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MEMBRANE POLIMERICHE A FIBRA CAVA


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Descrizione:

Sepra Srl ha stipulato un accordo con Hyflux Ltd. per la distribuzione delle membrane KRISTAL®, membrane di ultrafiltrazione a fibra cava in polietersulfone modificato, disponibili per svariate applicazioni:
  • pretrattamento acqua mare (Magtaa - Algeria è il più grande impianto dissalazione che usa questa tecnologia -1 Mm3/d permeato)
  • pretrattamento acqua di superficie
  • produzione di acqua potabile e per imbottigliamento
  • riutilizzo acque e reflui industriali
  • trattamento terziario di acque di scarico civili e industriali
  • trattamento acque termali
Le membrane di ultrafiltrazione a fibra cava lavorano a pressioni relativamente basse, dispongono di elevata superficie filtrante e garantiscono elevata qualità del permeato il che si traduce nei seguenti vantaggi:
  • elevata efficienza
  • costi d'investimento contenuti
  • costi di gestione contenuti
  • risultando applicazione competitiva nei confronti delle tradizionali tecnologie di trattamento delle acque.
L'ultrafiltrazione come pretrattamento ad un sistema ad osmosi inversa garantisce alle stesse membrane di osmosi:
  • abbattimento praticamente totale dei depositi colloidali, batteri e alghe
  • minori problematiche legate al fouling e biofouling
  • vita maggiore
  • sostaziale risparmio enegetico
  • aumento della capacità produttiva.
Inoltre questa applicazione è caratterizzata da:
  • elevata flessibilità in base alle caratteristiche dell'alimento ed alle percentuali di recupero (>90%)
  • modularità e semplicità di gestione del sistema
Le membrane Hyflux modello KRISTAL® K600ETI, forti della certificazione NSF International (National Sanitation Foundation) e approvate FDA (Food and Drug Amministration) per l'elevata qualità di filtrazione e stabilità operativa, trovano applicazione nel processo di potabilizzazione ed imbottigliamento dell'acqua per consumo umano.
Nelle membrane KRISTAL ® possono essere utilizzate fibre con diverse caratteristiche (vedere Tabella 1).
SPECIFICHE MEMBRANE ASIMMETRICA HDPESINGOLO CANALE
MATERIALE FIBRA polietersulfone alta densità HDPE
DIAMETRO ESTERNO (mm) 1,48
DIAMETRO INTERNO (mm) 0,65
POROSITA' (μm) 0,05
TAGLIO MOLECOLARE (kD) 120
Tabella 1. Caratteristiche costruttive membrane utilizzate nei moduli KRISTAL ®. L'ultrafiltrazione è un processo a membrana a bassa pressione impiegato nella separazione di macromolecole disciolte con elevato peso molecolare, solidi insolubili, molecole organiche emulsionate, colloidi, batteri, virus, alghe, muffe, funghi e spore che si trovano nelle acque o nei fuidi da processare. Le membrane KRISTAL ® seguono il modello cross-flow permettendo alla membrana di aumentarne le proprie performances e la propria durata operativa. Il polietersulfone modificato di cui è costituita la membrana è materiale idrofilico e garantisce elevata portata e qualità del flusso di permeato, indipendentemente dalla qualità dell'acqua in ingresso: la figura 1 evidenzia come alle oscillazioni in ingresso non corrispondano oscillazioni sulla qualità dell'acqua prodotta
