Autors: Keita
Email:kate@aquasust.com
Datums: 2025. gada 21. janvāris
1. Membrānas piesārņojuma definīcija
Membrane fouling usually refers to the process in which substances in the mixed liquid are adsorbed and aggregated on the membrane surface (external) and in the membrane pores (internal), causing the membrane pores to be blocked and the porosity to decrease, resulting in the Membrānas plūsmas vājināšanās un filtrācijas spiediena palielināšanās.
Membrānas filtrēšanas laikā ūdens molekulas un smalkas vielas turpina iziet cauri membrānai, savukārt dažas vielas tiek pārtvertas ar membrānu un bloķē membrānas poras vai nogulsnes uz membrānas virsmas, izraisot membrānas apkarošanu. Var teikt, ka membrānas pārtveršana noved pie membrānas piesārņojuma.Membrānas piesārņojuma tieša izpausme ir membrānas plūsmas samazināšanās vai darba spiediena palielināšanās.
2. Membrānas piesārņojuma veidi
(1) Klasifikācija pēc piesārņotāju sastāva
Organiskais piesārņojums
Galvenokārt nāk no makromolekulārām organiskām vielām (polisaharīdiem, olbaltumvielām utt.), Humīnskābi, mikrobu flokiem, šūnu fragmentiem utt. Jauktā šķidrumā. Starp tiem, kaut arī izšķīdušo organisko vielu SMP un EPS īpatsvars ir ļoti mazs salīdzinājumā ar MLSS, to izraisītais membrānas piesārņojums veido 26%-52%. Svarīgi faktori membrānas piesārņojumā ir arī mikroorganismu augšana un adsorbcija membrānas porās un uz membrānas virsmas.
Neorganisks piesārņojums
Veido metāla sāļi un neorganiska sāls jonu tilti. Parastais neorganiskais membrānu piesārņojums galvenokārt ir karbonātu, sulfātu un silikātu, magnija, dzelzs, silīcija utt. Salikātu mērogošana, starp kuriem ir vairāk kalcija karbonāta, kalcija sulfāta un magnija hidroksīds.
(2) Klasifikācija pēc piesārņotāju rakstura
Atgriezenisks piesārņojums (pagaidu piesārņojums): membrānas piesārņojumu var noņemt ar noteiktiem hidrauliskiem pasākumiem; piemēram, skalošana ar tīru ūdeni un aerācijas kratīšanu.
Neatgriezenisks piesārņojums (ilgtermiņa piesārņojums): membrānas piesārņojumu, ko nevar noņemt ar hidrauliskās tīrīšanas pasākumiem, var noņemt, tīrījot ar oksidētājiem, skābēm, sārmiem, reducējošiem līdzekļiem utt.
Var izskalot gan atgriezenisku, gan neatgriezenisku piesārņojumu. Piesārņojumu, ko nevar izskalot ar tīrīšanas līdzekļiem, sauc par neatgriezenisku piesārņojumu.
(3) Klasifikācija pēc piesārņotāju atrašanās vietas
Iekšējo piesārņojumu veido materiālu adsorbcija, koncentrācija, kristalizācija un agregācija sajauktajā šķidrumā membrānas porās; Ārējo piesārņojumu veido agregācija un nogulsnēšanās uz membrānas virsmas.
3Appuse Kontroles pasākumi membrānas piesārņojumam
Galvenie membrānas piesārņojuma faktori ir: membrānas raksturīgās īpašības, jauktā šķidruma īpašības un sistēmas darbības vide. No šiem trim aspektiem jāveic atbilstošie pasākumi, lai kontrolētu un atrisinātu membrānas piesārņojumu.
(1) membrānas raksturīgās īpašības
Membrānas fizikālās un ķīmiskās īpašības nosaka ar membrānas materiālu. Membrānas pretpiesārņojuma spēja jauktajā šķidrumā ir saistīta ar tās materiālu. Pētījumi liecina, ka membrānas hidrofilitāte ir ļoti svarīga ietekme uz pretpiesārņojuma spējām. Organisko membrānas materiālu vidū daži ir hidrofili materiāli, piemēram, PAN, un vairums ir hidrofobiski materiāli, piemēram, PVDF, PE, PS utt. Hidrofobiskajiem organiskajiem materiāliem, ja to lieto, jābūt hidrofiliem. Atšķirību dēļ modifikācijas procesā hidrofilitātes zudumam lietošanas laikā ir atšķirīgs ātrums.
