過程説明

限外濾過は、分子サイズに基づいて粒子を分離する接線流の圧力駆動濾過プロセスです。限外濾過膜の孔径は 10 ~ 200 Å (0.001 ~ 0.02 ミクロン) の範囲にあります。膜の細孔サイズよりも小さい直径を有する溶媒および種は膜を通過し、透過液として知られる限外濾過液として現れます。拒否された種は、滞留した流れの中で徐々に濃縮されます。

限外濾過膜は再利用可能で、標準的な化学薬品で洗浄できます。

プロセス水の限外ろ過により、

  • 製薬および工業用プロセス水から実質的にすべての粒子状物質、懸濁物質、細菌、ウイルス、発熱性種を除去します。
  • コロイド物質(非反応性シリカ、鉄、アルミニウムなど)の除去。
  • 高分子有機物の除去。

限外濾過膜は、異方性の細孔構造を備えた薄いポリマー材料 (ポリエーテル スルホン) です。これは、膜がそのマトリックス全体にわたって同じ細孔構造を持たないことを意味します。

異方性膜の代わりに、小さな孔径を備えた表面と、最大約 15 ミクロンの孔径を有する支持構造が備わっています。小さな細孔を備えた非常に滑らかな表面と、はるかに大きな細孔を備えた支持構造の組み合わせにより、低い流れ抵抗で小さな粒子を濾過できます。

供給流と排出流の間の圧力差により、膜の表面を横切る水の流れが決まります。供給流と膜の製品側との間の圧力差は、製品の流れに直接関係します。圧力が供給流に加えられると、供給流は膜表面に対して接線方向に流れます。限外濾過は次元分離プロセスです。一般に、限外濾過膜は、分子量カットオフ (MWCO と略称) で評価されます。これは、膜が除去する球状分子の相対的なサイズの指標です。インディオン膜システムには、MWCO が 50000 ~ 200000 の範囲の限外濾過膜があります。膜の公称 MWCO より小さい水相および物質は膜を通過します。したがって、生成物の流れには水、イオン種、低分子量物質が含まれますが、膜はコロイド状物質、細菌粒子、ウイルス、発熱性物質を拒否します。

膜の構成

膜の構造に基づいて 3 つのカテゴリーに分類されます。

  • 管状
  • 中空糸
  • 螺旋

Norit メンブレンは、中空糸構造および管状構造でのみ入手可能です。

中空糸

  • パイプまたはストローの形状に押し出された膜 – 内径 0.8 mm ~ 8 mm の「繊維」。
  • このようなファイバーを多数束ねてパイプ (PVC またはポリスルホン) に挿入します。
  • エポキシがパイプ内に注入され、すべてのファイバーの外径を囲みます。
  • 廃水はパイプの端にポンプで送られ、各ファイバーの内径を通過します。きれいな水は各繊維の壁を通過し、パイプ内に集まります。
  • 濃縮固形物はデッドエンドフィルターの場合はファイバー内に蓄積するか、クロスフローフィルターのリジェクトを通して排出されますが、きれいな水は大気圧で排出されます。

固形分濃度が低く、廃棄コストが低い状況で使用されます。

利点

  • エネルギー効率
  • コンパクト
  • バックフラッシュされる可能性があります
  • スパイラルよりも詰まりにくい

短所

  • 耐低温性
  • 事前濾過が必要な場合があります

広チャンネル管状モジュール

  • 公称直径 1/2 インチまたは 1 インチの多孔質チューブまたはパイプに膜をキャストします。
  • チューブはプラスチックパイプに取り付けられ、ダブル O リング (1 インチ) またはエポキシ (1/2 インチ) を使用して両端がシールされます。
  • 必要な流量の液体を処理するためにチューブを直列および並列に接続します。
  • きれいな水はチューブの壁を通過し、大気圧で排出されます。

固形分濃度が高く、廃棄コストが高い状況で使用されます。

利点

  • 耐久性のある
  • 寛容
  • 高固形分濃度と大きな粒径に対応
  • 機械的に洗浄できる場合があります

短所

  • 高い資本コスト
  • 高いエネルギー消費
  • より大きな床面積の要件

膜の構成

アプリケーション

  • SDIを削減するための逆浸透プラントの前処理
  • コロイダルシリカの除去
  • バクテリア/パイロジェンを除去して USP グレードの水を得る
  • 廃クーラントの濃度
  • 河川水のろ過
  • ワイン、フルーツジュースの濾過

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