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La technologie d’ultrafiltration est une technologie de filtration membranaire pilotée par pression. Sous l'action de la pression, l'eau et les substances de faible poids moléculaire peuvent traverser la membrane d'ultrafiltration, tandis que les particules, les colloïdes et les substances macromoléculaires sont retenues. Le principe d'élimination de l'ultrafiltration est principalement l'exclusion granulométrique (filtration mécanique), bien que les particules ou les membranes présentant une charge et une chimie de surface puissent affecter l'efficacité de la purification. La plage de taille des pores de l'ultrafiltration est d'environ 1 000 à 500 000 Daltons, ce qui est plus grand que celui de la nanofiltration (200 à 1 000 Daltons). Les matériaux des membranes d'ultrafiltration sont principalement des polymères tels que le polysulfone ou le polyamide. Selon les exigences spécifiques de l'application, les membranes d'ultrafiltration peuvent être transformées en feuilles, en fibres creuses ou découpées en disques. Dans de nombreuses applications pratiques, un petit morceau de membrane d'ultrafiltration peut être rapidement bloqué par les impuretés filtrantes et provoquer une chute rapide du débit de filtration. Par conséquent, les membranes d'ultrafiltration sont généralement transformées en grandes zones de filtration, et la direction de filtration est tangentielle à la surface de la membrane pour minimiser le risque d'encrassement de la membrane, comme une grande feuille (plusieurs pieds carrés) de membranes d'ultrafiltration enroulée en spirale au centre Membrane roulée des éléments réalisés sur des tubes, ou des éléments de membrane d'ultrafiltration à fibres creuses contenant de nombreuses fibres fines de membrane d'ultrafiltration.
L'ultrafiltration élimine efficacement les colloïdes, les protéines, les bactéries, les pyrogènes (par exemple, les endotoxines bactériennes à Gram négatif) et autres matières organiques dont le poids moléculaire est supérieur à la taille des pores de la membrane. L'ultrafiltration peut être utilisée comme prétraitement par osmose inverse ou comme filtration terminale de l'eau déminéralisée. Lorsqu'une eau de première qualité est requise, il est particulièrement important de minimiser la précipitation des ions des matières premières dans la membrane d'ultrafiltration et de réduire l'angle mort du débit d'eau pour éviter la pollution bactérienne et organique. Dans ce cas, la membrane d'ultrafiltration à fibres creuses peut être utilisée comme élément filtrant d'eau ultrapure idéal. L'élément de membrane d'ultrafiltration à fibres creuses utilisé dans le système d'eau ultrapure est encapsulé dans un récipient en plastique de haute pureté avec une faible dissolution d'ions et de matière organique. L'eau désionisée de 18,2 MΩ.cm entre dans le récipient d'ultrafiltration et entre en contact avec la paroi extérieure de la membrane à fibres creuses pour la filtration. En pénétrant à l'intérieur de la membrane, l'eau filtrée est collectée à grande vitesse et s'écoule sous forme d'eau produite, minimisant ainsi l'impact des précipités et des polluants sur la qualité de l'eau. En raison de la purification continue de l'eau et de la concentration des solutés, la membrane d'ultrafiltration peut être encrassée et bloquée. Afin de garantir le débit de l'eau produite et la pureté de la qualité de l'eau, il est nécessaire d'effectuer périodiquement un rinçage sous pression sur la surface de la membrane du côté eau concentrée de la membrane d'ultrafiltration. L'efficacité de filtration d'une membrane d'ultrafiltration peut être exprimée sous la forme de sa valeur de réduction logarithmique (LRV) comme suit : Log=[teneur en contaminants dans l'eau d'alimentation]/[teneur en contaminants dans l'eau produite} L'évaluation de l'efficacité d'élimination des endotoxines de l'ultrafiltration à fibres creuses dépend de la teneur en endotoxines dans la plage de l'eau d'alimentation et de la LRV valeur. Le taux d'élimination des endotoxines LRV de la membrane d'ultrafiltration à fibres creuses était respectivement de 3,7 et 6,6. La mesure des contaminants de l’eau d’alimentation et de produit pour garantir la qualité de l’eau du produit final est extrêmement importante dans les applications pratiques. Une unité d'ultrafiltration complète doit garantir des paramètres de fonctionnement corrects et réussir les tests de qualité, y compris les tests de fonctionnement direct et les tests de fuite de pression d'air. L'eau désionisée par ultrafiltration est utilisée pour des applications biologiques très sensibles aux bactéries, aux protéines, aux ions métalliques ou aux matières organiques dissoutes. Avec une filtration continue, l’accumulation de contaminants peut avoir un impact négatif sur la qualité de l’eau et les résultats expérimentaux. La désinfection chimique est une méthode efficace pour détruire les bactéries et les polluants organiques présents dans les membranes d'ultrafiltration. Cependant, une désinfection de routine régulière peut entraîner une baisse de la résistivité de l’eau ultrapure en raison de la concentration ionique élevée du désinfectant. L'ultrafiltration bien conçue peut nettoyer efficacement les résidus ioniques après la désinfection, permettre à l'eau de restaurer rapidement la meilleure résistivité et garantir que la matière organique est efficacement éliminée.
Les membranes d'ultrafiltration à faible nettoyage sont stérilisées sans avoir recours à des désinfectants préparés à la main. Dans certaines applications, les unités d’ultrafiltration terminales constituent une méthode efficace pour traiter de petites quantités d’eau. Cette unité d'ultrafiltration permet une filtration efficace tout en réduisant l'entretien et la consommation d'eau.
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