Door: Kate
Email:kate@aquasust.com
Datum: 21 januari 2025
1. Definitie van membraanvervuiling
Membraanvervuiling verwijst meestal naar het proces waarbij stoffen in de gemengde vloeistof worden geadsorbeerd en geaggregeerd op het membraanoppervlak (extern) en in de membraanporiën (intern), waardoor de membraanporiën worden geblokkeerd en de porositeit afneemt, Demping van membraanflux en de toename van de filtratiedruk.
Tijdens de werking van membraanfiltratie blijven watermoleculen en fijne stoffen door het membraan passeren, terwijl sommige stoffen worden onderschept door het membraan en de membraanporiën of de afzetting op het membraanoppervlak blokkeren, waardoor membraanvervuiling wordt veroorzaakt. Er kan worden gezegd dat membraaninterceptie leidt tot membraanvervuiling.De directe manifestatie van membraanvervuiling is de afname van de membraanflux of de toename van de bedrijfsdruk.
2. Soorten membraanvervuiling
(1) Classificatie door samenstelling van verontreinigende stoffen
Organische vervuiling
Voornamelijk komt van macromoleculaire organische stof (polysachariden, eiwitten, enz.), Huminezuur, microbiële vlokken, celfragmenten, enz. In de gemengde vloeistof. Onder hen, hoewel het aandeel opgeloste organische materie SMP en EPS zeer laag is in vergelijking met MLSS, is de door hen veroorzaakte membraanvervuiling goed voor 26%-52%. De groei en adsorptie van micro -organismen in de membraanporiën en op het membraanoppervlak zijn ook belangrijke factoren bij membraanvervuiling.
Anorganische vervuiling
Gevormd door metalen zouten en anorganisch zoutionbruggen. Gemeenschappelijke anorganische vervuiling van membranen is voornamelijk het schalen van stoffen van carbonaten, sulfaten en silicaten van calcium, magnesium, ijzer, silicium, enz. Waaronder calciumcarbonaat, calciumsulfaat en magnesiumhydroxide meer zijn.
(2) Classificatie door de aard van verontreinigende stoffen
Omkeerbare vervuiling (tijdelijke vervuiling): membraanvervuiling kan worden verwijderd door bepaalde hydraulische maatregelen; zoals achteraf spoelen met schoon water en beluchting schudden.
Onomkeerbare vervuiling (vervuiling op lange termijn): membraanvervuiling die niet kan worden verwijderd door hydraulische reinigingsmaatregelen kan worden verwijderd door te reinigen met oxidatiemiddelen, zuren, alkalis, reducerende middelen, enz.
Zowel omkeerbare als onomkeerbare vervuiling kan worden weggewerkt. Vervuiling die niet door een reinigingsmiddelen kan worden afgewassen, wordt onomkeerbare vervuiling genoemd.
(3) Classificatie per locatie van verontreinigende stoffen
Interne vervuiling wordt gevormd door de adsorptie, concentratie, kristallisatie en aggregatie van materialen in de gemengde vloeistof in de membraanporiën; Externe vervuiling wordt gevormd door aggregatie en afzetting op het membraanoppervlak.
3. Controlemaatregelen voor membraanvervuiling
De belangrijkste factoren voor membraanvervuiling zijn: inherente eigenschappen van het membraan, eigenschappen van de gemengde vloeistof en de werkomgeving van het systeem. Overeenkomstige maatregelen moeten worden genomen uit deze drie aspecten om membraanvervuiling te regelen en op te lossen.
(1) Inherente eigenschappen van het membraan
De fysische en chemische eigenschappen van het membraan worden bepaald door het membraanmateriaal. Het anti-vervuilingsvermogen van het membraan in de gemengde vloeistof is gerelateerd aan het materiaal. Studies hebben aangetoond dat de hydrofiliciteit van het membraan een zeer belangrijke invloed heeft op het anti-vervuilingsvermogen. Onder organische membraanmaterialen zijn sommige hydrofiele materialen zoals PAN, en de meeste zijn hydrofobe materialen zoals PVDF, PE, PS, enz. Hydrofobe organische materialen moeten hydrofiel zijn bij gebruik. Vanwege verschillen in het aanpassingsproces heeft het verlies van hydrofiliciteit tijdens gebruik verschillende snelheden.
Bovendien is het anti-vervuilingsvermogen van het membraan ook gerelateerd aan de oppervlakteruwheid van het membraan, de oppervlaktelading van het membraan, de poriegrootte van het membraan, enz. Over het algemeen gesproken, het anti-vervuilingsvermogen van het membraan kan worden verbeterd door een membraanmateriaal met een betere hydrofiliciteit te selecteren, de ruwheid van het membraanoppervlak te verbeteren, een membraanmateriaal te selecteren met hetzelfde potentieel als de gemengde vloeistof en een geschikte membraanporiegrootte.
Anorganische membranen zoals keramische membranen: gemaakt van aluminiumoxide, siliciumcarbide, titaniumoxide, zirkoniumoxide, enz., Sinteren bij hoge temperatuur, ze hebben duidelijke voordelen ten opzichte van organische membranen in termen van flux, sterkte en chemische stabiliteit.
(2) Eigenschappen van gemengde drank
Membraanvervuiling is grotendeels het resultaat van de interactie tussen het membraan en de gemengde drank. De eigenschappen van de gemengde vloeistof omvatten slibconcentratie en viscositeit, deeltjesverdeling, opgeloste organische stofconcentratie en microbiële metabolietconcentratie.
