Caratteristiche strutturali dei moduli a membrana a fibra cava

Un modulo a membrana a fibra cava è un dispositivo di separazione costituito da un gran numero di sottili filamenti di membrana a fibra cava incapsulati all'interno di un recipiente a pressione. Il diametro dei filamenti della membrana a fibra cava varia tipicamente da 0,1 a 2,5 mm. Il modulo comprende un recipiente a pressione (guscio) e una piastra tubiera realizzata con materiali come resina epossidica per fissare i fasci di fibre su entrambe le estremità. Un'estremità è sigillata con un foglio tubiero epossidico per mantenere un'apertura nella fibra per il deflusso del permeato, mentre l'altra estremità è sigillata con una sporgenza epossidica per impedire cortocircuiti-del fluido. Il modulo contiene spesso un distributore di alimentazione poroso (tubo centrale) distribuito su tutta la sua lunghezza. Questa struttura lo rende uno dei tipi di moduli a membrana con il più alto rapporto area membrana/volume (densità di impaccamento).

In base al percorso del flusso di alimentazione, esistono due modalità operative principali: pressione interna (l'alimentazione scorre nella cavità della fibra, il permeato fluisce verso l'esterno) e pressione esterna (l'alimentazione scorre verso l'esterno dalla fibra, il permeato scorre verso l'interno). È comune la disposizione a forma di AU-, con un'estremità della fibra sigillata e l'altra estremità aperta per raccogliere il permeato. Questo tipo di modulo a membrana può funzionare in modalità di filtraggio-end end o di filtraggio a flusso incrociato-ed è facilmente sottoposto a controlavaggio periodico per controllare le incrostazioni.

Vantaggi: densità di imballaggio estremamente elevata, che raggiunge 1200-30000 m²/m³; attrezzatura compatta; costo di investimento relativamente basso; piccolo volume di liquido rimasto all'interno del modulo; le fibre della membrana autoportante le consentono di sopportare una certa pressione inversa, facilitando il controlavaggio.

In termini di processi di incapsulamento, oltre alla tradizionale fusione di resina epossidica, vengono utilizzate la saldatura a ultrasuoni e altre tecnologie per ottenere una connessione a tenuta di liquido-tra la testa del modulo e l'alloggiamento oppure viene impiegato uno speciale processo di incapsulamento adesivo a doppio-strato per ridurre lo stress da incapsulamento. I materiali dell'alloggiamento includono tipicamente ABS, PVC e acciaio inossidabile per soddisfare diversi requisiti di resistenza alla pressione e resistenza alla corrosione.