Από: Kate
Email:kate@aquasust.com
Ημερομηνία: 21 Ιανουαρίου 2025
1. Ορισμός της ρύπανσης μεμβράνης
Η ρύπανση της μεμβράνης συνήθως αναφέρεται στη διαδικασία στην οποία οι ουσίες στο μικτό υγρό προσροφούνται και συσσωματώνονται στην επιφάνεια της μεμβράνης (εξωτερική) και στους πόρους της μεμβράνης (εσωτερικούς), προκαλώντας την αποκλεισμό των πόρων της μεμβράνης και του πορώδους να μειωθούν εξασθένηση της ροής μεμβράνης και η αύξηση της πίεσης διήθησης.
Κατά τη λειτουργία της διήθησης μεμβράνης, τα μόρια νερού και οι λεπτές ουσίες συνεχίζουν να διέρχονται από τη μεμβράνη, ενώ ορισμένες ουσίες παρεμποδίζονται από τη μεμβράνη και εμποδίζουν τους πόρους της μεμβράνης ή την κατάθεση στην επιφάνεια της μεμβράνης, προκαλώντας ρύπανση μεμβράνης. Μπορεί να ειπωθεί ότι η υποκλοπή της μεμβράνης οδηγεί σε ρύπανση μεμβράνης.Η άμεση εκδήλωση της ρύπανσης της μεμβράνης είναι η μείωση της ροής της μεμβράνης ή η αύξηση της πίεσης λειτουργίας.
2. Τύποι ρύπανσης μεμβράνης
(1) Ταξινόμηση με σύνθεση ρύπων
Οργανική ρύπανση
Κυρίως προέρχεται από μακρομοριακή οργανική ύλη (πολυσακχαρίτες, πρωτεΐνες κ.λπ.), χουμικό οξύ, μικροβιακά πλέγματα, θραύσματα κυττάρων κλπ. Στο μικτό υγρό. Μεταξύ αυτών, αν και το ποσοστό της διαλυμένης οργανικής ύλης SMP και EPS είναι πολύ χαμηλό σε σύγκριση με το MLSS, η ρύπανση της μεμβράνης που προκαλείται από αυτούς αντιπροσωπεύει το 26%-52%. Η ανάπτυξη και η προσρόφηση μικροοργανισμών στους πόρους της μεμβράνης και στην επιφάνεια της μεμβράνης είναι επίσης σημαντικοί παράγοντες στη ρύπανση των μεμβρανών.
Ανόργανος ρύπανση
Που σχηματίζονται από μεταλλικά άλατα και ανόργανα γέφυρα ιόντων άλατος. Η κοινή ανόργανη ρύπανση των μεμβρανών είναι κυρίως η κλιμάκωση των ανθρακικών αλάτων, των θειικών αλάτων και των πυριτικών αλάτων ασβεστίου, μαγνησίου, σιδήρου, πυριτίου κ.λπ., μεταξύ των οποίων το ανθρακικό ασβέστιο, το θειικό ασβέστιο και το υδροξείδιο του μαγνησίου είναι περισσότερο.
(2) ταξινόμηση από τη φύση των ρύπων
Αναστρέψιμη ρύπανση (προσωρινή ρύπανση): Η ρύπανση μεμβράνης μπορεί να αφαιρεθεί με ορισμένα υδραυλικά μέτρα. όπως η πλύση με καθαρό νερό και ο αερισμός.
Μη αναστρέψιμη ρύπανση (μακροχρόνια ρύπανση): Η ρύπανση μεμβράνης που δεν μπορεί να απομακρυνθεί με υδραυλικά μέτρα καθαρισμού μπορούν να απομακρυνθούν με καθαρισμό με οξειδωτικά, οξέα, αλκαλικά, μειωτικά παράγοντες κ.λπ.
Τόσο η αναστρέψιμη όσο και η μη αναστρέψιμη ρύπανση μπορούν να ξεπλυθούν. Η ρύπανση που δεν μπορεί να ξεπλυθεί από οποιοδήποτε μέσο καθαρισμού ονομάζεται μη αναστρέψιμη ρύπανση.
