Εφαρμογή Συστήματος Υπερδιήθησης (UF) στην Ηλεκτροφορητική Επίστρωση

Η ηλεκτροφορητική επίστρωση περιλαμβάνει την εμβάπτιση του τεμαχίου εργασίας και του αντίστοιχου ηλεκτροδίου σε ένα υδατοδιαλυτό χρώμα και την εφαρμογή ηλεκτρικού ρεύματος. Μέσω της φυσικοχημικής δράσης που δημιουργείται από το ηλεκτρικό πεδίο, η ρητίνη, οι χρωστικές και τα πληρωτικά στο χρώμα κατακρημνίζονται ομοιόμορφα και εναποτίθενται στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας (που λειτουργεί ως ηλεκτρόδιο) για να σχηματίσουν μια αδιάλυτη στο νερό μεμβράνη. Το σύστημα υπερδιήθησης (UF) και οι μεμβράνες UF διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Η σωστή υιοθέτηση και προώθηση της τεχνολογίας ED-RO μπορεί να ενισχύσει σημαντικά τη χρήση του ηλεκτροφορητικού χρώματος και των υδάτινων πόρων, μειώνοντας δραστικά την εκκένωση ηλεκτροφορητικών λυμάτων. Η σωστή χρήση και συντήρηση του εξοπλισμού UF μεγιστοποιεί την απόδοση του συστήματος. Το ξέπλυμα UF μετά την ηλεκτροφόρηση αφαιρεί το επιπλέον χρώμα που προσκολλάται στην επιφάνεια της μεμβράνης, βελτιώνοντας την ποιότητα της εμφάνισης και επιτρέποντας την ανάκτηση του χρώματος.

1. Επισκόπηση του Συστήματος Υπερδιήθησης

Η υπερδιήθηση (UF) είναι μια τεχνολογία διαχωρισμού μεμβράνης που οδηγείται από μια διαφορά πίεσης σε όλη τη μεμβράνη UF, λειτουργώντας με την αρχή της μηχανικής διαλογής. Η πίεση λειτουργίας κυμαίνεται συνήθως από 0,1 έως 0,6 MPa, με μεγέθη πόρων από 1 nm έως 0,1 μm και όριο μοριακού βάρους από 500 έως 1.000.000 Da.

Στη διαδικασία UF για ηλεκτροφορητικό χρώμα, όταν το χρώμα έρχεται σε επαφή με τη μεμβράνη UF, το νερό και τα ανόργανα άλατα περνούν, ενώ η ρητίνη και τα μόρια μεγέθους χρωστικής συγκρατούνται στο υγρό χρώμα και επιστρέφονται στο ηλεκτροφορητικό λουτρό.

2. Εφαρμογή μεμβρανών UF στην ηλεκτροφορητική επίστρωση

Οι μεμβράνες UF είναι βασικός εξοπλισμός σε γραμμές ηλεκτροφορητικής επίστρωσης. Οι κύριες λειτουργίες τους είναι:

• Εξάγουν απιονισμένο νερό και διαλύτες χρώματος από το λουτρό μέσω UF για να παρέχουν νερό ξεπλύματος για ηλεκτροφορητικά τεμάχια εργασίας.

• Ξεπλένουν την περίσσεια χρώματος που προσκολλάται στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας και το επιστρέφουν στο λουτρό.

Οφέλη:

• Ανακυκλώνει το χρώμα που μεταφέρεται στις επιφάνειες των τεμαχίων εργασίας, επιτυγχάνοντας κυκλοφορία κλειστού βρόχου και εξοικονομώντας ~30% στο κόστος προμήθειας χρώματος.

• Εκκενώνει ένα τμήμα του διαπερατού UF για να απομακρύνει ιόντα ακαθαρσιών που εισάγονται κατά την επίστρωση, διατηρώντας την αγωγιμότητα και το pH του λουτρού εντός καθορισμένων ορίων.

• Επαναχρησιμοποιεί το διαπερατό UF ως νερό ξεπλύματος αντί για απιονισμένο νερό, εξαλείφοντας σχεδόν την εκκένωση χρώματος και μειώνοντας σημαντικά το βάρος της επεξεργασίας λυμάτων και την περιβαλλοντική ρύπανση.

3. Αρχή λειτουργίας και συνθήκες του συστήματος UF

3.1 Αρχή UF

Το UF απομακρύνει ιόντα ακαθαρσιών από το ηλεκτροφορητικό λουτρό και διαχειρίζεται αποτελεσματικά τους κατιονικούς και ανιονικούς ρύπους που εισάγονται σε κλειστό κύκλωμα, διασφαλίζοντας τη σταθερότητα του χρώματος και την ακεραιότητα της μεμβράνης.

