Su ve atiksu aritiminda membran teknolojileri

Metal mikrofiltrasyon membranları da mevcuttur. Bunlar çok yüksek mekanik, termal ve kimyasal stabilite sağlayabilir ve seramiklere göre kırılgan yapıya daha az eğilimlidir. Bu membranlar, membran tasarımında genellikle homojendir ve üzerinde filtrelenecek sert bir gözenekli ağ sağlamak için küçük metal kürelerin birlikte sinterlenmesiyle yapılır. Böyle bir filtrenin tipik gözenekliliği, rasgele dolgulu kürelerinkine yakın, yaklaşık% 50 olacaktır. Metal lifler de filtre ortamı olarak kullanılabilir ve bu, yüzey gözenekliliğinin% 80'e kadar artırılabilmesi avantajına sahiptir. Bu nedenle, filtrasyon akı oranları, sinterlenmiş kürelerden daha fazla elyaf ile daha yüksektir. Hem yüksek gözeneklilik hem de filtrenin iç yapısı nedeniyle, membran temizliği genellikle liflerle daha kolaydır. Kürelerden ve liflerden yapılan metal filtreler paslanmaz çelik 3 16L, Inconel 601, Hastelloy, pirinç, vb. Olarak mevcuttur. Eşdeğer gözenek çapları, polimer veya seramik membranlardan çok daha kabadır. Yaklaşık 3 pm'lik bir gözenek açıklığı, aşırı filtre kalınlığı kullanmadan piyasada bulunan en ince metal filtredir; başka bir deyişle, derinlik filtreleme mekanizmalarına aşırı güvenme ve sonuç olarak yeniden kullanım için filtrenin yeterli şekilde temizlenmesini sağlar. Membran teknolojisinde, üreticiler tarafından sağlanan gözenek açıklığı verilerinin yorumlanmasında ve tüm membran türleri için Bölüm 6.6.1'de açıklanan ekipman türünün yorumlanmasında biraz özen gösterilmesi gerekir. Örneğin, Şekil 10.7, aynı filtre malzemesinin yüzeyinin SEM altında alınan gözenek boyutu dağılımını ve Şekil10.8'i göstermektedir. Şekil 10.7'de sunulan veriler, bu atrasyon malzemesinin, 3.6 um'lik bir ortalama gözenek boyutu ile 2.2-5.2 um aralığında gözenek açıklıkları içerdiğini göstermektedir. Şekil 10.8, bu malzemenin, en azından bundan daha büyük bir büyüklük sırasına kadar gerçek gözenek açıklıklarına sahip olduğunu göstermektedir. Eşdeğer gözenek açıklığı, oldukça kıvrımlı olan gerçek akış kanalı ile aynı akış direncine veya sıvı yer değiştirme özelliklerine sahip düzgün bir paralel kanala eşdeğer açıklığın boyutudur. Bu nedenle, görünen gözenek çapı, Şekil 10.8'de görülebileceği gibi, yüzey açıklığından önemli ölçüde daha küçüktür. Gösterilen malzeme, aslında, deforme olmayan 3 pm çapındaki ince süspansiyon parçacıkları çok yüksek bir verimlilikle filtreler ve düşük katı konsantrasyonlu bir süspansiyondan 1 pm çapından daha küçük parçacıkları karıştırırken bile% 99'dan daha fazla verimlilik sağlayabilir. Membran teknolojisi Membran ayırma Membran prosesleri PDF Membran prosesler Nedir Membran Prosesler Ders Notları Su/Atıksu Arıtımı ve Geri kazanılmasında Membran Teknolojileri ve Uygulamaları Su ve atiksu aritiminda membran teknolojileri Membran Teknolojileri ve Uygulamaları Bu nedenle, bir dereceye kadar, mikrofiltrasyon genellikle Bölüm 6.1'de anlatılana benzer bir derinlik filtreleme etkisi içerir. Yüksek katı konsantrasyonunda, ağırlıkça yaklaşık% 1'den daha fazla, eğer gerçek gözenek açıklığı yeterince küçükse, filtrenin yüzeyinde bir kirlenme katmanı oluşabilir veya alternatif olarak, membran ile birleşik bir kirlenme ve filtre katmanı oluşturabilir. dace. Daha sonra yeni oluşan kirlenme tabakası üzerinde daha fazla süzme