Ультрафильтрация - это мембранная технология разделения жидкостей с использованием принципа физического сита, основным компонентом которой является ультрафильтрующая пленка, изготовленная из высокомолекулярных материалов. Поверхность этой мембраны покрыта микроотверстиями, которые невооруженным глазом не заметить, а апертура обычно находится в диапазоне 0001 - 0,1 микрон, что эквивалентно одной десятой диаметра человеческого волоса. Когда жидкость, подлежащая обработке, проходит через этот специальный слой мембраны под определенным давлением, молекулы воды, растворимые соли и другие мелкие молекулярные вещества могут успешно проходить через мембранные отверстия, в то время как коллоиды, бактерии, вирусы, макромолекулярные органические вещества и другие вещества, объем которых превышает диаметр мембраны, задерживаются для достижения очистки, разделения и обогащения раствора.

Во время фактической работы сырая вода сначала удаляется из более крупных частиц через систему предварительной обработки, а затем подается в ультрафильтрующую мембранную сборку насосом с наддувом. Рабочее давление обычно контролируется в диапазоне 0,1 - 0,6 МПа, что обеспечивает достаточный поток проникновения и не приводит к механическому повреждению мембранной структуры. Захваченные загрязнители образуют слой динамического « фильтровального слоя» на поверхности мембраны, который по мере увеличения времени работы увеличивается, что приводит к снижению потока мембраны, когда система автоматически или вручную запускает процедуру обратной промывки, используя чистую воду для обратной промывки поверхности мембраны и восстановления ее фильтрационных свойств. Химическая очистка регулярно использует кислотные, щелочные или окислительные растворы для растворения стойких загрязнителей и поддержания долгосрочной стабильной работы мембраны.

Выбор материала для ультрафильтрующей пленки напрямую влияет на производительность оборудования и срок службы. В настоящее время широко используемые мембранные материалы включают органические высокомолекулярные материалы, такие как полиметиленфторэтилен (PVDF), полисульфон (PS), полиакрилонитрил (PAN), а также неорганические материалы, такие как керамика. Пленки PVDF становятся основным выбором из - за их превосходной химической стабильности и механической прочности и способны стабильно работать в более широком диапазоне значений pH (2 - 11) и температурных условиях (40°C). Форма мембранных компонентов имеет полые волокнистые, рулонные, плоские и трубчатые и другие структуры, из которых полые волокна из - за высокой плотности наполнения, низкого потребления энергии и более широкого применения.

Сверхфильтрующая мембранаФильтрация с точностью до 0,01 микрона может эффективно удерживать 99,99% бактерий и большинство вирусов в воде, а мутность воды обычно составляет менее 0,1 НТУ. Весь процесс проходит при комнатной температуре, без нагрева или добавления химических веществ, без побочных продуктов, потребление энергии составляет всего около 1 / 3 от технологии обратного осмоса. Система может обеспечить автоматизированную работу, занимает небольшую площадь, модульная конструкция удобна для расширения. Эти особенности делают ультрафильтрацию важным техническим выбором в области очистки воды.

В области обработки питьевой воды ультрафильтрационное оборудование может эффективно удалять взвешенные, коллоидные, патогенные микроорганизмы и другие загрязняющие вещества в воде и обеспечивать безопасную и надежную прямую питьевую воду. В частности, при реагировании на чрезвычайные ситуации с загрязнением воды мобильные ультрафильтры могут быть быстро развернуты для обеспечения безопасности аварийного водоснабжения. При повторном использовании промышленных сточных вод ультрафильтрация часто используется в качестве блока предварительной обработки обратного осмоса для удаления частиц и коллоидов из сточных вод и защиты последующей пленки RO от загрязнения. Промышленность пищевых продуктов и напитков использует технологию ультрафильтрации для очистки сока, концентрации молока, очистки алкоголя и других процессов, как для поддержания естественного вкуса продукта, так и для продления срока годности. Биофармацевтика полагается на ультрафильтрацию для разделения, очистки и стерилизации ферментативных препаратов, вакцин, антибиотиков и других продуктов.

С развитием материаловедения и производственных технологий появляются новые ультрафильтры. Устойчивые к загрязнению модифицированные мембраны через поверхностные соединения гидрофильных групп или построение бионической структуры значительно улучшают стойкость мембраны к загрязнению; Устойчивые к окислению мембраны используют специальный процесс скрещивания, способный выдерживать более высокие концентрации очистки окислителем; Интеллектуальная мембрана отклика может автоматически регулировать размер апертуры в соответствии с pH окружающей среды, температурой и другими изменениями для достижения избирательного разделения. Эти инновации способствуют развитию технологии ультрафильтрации в направлении более эффективного, энергосберегающего и интеллектуального.

В практическом применении выбор ультрафильтрационного оборудования должен учитывать качество сырой воды, размер обработки, требования к выходу воды и другие факторы. Для источников с высокой мутностью, как правило, требуется сочетание с процессами предварительной обработки, такими как смешивание, осаждение и т.д.; При обработке сточных вод, содержащих нефть, может потребоваться добавление аэродинамических элементов; Для водоемов с высоким содержанием органических веществ адсорбция активированного угля или высокое окисление могут использоваться в качестве дополнительной обработки. При проектировании системы также необходимо разумно определить поток мембраны, скорость восстановления, цикл очистки и другие ключевые параметры, сбалансировать инвестиционные расходы и эксплуатационные расходы.

Эксплуатационное обслуживание имеет решающее значение для долгосрочной стабильной работы ультрафильтрующего оборудования. Ежедневный мониторинг должен включать в себя такие показатели, как давление воды, перепад давления через мембрану, расход воды и качество воды, чтобы своевременно обнаруживать аномалии. Регулярное техническое обслуживание В дополнение к обычной обратной промывке и химической очистке, необходимо также проверить состояние клапанов трубопроводов, датчиков приборов, заменить поврежденные уплотнения и другие уязвимые детали. Правильное обслуживание может продлить срок службы мембраны более чем на 5 лет и значительно снизить затраты на обработку тонны воды.