Η ρύπανση της μεμβράνης είναι ένα αναπόφευκτο πρόβλημα σε όλα τα συστήματα διαχωρισμού μεμβράνης κατά τη διάρκεια-μακροχρόνιας λειτουργίας. Αυτό το άρθρο θα εξηγήσει συστηματικά τις αιτίες, τις ταξινομήσεις και τη λογική πρόληψης και ελέγχου της ρύπανσης της μεμβράνης και στη συνέχεια θα συζητήσει πώς να μειώσετε τη ρύπανση στην πηγή της και να απλοποιήσετε τον καθαρισμό και τη συντήρηση αξιοποιώντας τις εγγενείς ιδιότητες των υλικών μεμβράνης.
I. Ταξινόμηση Κύριων Συστατικών Ρύπανσης Μεμβρανών
Η ρύπανση μεμβράνης αναφέρεται στο φαινόμενο στη διήθηση μεμβράνης όπου μικροσωματίδια, κολλοειδή ή μεγάλα μόρια διαλυμένης ουσίας στο νερό απορροφώνται και εναποτίθενται στην επιφάνεια της μεμβράνης ή μέσα στους πόρους της μεμβράνης λόγω φυσικοχημικών ή μηχανικών επιδράσεων, οδηγώντας σε μείωση του μεγέθους των πόρων ή απόφραξη και μη αναστρέψιμη μείωση στην απόδοση της μεμβράνης διαχωρισμού. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ρύπανση της μεμβράνης ξεκινά μόλις το διάλυμα τροφοδοσίας έρθει σε επαφή με τη μεμβράνη.
Η ρύπανση της μεμβράνης περιλαμβάνει ανόργανη ρύπανση, οργανική ρύπανση και βιολογική ρύπανση. Στην πραγματική λειτουργία του συστήματος, ένας τύπος ρύπανσης μπορεί να είναι κυρίαρχος ή πολλαπλοί τύποι ρύπανσης μπορεί να δρουν μαζί. Είναι καλύτερο να ολοκληρωθεί η πλήρης δοκιμή σύνθεσης του ακατέργαστου νερού πριν τεθεί σε λειτουργία το έργο για να προσδιοριστεί ο κυρίαρχος τύπος ρύπανσης και να ταιριάζει με το αντίστοιχο σχέδιο προεπεξεργασίας, μειώνοντας έτσι το φορτίο ρύπανσης από την πηγή και παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής της μεμβράνης.
II. Μέτρα ελέγχου ρύπανσης μεμβράνης
Ο έλεγχος ρύπανσης της μεμβράνης ακολουθεί κυρίως τα μέτρα ελέγχου που μπορούν να εμποδίσουν αποτελεσματικά τη συσσώρευση ρύπων και να καθυστερήσουν την υποβάθμιση της απόδοσης.
(I) Πηγή προεπεξεργασίας
|
Τύπος ρύπανσης |
Μέτρα ελέγχου προεπεξεργασίας |
|
Ανόργανη ρύπανση |
Ρυθμίστε το pH και τη σκληρότητα, προσθέστε αναστολείς αλάτων και χρησιμοποιήστε φίλτρα πολλαπλών-μέσων/ασφαλείας για να παγιδεύσετε σωματίδια. |
|
Οργανική ρύπανση |
Πήξη και κροκίδωση, προσρόφηση ενεργού άνθρακα και έγκαιρη αναχαίτιση μεγάλης μοριακής οργανικής ύλης. |
|
Βιολογική ρύπανση |
Προ{0}}απολύμανση, έλεγχος θρεπτικών ουσιών αζώτου και φωσφόρου και μείωση του εισερχόμενου μικροβιακού πληθυσμού. |
(II)Βελτιστοποίηση παραμέτρων λειτουργίας
Ρυθμίζοντας την κατάσταση ροής της επιφάνειας της μεμβράνης χρησιμοποιώντας ρευστοδυναμική, μειώνεται ο ρυθμός συσσώρευσης ρύπων. Η ροή της μεμβράνης ελέγχεται ορθολογικά και η επιφανειακή ταχύτητα αυξάνεται κατάλληλα για να μειωθεί η ταχεία μετανάστευση των διαλυμένων ουσιών στην επιφάνεια της μεμβράνης. Η διακοπτόμενη εκκένωση του συμπυκνώματος μειώνει την πόλωση της συγκέντρωσης και μειώνει την προσρόφηση και την εναπόθεση ρύπων. Εφαρμόζεται τακτικός καθαρισμός για να παρατείνει τη διάρκεια ζωής της μεμβράνης.
