Από: Sunny Wu(Kate@aquasust.com)
Ημερομηνία δημοσίευσης: 13 Ιουνίου 2022
Ετικέτες ανάρτησης:Γιατί η μεμβράνη MBR είναι εύκολο να κολλήσει, και το online backwashing είναι άχρηστο;Τι μπορούμε να κάνουμε;
Το MBR έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως και ώριμα στην επεξεργασία λυμάτων, επειδή το MBR αντικαθιστά τη δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης, η οποία μπορεί να εγγυηθεί την εκροή SS και υψηλή συγκέντρωση λάσπης και να εξοικονομήσει πολλά λύματα κατά τη λειτουργία ορισμένα προβλήματα, αλλά το πρόβλημα μόλυνσης μεμβράνης έχει επίσης προβληματίσει την ανάπτυξη και λειτουργία MBR! Ως απάντηση σε αυτά τα προβλήματα, τι ακριβώς πρέπει να κάνουν οι χειριστές MBR για να βρουν γρήγορα τη βασική αιτία της μόλυνσης της μεμβράνης και να δώσουν ακριβή χτυπήματα ως τρόπο μείωσης της συχνότητας καθαρισμού.
Περιεχόμενο πίνακα:
1. Τι είναι η μόλυνση μεμβράνης;
2. Ποιοι είναι οι τύποι μόλυνσης της μεμβράνης;
3. Η επίδραση των παραγόντων μόλυνσης της μεμβράνης.
一,Τι είναι η μόλυνση μεμβράνης;
Η μόλυνση μεμβράνης αναφέρεται συνήθως στη διαδικασία προσρόφησης και συσσωμάτωσης ουσιών στο μείγμα στην επιφάνεια της μεμβράνης (εξωτερικά) και μέσα στους πόρους της μεμβράνης (εσωτερικά), με αποτέλεσμα την απόφραξη των πόρων της μεμβράνης και τη μείωση του πορώδους, προκαλώντας τη φθορά της μεμβράνης. ροή και την αύξηση της πίεσης διήθησης.
Κατά τη λειτουργία του φιλτραρίσματος μεμβράνης, μόρια νερού και λεπτά υλικά περνούν συνεχώς μέσα από τη μεμβράνη, ενώ ορισμένα υλικά συγκρατούνται από τη μεμβράνη και φράζουν τους πόρους της μεμβράνης ή εναποτίθενται στην επιφάνεια της μεμβράνης, προκαλώντας έτσι μόλυνση της μεμβράνης. Μπορεί να ειπωθεί ότι η μόλυνση της μεμβράνης προκαλείται από τη συγκράτηση της μεμβράνης. Η άμεση εκδήλωση της μόλυνσης της μεμβράνης είναι η μείωση της ροής της μεμβράνης ή η αύξηση της πίεσης λειτουργίας.
Θρεπτικά υποστρώματα, βακτηριακά κολλοειδή, μικροβιακά κύτταρα, κυτταρικά υπολείμματα, μικροβιακοί μεταβολίτες (EPS, SMP) και διάφορες οργανικές και ανόργανες διαλυμένες ουσίες που υπάρχουν στο σύστημα μίγματος ενεργού ιλύος συμβάλλουν στη μόλυνση της μεμβράνης.
Η ανάπτυξη μόλυνσης μεμβράνης μπορεί συνήθως να χωριστεί σε 3 στάδια (υπάρχουν επίσης 2-δηλώσεις σταδίου).
(1) Αρχική μόλυνση: Εμφανίζεται στο αρχικό στάδιο όταν το σύστημα μεμβράνης τίθεται σε λειτουργία και η επιφάνεια της μεμβράνης αλληλεπιδρά έντονα με τα κολλοειδή και την οργανική ύλη του μείγματος και η μόλυνση έχει τη μορφή προσκόλλησης, επίδρασης φορτίου και απόφραξη πόρων μεμβράνης. Υπό τις συνθήκες διήθησης κλιμακωτής ροής, λεπτές βιοφλοκίδες ή εξωκυτταρικά πολυμερή μπορούν ακόμα να προσκολληθούν στην επιφάνεια της μεμβράνης, ενώ ουσίες μικρότερες από το μέγεθος πόρων της μεμβράνης θα προσροφηθούν στους πόρους της μεμβράνης και θα προκαλέσουν μόλυνση της μεμβράνης μέσω των επιδράσεων της συγκέντρωσης, της κατακρήμνισης κρυστάλλωσης και της ανάπτυξης και αναπαραγωγή.