Fig. 1. Torbidità del permeato in uscita da trattamento con membrane KristalLa configurazione asimmetrica garantisce ottima efficienza separativa ed alla rimozione dello sporcamento delle fibre che quindi risultano chimicamente stabili e performanti anche con fluidi di processo contenenti elevate concentrazioni di solidi organici sospesi. Il PES modificato offre maggiore resistenza al cloro, cloroammine ed acqua ossigenata, ossidanti tipicamente utilizzati durante il lavaggio delle membrane; questo si traduce in una elevata durata della vita media delle membrane.La struttura a doppia parete delle K600ETI offre un'ottima resistenza meccanica, garantisce strati separativi su entrambe le parti della fibra. Il doppio strato assicura efficienza nella rimozione del fouling, quindi maggiore lavabilità delle fibre. La filtrazione più efficiente e prestante si ottiene normalmente in modalità cross-flow ed outside-in. Quest'ultima infatti, rispetto al processo inside-out, ed a parità di fibre, dispone di maggior superficie filtrante ed una migliore gestione dello sporcamento durante il controlavaggio perchè facilmente rimuovibile dalla superficie dalle fibre anche grazie all'ausilio dell'aria. Queste caratteristiche garantiscono più flessibilità nei confronti di alimenti con elevata concentrazione di solidi sospesi. Il processo outside-in inoltre conferisce una maggiore stabilità strutturale dei pori durante la permeazione comprimendoli. Di seguito le principali caratteristiche (Tabella 2).
SPECIFICHE MODULI K600ETI
TIPO FIBRA HDPES monocanale
SUP.FILTRANTE (m2) 55
DIMENSIONI (d.xl. - mm) 344 x 2.350
CONNETTORI 1,5” NPT
PESO A VUOTO (kg) 60
PESO A PIENO (kg) 100
MATERIALE CONTENITORE PVC
MATERALE SIGILLANTE Resina proprietaria
Tabella 2: moduli Kristal disponibili I flussi di permeato alimentando acqua pura, alla pressione di 1 bar ed alla temperatura di 25ºC, variano fino a 200 l/m2 hr in base al modello ed al variare delle caratteristiche dell'acqua in alimento.Nelle seguenti tabella 3-4 vengono esemplificati alcuni tipici parametri di utilizzo dei moduli Kristal, da assumere comunque a titolo puramente indicativo; i parametri operativi reali devono essere determinati in base ai requisiti della singola applicazione.
PARAMETRI OPERATIVI (outside-in) MEMBRANE HDPES
TEMPERATURA (°C) da 5 a 40
pH ESERCIZIO da 2 a 10
pH LAVAGGIO da 2 a 11
CONCENTRAZIONE NaOCl ESERCIZIO (mg/l max) 10
CONCENTRAZIONE NaOCl LAVAGGIO (mg/l max) 500
PRESSIONE TRANSMEMBRANA (bar) da 0,2 a 1,5
PRESSIONE ALIMENTAZIONE (bar max) 2,5
PRESSIONE CONTROLAVAGGIO (bar max) 2
PRESSIONE LAVAGGIO (bar max) 2
Tabella 3. Parametri di esercizio e controlavaggio membrana KRISTAL ®
PARAMETRI PROGETTO Acqua potabile Acqua pozzo Acqua superficiale Acqua superficiale Acqua superficiale Acqua mare Acqua mare Terziario civile Terziario industriale
Torbidità IN (NTU) <1 <5 <40 <20 <5 <25 <10 <20 <20
Torbidità permeato (NTU) <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5
TOC IN (mg/l) <1 <5 <10 <5 <5 <5 <5
COD IN (mg/l) <30 <60
Oli e grassi assenti assenti assenti assenti assenti assenti assenti assenti assenti
Portata spec. l/(hxm2) 70-110 60-90 40-65 45-70 50-75 45-70 50-75 40-65 35-55
CONTROLAVAGGIO
Portata spec. l/(hxm2) 75-100 75-100 90-125 90-125 90-125 90-125 90-125 90-130 90-125
Frequenza 30'-60' 40' 30' 30' 40' 30' 40' 30' 20-30'
Portata aria per modulo (Nm3/h) * 2,3-3,4 2,3-3,4 2,3-3,4 2,3-3,4 2,3-3,4 2,3-3,4 2,3-3,4 2,3-3,4 2,3-3,4
LAVAGGIO CHIMICO
Lavaggio standard, NaClO (mg/l) 60-400 60-400 60-400 60-400 60-400 60-400 60-400 60-400 60-400
Frequenza (giorni) 30-60 15 3 5 7 5 7 5 3
Lavaggio intenso, NaClO (mg/l) 200-500 200-500 200-500 200-500 200-500 200-500 200-500 200-500 200-500
Frequenza (giorni) 365 30 20 20 30 20 30 15 7
Tabella 4. Parametri utili al dimensionamento impiantistico con membrane KRISTAL ®
Fig. 2. Schema di marcia tipico con membrane KRISTAL ®




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