Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2023-01-16 Origen:Sitio
La unidad más pequeña de un planta de separación de membranas se denomina módulo de membrana o, en el caso de membranas enrolladas, normalmente elemento de membrana.
El diseño del módulo de membrana tiene que lograr dos objetivos.
(i) Para limitar la aparición de celdas de polarización de concentración (membranas de desalinización) y deposición de partículas (membranas de fraccionamiento de clarificación, es decir, membranas de filtración), es necesario garantizar que se mantenga una tasa de circulación suficientemente alta del líquido que se está tratando dentro de la membrana.
(ii) Una disposición compacta de módulos de membrana, es decir, maximizando el área de membrana por unidad de volumen.
Estos dos objetivos pueden ayudar a reducir el costo del módulo de membrana por tonelada de agua tratada, pero puede aumentar el consumo de energía operativa: las altas velocidades de circulación y los canales estrechos aumentarán las pérdidas de carga y deben considerarse como un todo.
① retrolavado fácil, capaz de ser limpiado hidráulicamente, limpiado químicamente o desinfectado, incluso hasta un estado estéril.
② Fácil de instalar y desmontar.
③La operación automatizada es una opción.
Clasificación de los módulos de membrana
Hay cuatro tipos principales de módulos de membrana en el mercado hoy en día, que contienen membranas tubulares, membranas de fibra hueca, membranas de lámina plana y membranas enrolladas.En aplicaciones de tratamiento de agua, el 95% de las unidades de microfiltración y ultrafiltración utilizan módulos de fibra hueca y el 95% de las unidades de nanofiltración y ósmosis inversa utilizan módulos laminados.
Las fibras huecas con un diámetro de 0,6 a 2 mm se producen mediante la extrusión de material de membrana a través de una matriz anular.La relación de espesor a diámetro de las fibras huecas les permite resistir las presiones internas o externas a las que están sometidos durante el funcionamiento, de ahí el término membrana autoportante (algunos filamentos de membrana tienen una capa de soporte interna adicional para aumentar su resistencia).Miles de filamentos de membrana de fibra hueca se ensamblan y se organizan en paquetes para formar un módulo de membrana.
El agua a tratar fluye por el interior de la membrana de fibra hueca (membrana de presión interna) o por el exterior (membrana de presión externa).
La ventaja significativa de este tipo de módulo de membrana es que se puede lavar a contracorriente a intervalos regulares (cada 20 min a 2 h), lo que permite que los filamentos de la membrana funcionen en condiciones muy por encima de sus límites de resistencia mecánica en todo momento.
Con la excepción de unos pocos módulos de membrana especiales (ver módulos cerámicos) y algunos módulos de membrana plana para biorreactores de membrana, todas las membranas de separación por filtración (microfiltración o ultrafiltración) son membranas de presión interna o externa.Estos módulos de fibra hueca, que son fáciles de lavar a contracorriente y tienen bajas pérdidas de carga, generalmente funcionan a una presión operativa de lbar (lbar = 105 Pa).
Toyobo en Japón es la única empresa que ahora vende membranas de ósmosis inversa de presión externa (tipo agua de mar), y el diámetro de estas fibras huecas (130 μm) es en realidad mucho más pequeño que las membranas de ultrafiltración y microfiltración mencionadas anteriormente.En comparación con los módulos de membrana enrollada, tienen una mayor resistencia a la presión (presión de funcionamiento de 80 bar) y son más compactos.
Tanto las membranas de fibra hueca presurizadas interna como externamente deben evitar que las partículas grandes obstruyan los módulos de membrana.Por lo tanto, se requieren filtros de seguridad con una precisión de filtración de 150 a 500 μm además del agua de entrada de cualquier sistema de membrana.
