Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2022-08-05 Origen:Sitio
Las membranas se pueden preparar a partir de una amplia gama de materiales y pueden ser líquidas, sólidas o incluso en fase gaseosa.La mayoría de las membranas de separación utilizadas son membranas de fase sólida.Según el tamaño de poro, se pueden dividir en membranas de microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa ;dependiendo del material, se pueden dividir en membranas inorgánicas y orgánicas, siendo las membranas inorgánicas principalmente membranas de grado de microfiltración.Las membranas pueden ser homogéneas o no homogéneas y pueden estar cargadas o eléctricamente neutras.Las membranas ampliamente utilizadas en el tratamiento de aguas residuales son principalmente membranas asimétricas en fase sólida preparadas a partir de materiales poliméricos orgánicos.
1. Materiales de membrana orgánica polimérica: poliolefinas, polietileno, poliacrilonitrilo, polisulfona, poliamidas aromáticas, fluoropolímeros, etc.
Las membranas orgánicas son de costo relativamente bajo, económicas, el proceso de fabricación de membranas es más maduro, el tamaño y la forma de los poros de la membrana también son más diversos, se usan ampliamente, pero el proceso de operación es fácil de contaminar, de baja resistencia y vida útil corta.
2. Membrana inorgánica: es una membrana sólida, está hecha de materiales inorgánicos, como metales, óxidos metálicos, cerámica, vidrio poroso, zeolita, materiales poliméricos inorgánicos y otras membranas semipermeables.
Las membranas inorgánicas utilizadas en MBR son en su mayoría membranas cerámicas.Las ventajas son: puede usarse en pH=0~14, presión P<10MPa, temperatura<350 ℃, su alto flujo, consumo de energía relativamente bajo y es muy competitivo en el tratamiento de aguas residuales industriales de alta concentración;las desventajas son: cara, no resistente a los álcalis, poca elasticidad y algunas dificultades en el procesamiento y preparación de la membrana.
Las membranas utilizadas en el proceso MBR son generalmente membranas de microfiltración (MF) y membranas de ultrafiltración (UF) .Se utiliza un tamaño de poro de membrana de 0,1 a 0,4 μm para membranas de microfiltración, que es suficiente para reactores de membrana del tipo de separación sólido-líquido.
Los materiales poliméricos comúnmente utilizados para las membranas MF son: policarbonato, éster de celulosa, fluoruro de polivinilideno, polisulfona, politetrafluoroetileno, cloruro de polivinilo, polieterimida, polipropileno, polieteretercetona, poliamida, etc.
Los materiales de polímero comúnmente utilizados para la ultrafiltración incluyen: polisulfona, polietersulfona (PES), poliamida, poliacrilonitrilo (PAN), fluoruro de polivinilideno, éster de celulosa, polieteretercetona, poliimida, polieteramida, etc.
Para facilitar la producción e instalación industrial, mejorar la eficiencia de la membrana y lograr el área máxima de membrana por unidad de volumen, la membrana generalmente se ensambla de alguna forma en una unidad básica de equipo, bajo una cierta fuerza impulsora, para completar la separación de los componentes en la mezcla, este tipo de dispositivo se denomina módulo de membrana.
Hay cinco formas comunes de módulos de membrana que se utilizan en la industria.
Módulo de placa y marco, módulo enrollado en espiral, módulo tubular, módulo de , fibra hueca y módulo capilar .Los dos primeros utilizan membranas planas y los tres últimos utilizan membranas tubulares .Los tres últimos utilizan membranas tubulares con diámetros >10 mm;capilar de 0,5 a 10,0 mm;y fibra hueca <0,5 mm.
Requisitos generales para el diseño de módulos de membrana MBR.
(1) Soporte mecánico adecuado para la membrana, con trayectorias de flujo uniformes y sin puntos muertos de flujo o zonas hidrostáticas.
(2) Bajo consumo de energía, minimizando la polarización de la concentración, mejorando la eficiencia de separación y reduciendo la contaminación de la membrana.
(3) La mayor densidad de llenado posible, fácil instalación, limpieza y reemplazo.
(4) Resistencia mecánica, estabilidad química y térmica adecuadas.
La selección de módulos de membrana debe tener en cuenta su costo, densidad de llenado, aplicación, flujo del sistema, contaminación y limpieza de la membrana, vida útil, etc.