Wanneer de slibconcentratie laag is, is het vermogen van het slib om te adsorberen en af te breken organische stof onvoldoende. De organische materieconcentratie in de gemengde vloeistof neemt toe, de membraanporiën worden ernstig geblokkeerd en de concentratiepolarisatie zorgt ervoor dat de concentratie van opgeloste stoffen op het membraanoppervlak aanzienlijk toeneemt, wat gemakkelijk een gellaag vormt en de filtratieweerstand verhoogt. Wanneer de slibconcentratie hoger is dan een bepaalde waarde, neemt de EPC -concentratie toe en neemt de slibviscositeit snel toe. De viscositeit beïnvloedt de membraanflux en de grootte van bubbels in de gemengde drank. Het slib wordt gemakkelijk afgezet op het membraanoppervlak en vormt een dikkere sliblaag. Algemeen wordt aangenomen dat er een kritische waarde is voor slibconcentratie. Wanneer de slibconcentratie hoger is dan deze waarde, heeft deze een negatief effect op de membraanflux. Daarom kan de slibconcentratie binnen een geschikt bereik worden geregeld om membraanvervuiling effectief te regelen. Sludge -uitbreiding en slibfragmentatie kunnen gemakkelijk ernstige membraanvervuiling veroorzaken.
Bovendien heeft de influentwaterkwaliteit van het MBR -proces ook een grote invloed op de componenten van de gemengde drank, en een zekere mate van voorbehandeling is vereist. Haar en afval zullen bijvoorbeeld het patroon verwarren, waardoor slibaccumulatie in de membraanassemblage en dus membraanvervuiling veroorzaakt. Verschillende fijne membraanroosters moeten worden gebruikt om ze te verwijderen voordat ze het aerobe biochemische proces invoeren; Deeltjes met hoge hardheid zoals modder en zand kunnen de membraanvezels beschadigen, en er is een zandverwikkelingstank nodig om ze te verwijderen; Oliën veroorzaken vervuiling voor de membraanvezels die niet kunnen worden gereinigd, en als de vereisten worden overschreden, moeten ze worden verwijderd door oliescheiding, flotatie, enz.; Anorganische materie: kan neerslaan en schalen op het membraanoppervlak, waardoor de membraanporiën worden geblokkeerd. Het kan worden geregeld door flocculatie -neerslag of pH -aanpassing om neerslag te voorkomen. Andere karakteristieke verontreinigende stoffen die het membraan beïnvloeden, zoals organische oplosmiddelen, oppervlakteactieve stoffen, defoamers, pam, hardheid, alkaliteit en temperatuur, moeten speciale aandacht voor in specifieke situaties krijgen.
(3) Systeembedrijfomgeving
Subkritische flux
De definitie van kritische flux is dat er zo'n flux is dat wanneer de flux groter is dan deze waarde, TMP aanzienlijk toeneemt; Wanneer de flux minder is dan deze waarde, blijft TMP stabiel. Dit concept kan ons helpen een referentiepunt te vinden tussen het maximaliseren van membraanflux en het effectief regelen van membraanvervuiling. In de werkelijke werking van membraanmodules, wanneer de bedrijfsflux hoger is dan de kritische flux, wordt deze superkritische fluxbewerking genoemd en wanneer de bedrijfsflux minder is dan de kritische flux, wordt deze subkritische fluxbewerking genoemd. In praktische toepassingen moet een geschikte bedrijfsflux worden geselecteerd. Deze bedrijfsfluxwaarde bevindt zich in het subkritische bereik en soms is de bedrijfsflux slechts ongeveer 50% van de kritische flux. Natuurlijk, op een langdurige MBR, zelfs als de subkritische flux-bewerkingsmodus wordt aangenomen, zal de TMP van membraanvervuiling geleidelijk toenemen.
Redelijke beluchting
In MBR is het doel van beluchting niet alleen om zuurstof te bieden voor micro -organismen, maar ook om de stijgende bubbels en de verstoorde waterstroom te maken die ze genereren, rein het membraanoppervlak en voorkomen slibaggregatie, om de stabiliteit van membraanflux te behouden. Tegelijkertijd veroorzaakt het schudeffect veroorzaakt door de botsing tussen bubbels en membraanvezels zelfs wrijving tussen membraanvezels, die het afstoten van sedimenten van membraanoppervlak kunnen versnellen en de vervuiling van membraan kunnen helpen verlichten. Wanneer beluchting te groot is, zal de deeltjesgrootte van deeltjes afgezet op het membraanoppervlak afnemen, waardoor de structuur van de filtercake compacter wordt, waardoor de membraanfiltratieweerstand wordt verhoogd; Integendeel, wanneer het beluchtingsvolume te klein is, zal de verstoring verzwakken en zal de vervuiling toenemen, dus het is noodzakelijk om een geschikt beluchtingsvolume te kiezen.
Wissel van werking en stop
Volgens de drie-fasen theorie van membraanvervuiling vereist de vorming van membraanoppervlakvervuiling een proces. Ten eerste zullen verontreinigende stoffen worden geadsorbeerd, afgezet en verzameld op het membraanoppervlak. De intermitterende zuigmodus is bedoeld om de membraanfiltratie regelmatig te stoppen, zodat het slib dat op het membraanoppervlak wordt afgezet, van het membraanoppervlak kan vallen onder de afschuifkracht veroorzaakt door beluchting en waterstroom, zodat de filtratieprestaties van het membraan kunnen worden hersteld. Over het algemeen, hoe langer de zuigtijd, hoe groter de ophoping van gesuspendeerde vaste stoffen op het membraanoppervlak; Hoe langer de stoptijd, hoe grondiger het slib dat op het membraanoppervlak wordt afgezet, en hoe meer de membraanfiltratieprestaties kunnen worden hersteld. In principe moet de werking- en stop -alternatiemethode die voldoet aan zijn eigen kenmerken worden bepaald op basis van de aanbevelingen van de membraanfabrikant en de werking van het eigenlijke project.