
Ультрафильтрационные мембраны — это полупроницаемые полимерные мембраны, используемые в процессах ультрафильтрации для отделения макромолекулярных коллоидов или взвешенных частиц определенных размеров из растворов.
Ультрафильтрационные мембраны — это полупроницаемые полимерные мембраны, используемые в процессах ультрафильтрации для отделения макромолекулярных коллоидов или взвешенных частиц определенных размеров из растворов. Эти мембраны, приводимые в действие давлением, имеют размеры пор от 1 до 100 нанометров и относятся к категории асимметричных мембран. Имея плотность пор примерно 10 на сантиметр, они работают при перепаде давления от 100 до 1000 килопаскалей. Подходящие для удаления частиц коллоидного уровня и макромолекул, они могут отделять растворы с концентрацией ниже 10%.
Искусственные мембраны, используемые в процессах ультрафильтрации. Обычно изготавливаются из полимерных материалов, таких как ацетат целлюлозы, эфир ацетата целлюлозы, полиэтилен, полисульфон и полиамид. Как правило, они изготавливаются в виде различных мембранных модулей, включая трубчатые, плоские, спиральные и капиллярные. Затем несколько модулей собираются вместе для применения, что увеличивает площадь фильтрации и облегчает техническое обслуживание.
Сетка из нержавеющей стали направляет очищенную воду через впускное отверстие в распределитель. После короткой фазы стабилизации вода равномерно переливается через отверстия сетки. Это создает относительное сдвиговое движение между потоком воды и внутренней частью фильтрующего цилиндра. После фильтрации твердые взвешенные вещества выбрасываются в противоположном направлении, падая по спиральным направляющим пластинам внутри цилиндра, прежде чем быть выброшенными из противоположного конца. Очищенная через сетку сточная вода стекает через отстойник в основании оборудования. Устройство оснащено трубой для промывки, которая подает воду под давлением 3 кПа в виде веерообразного распыления для очистки и разблокирования сетки фильтра, обеспечивая ее оптимальную фильтрационную способность в любое время.
Эта полимерная мембрана имеет асимметричную микропористую структуру, состоящую из двух слоев: верхний функциональный слой обладает плотными микропорами, способными перехватывать макромолекулы, с размером пор от 1 до 20 нанометров; нижний опорный слой имеет структуру с крупными порами, что служит для повышения прочности мембраны.
Функциональный слой относительно тонкий и обладает высоким пропускным потоком. Обычно он сначала изготавливается в виде различных типов компонентов, таких как трубчатые, плоские листы, спирально намотанные или капиллярные конфигурации, которые затем собираются вместе для увеличения площади фильтрации. Процесс ультрафильтрации по сути является процессом механического просеивания, причем основным контролирующим фактором является размер пор на поверхности мембраны. Ультрафильтрационные мембраны могут отделять растворенные вещества (макромолекулы или растворенные вещества) с размером молекул от 1 до 30 нанометров. Вещества, которые они исключают, зависят не только от свойств мембраны, но и от формы, размера, гибкости и условий эксплуатации целевых молекул. В ранних ультрафильтрационных мембранах использовались такие материалы, как целлофан и нитроцеллюлозные мембраны.
Обычно изготавливаются из различных полимерных материалов, таких как производные ацетата целлюлозы, эфиры ацетата целлюлозы, производные полиэтилена, производные полисуфона, производные полиамида и ароматические полимеры.
Ультрафильтрационные мембраны широко используются в передовых технологиях очистки промышленных сточных вод и технологической воды. Сферы применения включают концентрирование, очистку и разделение макромолекул в химической, пищевой и фармацевтической промышленности; стерилизацию биологических растворов; отделение красителей от сточных вод текстильного производства; извлечение глицерина из нефтехимических сточных вод; извлечение серебра из сточных вод фотохимического производства; а также производство сверхчистой воды. Кроме того, они используются для концентрирования и обезвоживания осадка.
Характеристика производительности
Производительность характеризуется проницаемостью чистой воды в квадратных метрах в час, молекулярным весом и процентом удержания. Предпочтительна более высокая проницаемость чистой воды, при этом коэффициент удержания обычно должен превышать 99%. Высококачественные ультрафильтрационные мембраны обладают значительной плотностью пор и узким распределением размеров пор.