Caractéristiques de la membrane d'ultrafiltration

Les matériaux utilisés pour fabriquer les membranes d'ultrafiltration peuvent être divisés en matériaux organiques et matériaux inorganiques. Les matériaux organiques comprennent le polyfluorure de vinylidène (PVDF), le polyéthersulfone (PES), le polypropylène (PP), le polyéthylène (PE), le polysulfone (PS), le polyacrylonitrile (PAN), le polychlorure de vinyle (PVC), etc. Les matériaux inorganiques comprennent l'oxyde d'aluminium, le carbure de silicium et l'acier inoxydable, parmi lesquels le carbure de silicium avec d'excellentes performances stables a une plus large gamme d'environnements d'utilisation.

Lorsqu'on utilise l'ultrafiltration pour le traitement de l'eau, qu'il s'agisse d'une membrane d'ultrafiltration organique ou d'une membrane d'ultrafiltration inorganique, la stabilité et l'hydrophilie de son matériau sont les deux propriétés les plus importantes. La stabilité comprend deux aspects. Sa stabilité chimique détermine la durée de vie du matériau de la membrane sous l'action des acides, des alcalis, des oxydants, des micro-organismes, etc., et elle est également directement liée au choix du procédé de nettoyage ; tandis que la stabilité physique détermine les exigences du matériau de la membrane pour le prétraitement des influents, s'il peut résister à un impact élevé de matières en suspension, à l'usure physique et aux dommages physiques. L'hydrophilie détermine la capacité anti-pollution du matériau de la membrane aux polluants présents dans l'eau, à la pression de fonctionnement et affecte le flux de la membrane.

1) Le processus de séparation ne subit pas de changement de phase et consomme moins d’énergie ;

2) Le processus de séparation peut être effectué à température ambiante, ce qui convient à la concentration ou à la purification de certaines substances sensibles à la chaleur telles que les jus, les préparations biologiques et certains médicaments ;

3) Le processus de séparation est entraîné uniquement par une basse pression, et l'équipement et le flux de processus sont simples, faciles à utiliser, à gérer et à entretenir ;

4) La gamme d'applications est large. La technologie de séparation par ultrafiltration peut être utilisée pour des solutés d'une taille d'environ 0.005~0,1μm. De plus, l'utilisation d'une série de membranes avec des seuils de poids moléculaire différents peut être utilisée pour classer le poids moléculaire de chaque composant dans un mélange de solutés avec des poids moléculaires différents.

1) La taille des pores de tamisage est petite, ce qui permet d'intercepter presque toutes les bactéries, sources de chaleur, virus et particules colloïdales, protéines et matières organiques macromoléculaires dans la solution ;

2) L'efficacité de la séparation dépend de la taille des pores de la membrane, de la taille, de la forme, de la rigidité et de la flexibilité des particules de soluté, ainsi que des propriétés chimiques de la solution (valeur du pH, propriétés électriques), de la composition (présence ou non d'autres particules) et de la structure, des propriétés électriques et chimiques (hydrophobicité, hydrophilie, etc.) de la surface de la couche dense de la membrane ;

3) L'ensemble du processus est réalisé dans un état dynamique, sans formation de gâteaux de filtration, de sorte que la surface de la membrane ne peut pas traverser le matériau, il n'y a qu'une accumulation limitée, et le taux de filtration peut atteindre la valeur d'équilibre dans un état stable sans atténuation continue ;

4) La séparation des solutés macromoléculaires par des membranes d'ultrafiltration dépend principalement de la porosité de la membrane, c'est-à-dire des effets d'adsorption, de répulsion, de blocage et de tamisage de la membrane sur les solutés macromoléculaires. 1.4 Mode de fonctionnement de l'ultrafiltration

L'ultrafiltration peut être utilisée selon deux modes de fonctionnement : filtration en cul-de-sac et filtration à flux croisés.

Mode de filtration en impasse

Ce mode de filtration est similaire à la filtration traditionnelle. L'eau entrante pénètre dans l'ensemble de membranes d'ultrafiltration et passe à travers la surface de la membrane pour devenir de l'eau produite et s'écoule du côté filtrat de l'ensemble de membranes d'ultrafiltration. Les impuretés telles que les matières en suspension, les colloïdes et les matières organiques macromoléculaires interceptées par la membrane d'ultrafiltration sont évacuées de l'ensemble de membranes par un lavage à l'air programmé, un lavage à contre-courant et un lavage direct à l'eau, ainsi que des processus de nettoyage chimique réguliers.

Mode de filtration à flux croisés

Lorsque la teneur en matières en suspension et la turbidité de l'ultrafiltration sont élevées, l'ultrafiltration peut être utilisée en mode de filtration à flux croisé. L'influent pénètre dans l'ensemble de membranes d'ultrafiltration, une partie traverse la surface de la membrane pour devenir de l'eau produite, et l'autre partie est évacuée de l'ensemble de membranes avec les matières en suspension et d'autres impuretés pour devenir de l'eau concentrée. L'eau concentrée évacuée est remise sous pression et renvoyée dans l'ensemble de membranes, ce qui maintient la force de cisaillement générée par le débit élevé sur la surface de la membrane et élimine les matières en suspension et autres impuretés interceptées sur la surface de la membrane, ce qui permet de maintenir la couche de pollution à un niveau plus fin.

La filtration à flux transversal présente une faible consommation d'énergie et une faible pression de fonctionnement, ce qui réduit les coûts d'exploitation. La filtration à flux transversal peut traiter les eaux usées ayant une teneur en matières solides en suspension plus élevée. Le mode de fonctionnement spécifique doit être déterminé en fonction de la teneur en matières solides en suspension, de la turbidité et de la DCO dans l'effluent et par des essais pilotes.

Le processus de nettoyage de l'ultrafiltration comprend un processus de nettoyage physique et un processus de nettoyage chimique. Le processus de nettoyage physique comprend un lavage à contre-courant à l'eau en ligne. Le lavage à contre-courant à l'eau BW consiste à utiliser le sens d'écoulement de l'eau opposé au sens de production de l'eau. L'eau de lavage à contre-courant entre par l'extrémité de production d'eau de l'ensemble membranaire. L'eau s'écoule à travers les pores de la membrane pour éliminer les polluants dans la couche profonde des pores de la membrane et à la surface de la membrane.

Le nettoyage chimique CIP utilise des agents chimiques pour éliminer la pollution formée à la surface et à l'intérieur de la membrane d'ultrafiltration par des colloïdes, des matières organiques, des sels inorganiques, etc. L'augmentation de la fréquence de nettoyage et l'augmentation de l'intensité du nettoyage favorisent une élimination plus complète de divers polluants.