Oleh: Kate
Email:kate@aquasust.com
Tarikh: 21 Januari 2025
1. Definisi fouling membran
Fouling membran biasanya merujuk kepada proses di mana bahan -bahan dalam cecair bercampur diserap dan diagregatkan pada permukaan membran (luaran) dan dalam liang membran (dalaman), menyebabkan liang membran disekat dan porositas menurun, mengakibatkan Pelemahan fluks membran dan peningkatan tekanan penapisan.
Semasa operasi penapisan membran, molekul air dan bahan halus terus melalui membran, sementara beberapa bahan dipintas oleh membran dan menyekat liang membran atau deposit pada permukaan membran, menyebabkan fouling membran. Ia boleh dikatakan bahawa pemintasan membran membawa kepada fouling membran.Manifestasi langsung fouling membran adalah penurunan fluks membran atau peningkatan tekanan operasi.
2. Jenis pencemaran membran
(1) Klasifikasi oleh komposisi pencemar
Pencemaran organik
Terutamanya berasal dari bahan organik makromolekul (polysaccharides, protein, dan lain -lain), asid humik, floc mikrob, serpihan sel, dan lain -lain dalam cecair campuran. Antaranya, walaupun perkadaran bahan organik SMP dan EPS terlarut sangat rendah berbanding dengan MLS, pencemaran membran yang disebabkan oleh mereka menyumbang 26%-52%. Pertumbuhan dan penjerapan mikroorganisma dalam liang membran dan di permukaan membran juga merupakan faktor penting dalam pencemaran membran.
Pencemaran bukan organik
Dibentuk oleh garam logam dan penyambungan ion garam tak organik. Pencemaran bukan organik membran yang biasa adalah bahan -bahan penskalaan karbonat, sulfat dan silikat kalsium, magnesium, besi, silikon, dan lain -lain, antaranya kalsium karbonat, kalsium sulfat dan magnesium hidroksida lebih banyak.
(2) Klasifikasi dengan sifat bahan pencemar
Pencemaran yang boleh diterbalikkan (pencemaran sementara): Pencemaran membran boleh dikeluarkan oleh langkah -langkah hidraulik tertentu; seperti backwashing dengan air bersih dan pengudaraan berjabat.
Pencemaran yang tidak dapat dipulihkan (pencemaran jangka panjang): Pencemaran membran yang tidak dapat dikeluarkan oleh langkah-langkah pembersihan hidraulik boleh dikeluarkan dengan pembersihan dengan oksidan, asid, alkali, pengurangan agen, dll.
Kedua -dua pencemaran yang boleh diterbalikkan dan tidak dapat dipulihkan boleh dibasuh. Pencemaran yang tidak boleh dibasuh oleh apa -apa cara pembersihan dipanggil pencemaran yang tidak dapat dipulihkan.
(3) Klasifikasi oleh lokasi bahan pencemar
Pencemaran dalaman dibentuk oleh penjerapan, kepekatan, penghabluran dan pengagregatan bahan dalam cecair campuran dalam liang membran; Pencemaran luaran dibentuk oleh agregasi dan pemendapan pada permukaan membran.
3. Langkah Kawalan untuk Pencemaran Membran
Faktor utama untuk pencemaran membran adalah: sifat -sifat yang melekat membran, sifat cecair campuran dan persekitaran operasi sistem. Langkah -langkah yang sepadan harus diambil dari tiga aspek ini untuk mengawal dan menyelesaikan pencemaran membran.
(1) sifat -sifat membran yang wujud
Ciri -ciri fizikal dan kimia membran ditentukan oleh bahan membran. Keupayaan anti-pencemaran membran dalam cecair campuran berkaitan dengan bahannya. Kajian telah menunjukkan bahawa hidrofilik membran mempunyai pengaruh yang sangat penting terhadap keupayaan anti-pencemaran. Antara bahan membran organik, sesetengahnya adalah bahan hidrofilik seperti PAN, dan kebanyakannya adalah bahan hidrofobik seperti PVDF, PE, PS, dan lain -lain. Bahan organik hidrofobik mestilah hidrofilik apabila digunakan. Oleh kerana perbezaan dalam proses pengubahsuaian, kehilangan hidrofilik semasa penggunaan mempunyai kelajuan yang berbeza.
Di samping itu, keupayaan anti-pencemaran membran juga berkaitan dengan kekasaran permukaan membran, caj permukaan membran, saiz liang membran, dan lain-lain. diperbaiki dengan memilih bahan membran dengan hidrofilik yang lebih baik, meningkatkan kekasaran permukaan membran, memilih bahan membran dengan potensi yang sama seperti cecair campuran dan a Saiz liang membran yang sesuai.
Membran bukan organik seperti membran seramik: diperbuat daripada alumina, karbida silikon, titanium oksida, zirkonium oksida, dan lain -lain, sintered pada suhu tinggi, mereka mempunyai kelebihan yang jelas terhadap membran organik dari segi fluks, kekuatan, dan kestabilan kimia.
(2) sifat minuman keras campuran
Fouling membran sebahagian besarnya disebabkan oleh interaksi antara membran dan minuman keras campuran. Ciri -ciri minuman keras bercampur termasuk kepekatan dan kelikatan enapcemar, pengedaran zarah, kepekatan bahan organik yang dibubarkan, dan kepekatan metabolit mikrob.
