Os sistemas de ultrafiltração podem ser projetados e projetados em várias combinações possíveis com base na aplicação e na qualidade da água da fonte. Existem diferentes materiais de membrana, formas de membrana, tipos de fluxo e configurações. Nosso artigo sobre o Noções básicas de ultrafiltração descreve esses aspectos em detalhes. Cada configuração possível da tecnologia de ultrafiltração possui propriedades que determinam o melhor ajuste para a aplicação específica ou a qualidade da água da fonte. A determinação do melhor ajuste das configurações dependeria dos seguintes fatores, incluindo concentração de sólidos em suspensão, óleo / graxa, cor e uso de energia.

Neste artigo em particular, examinaremos e comparamos os prós e os contras de dois pares de Ultrafiltração configurações de tecnologia:

Filtragem sem saída vs. filtragem de fluxo cruzado e configuração submersa vs. configuração do vaso de pressão.

Dead-end vs fluxo cruzado

Um dos conceitos mais importantes no tratamento de água é a dinâmica de fluidos. A dinâmica de fluidos pode ser explicada brevemente como o fluxo de fluidos através do sistema de membrana. Essa dinâmica tem efeitos no uso de energia e na taxa de acúmulo de sólidos. A seleção do tipo de vazão depende dos níveis de concentração de sólidos em suspensão na água de alimentação.

Fluxo sem saída

Em uma configuração de filtragem de tecnologia de ultrafiltração de fluxo sem saída, a água de alimentação flui perpendicularmente à superfície da membrana. Moléculas e partículas menores que o tamanho efetivo dos poros passam para o lado oposto, enquanto a matéria maior se acumula em uma camada de bolo na superfície da membrana.

Prós

• Energia baixa

  • Toda a energia colocada no fluxo é gasta diretamente no forçamento de água através da membrana.

• Sem recirculação

  • Nenhum excesso de sólidos é transportado pelo sistema; todas as partículas se acumulam na membrana, não havendo necessidade de recirculação.

• Tamanho menor

  • A falta de recirculação significa que não são necessárias linhas, bombas ou válvulas extras e não é gasto energia extra nessa funcionalidade.

Desvantagens

• Lavagem das costas mais frequente

  • O acúmulo contínuo na membrana requer limpeza mais frequente, o que pode levar a custos operacionais mais altos.

• Diminuindo o fluxo da membrana

  • À medida que a camada de bolo na membrana se espessa, o fluxo através da membrana diminui à medida que o fluxo é bloqueado por esses sólidos.

Fluxo cruzado

Uma configuração de filtração com tecnologia de ultrafiltração de fluxo cruzado tem o fluxo de água de alimentação paralelo à superfície da membrana. Enquanto fluem ao longo do comprimento da membrana, água e pequenas partículas passam através da membrana enquanto alguns sólidos aderem à superfície da membrana. Como resultado, o restante desses sólidos continua até o final do vaso. A força de cisalhamento gerada pelo fluxo de água tangencial também vasculha a membrana e ajuda a manter uma membrana mais limpa nas fontes de água com níveis elevados de sólidos em suspensão.

Prós

• Forças de cisalhamento

  • O fluxo tangencial causa uma força de cisalhamento que percorre a superfície da membrana e retira o excesso da camada sólida.

• Maior taxa de remoção de líquidos

  • Como a camada de torta de sólidos é mantida fina, o fluxo do sistema é tipicamente muito mais consistente.

• Maior vida útil da membrana

  • A camada fina de torta e a limpeza frequente por essa ação de fluxo cruzado mantêm a membrana em boas condições de trabalho por períodos mais longos, reduzindo os custos operacionais de limpeza química.

Desvantagens

• Recirculação necessária

  • Como nem toda a água é atraída pela membrana a qualquer momento, é necessária uma recirculação para evitar a perda excessiva de água.

• Maior energia

  • A combinação da pressão da membrana trans e a força necessária para mover o fluido ao longo da membrana e recirculá-lo, requerem mais energia para realizar essa funcionalidade.

Embarcação submersa vs pressão

Os fluidos que o sistema está tratando devem estar contidos de alguma forma para serem efetivamente tratados. Normalmente, existem duas configurações predominantes de tecnologia de ultrafiltração. A escolha da configuração geralmente pode depender da aplicação do tratamento, concentração de sólidos na água da fonte, requisitos de pressão, taxas de fluxo e acessibilidade.

Submerso

Também conhecida como configuração imersa, esta envolve um grande tanque aberto à atmosfera. Uma série de membranas é baixada no tanque que é preenchido com água de alimentação. A pressão do vácuo força a água a passar para o sistema de membrana e até um tubo de saída conectado ao restante das membranas.

Prós

• Inspeção visual

  • Como a superfície do tanque é exposta à atmosfera, os operadores podem ver claramente as membranas em funcionamento e perceber qualquer problema a olho nu.

• Operação com baixa pressão

  • Uma pressão diferencial mais baixa é usada para filtrar a água.

Desvantagens

• Operação efetuada em altitudes mais elevadas

  • Quanto mais alto o nível do mar estiver do sistema, menor a pressão atmosférica, o que diminui a pressão diferencial.

• Operação efetuada em temperaturas mais frias da água de alimentação

  • Quando a temperatura da água de alimentação cai, a viscosidade da água aumenta e força as bombas a trabalharem mais para compensar.

• Maior tempo de inatividade para substituição da membrana

  • Ao substituir as membranas, toda a estrutura da estrutura em que estão montadas deve ser levantada do tanque e, nesse ponto, o sistema não pode ser usado até que a manutenção seja concluída.

Vaso de pressão

Essa é uma configuração da tecnologia de ultrafiltração na qual as membranas são alojadas individualmente em tubos cilíndricos feitos de materiais como PVC, PE ou PVDF. Vários deles são montados em skids e conectados em configuração paralela. Uma bomba de pressão aspira água através da membrana. Essas configurações de fluxo podem ser operadas como modos de filtragem de dentro para fora ou de fora para dentro.

Prós

• Ampla gama de pressões operacionais

  • Por não depender da pressão atmosférica, os vasos de pressão são capazes de lidar com distúrbios como mudanças temporárias na qualidade da água de alimentação.

• Fluxo mais alto

  • Capaz de operar em um fluxo mais alto, o que significa que pode processar um volume maior de água em um dia.

• Limpeza mais segura e confiável

  • Estando em um recipiente fechado, a fumaça de qualquer produto químico de limpeza não se infiltra no ar circundante.

• Resistente à contaminação externa

  • O design fechado evita que a água de alimentação, a água de lavagem traseira ou a membrana sejam contaminadas por forças externas.

Desvantagens

• Custos mais altos de moradia

  • Enquanto um sistema submerso, por exemplo, possui apenas um tanque grande, os sistemas de vasos de pressão podem ter um custo aumentado devido ao número de unidades de alojamento individuais necessárias para as membranas.

Deseja saber mais sobre essas configurações da tecnologia de ultrafiltração? Ou para entender como uma configuração de UF pode afetar seu processo de tratamento? Entre em contato com os especialistas em tratamento de água da Genesis Water Technologies, Inc. por telefone, gratuitamente no 1-877-267-3699 ou entre em contato conosco por e-mail em customersupport@genesiswatertech.com. Estamos ansiosos para ajudá-lo.