Το UF είναι μια τεχνολογία διαχωρισμού μεμβράνης διαπερατότητας που καθαρίζει, διαχωρίζει ή συμπυκνώνει διαλύματα. Λειτουργεί ως διαδικασία διαλογής με βάση το μέγεθος των πόρων της μεμβράνης. Με την πίεση σε όλη τη μεμβράνη, μόνο νερό, ανόργανα άλατα και μικρά μόρια περνούν, ενώ στερεά σε αιωρήματα, κολλοειδή, πρωτεΐνες και μικροοργανισμοί συγκρατούνται. Το UF λειτουργεί συνεχώς υπό χαμηλή πίεση.

Υπό διαφορική πίεση, το υγρό του λουτρού περνά από τη μονάδα UF. Το διαπερατό ρέει στη δεξαμενή UF, με ~30% της κυκλοφορίας να προέρχεται από τη βοηθητική δεξαμενή πριν επιστρέψει στο κύριο λουτρό. Η ελάχιστη παροχή χρώματος στο σύστημα UF θα πρέπει να είναι 10× ο ρυθμός διαπερατότητας σχεδιασμού, με 20× να είναι βέλτιστος.

3.2 Κανονικά βήματα εκκίνησης και λειτουργίας

1. Επιβεβαιώστε ότι δεν υπάρχει πίεση στις γραμμές εξόδου. κλείστε την παροχή χρώματος, την είσοδο/έξοδο ξεπλύματος και τις βαλβίδες αποθήκευσης διαπερατού.

2. Ανοίξτε την κυκλοφορία χρώματος, την εκκένωση διαπερατού και όλες τις βαλβίδες απομόνωσης μετρητών πίεσης.

3. Ανοίξτε τις βαλβίδες εισόδου/εξόδου ψυκτικού υγρού στεγανοποίησης άξονα της αντλίας UF (0,2 MPa).

4. Εκκινήστε την αντλία παροχής χρώματος.

5. Ανοίξτε ελαφρά την είσοδο χρώματος για να γεμίσετε αργά το σύστημα.

6. Ανοίξτε σταδιακά τη βαλβίδα εισόδου μέχρι η πίεση βάσης να φτάσει τα 0,15 MPa, στη συνέχεια εκκινήστε την αντλία.

7. Ρυθμίστε τις βαλβίδες εισόδου και εξόδου μέχρι η διαφορική πίεση να φτάσει τα 0,2 MPa (είσοδος: 0,35 MPa, έξοδος: 0,15 MPa).

8. Ελέγξτε για διαρροές μεμβράνης. αντικαταστήστε τους δακτυλίους O ή τις μονάδες μεμβράνης εάν χρειάζεται.

9. Ο χρόνος εκκένωσης διαπερατού θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 10 λεπτά.

10. Ανοίξτε τη βαλβίδα αποθήκευσης διαπερατού και κλείστε τη βαλβίδα εκκένωσης.

3.3 Προφυλάξεις κατά τη λειτουργία UF

1. Χειριστείτε τις μονάδες μεμβράνης, τα περιβλήματα και τα αξεσουάρ απαλά για να αποφύγετε ζημιές από κρούση.

2. Οι απροσδόκητες διακοπές (διακοπή ρεύματος κ.λπ.) δεν πρέπει να υπερβαίνουν τις 2 ώρες. Καθαρίστε τις μεμβράνες αμέσως εάν παραταθούν για να αποτρέψετε την καθίζηση και το φράξιμο του χρώματος.

3. Καταγράψτε όλες τις παραμέτρους καθαρισμού και του συστήματος ηλεκτροφόρησης για την αντιμετώπιση προβλημάτων.

4. Η διαφορική πίεση εισόδου-εξόδου θα πρέπει να είναι <0,08 MPa. Αντικαταστήστε τις σακούλες φίλτρου 25 μm εάν ξεπεραστεί.

5. Μην εκτελείτε ποτέ το σύστημα UF με κλειστή τη βαλβίδα διαπερατού.

6. Μην εκκινείτε την αντλία με ανοιχτή τη βαλβίδα εκκένωσης για να αποφύγετε ζημιά στη μεμβράνη.

7. Αποφύγετε την υπερβολική ροή διαπερατού. ρυθμίστε τις βαλβίδες εντός των καθορισμένων ρυθμών.

8. Ελαχιστοποιήστε τη μεταφορά χημικών από την προεπεξεργασία. Το τελικό ξέπλυμα πριν από την ηλεκτροφόρηση θα πρέπει να έχει αγωγιμότητα σταγόνων <10 μS/cm.

