Membránové materiály a moduly sú základom technológie membránových aplikácií.
Základom membránovej{0}}úpravy vody sú materiály, po ktorých nasleduje konštrukčný návrh membránových modulov a potom technológia nanášania membrán.
Organické membránové produkty prešli z pôvodného PP (polypropylén), PAN (polyakrylonitril) a PVC (polyvinylchlorid) na PS (polysulfón), PES (polyétersulfón), PVDF (polyvinylidénfluorid) a nedávno na PTFE (polytetrafluóretylén), ako aj membránu za {{0}nobelovu cenu, PolyCera, ktorá sa objavila pred niekoľkými rokmi (PolyCera).
Anorganické membránové produkty sa vyvinuli z tradičného Al2O3 (oxid hlinitý), ZrO2 (zirkón) a TiO2 (oxid titaničitý) na SiC (karbid kremíka).
Čím kvalitnejší materiál, tým výraznejšie výhody v pracovnom zaťažení, prevádzke, čistení, údržbe a životnosti na jednotku plochy membrány.
Materiály podporujú iteráciu a vývoj produktov membránovej separácie, zatiaľ čo štruktúra membránových modulov sa naďalej inovuje a preniká. Hranice medzi scenármi aplikácie organickej a anorganickej membrány sa čoraz viac stierajú.
Poďme najprv diskutovať o rôznych produktových formách organických membrán.
Medzi najbežnejšie formy produktov ponorených ultrafiltračných membrán patria: clonové membrány, membrány pre ponorné kolóny a ploché membrány.
Medzi tie s inovatívnymi štruktúrami membránových modulov patria: membrány typu morských rias- KOCH, rúrkové ploché membrány Shanghai Seewo, flexibilné pásové membrány Huzhou Dingtai, flexibilné pásové membrány Shanghai Shiputai a rotačné ponorené ultrafiltračné membrány Huber VRM. Všetky sú dosť reprezentatívne.
Ponorené anorganické membrány sú primárne ploché doskové membrány, s výnimkami, ako sú rotačné keramické membrány (presne povedané, pretlakom poháňané keramické membrány), ktoré sú tiež ploché doskové membrány. Existuje pomerne málo domácich výrobcov rotačných keramických membrán, vrátane Nanjing Shenluo, Chongqing Wudun, Anhui Mingchuang New Materials Co., Ltd. a Feichao Technology.
Moduly ponorených anorganických membrán majú tiež rôzne optimalizované a inovatívne verzie.
Hlavnými prvkami konštrukcie membránového modulu sú:
1. Hustota balenia
2. Hydraulický rozvod
3. Usporiadanie potrubia
Všetky konštrukčné návrhy membránových modulov majú za cieľ vyvážiť hustotu balenia a hydraulickú distribúciu, aby sa maximalizovala účinnosť permeátu a prevádzková stabilita.
Kovové rámy sú najbežnejšou formou tradičných keramických plochých-membránových modulov. Membránové prvky môžu byť pripevnené bočne (každý membránový prvok má permeátovú dýzu na oboch koncoch) alebo pozdĺžne (každý membránový prvok má permeátovú dýzu len na jednom konci). Jeden membránový prvok môže mať rozmery len 1000 mm × 250 mm × 6 mm (dĺžka × šírka × výška), pričom jeden prvok meria 0,5 metra štvorcového.
Avšak čím väčšia je veľkosť jedného membránového prvku, tým horšia je konvergencia účinnosti membránového prvku. Oblasť membrány v blízkosti permeátovej dýzy bude mať vyššiu účinnosť ako ostatné časti. Podobne, počas spätného preplachovania, regenerácia taviva tiež predstavuje rovnaký problém. Riešením je navrhnúť viac priepustných kanálov, ako je rúrkový typ v organických membránových moduloch a metóda centrálneho zberu flexibilných membrán. Tento problém stále existuje v membránových moduloch s kovovým-rámom.
Plastové rámy si v posledných rokoch získavajú na popularite len postupne. Bežná veľkosť jedného membránového prvku je 600 mm × 145 mm × 6 mm (dĺžka × šírka × výška) s efektívnou filtračnou plochou 0,177 m2. CERAFILTEC (nemecká spoločnosť) je lídrom v propagácii všetkých-plastových rámov v tomto odvetví a jej konštrukčný dizajn je veľmi výrazný. Konštrukcia „mriežky“ dokonale rozdeľuje každý membránový modul do štyroch sekcií počas procesov permeátu a spätného preplachovania, čím zabezpečuje symetrické kanály prietoku permeátu a veľmi rovnomernú hydraulickú distribúciu pre každý membránový prvok. Okrem toho sú vetvy permeátového potrubia integrované do membránového modulu a všetky hlavné potrubia (hlavné potrubie permeátu, hlavné potrubie spätného preplachu) sú pripojené na vrchu membránovej veže, čo zjednodušuje inštaláciu a znižuje požiadavky na priestor.
Či už z hľadiska materiálu alebo z hľadiska konštrukcie membránového modulu, ploché membrány z karbidu kremíka majú významné výhody v technológii membránových aplikácií. Sú pripravené jasne žiariť v oblasti aplikácie MBR.