(III) Διαδικασία καθαρισμού
χωρίζονται σε συμβατικό φυσικό καθαρισμό και σε βαθύ χημικό καθαρισμό:
Ο συμβατικός φυσικός καθαρισμός, συμπεριλαμβανομένης της οπισθόπλυσης με νερό και του καθαρισμού με{0}}αέρα, αφαιρεί περιοδικά το κέικ ανόργανου φίλτρου της επιφάνειας, το οποίο καθυστερεί μόνο την ανόργανη ρύπανση και δεν μπορεί να αφαιρέσει την οργανική προσρόφηση και τη βιολογική λάσπη.
Τακτικός χημικός καθαρισμός: Αυτή η διαδικασία ξεκινά περιοδικά με βάση το όριο διαφορικής πίεσης. Αφαιρεί τους ρύπους μέσω χημικών αντιδράσεων, αποκαθιστώντας τη διαπερατότητα της μεμβράνης. Οι συνήθεις μολυσματικοί παράγοντες και καθαριστικά είναι οι εξής:
|
Τύποι ρύπων |
Συγκεκριμένοι ρύποι |
Μέσα καθαρισμού |
|
Ανόργανες ουσίες |
Ανθρακικό ασβέστιο, άλατα σιδήρου και ανόργανα κολλοειδή |
Διαλύματα κιτρικού οξέος, υδροχλωρικού οξέος ή οξαλικού οξέος με pH 2 |
|
Θειικό βάριο, θειικό ασβέστιο και άλλα ελάχιστα διαλυτά ανόργανα άλατα |
Περίπου 1% διάλυμα EDTA |
|
|
Oοργανική ύλη |
Λίπη, χουμικό οξύ, οργανικά κολλοειδή κ.λπ. |
Διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου με pH=12 |
|
Γράσο και άλλοι επίμονοι οργανικοί ρύποι |
0,1%-0,5% δωδεκυλοθειικό νάτριο, Triton X-100 κ.λπ. |
|
|
Πρωτεΐνες, άμυλο, λάδι, πολυσακχαρίτες κ.λπ. |
0,5%-1,5% πρωτεάσης, αμυλάσης κ.λπ. |
|
|
Mμικροοργανισμός |
βακτήρια, ιοί κ.λπ. |
Περίπου 1% υπεροξείδιο του υδρογόνου ή 50 ppm διάλυμα υποχλωριώδους νατρίου |
(IV)Βελτιστοποίηση επιλογής υλικού μεμβράνης
Οι εγγενείς φυσικοχημικές ιδιότητες των υλικών μεμβράνης καθορίζουν τον ρυθμό πρόσφυσης ρύπανσης, την ανοχή καθαρισμού και το ρυθμό μακροπρόθεσμης αποικοδόμησης. Κάτω από τις ίδιες παραμέτρους ποιότητας νερού και λειτουργίας, τα χαρακτηριστικά του υλικού μεμβράνης καθορίζουν άμεσα το ανώτερο όριο της αντιρρυπαντικής του αντίστασης.
|
Υλικό μεμβράνηςσκηνικά θέατρου |
Κύρια εισαγωγή |
|
Ιδιότητες διεπαφής επιφάνειας |
Η υδροφιλία, το ισοηλεκτρικό σημείο και η τραχύτητα της επιφάνειας της επιφάνειας της μεμβράνης καθορίζουν την τάση προσρόφησής της. Οι μεμβράνες υψηλής υδρόφιλης-χαμηλής τραχύτητας βασίζονται στο φράγμα της μεμβράνης του νερού και στην ηλεκτροστατική απώθηση για τη μείωση της προσρόφησης των κολλοειδών και της οργανικής ύλης, μετριάζοντας έτσι τη ρύπανση στην πηγή της. |
|
Χημική σταθερότητα |
τη δύναμη του χημικού καθαρισμού. Τα υλικά μεμβρανών που είναι ανθεκτικά σε οξέα, αλκάλια και οξειδωτικά μπορούν να αντέξουν τον πλήρη-χημικό καθαρισμό χωρίς πρήξιμο ή οξειδωτική βλάβη. |
|
Μηχανική δομική απόδοση |
Η μηχανική αντοχή και η πυκνότητα της μεμβράνης επηρεάζουν την αντοχή της στη διάβρωση και στην τριβή κρυστάλλωσης. Υλικά μεμβράνης υψηλής- αντοχής μπορούν να αντέξουν την υψηλή ένταση καθαρισμού και τον υψηλό ρυθμό ροής της επιφάνειας της μεμβράνης, αναστέλλοντας συνεχώς την πάχυνση του κέικ φίλτρου. |
III. Γιατί να επιλέξετε κεραμικές μεμβράνες από καρβίδιο πυριτίου
Οι κεραμικές μεμβράνες καρβιδίου του πυριτίου είναι κατασκευασμένες από-λεπτή σκόνη καρβιδίου του πυριτίου υψηλής καθαρότητας μέσω τεχνολογίας ανακρυστάλλωσης και πυροσυσσωμάτωσης, επιτυγχάνοντας επίπεδα μικροδιήθησης και υπερδιήθησης. Διαθέτουν υψηλή ροή, αντοχή στη διάβρωση, εύκολο καθάρισμα και μεγάλη διάρκεια ζωής και επί του παρόντος αποτελούν το υλικό μεμβράνης με τις καλύτερες υδροφιλικές και αντιρρυπαντικές ικανότητες.