Το ξέπλυμα UF μετά την ηλεκτροφόρηση αφαιρεί το επιπλέον χρώμα, βελτιώνει την εμφάνιση και ανακτά το χρώμα. Ο εξοπλισμός είναι παρόμοιος με τα συστήματα ξεπλύματος νερού μετά τη φωσφάτωση. Το τελικό ξέπλυμα με καθαρό νερό απομακρύνει τα ιόντα ακαθαρσιών για την αποφυγή ελαττωμάτων μόλυνσης. Για να αποφευχθούν δευτερεύοντα σημάδια ροής σε σχισμές λόγω ανεπαρκούς ξεπλύματος, απαιτείται πλήρες ξέπλυμα εμβάπτισης.

Το ξέπλυμα UF χρησιμοποιεί συνήθως 2–3 στάδια για τη μείωση της μεταφοράς χρώματος. Για παράδειγμα:

• Επιφάνεια οχήματος: 80–100 m²

• Μεταφορά χρώματος ανά όχημα: 7–10 L (20% στερεά)

• 1ο ξέπλυμα: 4–5% στερεά → 2ο ξέπλυμα: <1%

• Φρέσκο διαπερατό UF: <0,5% στερεά

Με ED-RO (UF + αντίστροφη όσμωση), το καθαρισμένο διαπερατό αντικαθιστά το απιονισμένο νερό για το τελικό ξέπλυμα, επιτυγχάνοντας πραγματικό κλειστό βρόχο μετά το ξέπλυμα, μειώνοντας δραστικά τα λύματα και βελτιώνοντας σημαντικά τη χρήση του χρώματος.

Το διαπερατό UF περιέχει νερό και διαλύτες χρώματος. Χρησιμοποιείται στο ξέπλυμα, αυτό το σύστημα κλειστού βρόχου αντισταθμίζει την απώλεια χρώματος και μειώνει την αγωγιμότητα του λουτρού.

4. Διαδικασία και βήματα καθαρισμού εξοπλισμού UF

Διάλυμα καθαρισμού: Συμπυκνωμένο καθαριστικό : καθαρό νερό = 1:99, θερμοκρασία 38–43°C, pH 2,0–2,2. Λόγω της υψηλής ιξώδους, κυκλοφορήστε καθαρό νερό στη δεξαμενή καθαρισμού χρησιμοποιώντας μια αντλία μέχρι >32°C, προσθέστε καθαριστικό, κυκλοφορήστε στους 35°C και στη συνέχεια ρυθμίστε το pH σε 2,0 με HCl. Ανοίξτε τις βαλβίδες καθαρισμού για τον καθαρισμό του πυρήνα της μεμβράνης, διατηρώντας το pH ≥2,2.

Η αυστηρή τήρηση της διαδικασίας είναι απαραίτητη. Μετά από παρατεταμένη χρήση, ενδέχεται να προκύψουν αστοχίες μεμβράνης UF: φράξιμο σακούλας φίλτρου, ανεπαρκής ροή/διαφορική πίεση. Παρακολουθήστε τον καθαρισμό ανά SOP για να εντοπίσετε και να επιλύσετε προβλήματα, βελτιστοποιώντας τη διαδικασία και βελτιώνοντας την ποιότητα.

4.1 Προφυλάξεις

1. Καθαρίστε όταν η ροή διαπερατού πέσει στο 70% του κανονικού. οι καθυστερήσεις προκαλούν μη αναστρέψιμο φράξιμο.

2. Το φίλτρο προ-φίλτρου ακριβείας (25 μm) αποτρέπει το φράξιμο της μεμβράνης. Αντικαταστήστε τις σακούλες ανά SOP και καθαρίζετε το φίλτρο/σωληνώσεις τακτικά.

3. Καθαρίστε αμέσως μετά από απροσδόκητες διακοπές για να αποτρέψετε το φράξιμο της μεμβράνης.

4. Λειτουργήστε αυστηρά ανά SOP. καταγράψτε όλες τις παραμέτρους UF.

4.2 Βήματα καθαρισμού

1. Κλείστε τις βαλβίδες εισόδου/εξόδου χρώματος της στοχευμένης μονάδας UF.

2. Αδειάστε πλήρως το χρώμα από τη μονάδα.

3. PREV: Επίδραση των Ασταριών Διαφορετικών Χρωμάτων από Ετερογενή Συστήματα Χρωμάτων στην Αντιστοίχιση των Επιστρώσεων
   NEXT: Βασικοί Παράγοντες που Επηρεάζουν την Υψηλή Δύναμη Ρίψης σε Ηλεκτροεπικαλύψεις