(3) Ταξινόμηση ανά θέση των ρύπων
Η εσωτερική ρύπανση σχηματίζεται από την προσρόφηση, τη συγκέντρωση, την κρυστάλλωση και τη συσσωμάτωση των υλικών στο μικτό υγρό στους πόρους της μεμβράνης. Η εξωτερική ρύπανση σχηματίζεται με συσσωμάτωση και εναπόθεση στην επιφάνεια της μεμβράνης.
3. Μέτρα ελέγχου για τη ρύπανση μεμβράνης
Οι κύριοι παράγοντες για τη ρύπανση μεμβράνης είναι: οι εγγενείς ιδιότητες της μεμβράνης, οι ιδιότητες του μικτού υγρού και του περιβάλλοντος λειτουργίας του συστήματος. Τα αντίστοιχα μέτρα θα πρέπει να λαμβάνονται από αυτές τις τρεις πτυχές για τον έλεγχο και την επίλυση της ρύπανσης της μεμβράνης.
(1) Οι εγγενείς ιδιότητες της μεμβράνης
Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες της μεμβράνης καθορίζονται από το υλικό της μεμβράνης. Η ικανότητα κατά της ρύπανσης της μεμβράνης στο μικτό υγρό σχετίζεται με το υλικό του. Μελέτες έχουν δείξει ότι η υδροφιλικότητα της μεμβράνης έχει πολύ σημαντική επίδραση στην ικανότητα κατά της ρύπανσης. Μεταξύ των υλικών οργανικών μεμβρανών, μερικά είναι υδρόφιλα υλικά όπως το PAN και τα περισσότερα είναι υδρόφοβα υλικά όπως PVDF, ΡΕ, PS, κλπ. Υδρόφοβια οργανικά υλικά πρέπει να είναι υδρόφιλα όταν χρησιμοποιούνται. Λόγω των διαφορών στη διαδικασία τροποποίησης, η απώλεια της υδροφιλικότητας κατά τη χρήση έχει διαφορετικές ταχύτητες.
Επιπλέον, η ικανότητα κατά της ρύπανσης της μεμβράνης σχετίζεται επίσης με την τραχύτητα της επιφάνειας της μεμβράνης, το επιφανειακό φορτίο της μεμβράνης, το μέγεθος των πόρων της μεμβράνης κλπ. Γενικά, η ικανότητα κατά της ρύπανσης της μεμβράνης μπορεί να βελτιωθεί επιλέγοντας ένα υλικό μεμβράνης με καλύτερη υδροφιλικότητα, βελτιώνοντας την τραχύτητα της επιφάνειας της μεμβράνης, επιλέγοντας υλικό μεμβράνης με το ίδιο δυναμικό με το μικτό υγρό και μια κατάλληλη μεμβράνη Μέγεθος πόρων.
Οι ανόργανες μεμβράνες όπως οι κεραμικές μεμβράνες: κατασκευασμένες από αλουμίνα, καρβίδιο πυριτίου, οξείδιο του τιτανίου, οξείδιο ζιρκονίου κλπ.
(2) Ιδιότητες μικτού υγρού
Η ρύπανση της μεμβράνης είναι σε μεγάλο βαθμό το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ της μεμβράνης και του μικτού υγρού. Οι ιδιότητες του μικτού υγρού περιλαμβάνουν συγκέντρωση ιλύος και ιξώδες, κατανομή σωματιδίων, συγκέντρωση διαλυμένης οργανικής ουσίας και συγκέντρωση μικροβιακού μεταβολίτη.
