Di: Kate
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Data: 21 gennaio 2025
1. Definizione di fouling di membrana
L'utilizzo della membrana di solito si riferisce al processo in cui le sostanze nel liquido misto sono adsorbite e aggregate sulla superficie della membrana (esterna) e nei pori di membrana (interni), causando il blocco dei pori di membrana e la porosità di diminuire, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, con conseguente riduzione della porosità, risultando in Attenuazione del flusso di membrana e aumento della pressione di filtrazione.
Durante il funzionamento della filtrazione della membrana, le molecole d'acqua e le sostanze sottili continuano a passare attraverso la membrana, mentre alcune sostanze vengono intercettate dalla membrana e bloccano i pori di membrana o il deposito sulla superficie della membrana, causando un incrociazione della membrana. Si può dire che l'intercettazione della membrana porta a un'erbatura della membrana.La manifestazione diretta del fouling della membrana è la diminuzione del flusso di membrana o l'aumento della pressione operativa.
2. Tipi di inquinamento da membrana
(1) Classificazione per composizione inquinante
Inquinamento organico
Viene principalmente dalla materia organica macromolecolare (polisaccaridi, proteine, ecc.), Acido umico, Floc microbici, frammenti di cellule, ecc. Nel liquido misto. Tra questi, sebbene la proporzione di SMP e EPS organici disciolti sia molto bassa rispetto a MLSS, l'inquinamento da membrana da essi causati da loro rappresenta il 26%-52%. La crescita e l'adsorbimento dei microrganismi nei pori di membrana e sulla superficie della membrana sono anche fattori importanti nell'inquinamento della membrana.
Inquinamento inorganico
Formata da sali di metallo e ponte di ioni di sale inorganico. L'inquinamento inorganico comune delle membrane è principalmente ridimensionamento di sostanze di carbonati, solfati e silicati di calcio, magnesio, ferro, silicio, ecc., Tra i quali sono più carbonati di calcio, solfato di calcio e idrossido di magnesio.
(2) Classificazione per natura degli inquinanti
Inquinamento reversibile (inquinamento temporaneo): l'inquinamento da membrana può essere rimosso mediante alcune misure idrauliche; Come il backwashing con acqua pulita e tremori di aerazione.
Inquinamento irreversibile (inquinamento a lungo termine): l'inquinamento da membrana che non può essere rimosso mediante misure di pulizia idraulica può essere rimosso pulindo con ossidanti, acidi, alcali, riducendo gli agenti, ecc.
L'inquinamento reversibile e irreversibile può essere lavato. L'inquinamento che non può essere spazzato via con alcun mezzo di pulizia è chiamato inquinamento irreversibile.
(3) Classificazione per posizione degli inquinanti
L'inquinamento interno è formato dall'adsorbimento, dalla concentrazione, dalla cristallizzazione e dall'aggregazione dei materiali nel liquido misto nei pori di membrana; L'inquinamento esterno è formato da aggregazione e deposizione sulla superficie della membrana.
3. Misure di controllo per l'inquinamento da membrana
I principali fattori per l'inquinamento della membrana sono: proprietà intrinseche della membrana, proprietà del liquido misto e dell'ambiente operativo del sistema. Le misure corrispondenti dovrebbero essere prese da questi tre aspetti per controllare e risolvere l'inquinamento della membrana.
(1) Proprietà intrinseche della membrana
Le proprietà fisiche e chimiche della membrana sono determinate dal materiale della membrana. La capacità anti-inquinamento della membrana nel liquido misto è correlata al suo materiale. Studi hanno dimostrato che l'idrofilia della membrana ha un'influenza molto importante sulla capacità di anti-inquinamento. Tra i materiali di membrana organica, alcuni sono materiali idrofili come PAN e la maggior parte sono materiali idrofobici come PVDF, PE, PS, ecc. I materiali organici idrofobici devono essere idrofili quando utilizzati. A causa delle differenze nel processo di modifica, la perdita di idrofilia durante l'uso ha velocità diverse.
Inoltre, la capacità anti-inquinamento della membrana è anche correlata alla rugosità superficiale della membrana, alla carica superficiale della membrana, alla dimensione dei pori della membrana, ecc. In generale, la capacità anti-impollution della membrana può essere migliorato selezionando un materiale a membrana con migliore idrofilia, migliorando la rugosità della superficie della membrana, selezionando un materiale a membrana con lo stesso potenziale del liquido misto e un adatto dimensione dei pori di membrana.
Membrane inorganiche come membrane ceramiche: realizzate in allumina, carburo di silicio, ossido di titanio, ossido di zirconio, ecc.
(2) Proprietà del liquore misto
L'informio di membrana è in gran parte il risultato dell'interazione tra la membrana e il liquore misto. Le proprietà del liquore mista includono la concentrazione di fanghi e la viscosità, la distribuzione delle particelle, la concentrazione di materia organica disciolta e la concentrazione di metaboliti microbici.
