膜材料とモジュールは膜応用技術の基盤です。
膜ベースの水処理の中核は材料であり、次に膜モジュールの構造設計、そして膜応用技術が続きます。
有機膜製品は、初期の PP (ポリプロピレン)、PAN (ポリアクリロニトリル)、PVC (ポリ塩化ビニル) から、PS (ポリスルホン)、PES (ポリエーテルスルホン)、PVDF (ポリフッ化ビニリデン)、さらに最近では PTFE (ポリテトラフルオロエチレン)、そして数年前に登場したノーベル賞を受賞した PolyCera (有機金属膜) へと移行してきました。-
無機膜製品は、従来の Al2O3 (酸化アルミニウム)、ZrO2 (ジルコニア)、TiO2 (二酸化チタン) から SiC (炭化ケイ素) へと進化してきました。
材料が優れているほど、作業負荷、操作、洗浄、メンテナンス、膜単位面積あたりの耐用年数において大きな利点が得られます。
材料は膜分離製品の反復と進化をサポートする一方、膜モジュールの構造は革新と進歩を続けています。有機膜と無機膜の応用シナリオの境界はますます曖昧になってきています。
まず、有機膜のさまざまな製品形態について説明します。
液中限外濾過膜の最も一般的な製品形態には、カーテン膜、液中カラム膜、およびフラットシート膜が含まれます。
革新的な膜モジュール構造を備えた膜の中で、私が観察したものには、KOCH の海藻-型膜、上海 Seewo の管状平坦シート膜、湖州鼎泰のフレキシブルシート膜、上海シプタイのフレキシブルシート膜、および Huber VRM の回転浸漬型限外濾過膜が含まれます。これらはすべて非常に代表的なものです。
浸漬された無機膜は、回転セラミック膜（厳密には正圧駆動セラミック膜）などの例外を除いて、主に平板膜であり、これらも平板膜である。回転セラミック膜の国内メーカーは、Nanjing Shenluo、Chongqing Wudun、Anhui Mingchuang New Materials Co., Ltd.、Feichao Technology など、数多くあります。
液中無機膜モジュールには、さまざまな最適化された革新的なバージョンもあります。
膜モジュールの構造設計の中核要素は次のとおりです。
1. 充填密度
2. 油圧分配
3. 配管配置
すべての膜モジュールの構造設計は、充填効率と動作安定性を最大化するために、充填密度と水力分布のバランスをとることを目的としています。
金属フレームは、従来のセラミック平板膜モジュールの最も一般的な形式です。{0}}膜エレメントは横方向 (各膜エレメントの両端に透過水ノズルがある) または縦方向 (各膜エレメントの片側のみに透過水ノズルがあります) に固定できます。単一の膜エレメントは 1000mm × 250mm × 6mm (長さ × 幅 × 高さ) と小さく、単一エレメントの寸法は 0.5 平方メートルです。
しかしながら、単一の膜エレメントのサイズが大きくなるほど、膜エレメント効率の収束は悪化する。透過水ノズル近くの膜領域は他の部分よりも効率が高くなります。同様に、逆洗中、フラックスの回収にも同じ問題が発生します。解決策は、有機膜モジュールの管状タイプや柔軟な膜の集中収集方法など、より多くの透過流路を設計することです。この問題は金属フレームの膜モジュールにも依然として存在します。{4}
プラスチックフレームは近年徐々に人気が高まっています。単一の膜エレメントの一般的なサイズは 600mm × 145mm × 6mm (長さ × 幅 × 高さ) で、有効濾過面積は 0.177 平方メートルです。 CERAFILTEC (ドイツの会社) は業界でオール プラスチック フレームを推進するリーダーであり、その構造設計は非常に特徴的です。{6}} 「グリッド」設計は、透過水および逆洗プロセス中に各膜モジュールを 4 つのセクションに完全に分割し、対称的な透過水流路と各膜エレメントの水力分布を非常に均一にします。さらに、透過水配管の分岐部を膜モジュール内に一体化し、すべての本管（透過水主管、逆洗主管）を膜塔上部に接続することで、設置の簡素化と省スペース化を実現しました。
材料の観点から見ても、膜モジュールの構造設計の観点から見ても、炭化ケイ素平板膜は膜応用技術において大きな利点を持っています。これらは、MBR 応用分野で輝かしい輝きを放つ準備が整っています。