Ultrafiltrasi tipe tekanan dan ultrafiltrasi terendam adalah dua bentuk rekayasa utama dari teknologi membran ultrafiltrasi. Meskipun keduanya memiliki prinsip filtrasi membran inti yang sama, keduanya berbeda dalam gaya penggerak, struktur modul membran, mode pengoperasian, dan skenario yang dapat diterapkan.
I. Kekuatan Penggerak dan Mode Pengoperasian
Tekanan-Jenis Ultrafiltrasi
Air mentah dipompa ke dalam wadah membran tertutup, menciptakan perbedaan tekanan positif (biasanya 0,5–2,5 bar) melintasi membran. Air murni meresap melalui membran di bawah tekanan dan mengalir keluar dari ujung air produk.
Ini dapat beroperasi sebagai-penyaringan buntu atau-penyaringan aliran silang. Dalam penyaringan buntu, tingkat perolehan air dapat mencapai 90%–95%. Dalam filtrasi-aliran silang, konsentrat didaur ulang, dan tingkat perolehan kembali menurun hingga 75%–90%.
Fluks membran relatif tinggi, dengan nilai desain biasanya berkisar antara 40–120 L/(m²·h), bergantung pada kualitas air dan kinerja membran.
Ultrafiltrasi Terendam
Modul membran langsung direndam dalam tangki air terbuka. Pompa permeat menarik air dari rongga membran, menciptakan tekanan negatif (perbedaan tekanan transmembran hanya 0,1–0,6 bar, yaitu -10 hingga -60 kPa). Air disaring oleh penggerak hisap.
Ini hampir seluruhnya merupakan{0}}penyaringan buntu, dengan tingkat pemulihan sistem yang biasanya lebih besar dari atau sama dengan 95%, dan siklus pembuangan lumpur yang panjang.
Fluksnya relatif rendah, umumnya dirancang pada 15–40 L/(m²·h) karena perbedaan tekanan yang rendah dan pengendapan gravitasi memerlukan luas membran yang cukup.
II. Struktur Modul Membran dan Karakteristik Material
Tipe Tekanan
Serat membran dikemas dalam cangkang bantalan tekanan berbentuk silinder, biasanya berdiameter 4 inci/8 inci, panjang 1–2 meter, dengan tingkat ketahanan tekanan 3–10 bar.
Serat membran dapat diberi tekanan internal atau eksternal, menghasilkan kepadatan pengepakan yang sangat tinggi, mencapai volume modul 400–800 m²/m³ (elemen 8 inci dapat mencapai luas membran 60–80 m²).
Bahan membran umum: PVDF, PES, PS; ukuran pori 0,01–0,04 μm; batas berat molekul 100–150 kDa.
Tipe Terendam
Serat membran digantung dalam konfigurasi tirai atau bundel, tanpa kulit terluar, dan dipasang langsung pada rangka membran dan direndam dalam tangki. Kepadatan pengepakan rangka membran umumnya adalah 200–400 m²/m³ volume tangki.
Serat membran bergantung pada-hisap bertekanan rendah, sebagian besar jenis tekanan eksternal, dengan lapisan antifouling menghadap ke luar. Tangki membran dilengkapi dengan pipa aerasi berlubang agar gelembung udara berukuran besar dapat menggosok permukaan membran.
Bahannya terutama diperkuat PVDF; serat membran dirancang untuk menahan-getaran aerasi jangka panjang, sehingga memerlukan kekuatan tarik tinggi.
AKU AKU AKU. Perbedaan Pengoperasian dan Perawatan Backwashing dan Cleaning
Jenis tekanan sering menggunakan pencucian balik hidraulik (fluks pencucian balik dapat mencapai 1,5–2,5 kali fluks permeat) dikombinasikan dengan pencucian balik udara-air.
Sistem membran terendam terutama mengandalkan aerasi terus menerus untuk menghasilkan gelembung besar yang menggosok serat membran. Frekuensi pencucian balik rendah, dan pembersihan kimia biasanya digunakan untuk menjaga permeabilitas.
Persyaratan Pra-perawatan
Sistem membran tipe{0}}tekanan sensitif terhadap materi partikulat dalam influen. Perlakuan awal sering kali memerlukan-filter pembersih mandiri (presisi 100–300 μm) untuk melindungi serat membran; jika tidak, kemungkinan besar serat akan rusak atau kotor.
Sistem membran terendam, karena salurannya yang besar dan efek pengendapan di dalam tangki, dapat secara langsung mengolah padatan tersuspensi dengan konsentrasi tinggi (misalnya, MLSS dalam MBR dapat mencapai 8000–15000 mg/L). Mereka tidak terlalu bergantung pada pengolahan awal dan dapat langsung menerima limbah dari tangki sedimentasi koagulasi atau cairan campuran biologis.
Konsentrasi dan Metode Pembersihan Kimia
Dalam sistem membran tipe{0}}tekanan, larutan pembersih kimia bersirkulasi di dalam wadah membran, memastikan kontak yang cukup. Namun, sisi perembesan harus diisolasi selama proses pembersihan.
Sistem membran terendam melibatkan pembilasan kembali bahan kimia secara online untuk merendam serat membran atau mengangkat bingkai membran ke dalam tangki pembersih bahan kimia. Ini sedikit lebih memakan waktu-padat karya, namun serat membrannya sendiri lebih mudah ditangani.