מאפיינים של ממברנה אולטרה סינון

ניתן לחלק את החומרים המשמשים לייצור ממברנות סינון אולטרה לחומרים אורגניים וחומרים אנאורגניים. חומרים אורגניים כוללים פוליווינילידן פלואוריד (PVDF), פוליאתרסולפון (PES), פוליפרופילן (PP), פוליאתילן (PE), פוליסולפון (PS), פוליאקרילוניטריל (PAN), פוליוויניל כלוריד (PVC) ועוד. חומרים אורגניים כוללים תחמוצת אלומיניום, סיליקון קרביד ופלדת אל חלד, שביניהם לסיליקון קרביד עם ביצועים יציבים מעולים יש מגוון רחב יותר של סביבות שימוש.

כאשר משתמשים באולטרה-פילטרציה לטיפול במים, בין אם מדובר בסינון אולטרה-סינון או ממברנת אולטרה-סינון אנאורגנית, היציבות וההידרופיליות של החומר שלו הן שתי התכונות החשובות ביותר. יציבות כוללת שני היבטים. היציבות הכימית שלו קובעת את חיי חומר הממברנה תחת פעולת חומצות, אלקליות, חמצונים, מיקרואורגניזמים וכו', והיא גם קשורה ישירות לבחירת תהליך הניקוי; בעוד שהיציבות הפיזית קובעת את הדרישות של חומר הממברנה לטיפול מקדים משפיע, האם הוא יכול לעמוד בפני השפעה גבוהה של חומר מרחף, בלאי פיזי ונזק פיזי. ההידרופיליות קובעת את יכולת אנטי הזיהום של חומר הממברנה למזהמים במים, את לחץ הפעולה ומשפיעה על השטף של הממברנה.

1) תהליך ההפרדה אינו עובר שינוי פאזה וצורך פחות אנרגיה;

2) תהליך ההפרדה יכול להתבצע בטמפרטורת החדר, המתאים לריכוז או טיהור של כמה חומרים רגישים לחום כמו מיץ, תכשירים ביולוגיים ותרופות מסוימות;

3) תהליך ההפרדה מונע רק על ידי לחץ נמוך, והציוד וזרימת התהליך פשוטים, קלים לתפעול, ניהול ותחזוקה;

4) טווח היישומים רחב. ניתן להשתמש בטכנולוגיית הפרדת אולטרה-פילטרציה עבור מומסים בגודל של כ-0.005~0.1μm. בנוסף, ניתן להשתמש בסדרה של ממברנות עם חתכים שונים במשקל מולקולרי כדי לסווג את המשקל המולקולרי של כל רכיב בתערובת של מומסים בעלי משקל מולקולרי שונה.

1) גודל נקבוביות הניפוי קטן, שיכול כמעט ליירט את כל החיידקים, מקורות החום, הנגיפים והחלקיקים הקולואידים, החלבונים והחומר האורגני המקרומולקולרי בתמיסה;

2) האם ההפרדה יכולה להיות יעילה תלויה בגודל נקבוביות הממברנה ובגודל, צורה וקשיחות וגמישות של חלקיקי המומסים, כמו גם בתכונות הכימיות של התמיסה (ערך pH, תכונות חשמליות), הרכב (אם חלקיקים אחרים קיימים) והמבנה, התכונות החשמליות והתכונות הכימיות (הידרופוביות, הידרופיליות וכו') של פני השכבה הצפופה של הממברנה;

3) כל התהליך מתבצע במצב דינמי, ללא היווצרות של עוגות סינון, כך שמשטח הממברנה אינו יכול לעבור דרך החומר הוא רק הצטברות מוגבלת, וקצב הסינון יכול להגיע לערך שיווי המשקל במצב יציב ללא הנחתה מתמשכת;

4) ההפרדה של מומסים מקרו-מולקולריים על ידי ממברנות אולטרה-פילטרציה תלויה בעיקר בנקבוביות הממברנה, כלומר בהשפעות הספיחה, הדחייה, החסימה והמסננות של הממברנה על מומסים מקרו-מולקולריים. 1.4 מצב פעולת סינון אולטרה

ניתן להפעיל אולטרה סינון בשני מצבי פעולה: סינון ללא מוצא וסינון צולב.

מצב סינון ללא מוצא

מצב סינון זה דומה לסינון מסורתי. השטף נכנס למכלול ממברנת האולטרה-פילטרציה וכל זה עובר דרך פני הממברנה כדי להפוך למים מופקים וזורם החוצה מצד המסנן של מכלול ממברנת האולטרה-סינון. זיהומים כגון חומר מרחף, קולואידים וחומר אורגני מקרו-מולקולרי שיירטו על ידי ממברנת האולטרה-פילטרציה נפלטים ממכלול הממברנה באמצעות קרצוף אוויר מתוזמן, שטיפת מים לאחור ושטיפה קדימה, ותהליכי ניקוי כימיים רגילים.

מצב סינון בזרימה צולבת

כאשר החומר המרחף המשפיע והעכירות של האולטרה סינון גבוהים, ניתן להפעיל את האולטרה סינון במצב סינון זרימה צולבת. ההשפעה נכנסת למכלול ממברנת האולטרה-פילטרציה, חלק ממנו עובר דרך פני הממברנה כדי להפוך למים מופקים, והחלק השני נשפך ממכלול הממברנה עם חומר מרחף וזיהומים אחרים כדי להפוך למים מרוכזים. המים המרוכזים הנפלטים מופעלים מחדש בלחץ ומוחזרים לתוך מכלול הממברנה, תוך שמירה על כוח הגזירה הנוצר מקצב הזרימה הגבוה על פני הממברנה, ומסירים את החומר המרחף ושאר זיהומים שיירטו על פני הממברנה, ובכך שומרים על הזיהום. שכבה ברמה דקה יותר.

לסינון בזרימה צולבת יש צריכת אנרגיה נמוכה ולחץ תפעול נמוך, ובכך עלויות תפעול נמוכות יותר; סינון זרימה צולבת יכול לטפל בחומר בעל תכולת מוצקים מרחפים גבוהה יותר. יש לקבוע את מצב הפעולה הספציפי בהתבסס על תכולת המוצקים המרחפים, העכירות וה-COD בנחל ובאמצעות בדיקות פיילוט.

תהליך הניקוי של סינון אולטרה כולל תהליך ניקוי פיזי ותהליך ניקוי כימי. תהליך הניקוי הפיזי כולל שטיפת מים מקוונת. שטיפת מים לאחור BW היא להשתמש בכיוון זרימת המים המנוגד לכיוון ייצור המים. מי השטיפה לאחור נכנסים מקצה ייצור המים של מכלול הממברנה. המים זורמים דרך נקבוביות הממברנה כדי להסיר מזהמים בשכבה העמוקה של נקבוביות הממברנה ועל פני הממברנה.

ניקוי כימי CIP משתמש בחומרים כימיים להסרת הזיהום הנוצר על פני השטח ובפנים של ממברנת האולטרה סינון על ידי קולואידים, חומרים אורגניים, מלחים אנאורגניים וכו'. הגדלת תדירות הניקוי והגברת עוצמת הניקוי תורמים להסרה יסודית יותר של מזהמים שונים.