Oleh: Kate
Email:kate@aquasust.com
Tanggal: 21 Januari 2025
1. Definisi fouling membran
Fouling membran biasanya mengacu pada proses di mana zat dalam cairan campuran diadsorpsi dan dikumpulkan pada permukaan membran (eksternal) dan pada pori -pori membran (internal), menyebabkan pori -pori membran diblokir dan porositasnya berkurang, menghasilkan pada Atenuasi fluks membran dan peningkatan tekanan filtrasi.
Selama pengoperasian filtrasi membran, molekul air dan zat halus terus melewati membran, sementara beberapa zat dicegat oleh membran dan memblokir pori -pori membran atau deposit pada permukaan membran, menyebabkan pengotoran membran. Dapat dikatakan bahwa intersepsi membran menyebabkan pengotoran membran.Manifestasi langsung dari fouling membran adalah penurunan fluks membran atau peningkatan tekanan operasi.
2. Jenis polusi membran
(1) Klasifikasi dengan komposisi polutan
Polusi organik
Terutama berasal dari bahan organik makromolekul (polisakarida, protein, dll.), Asam humat, flok mikroba, fragmen sel, dll. Dalam cairan campuran. Di antara mereka, meskipun proporsi SMP bahan organik terlarut dan EPS sangat rendah dibandingkan dengan MLSS, polusi membran yang disebabkan oleh mereka menyumbang 26%-52%. Pertumbuhan dan adsorpsi mikroorganisme di pori -pori membran dan pada permukaan membran juga merupakan faktor penting dalam polusi membran.
Polusi anorganik
Dibentuk oleh garam logam dan bridging ion garam anorganik. Polusi anorganik yang umum dari membran terutama adalah zat penskalaan karbonat, sulfat dan silikat kalsium, magnesium, besi, silikon, dll., Di antaranya kalsium karbonat, kalsium sulfat dan magnesium hidroksida lebih.
(2) Klasifikasi berdasarkan sifat polutan
Polusi reversibel (polusi sementara): Polusi membran dapat dihilangkan dengan tindakan hidrolik tertentu; seperti backwashing dengan air bersih dan guncangan aerasi.
Polusi ireversibel (polusi jangka panjang): Polusi membran yang tidak dapat dihilangkan dengan langkah-langkah pembersihan hidrolik dapat dihilangkan dengan membersihkan dengan oksidan, asam, alkali, agen pereduksi, dll.
Polusi reversibel dan ireversibel dapat dicuci. Polusi yang tidak dapat dicuci dengan cara pembersihan apa pun disebut polusi yang tidak dapat diubah.
(3) Klasifikasi berdasarkan lokasi polutan
Polusi internal dibentuk oleh adsorpsi, konsentrasi, kristalisasi dan agregasi bahan dalam cairan campuran dalam pori -pori membran; Polusi eksternal dibentuk oleh agregasi dan pengendapan pada permukaan membran.
3. Kontrol langkah -langkah untuk polusi membran
Faktor utama untuk polusi membran adalah: sifat inheren membran, sifat cairan campuran dan lingkungan operasi sistem. Langkah -langkah yang sesuai harus diambil dari ketiga aspek ini untuk mengendalikan dan menyelesaikan polusi membran.
(1) Sifat inheren membran
Sifat fisik dan kimia membran ditentukan oleh bahan membran. Kemampuan anti-polusi membran dalam cairan campuran terkait dengan bahannya. Studi telah menunjukkan bahwa hidrofilisitas membran memiliki pengaruh yang sangat penting pada kemampuan anti-polusi. Di antara bahan membran organik, beberapa adalah bahan hidrofilik seperti PAN, dan sebagian besar adalah bahan hidrofobik seperti PVDF, PE, PS, dll. Bahan organik hidrofobik harus bersifat hidrofilik saat digunakan. Karena perbedaan dalam proses modifikasi, hilangnya hidrofilisitas selama penggunaan memiliki kecepatan yang berbeda.
Selain itu, kemampuan anti-polusi membran juga terkait dengan kekasaran permukaan membran, muatan permukaan membran, ukuran pori membran, dll. Secara umum, kemampuan anti-polusi dari membran dapat ditingkatkan dengan memilih bahan membran dengan hidrofilisitas yang lebih baik, meningkatkan kekasaran permukaan membran, memilih bahan membran dengan potensi yang sama dengan cairan campuran dan ukuran pori membran yang sesuai.
Membran anorganik seperti membran keramik: terbuat dari alumina, silikon karbida, titanium oksida, zirkonium oksida, dll., Disinter pada suhu tinggi, mereka memiliki keunggulan yang jelas dibandingkan membran organik dalam hal fluks, kekuatan, dan stabilitas bahan kimia.
(2) Sifat minuman keras campuran
Fouling membran sebagian besar merupakan hasil interaksi antara membran dan minuman keras campuran. Sifat -sifat minuman keras campuran meliputi konsentrasi dan viskositas lumpur, distribusi partikel, konsentrasi bahan organik terlarut, dan konsentrasi metabolit mikroba.