Apabila kepekatan enapcemar rendah, keupayaan enapcemar untuk menyerap dan merendahkan bahan organik tidak mencukupi. Kepekatan bahan organik dalam minuman keras campuran meningkat, liang membran sangat disekat, dan polarisasi kepekatan menyebabkan kepekatan larut pada permukaan membran meningkat dengan ketara, yang mudah membentuk lapisan gel dan meningkatkan rintangan penapisan. Apabila kepekatan enapcemar lebih tinggi daripada nilai tertentu, kepekatan EPC meningkat, dan kelikatan enapcemar meningkat dengan cepat. Kelikatan mempengaruhi fluks membran dan saiz gelembung dalam minuman keras campuran. Enapcemar mudah didepositkan pada permukaan membran, membentuk lapisan enapcemar yang lebih tebal. Secara amnya dipercayai bahawa terdapat nilai kritikal untuk kepekatan enapcemar. Apabila kepekatan enapcemar lebih tinggi daripada nilai ini, ia akan memberi kesan buruk pada fluks membran. Oleh itu, kepekatan enapcemar boleh dikawal dalam julat yang sesuai untuk mengawal pencemaran membran dengan berkesan. Pengembangan enapcemar dan pemecahan enapcemar dengan mudah boleh menyebabkan pencemaran membran yang serius.
Di samping itu, kualiti air yang berpengaruh dalam proses MBR juga mempunyai pengaruh yang besar terhadap komponen minuman keras campuran, dan tahap pretreatment tertentu diperlukan. Sebagai contoh, rambut dan sampah akan menjangkakan corak, menyebabkan pengumpulan enapcemar dalam perhimpunan membran dan dengan itu pencemaran membran. Grid membran halus yang berbeza perlu digunakan untuk mengeluarkannya sebelum memasuki proses biokimia aerobik; Zarah dengan kekerasan yang tinggi seperti lumpur dan pasir boleh merosakkan gentian membran, dan tangki penyelesaian pasir diperlukan untuk mengeluarkannya; Minyak menyebabkan pencemaran kepada gentian membran yang tidak dapat dibersihkan, dan jika keperluan melebihi, mereka perlu dikeluarkan oleh pemisahan minyak, pengapungan, dan lain -lain; Bahan bukan organik: Boleh mendakan dan skala pada permukaan membran, menyekat liang membran. Ia boleh dikawal oleh pemendakan pemberbukuan atau pelarasan pH untuk mencegah hujan. Pencemar ciri -ciri lain yang mempengaruhi membran, seperti pelarut organik, surfaktan, defoamers, PAM, kekerasan, kealkalian, dan suhu, harus diberi perhatian khusus dalam situasi tertentu.
(3) persekitaran operasi sistem
Fluks subkritikal
Takrif fluks kritikal adalah bahawa terdapat fluks seperti apabila fluks lebih besar daripada nilai ini, TMP meningkat dengan ketara; Apabila fluks kurang daripada nilai ini, TMP tetap stabil. Konsep ini dapat membantu kita mencari titik rujukan antara memaksimumkan fluks membran dan secara berkesan mengawal fouling membran. Dalam operasi sebenar modul membran, apabila fluks operasi lebih tinggi daripada fluks kritikal, ia dipanggil operasi fluks superkritikal, dan apabila fluks operasi kurang daripada fluks kritikal, ia dipanggil operasi fluks subkritikal. Dalam aplikasi praktikal, fluks operasi yang sesuai mesti dipilih. Nilai fluks operasi ini adalah dalam julat subkritikal, dan kadang -kadang fluks operasi hanya kira -kira 50% daripada fluks kritikal. Sudah tentu, dalam MBR jangka panjang, walaupun mod operasi fluks subkritikal diterima pakai, TMP membran fouling secara beransur-ansur akan meningkat secara beransur-ansur.
Pengudaraan yang munasabah
Di MBR, tujuan pengudaraan bukan sahaja untuk menyediakan oksigen untuk mikroorganisma, tetapi juga untuk membuat gelembung yang semakin meningkat dan aliran air yang terganggu mereka menghasilkan membersihkan permukaan membran dan mencegah agregasi enapcemar, untuk mengekalkan kestabilan fluks membran. Pada masa yang sama, kesan gemetar yang disebabkan oleh perlanggaran antara gelembung dan serat membran bahkan menyebabkan geseran antara serat membran, yang dapat mempercepatkan penumpahan sedimen permukaan membran dan membantu meringankan pencemaran membran. Apabila pengudaraan terlalu besar, saiz zarah zarah yang didepositkan pada permukaan membran akan berkurangan, menjadikan struktur kek penapis lebih padat, dengan itu meningkatkan rintangan penapisan membran; Sebaliknya, apabila jumlah pengudaraan terlalu kecil, gangguan akan melemahkan dan pencemaran akan meningkat, jadi perlu memilih jumlah pengudaraan yang sesuai.
Penggantian operasi dan berhenti
Menurut teori tiga peringkat pencemaran membran, pembentukan pencemaran permukaan membran memerlukan proses. Pertama, bahan pencemar akan diserap, disimpan, dan terkumpul di permukaan membran. Mod operasi sedutan sekejap bertujuan untuk menghentikan penapisan membran secara teratur supaya enapcemar yang didepositkan pada permukaan membran boleh jatuh dari permukaan membran di bawah daya ricih yang disebabkan oleh pengudaraan dan aliran air, supaya prestasi penapisan membran dapat dipulihkan. Secara amnya, semakin lama masa sedutan, semakin besar pengumpulan pepejal yang digantung pada permukaan membran; Semakin lama masa berhenti, lebih teliti enapcemar yang didepositkan pada permukaan membran jatuh, dan lebih banyak prestasi penapisan membran dapat dipulihkan. Pada dasarnya, kaedah operasi dan menghentikan kaedah yang memenuhi ciri -cirinya sendiri harus ditentukan berdasarkan cadangan pengeluar membran dan operasi projek sebenar.