gerçekleşecek ve sonraki süzme davranışı sadece bu kirlenme tabakasına bağlı olabilir. Buna "dinamik" veya "ikincil" membran adı verilir. Membran filtrasyonunda ise dinamik terimi aynı zamanda hareketli yüzeylere sahip bir filtreyi temsil etmek için de kullanılır. Bu bölümde dinamik membran terimi, ikincil bir membran destek malzemesi üzerinde yerinde oluşan bir kirlenme tabakası üzerinde membran filtrasyonu için kullanılmayacaktır. Bu koşullar altında filtreleme yaparken, orijinal membran kalan filtrasyonda yalnızca küçük bir rol oynayabilir. Elek plakaları kullanılırken ilk sızıntı bulanıktı, ancak 40 saniye sonra filtratın berraklığı ile kullanılan tüm filtre ortamı için akış hızları arasında algılanabilir bir fark yoktu. Kaba ağ, yaklaşık olarak parçacık çapının üzerinde bir büyüklük mertebesinde olan bir gözenek boyutuna sahipti, ancak hacimce% 2'lik konsantrasyonun ağ gözenekleri üzerinde bir parçacık köprüsü oluşturmaya ve ikincil bir zarın oluşmasına neden olduğu görülüyor.  Bu, ikincil membranın etkisinin ve çapraz akışlı filtreleme sırasında filtrasyon performansına nasıl hakim olabileceğinin çarpıcı bir örneğidir. Bununla birlikte, partikül ayrışması, çapraz akış filtrasyonu sırasında iyi bilinen bir etkidir [Tarleton ve Wakeman, 19931. Çapraz akış hızındaki bir artış, çökeltiden daha iri partiküllerin uzaklaştırılmasına ve daha ince partiküllerin daha ince bir kekin üzerinde kalmasına yol açacaktır.  İkincil membran filtrasyonu sırasında bu tür bir ayrılma, partikül konsantrasyonunda ve ikincil bir membran oluşturmak için gerekli biriken partikül boyutunda azalmaya yol açabilir. Bu nedenle, ikincil bir membran oluşturmak için gereken kaba gözenekler üzerindeki köprüleme, çapraz akış hızının yanı sıra, membran desteğinin ve süspansiyon halindeki malzemenin partikül boyutu dağılımının bir fonksiyonu olabilir. Şekil 10.10'da gösterilen filtrasyonlar sırasında, membran gözenek boyutu dışında tüm çalışma koşulları aynıydı. Lateks, çok saf su içinde süspanse edildi ve çok yüksek filtrasyon akışları ile sonuçlandı. Bununla birlikte, 1.2 km'lik zar kullanılırken filtrasyon direnci, parçacıkların daha kaba zar içinde birikme kabiliyetinin artması ve bu nedenle akı hızlarının aşılması nedeniyle deney sırasında 0.45 pm zarınkinden daha fazla artmıştır. Daha ince zar, iç parçacık birikimine daha iyi direnebiliyor gibi görünüyordu ve akış hızı, baştan sona oldukça sabit kaldı. Lateks parçacıkları, filtrelenmesi kolay bir malzemedir ve Şekil 10.10'da gösterilen etki, endüstride karşılaşılan yüksek boyutta dağıtılmış malzeme ile daha da yaygındır. Bu nedenle, bir membran seçerken, süspanse edilmiş partikül dağılımının daha ince ucuna ve membran gözenek boyutu dağılımının daha kaba ucuna dikkat edilmelidir; eğer bunlar örtüşürse düşük akılar ortaya çıkabilir [Tarleton ve Wakeman, 1994 a, b]. Bununla birlikte, yüksek askıda katı madde konsantrasyonunda, iç tıkanma etkisi, katı uçlu filtrasyon sırasında filtre bezleri üzerinde köprü oluşturan bir filtre keki gibi, koruyucu bir tabaka oluşturmak üzere filtre ortamı üzerinde köprü oluşturabileceğinden, o kadar yaygın değildir. Birkaç durumda, membran tıkanmasını önlemek ve filtrat kalitesini garanti etmek için, ultrafiltrasyon membranları normalde bir mikrofiltrasyon görevi olarak görülebilecek şey için kullanılır.