Testausrüstung für Keramik-Flachblechmodule

1 Prozessbeschreibung

1.1 Das Speisewasser für diese Anlage ist Versuchswasser mit einer geplanten Produktionskapazität von 1,1 m³/h.

• Der Membranfiltrationsprozess umfasst die folgenden Schritte:

1. Produktwasser: Dieser Schritt entfernt Verunreinigungen wie oxidierte Metalle, Schwebstoffe und Bakterien.
2.  Rückspülen: Regelmäßiges Rückspülen ist erforderlich, um die Filterkuchenschicht von der Membranoberfläche zu entfernen.
3.  Sprühen: Wasser wird direkt auf die Oberseite des Filterturms gesprüht, wodurch die Rückspül- und Reinigungseffizienz erhöht wird.
4.  Belüftung: Luft wird vom Boden des Filterturms zugeführt, wodurch der Rückspül- und Reinigungsprozess verbessert wird.

 Chemische Reinigung: Entfernt Schmutz oder Ablagerungen von der Außenseite der Membran.

1.2 Schritte des automatischen Betriebsablaufs:

•  Der gesamte Betrieb der Anlage ist automatisiert.
•  Die Rückspülung erfolgt alle 30–60 Minuten der Produktwasserproduktion.
•  Nach N Zyklen der „Produktwasserrückspülung“ wird das System entleert und entleert, gefolgt von einem Reinigungsprozess aus Rückspülung + Hochdrucksprühen + Belüftung (Luftwäsche). Anschließend wird die verschmutzte Flüssigkeit abgelassen.
•  Der automatische Betrieb wiederholt die oben genannten drei Schritte

2. Modulinformationen

3. Membranverschmutzung und -reinigung

Membranverschmutzung führt zu einer Verringerung des Flusses, was eine Reinigung der Membran erforderlich macht. Generell lassen sich Membranreinigungsverfahren in physikalische und chemische Verfahren unterteilen. Physikalische Methoden umfassen Rückspülen und Sprühreinigung, während chemische Methoden chemische Reagenzien verwenden, die das Membranmaterial nicht beschädigen, aber eine lösende oder verdrängende Wirkung auf Verunreinigungen haben.

Die Verschmutzung von Siliziumkarbid-Membransystemen kann in drei Phasen eingeteilt werden, die jeweils eine andere Reinigungsmethode erfordern:

Die erste Stufe ist die „Filterkuchen“-Stufe. Während der Filtration werden Verunreinigungen kontinuierlich von der Funktionsschicht der Siliziumkarbid-Membran abgefangen und bilden einen dünnen Filterkuchen. Mit der Zeit verdickt sich der Filterkuchen langsam und wird durch treibende Kräfte allmählich dichter. Der Zeitpunkt der Reinigung kann durch den Druckanstieg am Manometer und den Rückgang der Permeatdurchflussrate am Permeatdurchflussmesser bestimmt werden. Durch Rückspülen werden die Verunreinigungen anschließend zersetzt und aus dem Membransystem entfernt.

Die zweite Stufe ist die „Totzonen“-Stufe, in der vor allem hartnäckige Verunreinigungen gereinigt werden. Da nicht jede Rückspülung eine 100-prozentige Wirksamkeit erreichen kann, sammelt sich nach und nach eine kleine Menge hartnäckiger Verunreinigungen in der Funktionsschicht der Siliziumkarbid-Membran an. Diesem Verschmutzungsstadium kann durch längere körperliche Reinigungssitzungen oder mithilfe chemischer Reinigungsmittel entgegengewirkt werden.

Die dritte Stufe ist die Stufe „Stützschichtverschmutzung“. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Permeatflussrate der Siliziumkarbidmembran um 20 % oder mehr ab und die Druckdifferenz zwischen der Membran nimmt zu. Mikrobielle Stoffwechselprodukte, feine organische Stoffe, kolloidale Partikel und andere Verunreinigungen können die Funktionsschicht der Siliziumkarbidmembran durchdringen und die internen Filterkanäle verunreinigen. Für diese Kontaminationsstufe sind höhere Konzentrationen chemischer Wirkstoffe erforderlich, um die Verunreinigungen zu zersetzen, zu zerstören und gründlich zu reinigen.