멤브레인 소재와 모듈은 멤브레인 응용 기술의 기초입니다.
멤브레인- 기반 수처리의 핵심은 소재이고, 그 다음은 멤브레인 모듈의 구조 설계, 그 다음은 멤브레인 적용 기술입니다.
유기막 제품은 초기 PP(폴리프로필렌), PAN(폴리아크릴로니트릴), PVC(폴리염화비닐)에서 PS(폴리술폰), PES(폴리에테르술폰), PVDF(폴리비닐리덴플루오라이드), 최근에는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)로 전환되었으며, 몇 년 전에 등장한 노벨상 수상-폴리세라(유기금속막)도 있습니다.
무기막 제품은 전통적인 Al2O3(산화알루미늄), ZrO2(지르코니아), TiO2(이산화티타늄)에서 SiC(탄화규소)로 진화했습니다.
소재가 우수할수록 작업량, 작동, 청소, 유지 관리 및 단위 막 면적당 사용 수명 측면에서 더 큰 이점을 갖습니다.
재료는 막 분리 제품의 반복과 발전을 지원하는 반면, 막 모듈의 구조는 계속해서 혁신하고 돌파하고 있습니다. 유기막과 무기막 적용 시나리오 간의 경계가 점점 흐려지고 있습니다.
먼저 유기막의 다양한 제품 형태에 대해 논의해 보겠습니다.
침지형 한외여과막의 가장 일반적인 제품 형태에는 커튼막, 침지탑 막, 평막이 포함됩니다.
혁신적인 멤브레인 모듈 구조를 갖춘 제품 중에는 KOCH의 해조류-형 멤브레인, Shanghai Seewo의 관형 플랫 시트 멤브레인, Huzhou Dingtai의 플렉서블 시트 멤브레인, Shanghai Shiputai의 플렉서블 시트 멤브레인, Huber VRM 회전 침지형 한외여과 멤브레인 등이 있습니다. 이것들은 모두 매우 대표적인 것입니다.
침지형 무기막은 회전 세라믹 막(엄격히 말하면 양압 구동 세라믹 막)과 같은 평면 시트 막인 경우를 제외하고 주로 평면 시트 막입니다. Nanjing Shenluo, Chongqing Wudun, Anhui Mingchuang New Materials Co., Ltd., Feichao Technology 등 국내 회전 세라믹 멤브레인 제조업체가 꽤 많습니다.
침지형 무기막 모듈에는 최적화되고 혁신적인 다양한 버전도 있습니다.
멤브레인 모듈 구조 설계의 핵심 요소는 다음과 같습니다.
1. 포장밀도
2. 유압분배
3. 배관 배치
모든 멤브레인 모듈 구조 설계는 패킹 밀도와 유압 분포의 균형을 맞춰 투과 효율과 작동 안정성을 극대화하는 것을 목표로 합니다.
금속 프레임은 전통적인 세라믹 평막-시트 멤브레인 모듈의 가장 일반적인 형태입니다. 멤브레인 요소는 측면(각 멤브레인 요소의 양쪽 끝에 투과 노즐이 있음) 또는 세로 방향(각 멤브레인 요소의 한쪽 끝에만 투과 노즐이 있음)으로 고정될 수 있습니다. 단일 멤브레인 요소는 1000mm × 250mm × 6mm(길이 × 너비 × 높이)만큼 작을 수 있으며 단일 요소의 크기는 0.5제곱미터입니다.
그러나 단일 멤브레인 요소의 크기가 클수록 멤브레인 요소 효율의 수렴은 더 나빠집니다. 투과 노즐 근처의 멤브레인 영역은 다른 부품보다 효율이 높습니다. 마찬가지로, 역세 동안 플럭스 회수도 동일한 문제를 나타냅니다. 해결책은 유기막 모듈의 관형, 유연막의 중앙 수집 방식 등 더 많은 투과 채널을 설계하는 것입니다. 이 문제는 금속-프레임 멤브레인 모듈에 여전히 존재합니다.
플라스틱 프레임은 최근 몇 년 동안 점차 인기를 얻었습니다. 단일 멤브레인 요소의 일반적인 크기는 600mm × 145mm × 6mm(길이 × 너비 × 높이)이며 유효 여과 면적은 0.177m2입니다. CERAFILTEC(독일 회사)은 업계에서 모든-플라스틱 프레임을 홍보하는 선두업체이며 구조 설계가 매우 독특합니다. "그리드" 설계는 투과 및 역세 공정 중에 각 멤브레인 모듈을 4개의 섹션으로 완벽하게 나누어 대칭적인 투과 흐름 채널과 각 멤브레인 요소에 대한 매우 균일한 유압 분포를 보장합니다. 또한, 투과배관의 분기관을 막모듈 내에 일체화하고, 모든 주배관(투수주관, 역세주관)을 막타워 상부에 연결함으로써 설치를 단순화하고 공간소요를 줄인다.
재료 관점에서든 멤브레인 모듈 구조 설계 관점에서든 탄화규소 평막 멤브레인은 멤브레인 적용 기술에서 상당한 이점을 가지고 있습니다. MBR 응용분야에서 두각을 나타낼 준비가 되어있습니다.