Turklāt membrānas pretpiesārņojuma spēja ir saistīta arī ar membrānas virsmas raupjumu, membrānas virsmas lādiņu, membrānas poru lielumu utt. Vispārīgi runājot, membrānas pretpiesārņojuma spējas var jāuzlabo, izvēloties membrānas materiālu ar labāku hidrofilitāti, uzlabojot membrānas virsmas nelīdzenumu, izvēloties membrānas materiālu ar tādu pašu potenciālu kā jauktais šķidrums un piemērots membrānas poru izmērs.
Neorganiskas membrānas, piemēram, keramikas membrānas: izgatavotas no alumīnija oksīda, silīcija karbīda, titāna oksīda, cirkonija oksīda utt., Sķīstot augstā temperatūrā, tām ir acīmredzamas priekšrocības salīdzinājumā ar organiskajām membrānām plūsmas, stiprības un ķīmiskās stabilitātes ziņā.
(2) Jaukta šķidruma īpašības
Membrānas piesārņošana lielākoties ir mijiedarbības un jauktā šķidruma mijiedarbības rezultāts. Jaukta šķidruma īpašības ietver dūņu koncentrāciju un viskozitāti, daļiņu sadalījumu, izšķīdinātu organisko vielu koncentrāciju un mikrobu metabolītu koncentrāciju.
Kad dūņu koncentrācija ir zema, dūņu spēja adsorbēt un noārdīt organiskās vielas ir nepietiekama. Organisko vielu koncentrācija jauktajā šķidrumā palielinās, membrānas poras ir nopietni bloķētas, un koncentrācijas polarizācija izraisa šķīdinātāju koncentrāciju uz membrānas virsmas ievērojami palielināties, kas viegli veido želejas slāni un palielina filtrācijas pretestību. Kad dūņu koncentrācija ir augstāka par noteiktu vērtību, EPC koncentrācija palielinās, un dūņu viskozitāte strauji palielinās. Viskozitāte ietekmē membrānas plūsmu un burbuļu lielumu jauktajā šķidrumā. Dūņas ir viegli nogulsnējušās uz membrānas virsmas, veidojot biezāku dūņu slāni. Parasti tiek uzskatīts, ka dūņu koncentrācijai ir kritiska vērtība. Kad dūņu koncentrācija ir augstāka par šo vērtību, tai būs nelabvēlīga ietekme uz membrānas plūsmu. Tāpēc dūņu koncentrāciju var kontrolēt atbilstošā diapazonā, lai efektīvi kontrolētu membrānas piesārņojumu. Kļūdu paplašināšanās un dūņu sadrumstalotība var viegli izraisīt nopietnu membrānas piesārņojumu.
Turklāt MBR procesa ietekmējošajai ūdens kvalitātei ir arī liela ietekme uz jauktā šķidruma sastāvdaļām, un nepieciešama noteikta pirmapstrādes pakāpe. Piemēram, mati un atkritumi sapulcēs modeli, izraisot dūņu uzkrāšanos membrānas montāžā un tādējādi membrānas piesārņojumam. Pirms ievadīšanas aerobajā bioķīmiskajā procesā, ir jāizmanto dažādi smalku membrānas režģi; Daļiņas ar augstu cietību, piemēram, dubļi un smiltis, var sabojāt membrānas šķiedras, un to noņemšanai ir nepieciešama smilšu nogulsnēšanas tvertne; Eļļas rada piesārņojumu membrānas šķiedrām, kuras nevar iztīrīt, un, ja prasības tiek pārsniegtas, tās ir jānoņem ar eļļas atdalīšanu, flotāciju utt.; Neorganiskas vielas: var izgulsnēties un mērogot uz membrānas virsmas, bloķējot membrānas poras. To var kontrolēt ar flokulācijas nokrišņu vai pH regulēšanu, lai novērstu nokrišņus. Īpaša uzmanība īpašām situācijām jāpievērš īpaša uzmanība jāpievērš īpašai uzmanībai citiem raksturīgiem piesārņotājiem, kas ietekmē membrānu, piemēram, organiskos šķīdinātājus, virsmaktīvās vielas, defoamerus, PAM, cietību, sārmainību un temperatūru.
