6. Аппарат с u-образными мембранными элементами в виде полых волокон

Рисунок 6. Схема аппарата с U-образными мембранными элементами в виде полых волокон:

а- с коническим опорным фланцем: 1-корпус; 2-пучок полых волокон; 3-шайба; 4-кольцевые уплотнения; 5-сборннк пермеата; б- с пористой опорной подложкой: 1-пучок полых волокон; 2 -шайба; 3- пористая подложка; 4-крышка; 5-фланцевое соединение; 6-корпус.

Принцип действия: Аппараты с U-образным расположением полых во­локон нашли широкое практическое применение. Аппарат этого типа имеет корпус 1, сборник пермеата 5 и кольце­вые уплотнения 4. Открытые концы U-образного пучка полых волокон 2 длиной 1,5-2,0 м склеивают эпоксидной смолой в шайбе 3.

В аппарате, конструкция которого показана на рисунке 6б, используют шайбы 2 значительно меньшей толщины (10-20 мм), так как под ними располагают пористую подложку 3 , разгружающую шайбу от механических напряжений при создании рабочего давления в аппарате и служащую для вывода пермеата с торцов полых волокон.

Преимущества: Аппараты с U-образным расположением полых во­локон просты в изготовлении и сборке, удобны в монтаже и эксплуатации, имеют низкую материалоемкость.

Недостатки: среди основных недостатков аппаратов с U-образным расположением полых волокон следует отметить довольно сложную систему герметизации и уменьшение (на 5-10%) рабочей поверхности волокон при вклеивании их в шайбу 3. Последнее обусловлено тем, что шайба 3 должна выдерживать воздействие высокого давления и поэтому имеет большую толщину.

7.Аппараты с трубчатыми мембранными элементами

Трубчатые аппараты (рис. 7) состоят из набора пористых дренажных трубок диаметром 5-20 мм, на внутренней или наружной поверхности которых расположены мембраны. В соответствии с этим исходный поток направляют в трубное либо межтрубное пространство. Трубчатые аппараты, в которых плотность упаковки мембран составляет 60-200 м²/м³, используются для очистки жидких сред от загрязнений, опреснения воды с высокой концентрацией солей, а также для разделения газовых смесей.

Рисунок 7. Трубчатый аппарат: 1-мембрана; 2-дренажный материал; 3-трубчатый фильтрующий элемент.

Принцип действия: Трубчатый мембранный элемент состоит из мембраны 2 и дренажного каркаса. Дренажный каркас изготовляют из трубки, являющейся опорой для мембранного элемента и обеспечивающей отвод пермеата и микропористой подложки 3, исключающей вдавливание мембраны 2 в дренажные каналы трубки под воздействием рабочего давления разделяемой смеси. Различают трубчатые мембранные элементы с мембраной 2 внутри , снаружи трубки и с комбинированным ее расположением.

Из аппаратов с трубчатыми мембранными элементами наибольшее применение получили аппараты с мембраной внутри трубки. При расположении мембраны снаружи трубки можно получить трубчатые мембранные элементы малых диаметров, что позволяет значительно увеличить удельную поверхность мембран в аппарате. В аппаратах с комбинированным расположением мембран в трубчатых мембранных элементах мембраны помещаются на дренажном каркасе как внутри труб, так и снаружи их.

Преимущества: Аппараты этого типа имеют наибольшую удельную поверхность мембран. Аппараты с трубчатыми мембранными элементами нашли широкое применение

для разделения ультра- и микрофильтрацией растворов, в которых возможно образование осадка, а также для опреснения обратным осмосом воды с высокой концентрацией

солей. Возможность очистки воды, содержащей взвешенные вещества, и удобство механической очистки мембран .

Недостатки: низкая плотность упаковки мембран (до 100 м²/м³), для аппаратов с мембраной внутри трубки - малая удельная поверхность мембран в аппарате (60…200 м²/м³).