(I) Εξαιρετική υδροφιλία της μεμβράνης καρβιδίου του πυριτίου
Τα υλικά μεμβράνης με καλύτερη υδροφιλικότητα είναι λιγότερο επιρρεπή σε ρύπανση και καθαρίζονται και αποκαθίστανται ευκολότερα μετά τη ρύπανση. Επιπλέον, κάτω από την ίδια πίεση οδήγησης, τα υλικά μεμβράνης με καλύτερη υδροφιλία έχουν μεγαλύτερη ροή νερού. Η υδροφιλία των υλικών μεμβράνης μετριέται συχνά από τη γωνία επαφής. Τα νανοσωματίδια καρβιδίου του πυριτίου, κατά την ανακρυστάλλωση και τη σύντηξη, δεν παρουσιάζουν συρρίκνωση ή υγρή φάση, σχηματίζοντας τελικά μια πορώδη, διασυνδεδεμένη δομή πλαισίου δικτύου με πορώδες άνω του 45%, επιτυγχάνοντας ιδανική υδροφιλία με γωνία επαφής με το νερό μόνο 8 μοιρών.
(II) Εξαιρετική χημική σταθερότητα της μεμβράνης καρβιδίου του πυριτίου
Οι μεμβράνες καρβιδίου του πυριτίου έχουν ισχυρή χημική αντοχή και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεγάλο χρονικό διάστημα σε οξέα και αλκάλια, επιλύοντας εύκολα διάφορα προβλήματα απολέπισης.
(III) Οι εξαιρετικές αντιρρυπαντικές ιδιότητες των μεμβρανών καρβιδίου του πυριτίου
Οι μεμβράνες καρβιδίου του πυριτίου είναι επί του παρόντος τα υλικά μεμβράνης με το ισχυρότερο αρνητικό φορτίο, ικανές να απομακρύνουν λίπη και μικροοργανισμούς και έχουν εξαιρετικές αντιρρυπαντικές ιδιότητες.
|
|
|
|
Σχήμα - ζ-δυναμικό διαφόρων υλικών κεραμικής μεμβράνης |
Εικόνα - Δοκιμή επιφανειακών υδάτων |
|
Πηγή: Farsi, Ali. Τμήμα Χημείας και Βιοεπιστήμης, Πανεπιστήμιο Aalborg |
Πηγή: Σύγκριση του διαπερατότητα κεραμικής και πολυμερικής μεμβράνης και ρύπανση με χρήση επιφανειακών υδάτων, 2011. Hofs et al. |
Η κατανόηση των μηχανισμών ρύπανσης μεμβράνης είναι το κλειδί για την επιστημονική λειτουργία και συντήρηση των συστημάτων μεμβράνης. Χαιρετίζουμε τα σχόλιά σας σχετικά με τις συνθήκες ποιότητας του νερού και τις προκλήσεις λειτουργίας της μεμβράνης στην ενότητα σχολίων. Η Jianmo Technology εστιάζει στην Ε&Α, την παραγωγή και την πλήρη παράδοση συστήματος κεραμικών μεμβρανών καρβιδίου του πυριτίου, παρέχοντας μια πλήρη -υπηρεσία αλυσίδας συμπεριλαμβανομένης της προσαρμογής στοιχείων μεμβράνης, της ενοποίησης συστήματος και της βελτιστοποίησης λειτουργίας και συντήρησης. Μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας οποιαδήποτε στιγμή εάν χρειαστεί!