Kalvomateriaalit ja -moduulit ovat kalvosovellustekniikan perusta.
Kalvo{0}}pohjaisen vedenkäsittelyn ydin on materiaalit, jota seuraa kalvomoduulien rakennesuunnittelu ja sitten kalvosovellustekniikka.
Orgaaniset kalvotuotteet ovat siirtyneet alkuperäisestä PP:stä (polypropeeni), PAN:sta (polyakryylinitriili) ja PVC:stä (polyvinyylikloridi) PS:ään (polysulfoni), PES:ään (polyeetterisulfoniin), PVDF:ään (polyvinylideenifluoridi) ja viime aikoina PTFE:hen (polytetrafluorieteeni) sekä Nobel-palkinnon saaneesta kalvosta muutama vuosi sitten{0}.
Epäorgaaniset kalvotuotteet ovat kehittyneet perinteisestä Al2O3:sta (alumiinioksidi), ZrO2:sta (zirkoniumoksidista) ja TiO2:sta (titaanidioksidi) SiC:ksi (piikarbidiksi).
Mitä parempi materiaali, sitä merkittävämpiä etuja työmäärässä, käytössä, puhdistuksessa, kunnossapidossa ja käyttöiässä kalvopinta-alayksikköä kohti.
Materiaalit tukevat kalvoerotustuotteiden iteraatiota ja kehitystä, kun taas kalvomoduulien rakenne jatkaa innovointia ja läpimurtoa. Orgaanisten ja epäorgaanisten kalvojen käyttöskenaarioiden väliset rajat hämärtyvät.
Keskustellaan ensin orgaanisten kalvojen eri tuotemuodoista.
Yleisimpiä upotettujen ultrasuodatuskalvojen tuotemuotoja ovat: verhokalvot, upotetut kolonnikalvot ja litteät levykalvot.
Niistä, joilla on innovatiiviset kalvomoduulirakenteet, olen havainnut: KOCH:n merilevä-tyyppiset kalvot, Shanghai Seewon putkimaiset litteät levykalvot, Huzhou Dingtain joustavat levykalvot, Shanghai Shiputain joustavat levykalvot ja Huber VRM:n pyörivät upotetut ultrasuodatuskalvot. Nämä ovat kaikki melko edustavia.
Upotetut epäorgaaniset kalvot ovat pääasiassa litteitä levykalvoja, lukuun ottamatta pyöriviä keraamisia kalvoja (tiukasti sanottuna ylipainekäyttöisiä keraamisia kalvoja), jotka ovat myös litteitä levykalvoja. On olemassa useita kotimaisia pyörivien keraamisten kalvojen valmistajia, mukaan lukien Nanjing Shenluo, Chongqing Wudun, Anhui Mingchuang New Materials Co., Ltd. ja Feichao Technology.
Upotetuista epäorgaanisista kalvomoduuleista on myös erilaisia optimoituja ja innovatiivisia versioita.
Kalvomoduulien rakennesuunnittelun ydinelementit ovat:
1. Pakkaustiheys
2. Hydraulinen jakelu
3. Putkijärjestelyt
Kaikkien kalvomoduulien rakennesuunnitelmien tavoitteena on tasapainottaa pakkaustiheys ja hydraulinen jakautuminen permeaatin tehokkuuden ja toiminnan vakauden maksimoimiseksi.
Metallikehykset ovat yleisin perinteisten keraamisten{0}}levykalvomoduulien muoto. Kalvoelementit voidaan kiinnittää sivusuunnassa (jokaisessa kalvoelementissä on permeaattisuutin molemmissa päissä) tai pituussuunnassa (jokaisessa kalvoelementissä on permeaattisuutin vain toisessa päässä). Yksittäinen kalvoelementti voi olla niinkin pieni kuin 1000 mm × 250 mm × 6 mm (pituus × leveys × korkeus), kun yksi elementti on kooltaan 0,5 neliömetriä.
Kuitenkin, mitä suurempi yksittäinen kalvoelementti on, sitä huonompi on kalvoelementin tehokkuuden konvergenssi. Permeaattisuuttimen lähellä oleva kalvoalue on tehokkaampi kuin muut osat. Vastaavasti takaisinhuuhtelun aikana virtauksen talteenotto aiheuttaa saman ongelman. Ratkaisuna on suunnitella lisää permeaattikanavia, kuten putkimainen tyyppi orgaanisissa kalvomoduuleissa ja joustavien kalvojen keskuskeräysmenetelmä. Tämä ongelma esiintyy edelleen metalli{4}}runkoisissa kalvomoduuleissa.
Muovikehykset ovat vasta vähitellen kasvattaneet suosiotaan viime vuosina. Yksittäisen kalvoelementin yleinen koko on 600 mm × 145 mm × 6 mm (pituus × leveys × korkeus), ja tehokas suodatusala on 0,177 neliömetriä. CERAFILTEC (saksalainen yritys) on johtava kaikkien{6}}muovikehysten markkinoija alalla, ja sen rakennesuunnittelu on erittäin erottuva. "Gid"-rakenne jakaa täydellisesti jokaisen kalvomoduulin neljään osaan permeaatti- ja vastahuuhteluprosessien aikana, mikä varmistaa symmetriset permeaatin virtauskanavat ja erittäin tasaisen hydraulisen jakautumisen jokaiselle kalvoelementille. Lisäksi permeaattiputkiston haaraosat on integroitu kalvomoduuliin, ja kaikki pääputket (läpäisevä pääputki, vastahuuhteluputki) on kytketty kalvotornin yläosaan, mikä yksinkertaistaa asennusta ja pienentää tilantarvetta.
Piikarbidilevykalvoilla on merkittäviä etuja kalvon levitystekniikassa, olipa se materiaalin näkökulmasta tai kalvomoduulien rakennesuunnittelun näkökulmasta. Ne ovat valmiita loistamaan kirkkaasti MBR-sovelluskentässä.