(2) Αργή μόλυνση: Αρχικά, η επιφάνεια της μεμβράνης είναι λεία και τα μεγάλα σωματίδια δεν προσκολλώνται εύκολα, κυρίως από EPS, SMP, βιοκολλοειδή και άλλες ιξώδεις ουσίες που προσροφούνται στην επιφάνεια της μεμβράνης μέσω γεφυρών προσρόφησης, παγίδευσης διχτυού και άλλων επιδράσεων για να σχηματίσουν στρώμα γέλης, με αποτέλεσμα μια αργή αύξηση της αντίστασης στη διήθηση της μεμβράνης και η απόδοση κατακράτησης των ρύπων στο μείγμα θα είναι ενισχυμένη. Η μόλυνση του στρώματος γέλης είναι αναπόφευκτη και επιφέρει το αποτέλεσμα της αργής αύξησης της αντίστασης της μεμβράνης. Αυτό εκδηλώνεται ως αργή άνοδος της TMP σε λειτουργία σταθερής ροής και αργή αποσύνθεση της ροής σε λειτουργία σταθερής πίεσης.
(3) Ταχεία μόλυνση: Το στρώμα γέλης που σχηματίζεται στο στάδιο 2 γίνεται βαθμιαία πυκνό με την εναπόθεση μολυσματικών ουσιών υπό τη δράση της συνεχούς διαφοράς πίεσης διήθησης και της διαπερατής ροής νερού, που οδηγεί στη μόλυνση της μεμβράνης από ποσοτική σε ποιοτική αλλαγή και τα κροκίδια στο Το μείγμα συσσωρεύεται γρήγορα στην επιφάνεια της μεμβράνης και σχηματίζει κέικ φίλτρου λάσπης και η διαφορά πίεσης στη διαμεμβράνη αυξάνεται γρήγορα.
Η μόλυνση του στρώματος γέλης είναι αναπόφευκτη και επιφέρει το αποτέλεσμα μιας αργής αύξησης της αντίστασης της μεμβράνης. Αυτό εκδηλώνεται ως αργή άνοδος της TMP σε λειτουργία σταθερής ροής και αργή αποσύνθεση της ροής σε λειτουργία σταθερής πίεσης. Μόλις εναποτεθεί μεγάλη ποσότητα κροκίδος λάσπης στην επιφάνεια της μεμβράνης και σχηματιστεί ένα στρώμα κέικ λάσπης, το σύστημα βασικά δεν μπορεί να λειτουργήσει κανονικά. τα κύρια ζητήματα για τη διαδικασία λειτουργίας και συντήρησης MBR είναι η επιβράδυνση της μόλυνσης του στρώματος γέλης (διατήρηση καλών υδραυλικών συνθηκών, επιτόπιος καθαρισμός, έλεγχος του ρυθμού ανάπτυξης μόλυνσης της μεμβράνης και παράταση του χρόνου λειτουργίας αργής μόλυνσης) και ο έλεγχος της λάσπης μόλυνση στρώματος κέικ (ταχεία μόλυνση).
2,Wκαπέλο είναι οι τύποι μόλυνσης μεμβράνης;
(1) Ταξινόμηση σύμφωνα με τη σύνθεση των ρύπων
a.Οργανική μόλυνση
Προέρχεται κυρίως από μακρομοριακές οργανικές ουσίες (πολυσακχαρίτες, πρωτεΐνες κ.λπ.), χουμικά οξέα, μικροβιακές κροκίδες, κυτταρικά υπολείμματα κ.λπ. στο μείγμα. Μεταξύ αυτών, η διαλυμένη οργανική ύλη SMP και EPS αντιπροσωπεύουν το 26%-52% της μόλυνσης της μεμβράνης, αν και το ποσοστό είναι πολύ χαμηλό για το MLSS. Η μικροβιακή ανάπτυξη και προσρόφηση μέσα στους πόρους της μεμβράνης και στην επιφάνεια της μεμβράνης είναι επίσης σημαντικοί παράγοντες για τη μόλυνση της μεμβράνης.
b.Ανόργανη μόλυνση
Σχηματίζεται από άλατα μετάλλων, δράση γεφύρωσης ιόντων ανόργανου άλατος. Η κοινή ανόργανη ρύπανση της μεμβράνης είναι κυρίως ανθρακικά, θειικά και πυριτικά ρυπαντικές ουσίες ασβεστίου, μαγνησίου, σιδήρου και πυριτίου, μεταξύ των οποίων το ανθρακικό ασβέστιο, το θειικό ασβέστιο και το υδροξείδιο του μαγνησίου είναι περισσότερα.
(2) Ταξινόμηση ανάλογα με τη φύση των ρύπων
Αναστρέψιμη ρύπανση (προσωρινή ρύπανση): μπορεί να αφαιρεθεί μέσω ορισμένων υδραυλικών μέτρων για την απομάκρυνση της ρύπανσης από τη μεμβράνη. όπως η αντίστροφη πλύση μέσω καθαρού νερού, η ανακίνηση αερισμού μπορεί να αφαιρεθεί.
Μη αναστρέψιμη ρύπανση (μακροχρόνια ρύπανση): δεν μπορεί να αφαιρεθεί με υδραυλικά μέτρα καθαρισμού για την απομάκρυνση της ρύπανσης της μεμβράνης, μπορεί να αφαιρεθεί με καθαρισμό με οξειδωτικά, οξέα, αλκάλια, αναγωγικά μέσα κ.λπ.
