ANALIZA PORÓWNAWCZA
MEMBRAN CERAMICZNYCH

PODSUMOWANIE RAPORTU KWARTALNEGO Q3/2019

25 lat po wynalezieniu technologii, znanych jest 20 producentów płaskich membran ceramicznych. Zwłaszcza w ostatnich kilku latach, nowi producenci w Chinach rozpoczęli produkcję membran na dużą skalę.

Do dziś, CERAFILTEC przetestował 11 różnych płaskich membran ceramicznych i dokonał charakteryzacji ich pracy w czystej wodzie oraz w warunkach docelowej pracy.

STATYSTYKA

PRODUCENCI WEDŁUG REGIONÓW

MATERIAŁY MEMBRANOWE

SZEROKOŚĆ MEMBRANY

GRUBOŚĆ MEMBRANY

WIELKOŚĆ PORÓW AKTYWNEJ WARSTWY FILTRA

ROCZNE MOCE PRODUKCYJNE WEDŁUG MATERIAŁÓW

TESTY NA CZYSTEJ WODZIE

Scharakteryzowano ciśnienie filtracji (TMP) oraz płukania wstecznego. Wszystkie wyniki zostały znormalizowane do standardowej temperatury 20°C. Zilustrowane krzywe ciśnienia transmembranowego (TMP) odnoszą się do przepływu 400 l/m²/godz. W 34 minucie dokonano płukania wstecznego na 3,5 razy większym przepływie.

Nowe membrany dostarczone przez producentów zostały użyte bez wcześniejszego czyszczenia przed testami. Kurz oraz powietrze pozostałe wewnątrz porów zazwyczaj wpływają na wyniki pracy membran w pierwszych minutach fitlracji. W związku z tym, do oceny wydajności brano pod uwagę jedynie ostatnie zarejestrowane dane po płukaniu wstecznym i ustabilizowanym ciśnieniu.

TMP SIĘ DO 400 l/m²/godz, TEMPERATURA NORMALIZOWANA, CZYSTA WODA [mbar]

CIŚNIENIE PŁUKANIA WSTECZNEGO SIĘ DO 1400 l/m²/godz, TEMPERATURA NORMALIZOWANA, CZYSTA WODA [bar]

Aby przeprowadzić dodatkowe analizy porównawcze jakości membran z różnych materiałów, przepuszczalność została znormalizowana do standardowej wielkości porów 0,1 µm w oparciu o obliczenia straty ciśnienia w stosunku do wielkości porów.

PORÓWNANIE PRZEPUSZCZALNOŚCI, TEMPERATURA NORMALIZOWANA VS WIELKOŚĆ PORÓW & TEMPERATURA NORMALIZOWANA [1000 x l/m²/godz/bar]

TESTY NIEORGANICZNEGO PLACKA FILTRACYJNEGO

Proces filtracji za pomocą placka filtracyjnego jest jedną z unikalnych cech technologii płaskich membran ceramicznych. Placek filtracyjny może działać jako dodatkowe złoże filtracyjne dla ulepszonego zatrzymywania bardzo małych cząstek oraz frakcji koloidalnych. Może być również użyty do absorbcji substancji rozpuszczonych. Uformowany placek fitlracyjny może również funkcjonować jako warstwa ochronna by zminimalizować biofouling i scaling.

Najczęściej cząstki placka filtracyjnego stanowią utlenione metale, np. żelazo lub mangan, ale mogą to być także glin lub cząstki będące źródłem twardości wody.

Cząsteczki tworzące placek filtracyjny często mają rozmiar poniżej 0,4 µm. Membrany z większymi porami lub z szerokim spektrum rozkładu wielkości porów będą podatne na spadek wydajności, np. ze względu na zablokowanie porów membrany lub gorszą jakość filtratu.

Co do zasady, im mniejsza wielkość porów membrany i węższe spektrum rozkładu wielkości porów tym lepiej nadaje się ona do procesu fitlracji za pomocą placka filtracyjnego.

TMP SIĘ DO 400 l/m²/godz, TEMPERATURA NORMALIZOWANA [mbar]

CIŚNIENIE PŁUKANIA WSTECZNEGO SIĘ DO 1400 l/m²/godz, TEMPERATURA NORMALIZOWANA [bar]

PORÓWNANIE PRZEPUSZCZALNOŚCI, TEMPERATURA NORMALIZOWANA [1000 x l/m²/godz/bar]

TESTY PODATNOŚCI NA FOULING

Dokładne poznanie podatności membrany na biofouling jest kluczowe dla poprawnego zaprojektowania układu i stabilnego procesu filtracji.

By ocenić potencjał zanieczyszczania się / blokowania (fouling) użyto zanieczyszczonej organicznie wody tak aby zasymulować typową chcarakterystykę oczyszczonego ścieku (TSE) oraz wody rzecznej. Przepływ podczas filtracji został ustawiony na zmienjszonym, lecz wciąż wysokim poziomie 200 l/m²/godz. aby określić potencjał blokowania się w krótkim czasie. Przepływ podczas płukania wstecznego ustawiono na 700 l/m²/godz., czyli 3,5 razy większy niż podczas filtracji. W 34 minucie dokonano płukania wstecznego.

Odwracalny i nieodwracalny fouling został zilustrowany na podstawie spadku ciśnienia transmembranowego. Im niższy spadek, tym mniejsza podatność na blokowanie się.

TMP SIĘ DO 200 l/m²/godz, TEMPERATURA NORMALIZOWANA [mbar]

CIŚNIENIE PŁUKANIA WSTECZNEGO SIĘ DO 700 l/m²/godz, TEMPERATURA NORMALIZOWANA [bar]

POTENCJAŁ BLOKUJĄCY [bar]