Viimase 30 aasta jooksul on membraantehnoloogiast saanud järk-järgult pinnavee puhastamise ja joogivee puhastamise standard. Siiski on veetaimede otsustajaid pidevalt vaevanud võtmeküsimus: keraamilised membraanid või orgaanilised membraanid? Orgaanilised õõneskiud-ultrafiltreerimis-/mikrofiltreerimismembraanid (PVDF, PES materjalid) on domineerinud pikka aega pärast nende kasutuselevõttu esimeses Prantsusmaa veetehases 1988. aastal. Kuigi keraamilised membraanid said alguse varem, hakkasid need kulude vähenemise ja tehnoloogilise küpsuse tõttu tõeliselt proovile panema alles viimasel kümnendil orgaaniliste membraanide domineerimise vastu. Põhiline vastuolu seisneb selles: keraamiliste membraanide alginvesteering on suur, kuid nende eluiga on pikk; orgaanilised membraanid on odavamad, kuid nendega kaasnevad varjatud kulud, nagu vananemine, kiudude purunemine ja voo vähenemine. Selle artikli eesmärk on selgitada{6}}otsuste langetamise raamistikku, mis arvestab hinda lühiajaliselt ja kogukulu pikas perspektiivis.
I. Toimivuse võrdlus: vastuolulised laboriandmed, tegelikud{1}}tulemused maailmas
1. Flux Performance: absoluutset võitjat pole
Varajased uuringud (1990ndad) arvasid üldiselt, et orgaanilistel membraanidel on suurem voog, kuid probleem oli selles, et need katsed ei kontrollinud hüdraulilisi tingimusi.
Membraanimoodulite mahu---pindala (V/A) mõjutab oluliselt Reynoldsi arvu ja läbilaskvust. Kui teadlased standardisid hüdraulilisi tingimusi, leidsid nad, et: keraamiliste ja orgaaniliste membraanide jätkusuutlik netoläbilaskvuse erinevus oli minimaalne; keraamilistel membraanidel oli suurem tagasipesu efektiivsus; keemilise puhastuse efektiivsus oli mõlema puhul võrreldav; ja kõrge kaltsiumisisaldusega veeallikates näitasid keraamilised membraanid tugevamat vastupidavust pöördumatule saastumisele.
Peamine järeldus:{0}}lühiajalised katsetestid ei suuda kajastada tegelikke erinevusi; insenerdisain on olulisem kui membraanimaterjal ise.
2. Vananemisprobleemid: orgaaniliste membraanide Achilleuse kand. See on keraamiliste membraanide peamine konkurentsieelis, aga ka kõige kergemini alahinnatav pikaajaline-kulu.
Katkise membraani parandamise tegelik hind: iga purunenud membraan nõuab ligikaudu 1,5 töötundi; suurtes veetaimedes võib aastas miljoni liitri päevase võimsuse kohta tekkida 10–80 membraani purunemist. Väikeste veejaamade puhul võib purunenud membraani parandamise tööjõukulu moodustada 40% tegevuskuludest (OPEX).
II. Otsus-Raamistik: neli sammu õige membraanitehnoloogia valimiseks
Analüüsi põhjal soovitame veetaimede{0}}otsusetegijatel hinnata järgmist protsessi:
1. samm: veeallika omaduste hindamine, kõrge orgaanilise aine/kõrge hägususega pinnavesi → keraamilise membraani eelised laienevad madala hägususega põhjaveele → orgaanilistest membraanidest võib piisata
2. samm: mastaabisäästu hindamine Väikesed veejaamad (<5 MLD) → Ceramic membranes' labor-saving value amplified to large water plants → Requires precise calculation of CFL ratio
3. samm: finantsmudeli valik, mis võimaldab CAPEX-i-OPEX-i-mööndusi (nt PPP-mudel) → Keraamilised membraanid eelistavad madalat-hinnapakkumist → Orgaanilistel membraanidel on lühiajaline-eelis
4. samm: riskitaluvus, vastumeelsus töö ebakindlusele → Keraamilised membraanid aktsepteerivad perioodilist membraani asendamist ja hooldust → Orgaanilised membraanid