Quando la concentrazione di fanghi è bassa, la capacità dei fanghi di adsorbire e degradare la materia organica è insufficiente. La concentrazione di materia organica nel liquore misto aumenta, i pori di membrana sono seriamente bloccati e la polarizzazione della concentrazione fa sì che la concentrazione di soluti sulla superficie della membrana aumenti in modo significativo, il che forma facilmente uno strato di gel e aumenta la resistenza alla filtrazione. Quando la concentrazione di fanghi è superiore a un certo valore, la concentrazione di EPC aumenta e la viscosità dei fanghi aumenta rapidamente. La viscosità colpisce il flusso di membrana e la dimensione delle bolle nel liquore misto. I fanghi sono facilmente depositati sulla superficie della membrana, formando uno strato di fanghi più spesso. Si ritiene generalmente che esista un valore critico per la concentrazione di fanghi. Quando la concentrazione di fanghi è superiore a questo valore, avrà un effetto avverso sul flusso di membrana. Pertanto, la concentrazione di fanghi può essere controllata all'interno di un intervallo appropriato per controllare efficacemente l'inquinamento della membrana. L'espansione dei fanghi e la frammentazione dei fanghi possono facilmente causare un grave inquinamento da membrana.
Inoltre, l'influente qualità dell'acqua del processo MBR ha anche una grande influenza sui componenti del liquore misto ed è richiesto un certo grado di pretrattamento. Ad esempio, i capelli e la spazzatura intrappoleranno il motivo, causando l'accumulo di fanghi nell'assemblaggio della membrana e quindi l'inquinamento della membrana. Per rimuoverle diverse griglie a membrana fine per rimuoverle prima di entrare nel processo biochimico aerobico; Le particelle con elevata durezza come fango e sabbia possono danneggiare le fibre di membrana e è necessario un serbatoio di insediamento di sabbia per rimuoverle; Gli oli causano l'inquinamento alle fibre di membrana che non possono essere pulite e, se i requisiti vengono superati, devono essere rimossi mediante separazione dell'olio, flottazione, ecc.; Materia inorganica: può precipitare e scala sulla superficie della membrana, bloccando i pori di membrana. Può essere controllato mediante precipitazione di flocculazione o regolazione del pH per prevenire le precipitazioni. Altri inquinanti caratteristici che influenzano la membrana, come solventi organici, tensioattivi, defoamer, PAM, durezza, alcalinità e temperatura, dovrebbero essere prestati particolare attenzione in situazioni specifiche.
(3) Ambiente operativo di sistema
Flusso subcritico
La definizione di flusso critico è che esiste un tale flusso che quando il flusso è maggiore di questo valore, TMP aumenta in modo significativo; Quando il flusso è inferiore a questo valore, TMP rimane stabile. Questo concetto può aiutarci a trovare un punto di riferimento tra la massimizzazione del flusso di membrana e il controllo efficace della membrana. Nell'effettivo funzionamento dei moduli di membrana, quando il flusso operativo è superiore al flusso critico, si chiama funzionamento del flusso supercritico e quando il flusso operativo è inferiore al flusso critico, si chiama funzionamento del flusso subcritico. In applicazioni pratiche, è necessario selezionare un flusso operativo adatto. Questo valore di flusso operativo è nell'intervallo subcritico e talvolta il flusso operativo è solo circa il 50% del flusso critico. Naturalmente, in un MBR a lungo termine, anche se viene adottata la modalità di funzionamento del flusso subcritico, il TMP del fouling della membrana aumenterà gradualmente.
Aerazione ragionevole
In MBR, lo scopo dell'aerazione non è solo quello di fornire ossigeno per i microrganismi, ma anche di rendere le bolle in aumento e il flusso d'acqua disturbato che generano pulire la superficie della membrana e prevenire l'aggregazione dei fanghi, in modo da mantenere la stabilità del flusso di membrana. Allo stesso tempo, l'effetto tremante causato dalla collisione tra bolle e fibre di membrana provoca persino attrito tra fibre di membrana, che può accelerare lo spargimento di sedimenti di superficie della membrana e aiutare ad alleviare l'inquinamento della membrana. Quando l'aerazione è troppo grande, la dimensione delle particelle di particelle depositate sulla superficie della membrana diminuirà, rendendo la struttura della torta del filtro più compatta, aumentando così la resistenza alla filtrazione della membrana; Al contrario, quando il volume di aerazione è troppo piccolo, il disturbo si indebolirà e l'inquinamento aumenterà, quindi è necessario scegliere un volume di aerazione adeguato.
Alternanza di funzionamento e fermata
Secondo la teoria a tre fasi dell'inquinamento della membrana, la formazione dell'inquinamento superficiale della membrana richiede un processo. In primo luogo, gli inquinanti saranno adsorbiti, depositati e accumulati sulla superficie della membrana. La modalità di operazione di aspirazione intermittente mira a fermare regolarmente la filtrazione della membrana in modo che i fanghi depositati sulla superficie della membrana possano cadere dalla superficie della membrana sotto la forza di taglio causata da aerazione e flusso d'acqua, in modo che le prestazioni di filtrazione della membrana possano essere ripristinate. Generalmente, maggiore è il tempo di aspirazione, maggiore è l'accumulo di solidi sospesi sulla superficie della membrana; Più è lungo il tempo di arresto, più sono accurati i fanghi depositati sulla superficie della membrana cadono e più possono essere ripristinate le prestazioni di filtrazione della membrana. In linea di principio, il metodo di alternanza operativo e di arresto che soddisfa le proprie caratteristiche dovrebbe essere determinato in base alle raccomandazioni del produttore della membrana e al funzionamento del progetto effettivo.