(3) Sistēmas darbības vide
Subkritiskā plūsma
Kritiskās plūsmas definīcija ir tāda, ka pastāv šāda plūsma, ka, kad plūsma ir lielāka par šo vērtību, TMP ievērojami palielinās; Kad plūsma ir mazāka par šo vērtību, TMP paliek stabila. Šī koncepcija var mums palīdzēt atrast atskaites punktu starp membrānas plūsmas maksimizēšanu un membrānas piesārņojuma efektīvu kontroli. Faktiskā membrānas moduļu darbībā, kad darbības plūsma ir augstāka par kritisko plūsmu, to sauc par superkritisko plūsmas darbību, un, kad darbības plūsma ir mazāka par kritisko plūsmu, to sauc par subkritisko plūsmas darbību. Praktiskos lietojumos jāizvēlas piemērota darbības plūsma. Šī darbības plūsmas vērtība ir subkritiskā diapazonā, un dažreiz darbības plūsma ir tikai aptuveni 50% no kritiskās plūsmas. Protams, ilgtermiņa MBR, pat ja tiek pieņemts subkritiskās plūsmas darbības režīms, membrānas piesārņojuma TMP pakāpeniski palielināsies.
Saprātīga aerācija
MBR aerācijas mērķis ir ne tikai nodrošināt skābekli mikroorganismiem, bet arī padarīt augošos burbuļus un traucēto ūdens plūsmu, kas rada membrānas virsmu un novērst dūņu agregāciju, lai saglabātu membrānas plūsmas stabilitāti. Tajā pašā laikā kratīšanas efekts, ko izraisa sadursme starp burbuļiem un membrānas šķiedrām, pat izraisa berzi starp membrānas šķiedrām, kas var paātrināt membrānas virsmas nogulumu izmešanu un palīdzēt mazināt membrānas piesārņojumu. Ja aerācija ir pārāk liela, uz membrānas virsmas nogulsnēto daļiņu daļiņu lielums samazināsies, padarot filtra kūkas struktūru kompaktāku, tādējādi palielinot membrānas filtrācijas pretestību; Gluži pretēji, kad aerācijas tilpums ir pārāk mazs, traucējumi vājinās un piesārņojums palielināsies, tāpēc ir jāizvēlas piemērots aerācijas tilpums.
Operācijas maiņa un apstāšanās
Saskaņā ar membrānas piesārņojuma trīs posmu teoriju, membrānas virsmas piesārņojuma veidošanai ir nepieciešams process. Pirmkārt, piesārņotāji tiks adsorbēti, nogulsnēti un uzkrāti uz membrānas virsmas. Intermitējošā iesūkšanas darbības režīma mērķis ir regulāri apturēt membrānas filtrēšanu, lai uz membrānas virsmas nogulsnētās dūņas varētu nokrist no membrānas virsmas zem bīdes spēka, ko izraisa aerācija un ūdens plūsma, lai varētu atjaunot membrānas filtrācijas veiktspēju. Parasti, jo ilgāks iesūkšanas laiks, jo lielāka suspendētu cietvielu uzkrāšanās uz membrānas virsmas; Jo ilgāks apstāšanās laiks, jo rūpīgākas dūņas, kas nokrītas uz membrānas virsmas, nokrīt, un jo vairāk membrānas filtrēšanas veiktspēju var atjaunot. Principā operācijas un pārtraukšanas maiņas metode, kas atbilst savām īpašībām, jānosaka, pamatojoties uz membrānas ražotāja ieteikumiem un faktiskā projekta darbību.