Όταν η συγκέντρωση λάσπης είναι χαμηλή, η ικανότητα της λάσπης να προσροφά και να υποβαθμίζει την οργανική ύλη είναι ανεπαρκής. Η συγκέντρωση οργανικής ύλης στο μικτό υγρό αυξάνεται, οι πόροι της μεμβράνης εμποδίζονται σοβαρά και η πόλωση συγκέντρωσης προκαλεί τη συγκέντρωση της συγκέντρωσης των διαλυμάτων στην επιφάνεια της μεμβράνης για να αυξηθεί σημαντικά, γεγονός που σχηματίζει εύκολα ένα στρώμα πηκτής και αυξάνει την αντίσταση φιλτραρίσματος. Όταν η συγκέντρωση ιλύος είναι υψηλότερη από μια ορισμένη τιμή, η συγκέντρωση EPC αυξάνεται και το ιξώδες ιλύος αυξάνεται ταχέως. Το ιξώδες επηρεάζει τη ροή της μεμβράνης και το μέγεθος των φυσαλίδων στο μικτό υγρό. Η λάσπη εναποτίθεται εύκολα στην επιφάνεια της μεμβράνης, σχηματίζοντας ένα παχύτερο στρώμα ιλύος. Πιστεύεται γενικά ότι υπάρχει μια κρίσιμη τιμή για τη συγκέντρωση ιλύος. Όταν η συγκέντρωση ιλύος είναι υψηλότερη από αυτή την τιμή, θα έχει δυσμενείς επιπτώσεις στη ροή της μεμβράνης. Επομένως, η συγκέντρωση ιλύος μπορεί να ελεγχθεί σε ένα κατάλληλο εύρος για να ελέγξει αποτελεσματικά τη ρύπανση της μεμβράνης. Η επέκταση της λάσπης και ο κατακερματισμός της λάσπης μπορούν εύκολα να προκαλέσουν σοβαρή ρύπανση μεμβράνης.
Επιπλέον, η ποιότητα των υδάτων της διαδικασίας MBR έχει επίσης μεγάλη επίδραση στα συστατικά του μικτού υγρού και απαιτείται ένας ορισμένος βαθμός προεπεξεργασίας. Για παράδειγμα, τα μαλλιά και τα σκουπίδια θα εμπλακεί στο πρότυπο, προκαλώντας συσσώρευση ιλύος στη συγκρότηση μεμβράνης και επομένως τη ρύπανση μεμβράνης. Διαφορετικά πλέγματα λεπτών μεμβρανών πρέπει να χρησιμοποιηθούν για την απομάκρυνσή τους πριν από την είσοδο στην αερόβια βιοχημική διαδικασία. Τα σωματίδια με υψηλή σκληρότητα, όπως η λάσπη και η άμμος, μπορεί να βλάψουν τις ίνες μεμβράνης και απαιτείται δεξαμενή καθίζησης άμμου για την απομάκρυνσή τους. Τα έλαια προκαλούν ρύπανση στις ίνες μεμβράνης που δεν μπορούν να καθαριστούν και εάν υπερβαίνουν τις απαιτήσεις, πρέπει να αφαιρεθούν με διαχωρισμό πετρελαίου, επίπλευση κλπ. Ανόργανη ύλη: Μπορεί να κατακρημνίσει και να κλιμακωθεί στην επιφάνεια της μεμβράνης, εμποδίζοντας τους πόρους της μεμβράνης. Μπορεί να ελεγχθεί με κατακρήμνιση κροκίδωσης ή ρύθμιση ρΗ για να αποφευχθεί η βροχόπτωση. Άλλοι χαρακτηριστικοί ρύποι που επηρεάζουν τη μεμβράνη, όπως οι οργανικοί διαλύτες, οι επιφανειοδραστικές ουσίες, οι αποταμμίσεις, η Pam, η σκληρότητα, η αλκαλικότητα και η θερμοκρασία, πρέπει να δοθούν ιδιαίτερη προσοχή σε συγκεκριμένες περιπτώσεις.
(3) Λειτουργικό περιβάλλον συστήματος
Υποκριτική ροή
Ο ορισμός της κρίσιμης ροής είναι ότι υπάρχει μια τέτοια ροή που όταν η ροή είναι μεγαλύτερη από αυτή την τιμή, η TMP αυξάνεται σημαντικά. Όταν η ροή είναι μικρότερη από αυτή την τιμή, η TMP παραμένει σταθερή. Αυτή η έννοια μπορεί να μας βοηθήσει να βρούμε ένα σημείο αναφοράς μεταξύ της μεγιστοποίησης της ροής της μεμβράνης και της αποτελεσματικής ρύπανσης της μεμβράνης. Στην πραγματική λειτουργία των μονάδων μεμβράνης, όταν η ροή λειτουργίας είναι υψηλότερη από την κρίσιμη ροή, ονομάζεται λειτουργία υπερκρίσιμης ροής και όταν η ροή λειτουργίας είναι μικρότερη από την κρίσιμη ροή, ονομάζεται λειτουργία υποκριτικής ροής. Σε πρακτικές εφαρμογές, πρέπει να επιλεγεί μια κατάλληλη ροή λειτουργίας. Αυτή η τιμή λειτουργίας ροής βρίσκεται στο υποκριτικό εύρος και μερικές φορές η ροή λειτουργίας είναι μόνο περίπου το 50% της κρίσιμης ροής. Φυσικά, σε ένα μακροπρόθεσμο MBR, ακόμη και αν υιοθετηθεί η λειτουργική λειτουργία της υποκριτικής ροής, το TMP της ρύπανσης μεμβράνης θα αυξηθεί σταδιακά.
