Чистая вода — дело техники!

Механизм улавливания частиц прямая фильтрация

формирование кека

Фильтрация гелеобразных частиц через мембранный фильтр

через глубинный фильтр

Фильтрование. Микрофильтрация

1. Механизм микрофильтрации
2. Свойства частиц, влияющие на процесс фильтрации
3. Свойства жидкости, влияющие на процесс фильтрации
4. Свойства фильтрующей перегородки, влияющие на процесс фильтрации
5. Типы пористых фильтрующих перегородок
     5.1. Сеточные или ситчатые фильтрующие перегородки
     5.2. Глубинные фильтрующие перегородки
     5.3 Мембранные фильтрующие перегородки
6. Требования, предъявляемые к полимерным мембранам
7. Полимеры для изготовления мембран
8. Проектирование мембранных установок и выбор аппаратурного оформления процесса микрофильтрации
9. Фильтродержатели
     9.1. Шприцевые фильтродержатели
     9.2. Капсульные фильтродержатели
     9.3. Вакуумные фильтродержатели
     9.4. Фильтродержатели дисковых мембран для работы под давлением
10. Патронные фильтрующие элементы (картриджи)
     10.1. Фильтрующие элементы из негибких материалов
     10.1.1. Металлокерамические фильтры
     10.1.2. Керамические фильтры
     10.1.3. Пенокерамические фильтры
     10.1.4. Фильтры из жестких полимерных материалов
       Фильтрующие элементы из вспененных полимеров
       Фильтрующие элементы из волокнообразующих полимеров
     10.2. Фильтрующие элементы из гибких материалов
     10.2.1. Фильтрующие элементы из металлической или полимерной сетки
     10.2.2. Фильтрующие элементы из горфированных фильтровальных материалов

6. Требования, предъявляемые к полимерным мембранам

    Из многочисленных требований, предъявляемых к микрофильтрационным мембранам, целесообразно выделить несколько общих, характерных для всех типов мембран. Важнейшими из них являются высокая разделяющая способность, высокая удельная производительность, устойчивость по отношению к компонентам разделяемой смеси и используемым вспомогательным компонентам, стабильность свойств во времени, низкая стоимость, а также специальные требования. Большую часть требований, определяющих характеристики мембран (мембранных фильтрующих перегородок), нами были уже рассмотрены выше, однако мы не указали такой показатель, как стабильность этих характеристик во времени. А ведь именно этот показатель определяет технико-экономические показатели мембранных процессов. 

    Чаще всего под стабильностью характеристик мембран во времени понимают время, в течение которого мембрана сохраняет необходимый уровень механических, транспортных и селективных свойств при проведении всех циклов технологического процесса микрофильтрации. Иногда термин стабильность заменяют термином «ресурс мембраны».
    Надо отметить, что понятие «ресурс мембраны» является относительным, и не может рассматриваться без учета специфики разделяемой среды и условий проведения процесса. Т.е. фактически «время жизни мембраны» определяется происходящими в ее структуре физическими и химическими изменениями, а интенсивность протекания указанных процессов характеризуется химической и термической стойкостью мембран.
    Химическая стойкость является одним из важных показателей при эксплуатации мембран. При этом важна химическая стойкость, как к компонентам разделяемой смеси, так и к веществам, используемым в качестве вспомогательных, т.е. реагентам, применяемым для регенерации мембран (мойки (CIP-cleaning), химической и гидравлической промывки, стерилизации, дезинфекции и консервации мембран).
Как правило, воздействие агрессивных сред (кислот, оснований, окислителей-восстановителей) на мембрану заключается  в деструкции связей между звеньями в цепи макромолекулы полимера (-ов), из которого (-ых) изготовлена (-ы) мембрана (-ы), что ведет к изменению свойств мембран (потере механической прочности, селективности и т.д.). Химическая стойкость мембран напрямую зависит от химической природы полимера. Поэтому выбор полимера для производства мембран является важнейшей составляющей процесса микрофильтрации и в случае химической стабильности полностью определяется областью применения полимерного материала.
    Термическая стойкость (термостойкость, термостабильность) мембран, как правило, определяет способность сохранять неизменными их химическое строение и физико-химические свойства при повышении температуры. Для микрофильтрационных мембран этот показатель оказывает сильное влияние при очистке вязких жидкостей – процесс, который обычно протекает при повышенных температурах. Кроме того, немаловажным является то факт, что химическая очистка мембран проводиться также чаще всего при повышенных температурах. Нагревание мембран может вызывать в них крекинг, пиролиз, окисление, деструкцию полимеров и другие процессы, нарушающие механическую прочность и селективность мембран. Термостойкость зависит от природы как самого полимера, из которого изготовлена мембрана (определяется прочностью химических связей в нем, механизмом и кинетикой термических реакций), так и структурой собственно мембраны.
    Количественно термическую стойкость часто характеризуют максимальной температурой, при которой полимер, из которого изготовлена мембрана, химически не изменяется (или изменяется в допустимых пределах), а также не изменяются свойства мембран (механическая прочность, селективность и т.д.).
    Поэтому необходимо учитывать то, что существуют принципиальные отличия к требованиям в химической и термической стойкости собственно полимера, как блочного конструкционного материала, и мембран, изготовленных на его основе. В первом случае воздействие окружающей среды должно, прежде всего, сказывается на механических свойствах конечного изделия. Для мембран же, вследствие тонкой структуры их барьерного слоя, весьма вероятен случай, когда при химической воздействии на них основные механические характеристики полимера (разрывная прочность и удлинение, модуль Юнга и т.д.) существенно не изменяются, в то время же сама мембрана теряет свои функциональные свойства вследствие разрушения или трансформации селективного слоя.
    Поэтому изучение химической стабильности полимерных мембран имеет свою специфику и требует проведения длительных экспериментов, учитывающих в первую очередь изменение не механических, а транспортных и селективных свойств мембран.

7. Полимеры для изготовления мембран

    В научной и патентной литературе описано получение мембран из самых разнообразных полимеров: эфиров целлюлозы (ацетата целлюлозы, нитроцеллюлозы и их смесей), полиэфиров, алифатических  и ароматических полиамидов, полисульфонов, полиэфиримида, полиимидов, ароматических полиамидоимидов, полигидразидов, полипропилена, фторированных полимеров, поливинилхлорида  и поливинилиденхлорида (фторида), поливинилового спирта и его сополимеров, сополимеров акрилонитрила, полиэфиркарбоната, полидиметилсилоксана и его сополимеров, хитозана, полиарилатов, полиуретанов, полипиперазинамидов, сополимеров метилметакрилата и других.

    В промышленных масштабах в качестве полимеров для получения микро- и ультра-фильтрационных мембран широко используются эфиры целлюлозы, полисульфоны, полиамиды, сополимеры акрилонитрила, поливинилиденхлорид, фторированные полимеры.
Процесс изготовления мембран изложен в статье, посвященной мембранам.