Principio de filtración por membrana de ultrafiltración

Membrana de ultrafiltración Principio de filtración

La ultrafiltración es un proceso de cribado que utiliza tecnología de separación por membrana. La diferencia de presión en ambos lados de la membrana se utiliza como fuerza motriz y la membrana de ultrafiltración se utiliza como medio filtrante. Muchos microporos diminutos densamente cubiertos en la superficie solo permiten que el agua y las sustancias moleculares pequeñas pasen y se permeen, mientras que las sustancias en la solución original cuyo volumen es mayor que el tamaño del microporo de la superficie de la membrana quedan atrapadas en el lado de entrada de líquido de la membrana. y convertirse en solución concentrada, realizando así el propósito de la purificación, separación y concentración de la solución madre.
Hay alrededor de 6 mil millones de microporos de 0,01 micrones en la pared de cada membrana de ultrafiltración de un metro de largo, y el tamaño de los poros solo permite el paso de moléculas de agua, minerales beneficiosos y oligoelementos en el agua, y las bacterias más pequeñas tienen más de 0,02 micrones en volumen. Por lo tanto, las bacterias y los coloides, el óxido, la materia en suspensión, los sedimentos, la materia orgánica macromolecular, etc., que son mucho más grandes que las bacterias, pueden ser interceptados por la membrana de ultrafiltración, realizando así el proceso de purificación.

1. Proceso de producción de agua de membrana de ultrafiltración.

El agua del grifo entra primero en el tubo de membrana de ultrafiltración. Bajo la acción de la diferencia de presión del agua, muchos microporos de 0,01 micras densamente distribuidos en la superficie de la membrana solo permiten el paso de moléculas de agua, minerales beneficiosos y oligoelementos, convirtiéndose en agua purificada. Las sustancias nocivas como bacterias, óxido, coloides, sedimentos, sólidos en suspensión y materia orgánica macromolecular quedan atrapadas en el tubo de la membrana de ultrafiltración y se descargan cuando se enjuaga la membrana de ultrafiltración.

2. Proceso de lavado de membranas de ultrafiltración.

Después de que la membrana de ultrafiltración se usa durante un período de tiempo, las bacterias atrapadas, el óxido, el coloide, la materia suspendida, la materia orgánica macromolecular y otras sustancias nocivas se adherirán a la superficie interna de la membrana de ultrafiltración, lo que reducirá gradualmente la producción de agua del membrana de ultrafiltración, especialmente agua del grifo. Cuando la contaminación de la calidad es grave, es más probable que provoque el bloqueo de la membrana de ultrafiltración. El lavado regular de la membrana de ultrafiltración puede restaurar efectivamente la producción de agua de la membrana.

3. Elemento filtrante de membrana de ultrafiltración

El alambre de la membrana de ultrafiltración agrupado se convierte en el elemento del filtro de ultrafiltración como se muestra en la siguiente figura después del proceso de fundición. La cabeza de epoxi llena el espacio entre el filamento de la membrana y el filamento de la membrana para formar el aislamiento entre la solución original y el permeado. La solución original ingresa primero a los poros de la membrana de ultrafiltración y se convierte en el permeado después de ser filtrado por la membrana de ultrafiltración, evitando la solución original. directamente en el permeado sin filtración.

4. Cálculo del área total del alambre de la membrana del elemento filtrante de la membrana de ultrafiltración:

Bajo la condición de que la producción de agua por unidad de área de filamento de membrana sea constante, cuanto mayor sea el área de membrana del elemento filtrante, mayor será la producción total de agua del elemento filtrante.
Su fórmula de cálculo es:
Interior S=πdL×n
Fuera de S=πDL×n
Entre ellos: S es el área superficial interna total del filamento de la membrana, d es el diámetro interno del filamento de la membrana de ultrafiltración;
S es el área de la superficie exterior total del filamento de la membrana, D es el diámetro exterior del filamento de la membrana de ultrafiltración;
L es la longitud de la membrana de ultrafiltración;
n es el número de filamentos de membrana de ultrafiltración.

5. Factores que afectan el rendimiento de agua de las membranas de ultrafiltración

1. La influencia de la temperatura en la producción de agua: el aumento de la temperatura aumenta la actividad de las moléculas de agua y la viscosidad disminuye, por lo que aumenta la producción de agua. Por el contrario, la producción de agua se reduce, por lo que la diferencia de producción de agua entre invierno y verano es muy grande incluso para el mismo sistema de ultrafiltración.
2. La influencia de la presión de funcionamiento en la producción de agua: en la sección de baja presión, la producción de agua de la membrana de ultrafiltración es proporcional a la presión, es decir, la producción de agua aumenta con el aumento de la presión, pero cuando el valor de la presión supera los 0,3 MPa , incluso si aumenta la presión, el aumento de la producción de agua también es muy pequeño, principalmente porque la membrana de ultrafiltración se comprime a alta presión y aumenta la resistencia a la permeabilidad del agua.
3. Influencia de la turbidez del influente en la producción de agua: cuanto mayor sea la turbidez del influente, menor será el agua producida por la membrana de ultrafiltración, y cuanto mayor sea la turbidez del influente, es más probable que cause el bloqueo de la membrana de ultrafiltración.
4. La influencia del caudal en la producción de agua: la influencia del caudal en la producción de agua no es tan evidente como la de la temperatura y la presión. Un caudal demasiado lento conducirá fácilmente al bloqueo de la membrana de ultrafiltración, y demasiado rápido afectará la producción de agua.

6. Caracterización del rendimiento de las membranas de ultrafiltración.

El rendimiento de la membrana de ultrafiltración generalmente se refiere a las propiedades físicas y químicas y al rendimiento de separación y permeación de la membrana. Las propiedades físicas y químicas incluyen principalmente la resistencia mecánica de la membrana, la resistencia química, el rango de temperatura resistente al calor y el rango de valor de PH aplicable, etc. El rendimiento de separación y permeación se refiere principalmente a la membrana. Flujo de agua y peso molecular de corte y rechazo.

7. Materiales y características de la membrana de ultrafiltración

Materiales principales: poliacrilonitrilo (PAN), cloruro de polivinilo (PVC), fluoruro de polivinilideno (PVDF), polietersulfona (PES), etc.

Película panista:

• Con excelente estabilidad química, resistencia a los ácidos, resistencia a los álcalis y resistencia a la hidrólisis, puede ser ampliamente utilizado en varios campos;
• El filamento de membrana tiene buena resistencia y flexibilidad;
• Después de la modificación hidrofílica, el rendimiento de agua es grande y tiene fuertes propiedades antipolución.
• Hay pocos materiales de fórmula para el filamento de la película, y el proceso es fácil de controlar, y no habrá problemas de olor de la película en sí debido a la gran cantidad de materiales de fórmula de materia prima de PVC.

Membrana de PVDF:

• Resistencia UV, excelente resistencia a la contaminación y erosión química;
• La temperatura resistente al calor puede alcanzar los 140 ℃, y se puede usar vapor de temperatura ultra alta y óxido de etileno para la esterilización;
• Se puede usar en una amplia gama de PH (1-13), se puede usar en ácidos y álcalis fuertes y en varios solventes orgánicos.

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