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Ultrafiltrazione

Tecnologia di membrana

L'ultrafiltrazione è utilizzata per la separazione dei solidi sospesi, colloidi, batteri e virus. Questa tecnica usa membrane con misura dei pori tra 1 e 100 nm.

TECNICA MWCO* (Da)
Microflitrazione >105
Ultrafiltrazione 103-105
Nanofiltrazione 102-104
Osmosi inversa 102

* MWCO = molecular weight cut-off

 

0,001                           0,01                         0,1

µm

OSMOSE INVERSA ULTRAFILTRAZIONE

NANOFILTRAZIONE MICROFILTRAZIONE

 

Ci sono 4 geometrie di membrana:

  • Modulo a spirale avvolta: questa conformazione prova a massimizzare l'area superficiale in una minima quantità di spazio. Si tratta della geometria meno costosa ma più sensibile all'inquinamento a causa del processo di produzione. Infatti tali moduli consistono in strati consecutivi di grandi membrane e materiale di supporto in un modello tipo involucro avvolto attorno ad un tubo perforato di acciaio.

  • Modulo "plate and frame": normalmente utilizzato per acqua di bassa qualità. E' composto da una pila di membrane e placche di supporto.

  • Membrana tubulare: Generalmente utilizzata per fluidi viscosi o di scarsa qualità. Questi moduli non necessitano di un trattamento preliminare dell'acqua. Quando la soluzione fluisce attraverso il nocciolo della membrana, il permeato passa attraverso la membrana ed è raccolto nel contenitore tubulare. L'inconveniente principale è che il sistema non è molto compatto ed ha un elevato costo per m2 istallato. Il diametro del tubo è di solito compreso fra 4 e 25 mm.

  • Membrana a fibra cava: I moduli contengono diversi piccoli tubi o fibre (0.6 - 2 mm di diametro). Quando la soluzione fluisce attraverso il nucleo cavo delle fibre, il permeato è raccolto nella cartuccia che avvolge le fibre. La filtrazione può essere effettuata in due modi: “interno-esterno” or “esterno-interno”

Comparazione fra i diversi tipi di geometria (Source: Water Treatment Handbook, Degrémont Suez, 7th edition):

Tubular Hollow fiber Plate and frame Spiral wound
Osmosi inversa, nanofiltrazione yes yes yes >95%
Ultrafiltrazione, microfiltrazione yes >95% yes yes
Facilità di pulizia + +++ - +
Necessità di pretrattamento +++ + + -
Tasso di recupero + +++ + ++
Misura del modulo - ++ + ++
Costo per m2 - +++ + +++

-: svantaggio

+++: vantaggio

Ci sono due configurazioni dei moduli di ultrafiltrazione:

  • Sistema pressurizzato o configurazione a recipiente sotto pressione

  • Sistema immerso

 

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