Εύλογος αερισμός
Στο MBR, ο σκοπός του αερισμού δεν είναι μόνο η παροχή οξυγόνου για μικροοργανισμούς, αλλά και για να καταστούν οι αυξανόμενες φυσαλίδες και η διαταραγμένη ροή νερού που παράγουν καθαρή την επιφάνεια της μεμβράνης και να αποτρέψουν τη συσσωμάτωση ιλύος, έτσι ώστε να διατηρηθούν η σταθερότητα της ροής μεμβράνης. Ταυτόχρονα, η επίδραση ανακίνησης που προκαλείται από τη σύγκρουση μεταξύ φυσαλίδων και ινών μεμβράνης προκαλεί ακόμη τριβή μεταξύ των ινών μεμβράνης, οι οποίες μπορούν να επιταχύνουν την απόρριψη των επιφανειακών ιζημάτων της μεμβράνης και να βοηθήσουν στην ανακούφιση της ρύπανσης της μεμβράνης. Όταν ο αερισμός είναι πολύ μεγάλος, το μέγεθος των σωματιδίων των σωματιδίων που εναποτίθεται στην επιφάνεια της μεμβράνης θα μειωθεί, καθιστώντας τη δομή του κέικ φίλτρου πιο συμπαγής, αυξάνοντας έτσι την αντίσταση διήθησης μεμβράνης. Αντίθετα, όταν ο όγκος αερισμού είναι πολύ μικρός, η διαταραχή θα αποδυναμωθεί και η ρύπανση θα αυξηθεί, οπότε είναι απαραίτητο να επιλέξετε έναν κατάλληλο όγκο αερισμού.
Εναλλαγή της λειτουργίας και διακοπής
Σύμφωνα με τη θεωρία των τριών σταδίων της ρύπανσης μεμβράνης, ο σχηματισμός της ρύπανσης της επιφάνειας της μεμβράνης απαιτεί μια διαδικασία. Πρώτον, οι ρύποι θα προσροφηθούν, θα κατατεθούν και θα συσσωρευτούν στην επιφάνεια της μεμβράνης. Ο τρόπος λειτουργίας διαλείπουσης αναρρόφησης στοχεύει στην τακτική διήθηση της μεμβράνης, έτσι ώστε η λάσπη που εναποτίθεται στην επιφάνεια της μεμβράνης να μπορεί να πέσει από την επιφάνεια της μεμβράνης κάτω από τη δύναμη διάτμησης που προκαλείται από τον αερισμό και τη ροή του νερού, έτσι ώστε να μπορεί να αποκατασταθεί η απόδοση διήθησης της μεμβράνης. Γενικά, όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος αναρρόφησης, τόσο μεγαλύτερη είναι η συσσώρευση αιωρούμενων στερεών στην επιφάνεια της μεμβράνης. Όσο περισσότερο είναι ο χρόνος στάσης, τόσο πιο λεπτομερής είναι η λάσπη που κατατίθεται στην επιφάνεια της μεμβράνης πέφτει και όσο περισσότερο μπορεί να αποκατασταθεί η απόδοση διήθησης μεμβράνης. Κατ 'αρχήν, η μέθοδος εναλλαγής λειτουργίας και διακοπής που πληροί τα δικά της χαρακτηριστικά θα πρέπει να καθορίζεται με βάση τις συστάσεις του κατασκευαστή μεμβράνης και τη λειτουργία του πραγματικού έργου.