Путь развития половолоконной
ПЭС мембраны компании «ТЕКОН МТ»

• Геометрия волокна

Изначально мы выпускали волокно с наружным и внутренним диаметром 1.5 и 1.0 мм соответственно. Уже немного позже изучив вопрос укладки волокна и эффективной площади поверхности мембраны в модуле, стало ясно, что такая геометрия ничем не оправдана, кроме, разве что, удобства формования – чем больше фильера, тем меньше требования к чистоте растворов и качеству их приготовления.

Таким образом, мембрана первого поколения, по существу, была аналогична китайским модулям ультрафильтрации, которые в данный момент представлены на рынке РФ. При относительно низкой стоимости, модули из Китая имеют крайне низкое значение проницаемости и, в тоже время, очень высокий потенциал выхода волокон из строя.

2. Второе поколение

Основной задачей разработки следующего поколения было получение правильной структуры волокна, а также снижение размеров волокна.

• Губчатая структура волокна

Благодаря оптимизации состава формовочного раствора и режима его формования был решен вопрос «пальчиковой структуры волокна». На поперечном срезе мембране видно, что структура стала «губчатой», однородной. Выход из строя таких волокон происходит гораздо реже, поэтому модули на основе волокон с губчатой структурой поддерживают высокое качество подготовленной воды очень долгое время (более 5 лет).

• Геометрия волокна

Благодаря изменению конструкции фильер, мы перешли на изготовление волокна с геометрией 1.3/0.8, что существенно увеличило коэффициент упаковки волокон в модуль ультрафильтрации, подняв значение площади до конкурентноспособных величин.

• Внутренний селективный слой

Однако у волокон второго поколения был один существенный недостаток – рыхлый селективный слой. Ограничивающая пора в волокне, как и положено, была 20 нанометров (мы подтверждали это число порометрией, а также данными по отсечке стандартных молекул, таких как альбумин, декстран и хитозан), однако эти поры располагались не на внутренней поверхности, а глубже. Из-за этого во время эксплуатации рыхлая внутренняя поверхность забивалась загрязнениями, которые в последствии очень трудно было убрать обратными промывками.
Данная проблема была выявлена при работе модулей на ледяной воде. Из-за того, что грязь забивала такой «рыхлый» селективный слой, создавалось дополнительное сопротивление, которое не удавалось отмывать обратными промывами. Росло трансмембранное давление, а в период заморозков значения ТМД при нормальной эксплуатации модулей и так высокие, и по этой причине модули с волокном второго поколения чаще приходилось подвергать процедурам химической мойки.

3. Третье поколение

Эксплуатация модулей на ледяной воде сподвигла нашу команду продолжить разработки. Основной задачей было получить ограничивающие поры прямо на внутренней поверхности волокна. Плюс сделать эту поверхность менее рыхлой, без складок.

Работа по новой оптимизации раствора и режима формования велась порядка одного года. В результате чего было получено волокно с гладкой внутренней поверхностью. Модули на волокне третьего поколения успешно прошли испытания ледяной воды.

4. Четвертое поколение

Разработка ультрафильтрационного волокна 4-го поколения проводилась с целью увеличения показателя удельной производительности. Основная сложность этой задачи состояла в том, чтобы сохранить размеры поры (20 нм), тем самым не снизив качество очистки воды, но увеличить само количество пор. Основное внимание в этой работе уделялось добавкам и последующей обработке волокон.

Благодаря увеличению пористости селективного слоя, удалось увеличить удельную производительность почти на 50 % по сравнению с волокном третьего поколения. Ограничивающий же размер пор селективного слоя так и остался 20 нм.

На данный момент мы не оставляем направления разработки УФ волокон из ПЭС и уже заняты пятым поколением. Мы экспериментируем с добавками, в частности добавками сульфированных полимеров, с желанием еще увеличить удельную проницаемость.