaterialer og -moduler er grundlaget for membranpåføringsteknologi.
Kernen i membranbaseret-vandbehandling er materialer, efterfulgt af det strukturelle design af membranmoduler og derefter membranapplikationsteknologi.
Organiske membranprodukter er gået over fra den oprindelige PP (polypropylen), PAN (polyacrylonitril) og PVC (polyvinylchlorid) til PS (polysulfon), PES (polyethersulfon), PVDF (polyvinylidenfluorid) og for nylig, PTFE (polytetrafluorethylen), såvel som Nobelprisen, som har vundet Polymembrane, som har produceret nogle år, siden.
Uorganiske membranprodukter har udviklet sig fra traditionel Al2O3 (aluminiumoxid), ZrO2 (zirconia) og TiO2 (titaniumdioxid) til SiC (siliciumcarbid).
Jo overlegent materialet er, desto større er fordelene med hensyn til arbejdsbelastning, drift, rengøring, vedligeholdelse og levetid pr. membranarealenhed.
Materialer understøtter iterationen og udviklingen af membranseparationsprodukter, mens strukturen af membranmoduler fortsætter med at innovere og bryde igennem. Grænserne mellem organiske og uorganiske membranapplikationsscenarier bliver mere og mere udviskede.
Lad os først diskutere de forskellige produktformer af organiske membraner.
De mest almindelige produktformer af nedsænkede ultrafiltreringsmembraner omfatter: gardinmembraner, nedsænkede søjlemembraner og flade arkmembraner.
Blandt dem med innovative membranmodulstrukturer omfatter dem, jeg har observeret: KOCH's tang-membraner, Shanghai Seewos rørformede flade plademembraner, Huzhou Dingtais fleksible plademembraner, Shanghai Shiputais fleksible plademembraner og Huber VRM roterende nedsænkede ultrafiltreringsmembraner. Disse er alle ret repræsentative.
Neddykkede uorganiske membraner er primært flade plademembraner, med undtagelser såsom roterende keramiske membraner (strengt taget overtryksdrevne keramiske membraner), som også er flade plademembraner. Der er en del indenlandske producenter af roterende keramiske membraner, herunder Nanjing Shenluo, Chongqing Wudun, Anhui Mingchuang New Materials Co., Ltd. og Feichao Technology.
Neddykkede uorganiske membranmoduler har også forskellige optimerede og innovative versioner.
Kerneelementerne i membranmodulets strukturelle design er:
1. Pakningstæthed
2. Hydraulisk distribution
3. Rørarrangement
Alle membranmodulets strukturelle design sigter mod at balancere pakningstæthed og hydraulisk fordeling for at maksimere gennemtrængningseffektiviteten og driftsstabiliteten.
Metalrammer er den mest almindelige form for traditionelle keramiske flade-plademembranmoduler. Membranelementer kan fastgøres sideværts (hvert membranelement har en permeatdyse i begge ender) eller på langs (hvert membranelement har kun en permeatdyse i den ene ende). Et enkelt membranelement kan være så lille som 1000 mm × 250 mm × 6 mm (længde × bredde × højde), med et enkelt element, der måler 0,5 kvadratmeter.
Jo større størrelsen af et enkelt membranelement er, desto værre er konvergensen af membranelementets effektivitet. Membranområdet nær permeatdysen vil have højere effektivitet end andre dele. Tilsvarende giver fluxgenvinding under tilbageskylning også det samme problem. Løsningen er at designe flere permeatkanaler, såsom den rørformede type i organiske membranmoduler og den centrale opsamlingsmetode af fleksible membraner. Dette problem eksisterer stadig i metal-membranmoduler.
Plastrammer har kun gradvist vundet popularitet i de senere år. Den almindelige størrelse af et enkelt membranelement er 600 mm × 145 mm × 6 mm (længde × bredde × højde), med et effektivt filtreringsområde på 0,177 kvadratmeter. CERAFILTEC (et tysk firma) er førende inden for promovering af alle-plastrammer i branchen, og dets strukturelle design er meget karakteristisk. "Grid"-designet opdeler perfekt hvert membranmodul i fire sektioner under permeat- og tilbageskylningsprocesser, hvilket sikrer symmetriske permeatstrømningskanaler og en meget ensartet hydraulisk fordeling for hvert membranelement. Ydermere er permeatrørets afgreningssektioner integreret i membranmodulet, og alle hovedrør (permeathovedrør, returskyllehovedrør) er forbundet i toppen af membrantårnet, hvilket forenkler installationen og reducerer pladsbehovet.
Uanset om det er fra et materialeperspektiv eller fra membranmodulets strukturelle design, har siliciumcarbid flade plademembraner betydelige fordele inden for membranapplikationsteknologi. De er klar til at skinne klart i MBR-applikationsområdet.