|
Dead-end filtratie
Bij dead-end filtratie wordt het al het water dat aan het membraan gevoed wordt door het membraan geperst (Fig 3). Afhankelijk van de poriegrootte van het membraan blijven stoffen/componenten op het membraan achter. Het gevolg is dat het water een grotere weerstand ondervindt om het membraan te passeren. Bij een constante voedingsdruk resulteert dit in een afnemende flux. De flux is na een bepaalde tijd dusdanig laag dat het membraan gereinigd moet worden.
Dead-end bedrijfsvoering wordt toegepast omdat het energieverlies geringer is dan bij cross-flow filtratie. Alle energie wordt namelijk in het water gebracht dat ook daadwerkelijk het membraan passeert. De druk benodigd om water door het membraan te persen noemt men trans membraan druk (TMD, ook wel TMP genoemd in het engels).
De TMD is gedefinieerd als het drukverschil over het membraan, oftewel de gemiddelde voedingsdruk minus de permeaatdruk. Vaak wordt de voedingsdruk aan het begin van een membraanmodule gemeten. Deze druk is echter niet gelijk aan de gemiddelde voedingsdruk. Door stroming in de membranen treedt een hydraulisch drukverlies op.
Bij reiniging van het membraan worden op hydraulische, chemische of fysische wijze de afgezette componenten verwijderd. Hiervoor wordt een module gedurende een bepaalde tijd uit productie genomen. De tijd dat productie gemaakt wordt noemt men filtratietijd, de tijd dat gereinigd wordt is de spoeltijd. Dead-end bedrijfsvoering resulteert dus in een discontinue proces. In praktijk wordt getracht de filtratietijd zo lang mogelijk te maken en de spoeltijd zo kort mogelijk. Als het membraan met permeaat gereinigd wordt, dan produceert het membraan niet continue water, de opbrengst wordt lager. De factor die aangeeft hoe hoog de opbrengst van de filtratie is noemt men de recovery. In hoofdstuk 4 van dit rapport word de reiniging van membranen uitgebreid besproken. (Nederlof & Bosklopper, 2001)
Crossflow filtratie
Bij cross-flow filtratie is er sprake van recirculatie van het voedingswater waarbij de stroming van het voedingswater parallel aan het membraan loopt (Fig.4). Slechts een klein gedeelte van het voedingswater wordt als permeaat geproduceerd, het grootste gedeelte verlaat de module weer. Het gevolg is dat cross-flow filtratie veel energie kost. De gehele voedingsstroom wordt immers onder druk gebracht.
De snelheid van de waterstroom parallel aan het membraan is relatief hoog. Het doel van deze stroming is de beheersing van de dikte van de koeklaag.
Als gevolg van de hoge langsstroomsnelheden zijn de schuifkrachten hoog waardoor afgezette stoffen door de waterstroom afgevoerd worden. Met cross-flow bedrijfsvoering worden stabiele fluxen gehaald. Toch is het soms ook nodig om cross-flow bedreven installaties te reinigen. Deze reiniging vindt plaats door middel van een back flush of chemische reiniging. Het crossflow systeem wordt gebruikt bij omgekeerde osmose, nanofiltratie, ultrafiltratie en microfiltratie afhankelijk van de porie grootte van het membraan. (Nederlof & Bosklopper, 2001)
Crossflow
Dead-end
Terug naar Membraantechnologie
|
