Membranmaterialer og -moduler er grunnlaget for membranpåføringsteknologi.
Kjernen i membranbasert-vannbehandling er materialer, etterfulgt av den strukturelle utformingen av membranmoduler, og deretter membranpåføringsteknologi.
Organiske membranprodukter har gått over fra den opprinnelige PP (polypropylen), PAN (polyakrylnitril) og PVC (polyvinylklorid) til PS (polysulfon), PES (polyetersulfon), PVDF (polyvinylidenfluorid), og mer nylig, PTFE (polytetrafluoretylen), i tillegg til Nobelprisen som har vunnet Polymembraner i noen år (organic metal){{0} siden.
Uorganiske membranprodukter har utviklet seg fra tradisjonell Al2O3 (aluminiumoksid), ZrO2 (zirkonia) og TiO2 (titandioksid) til SiC (silisiumkarbid).
Jo overlegent materialet er, desto større er fordelene med hensyn til arbeidsmengde, drift, rengjøring, vedlikehold og levetid per enhet membranareal.
Materialer støtter iterasjonen og utviklingen av membranseparasjonsprodukter, mens strukturen til membranmoduler fortsetter å innovere og bryte gjennom. Grensene mellom organiske og uorganiske membranpåføringsscenarier blir stadig mer uklare.
La oss først diskutere de forskjellige produktformene av organiske membraner.
De vanligste produktformene for nedsenkede ultrafiltreringsmembraner inkluderer: gardinmembraner, nedsenkede kolonnemembraner og flate arkmembraner.
Blant de med innovative membranmodulstrukturer, er de jeg har observert: KOCHs tang-membraner, Shanghai Seewos rørformede flate arkmembraner, Huzhou Dingtais fleksible arkmembraner, Shanghai Shiputais fleksible arkmembraner og Huber VRM roterende neddykkede ultrafiltreringsmembraner. Disse er alle ganske representative.
Neddykkede uorganiske membraner er primært flate arkmembraner, med unntak som roterende keramiske membraner (strengt tatt overtrykkdrevne keramiske membraner), som også er flate arkmembraner. Det er ganske mange innenlandske produsenter av roterende keramiske membraner, inkludert Nanjing Shenluo, Chongqing Wudun, Anhui Mingchuang New Materials Co., Ltd., og Feichao Technology.
Neddykkede uorganiske membranmoduler har også forskjellige optimaliserte og innovative versjoner.
Kjerneelementene i membranmodulens strukturelle design er:
1. Pakningstetthet
2. Hydraulisk distribusjon
3. Røropplegg
Alle strukturelle design av membranmoduler tar sikte på å balansere pakningstetthet og hydraulisk distribusjon for å maksimere gjennomtrengningseffektiviteten og driftsstabiliteten.
Metallrammer er den vanligste formen for tradisjonelle keramiske flate-platemembranmoduler. Membranelementer kan festes sideveis (hvert membranelement har en permeatdyse i begge ender) eller langsgående (hvert membranelement har en permeatdyse i bare en ende). Et enkelt membranelement kan være så lite som 1000 mm × 250 mm × 6 mm (lengde × bredde × høyde), med et enkelt element som måler 0,5 kvadratmeter.
Men jo større størrelsen på et enkelt membranelement, desto dårligere er konvergensen av membranelementets effektivitet. Membranområdet nær permeatmunnstykket vil ha høyere effektivitet enn andre deler. Tilsvarende, under tilbakespyling, gir fluksgjenvinning også det samme problemet. Løsningen er å designe flere gjennomtrengende kanaler, som den rørformede typen i organiske membranmoduler og den sentrale oppsamlingsmetoden for fleksible membraner. Dette problemet eksisterer fortsatt i metall-innrammede membranmoduler.
Plastrammer har bare gradvis vunnet popularitet de siste årene. Den vanlige størrelsen på et enkelt membranelement er 600 mm × 145 mm × 6 mm (lengde × bredde × høyde), med et effektivt filtreringsområde på 0,177 kvadratmeter. CERAFILTEC (et tysk selskap) er ledende innen markedsføring av alle-plastrammer i bransjen, og dens strukturelle design er svært særegen. "Grid"-designet deler perfekt hver membranmodul i fire seksjoner under permeat- og tilbakespylingsprosesser, og sikrer symmetriske permeatstrømningskanaler og en meget jevn hydraulisk fordeling for hvert membranelement. Videre er grenseksjonene til permeatrørene integrert i membranmodulen, og alle hovedrør (permeathovedrør, tilbakespylingshovedrør) kobles sammen i toppen av membrantårnet, noe som forenkler installasjonen og reduserer plassbehovet.
Enten fra et materialperspektiv eller fra membranmodulens strukturelle design, har flate silisiumkarbidmembraner betydelige fordeler innen membranapplikasjonsteknologi. De er klar til å skinne sterkt i MBR-applikasjonsfeltet.