|
Istnieje kilka różnych
metod czyszczenia membran takich
jak, płukanie w przód (forward flush), płukanie zwrotne (backward flush) czy
płukanie z użyciem powietrza (air flush).
Kiedy stosowane jest
płukanie w przód, membrany są przemywane za
pomocą wody dostarczanej lub filtratu (permeatu) w kierunku przepływu/w
przód. Strumień wody jest wówczas silniejszy niż w momencie produkcyjnym
usuwania zanieczyszczeń. Ze względu na silniejszy strumień i wynikające z
tego turbulencje, cząsteczki zatrzymane na membranie są uwalniane i
odprowadzane. Cząsteczki zaabsorbowane w porach membrany nie są usuwane.
Cząsteczki te mogą być usunięte tylko za pomocą płukania zwrotnego.
Płukanie zwrotne to odwrócony proces
filtracji. Permeat
przechodzi na stronę gdzie znajduje się woda oczyszczana pod wpływem
zaaplikowanego ciśnienia, przy zastosowaniu dwa razy większego strumienia
niż ten w czasie filtracji. Kiedy strumień nie doprowadza do wystarczającej
regeneracji po płukaniu zwrotnym może być zastosowany proces chemicznego
czyszczenia.
Podczas procesu
chemicznego czyszczenia,
membrany są nasączane roztworem chloru (utleniacz), kwasem chlorowodorowym
lub nadtlenkiem wodoru. Najpierw roztwór wsiąka w membranę przez kilkanaście
minut, a następnie
zastosowane jest płukanie w przód lub zwrotne wypłukujące zanieczyszczenia.
Nowszą
metodą
jest tak zwane
płukanie z użyciem powietrza lub płukanie typu
powietrze/woda. Jest to płukanie w przód,
podczas którego powietrze wstrzykiwane jest w rurę doprowadzająca powietrze.
Ponieważ zastosowane jest powietrze (podczas gdy prędkość przepływu wody
pozostaje taka sama), bardziej turbulencyjny system jest wytworzony.
Kiedy zastosowane jest
płukanie w przód otwiera się bariera odpowiedzialna za filtrację typu
"dead-end" (filtracja końcowa). W tym samym
czasie membrana tymczasowo pracuje na zasadzie filtracji typu
"cross-flow" (filtracji krzyżowej/przepływowej) bez
produkowania permeatu (filtratu).
Celem płukania w przód jest usuwanie warstwy zanieczyszczeń powstałej na
membranie za pomocą wytworzenia turbulencji. Duży gradient ciśnień
hydraulicznych jest zachowany podczas płukania w przód.
Kiedy stosowane jest
płukanie zwrotne pory membrany przemywane są ze środka na zewnątrz.
Ciśnienie po stronie permeatu jest wyższe niż to w obrębie membrany,
powodując czyszczenie membrany. Płukanie zwrotne przeprowadza się pod
ciśnieniem wynoszącym około 2.5 raza więcej niż ciśnienie podczas
procesu filtracji.
Permeat jest zawsze używany w płukaniu zwrotnym, ponieważ zbiornik
gromadzący permeat musi być wolny od wszelkich zanieczyszczeń. W
konsekwencji płukanie zwrotne to spadek odzysku wody oczyszczonej.
Dlatego też płukanie zwrotne musi zabierać jak najmniej czasu jak to
tylko możliwe. Z drugiej strony płukanie musi zostać podtrzymane na tyle
długo, aby w pełni
przepłukać objętość modułu przynajmniej raz.
Substancje nagromadzone
na powierzchni membrany musza być usunięte w jak najbardziej wydajny
sposób podczas płukania w przód. Tak zwane płukanie z powietrzem,
koncept rozwinięty przez Nuon w kooperacji z DHV oraz X-flow, zostało
potwierdzone jak bardzo użyteczne w czasie procesu płukania. Stosowanie
strumienia powietrza oznacza płukanie wnętrza membrany mieszaniną
powietrza i wody. Podczas płukania powietrzem,
powietrze dodawane jest do płukania w przód powodując powstawanie
pęcherzyków powietrza i w związku z tym większych
turbulencji.
W wyniku tych turbulencji
substancje nagromadzone na membranie są usuwane.
Zaletą płukania z powietrzem w porównaniu ze zwykłym płukaniem w przód
jest to, że użyta jest
mniejsza pojemność pompy w czasie procesu.
Kiedy wyżej wymienione
metody czyszczenia nie są wystarczająco skuteczne aby zredukować
strumień do akceptowanego poziomu, niezbędne jest chemiczne czyszczenie
membran.
Podczas tego czyszczenia związki chemiczne, takie jak chlorowodór (HCl)
i kwas azotowy (HNO3) lub środki odkażające np. nadtlenek
wodoru (H2O2), dodawane są do permeatu (filtratu)
podczas płukania zwrotnego. Jak tylko cały moduł wypełniony jest
permeatem, związki chemiczne muszą wsiąknąć w membranę. Po tym jak moduł
nasiąkanie związkami, memebrnay są płukane, i w końcu znowu użyte w
procesie filtracji.
Metody czyszczenia membran są często ze sobą łączone. Na przykalad, do
usunięcia substancji zgromadzonych w porach membrany może być użyte
płukanie zwrotne, a następnie po nim,
płukanie w przód lub płukanie z powietrzem.
Wybór metody czyszczenia lub strategii czyszczenia zależy od wielu
czynników. W praktyce, najbardziej odpowiednie metody są określane na
podstawie metody prób i błędów (testy w praktyce).
Usuwanie biofilmu
Związki chemiczne używane w
czyszczeniu membran
Technologia membran
|
