Paine{0}}ultrasuodatus ja upotettu ultrasuodatus ovat ultrasuodatuskalvotekniikan kaksi yleistä muotoa. Vaikka niillä on sama ydinkalvosuodatusperiaate, ne eroavat käyttövoimasta, kalvomoduulirakenteesta, toimintatilasta ja sovellettavista skenaarioista.
I. Käyttövoima ja toimintatila
Paine{0}}Tyyppi Ultrasuodatus
Raakavesi pumpataan suljettuun kalvokoteloon, jolloin muodostuu positiivinen paine-ero (tyypillisesti 0,5–2,5 bar) kalvon poikki. Puhdistettu vesi tunkeutuu kalvon läpi paineen alaisena ja virtaa ulos tuotteen vesipäästä.
Se voi toimia umpikujasuodatuksena-tai poikki-virtaussuodatuksena. Umpi-pääsuodatuksessa veden talteenottoaste voi olla 90–95 %. Ristivirtaussuodatuksessa rikaste kierrätetään ja talteenottoaste laskee 75–90 %:iin.
Kalvovirtaus on suhteellisen suuri, ja suunnitteluarvot vaihtelevat tyypillisesti välillä 40–120 l/(m²·h) veden laadusta ja kalvon suorituskyvystä riippuen.
Upotettu ultrasuodatus
Kalvomoduuli upotetaan suoraan avoimeen vesisäiliöön. Permeaattipumppu imee vettä kalvoontelosta, jolloin syntyy alipaine (transmembraaninen paine-ero vain 0,1-0,6 bar eli -10 - -60 kPa). Vesi suodatetaan pois imumoottorilla.
Se on lähes kokonaan umpikujasuodatusta{0}}, jonka järjestelmän palautusnopeus on tyypillisesti suurempi tai yhtä suuri kuin 95 % ja pitkä lietteenpoistojakso.
Virtaus on suhteellisen pieni, yleensä suunniteltu 15–40 l/(m²·h), koska alhainen paine-ero ja painovoimalaskeuma vaativat riittävän kalvopinta-alan.
II. Kalvomoduulin rakenne ja materiaalin ominaisuudet
Painetyyppi
Kalvokuidut on kapseloitu sylinterimäiseen paine{0}}laakerivaippaan, jonka halkaisija on yleensä 4 tuumaa/8 tuumaa, pituus 1–2 metriä ja paineenkestoluokitus 3–10 baaria.
Kalvokuidut voivat olla sisä- tai ulkopuolelta paineistettuja, jolloin pakkaustiheys on erittäin korkea, moduulitilavuus 400–800 m²/m³ (8 tuuman elementeillä voidaan saavuttaa 60–80 m²:n kalvopinta-ala).
Yleiset kalvomateriaalit: PVDF, PES, PS; huokoskoko 0,01–0,04 μm; molekyylipainoraja 100-150 kDa.
Upotettu tyyppi
Kalvokuidut on ripustettu verho- tai nippukokoonpanoon ilman ulkokuorta, ja ne on asennettu suoraan kalvorunkoon ja upotettu säiliöön. Tyypillinen kalvorungon pakkaustiheys on 200–400 m²/m³ säiliötilavuus.
Kalvokuidut perustuvat matalapaineiseen-paineimuun, enimmäkseen ulkoiseen paineeseen, eliönestokerroksen ollessa ulospäin. Kalvosäiliö on varustettu rei'itetyillä ilmastusputkilla suuria ilmakuplia varten kalvon pinnan hankaamiseksi.
Materiaali on pääasiassa vahvistettua PVDF:ää; kalvokuidut on suunniteltu kestämään pitkäkestoista{0}}ilmastusvärähtelyä, mikä vaatii suurta vetolujuutta.
III. Erot käytössä ja huollossa Vastapesu ja puhdistus
Painetyypissä käytetään toistuvaa hydraulista vastahuuhtelua (vastahuuhteluvirtaus voi olla 1,5–2,5 kertaa permeaattivirta) yhdistettynä ilma-veden takaisinhuuhteluun.
Upotetut kalvojärjestelmät luottavat pääasiassa jatkuvaan ilmastukseen suurten kuplien muodostamiseksi, jotka hankaavat kalvokuituja. Vastahuuhtelutaajuus on alhainen, ja kemiallista puhdistusta käytetään yleisesti läpäisevyyden ylläpitämiseksi.
Esikäsittelyvaatimukset
Paine{0}}tyyppiset kalvojärjestelmät ovat herkkiä sisäänvirtausvirtauksessa oleville hiukkasille. Esikäsittely vaatii usein itsepuhdistuvan suodattimen (100–300 μm:n tarkkuus) kalvokuitujen suojaamiseksi. muuten kuidun rikkoutuminen tai likaantuminen on todennäköistä.
Upotetut kalvojärjestelmät voivat suurten kanaviensa ja säiliön laskeutumisvaikutuksensa ansiosta käsitellä suoraan suuria kiintoainepitoisuuksia (esim. MLSS MBR:issä voi saavuttaa 8000–15000 mg/l). Niiden riippuvuus esikäsittelystä on minimaalinen ja ne voivat ottaa suoraan vastaan jätevesiä koagulaatiosedimentointisäiliöistä tai biologisesta sekalipeästä.
Kemiallinen puhdistuspitoisuus ja menetelmä
Paine{0}}tyyppisissä kalvojärjestelmissä kemiallinen puhdistusliuos kiertää kalvokotelon sisällä varmistaen riittävän kosketuksen. Permeaattipuoli on kuitenkin eristettävä puhdistusprosessin aikana.
Upotetut kalvojärjestelmät sisältävät kemikaalien online-takaisinhuuhtelun kalvokuitujen liottamiseksi tai kalvokehyksen nostamisen kemikaalipuhdistussäiliöön. Tämä on hieman työvoimavaltaisempaa-, mutta itse kalvokuidut ovat helpompia käsitellä.