Ketika konsentrasi lumpur rendah, kemampuan lumpur untuk menyerap dan menurunkan bahan organik tidak cukup. Konsentrasi bahan organik dalam minuman keras campuran meningkat, pori -pori membran diblokir secara serius, dan polarisasi konsentrasi menyebabkan konsentrasi zat terlarut pada permukaan membran meningkat secara signifikan, yang dengan mudah membentuk lapisan gel dan meningkatkan resistansi filtrasi. Ketika konsentrasi lumpur lebih tinggi dari nilai tertentu, konsentrasi EPC meningkat, dan viskositas lumpur meningkat dengan cepat. Viskositas mempengaruhi fluks membran dan ukuran gelembung dalam minuman keras campuran. Lumpur mudah diendapkan pada permukaan membran, membentuk lapisan lumpur yang lebih tebal. Secara umum diyakini bahwa ada nilai kritis untuk konsentrasi lumpur. Ketika konsentrasi lumpur lebih tinggi dari nilai ini, ia akan memiliki efek buruk pada fluks membran. Oleh karena itu, konsentrasi lumpur dapat dikontrol dalam kisaran yang sesuai untuk secara efektif mengontrol polusi membran. Ekspansi lumpur dan fragmentasi lumpur dapat dengan mudah menyebabkan polusi membran yang serius.
Selain itu, kualitas air yang berpengaruh dari proses MBR juga memiliki pengaruh besar pada komponen minuman keras campuran, dan tingkat pretreatment tertentu diperlukan. Misalnya, rambut dan sampah akan melibatkan pola, menyebabkan akumulasi lumpur dalam rakitan membran dan dengan demikian polusi membran. Kisi -kisi membran halus yang berbeda perlu digunakan untuk menghapusnya sebelum memasuki proses biokimia aerobik; Partikel dengan kekerasan tinggi seperti lumpur dan pasir dapat merusak serat membran, dan tangki pengendapan pasir diperlukan untuk menghilangkannya; Minyak menyebabkan polusi pada serat membran yang tidak dapat dibersihkan, dan jika persyaratan terlampaui, mereka perlu dihilangkan dengan pemisahan minyak, pengapungan, dll.; Materi anorganik: Dapat mengendap dan skala pada permukaan membran, menghalangi pori -pori membran. Ini dapat dikontrol dengan presipitasi flokulasi atau penyesuaian pH untuk mencegah presipitasi. Polutan karakteristik lain yang mempengaruhi membran, seperti pelarut organik, surfaktan, defoamer, PAM, kekerasan, alkalinitas, dan suhu, harus diberi perhatian khusus dalam situasi tertentu.
(3) Lingkungan operasi sistem
Fluks subkritis
Definisi fluks kritis adalah bahwa ada fluks sehingga ketika fluks lebih besar dari nilai ini, TMP meningkat secara signifikan; Ketika fluks kurang dari nilai ini, TMP tetap stabil. Konsep ini dapat membantu kita menemukan titik referensi antara memaksimalkan fluks membran dan secara efektif mengendalikan fouling membran. Dalam operasi aktual modul membran, ketika fluks operasi lebih tinggi dari fluks kritis, itu disebut operasi fluks superkritis, dan ketika fluks operasi kurang dari fluks kritis, itu disebut operasi fluks subkritis. Dalam aplikasi praktis, fluks operasi yang sesuai harus dipilih. Nilai fluks operasi ini berada dalam kisaran subkritis, dan kadang -kadang fluks operasi hanya sekitar 50% dari fluks kritis. Tentu saja, dalam MBR jangka panjang, bahkan jika mode operasi fluks subkritis diadopsi, TMP fouling membran secara bertahap akan meningkat.
Aerasi yang wajar
Dalam MBR, tujuan aerasi tidak hanya untuk menyediakan oksigen untuk mikroorganisme, tetapi juga untuk membuat gelembung yang meningkat dan aliran air yang terganggu yang mereka hasilkan membersihkan permukaan membran dan mencegah agregasi lumpur, sehingga mempertahankan stabilitas fluks membran. Pada saat yang sama, efek pengocokan yang disebabkan oleh tabrakan antara gelembung dan serat membran bahkan menyebabkan gesekan antara serat membran, yang dapat mempercepat pelepasan sedimen permukaan membran dan membantu mengurangi polusi membran. Ketika aerasi terlalu besar, ukuran partikel partikel yang diendapkan pada permukaan membran akan berkurang, membuat struktur kue filter lebih kompak, sehingga meningkatkan resistensi filtrasi membran; Sebaliknya, ketika volume aerasi terlalu kecil, gangguan akan melemah dan polusi akan meningkat, sehingga perlu untuk memilih volume aerasi yang sesuai.
Bergantian Operasi dan Berhenti
Menurut teori tiga tahap polusi membran, pembentukan polusi permukaan membran membutuhkan suatu proses. Pertama, polutan akan diadsorpsi, disimpan, dan terakumulasi pada permukaan membran. Mode operasi hisap intermiten bertujuan untuk menghentikan filtrasi membran secara teratur sehingga lumpur yang diendapkan pada permukaan membran dapat jatuh dari permukaan membran di bawah gaya geser yang disebabkan oleh aerasi dan aliran air, sehingga kinerja filtrasi membran dapat dipulihkan. Secara umum, semakin lama waktu hisap, semakin besar akumulasi padatan tersuspensi pada permukaan membran; Semakin lama waktu berhenti, semakin teliti lumpur yang disimpan pada permukaan membran jatuh, dan semakin banyak kinerja filtrasi membran dapat dipulihkan. Pada prinsipnya, metode operasi dan penghentian pergantian yang memenuhi karakteristiknya sendiri harus ditentukan berdasarkan rekomendasi produsen membran dan pengoperasian proyek yang sebenarnya.