Αναστρέψιμα και μη αναστρέψιμα, και τα δύο μπορούν να ξεπλυθούν. Οποιοδήποτε μέσο καθαρισμού δεν μπορεί να ξεπλυθεί ονομάζεται μη ανακτήσιμη ρύπανση.
(3) Ταξινόμηση ανάλογα με τη θέση των ρύπων
Το υλικό στο μείγμα προσροφάται, συμπυκνώνεται και κρυσταλλώνεται στον πόρο της μεμβράνης και ο σχηματισμός εσωτερικής ρύπανσης ονομάζεται εσωτερική ρύπανση. ο σχηματισμός συσσωμάτωσης και εναπόθεσης στην επιφάνεια της μεμβράνης ονομάζεται εξωτερική ρύπανση.
3,Tη επίδραση των παραγόντων μόλυνσης της μεμβράνης
1. χαρακτηριστικά μείγματος λάσπης
Η πηγή των μολυντών της μεμβράνης στον βιοαντιδραστήρα μεμβράνης είναι το μείγμα ενεργοποιημένης ιλύος και η ρύπανση της μεμβράνης από το μείγμα ιλύος είναι εξαιρετικά περίπλοκη.
1)EPS και SMP
Το εξωκυτταρικό πολυμερές (EPS) και τα διαλυμένα μικροβιακά προϊόντα (SMP) είναι και οι δύο μικροβιακοί μεταβολίτες με περίπου την ίδια σύνθεση και έχουν σημαντικό και πολύπλοκο αντίκτυπο στη μόλυνση της μεμβράνης και είναι οι πιο σημαντικοί ρύποι στη διαδικασία MBR.
Πολύ υψηλή συγκέντρωση EPS θα αυξήσει το ιξώδες του μίγματος που δεν ευνοεί τη διάχυση του διαλυμένου οξυγόνου, καθιστώντας δύσκολη την οξυγόνωση του συστήματος λάσπης, επηρεάζοντας έτσι τις φυσιολογικές φυσιολογικές δραστηριότητες του βακτηριακού κολλοειδούς και αυξάνοντας έτσι την αντίσταση στη διήθηση της μεμβράνης. Ενώ η πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε EPS θα προκαλέσει αποσύνθεση κροκιδώματος, η οποία θα είναι επιζήμια για τη λειτουργία του MBR.
Επομένως, υπάρχει μια βέλτιστη τιμή EPS που καθιστά τη δομή του κροκιδώματος σταθερή και δεν προκαλεί υψηλή τάση μόλυνσης της μεμβράνης.
Διαπιστώθηκε ότι τα περισσότερα SMPs έχουν μοριακά βάρη μικρότερα από 1 KDa και μεγαλύτερα από 10 KDa, και η διαλυμένη οργανική ύλη μικρού μοριακού βάρους, ενώ διέρχεται από τη μεμβράνη, τείνει να φράζει τους πόρους της μεμβράνης, προκαλώντας μόλυνση της μεμβράνης και γίνεται η κύρια υπολειμματική οργανική ουσία. ύλη στα απόβλητα.
Εν τω μεταξύ, τα χαρακτηριστικά και η σύνθεση του SMP επηρεάζονται επίσης από διάφορες παραμέτρους λειτουργίας.
Γενικά, η τάση μόλυνσης με SMP στη μεμβράνη στο MBR μειώνεται με την αύξηση του MLSS, τη μείωση της οργανικής φόρτισης και την αύξηση του διαλυμένου οξυγόνου.
2)Συγκέντρωση MLSS αιωρούμενων στερεών σε μικτό υγρό
Η συγκέντρωση MLSS επηρεάζει άμεσα το ιξώδες του μείγματος, η αύξηση του ιξώδους είναι ο κύριος λόγος για την πτώση της απόδοσης διήθησης του μείγματος που προκαλείται από την αύξηση του MLSS, εάν ο λάθος ρυθμός ροής ή η ισχύς αερισμού δεν επαρκούν για να ξεπλυθούν τα στερεά που συνδέονται με η επιφάνεια της μεμβράνης, θα προκαλέσει σύντομα τη δημιουργία στρώματος ρύπανσης.
3) Ιξώδες
Το ιξώδες του μικτού υγρού επηρεάζεται από το MLSS. Όταν η συγκέντρωση MLSS είναι υψηλότερη από την κρίσιμη τιμή, το ιξώδες αυξάνεται εκθετικά με την αύξηση της συγκέντρωσης στερεών.
Στο MBR κοίλων ινών, το ιξώδες του μείγματος επηρεάζει το μέγεθος της φυσαλίδας και την ευκαμψία της μεμβράνης ινών στον αντιδραστήρα. Επιπλέον, το αυξημένο ιξώδες μειώνει την απόδοση μεταφοράς DO του διαλυμένου οξυγόνου και η χαμηλή συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου αυξάνει την τάση μόλυνσης της μεμβράνης.
4) Υδροφιλικότητα και υδροφοβικότητα της λάσπης
Τα αποτελέσματα πολλών μελετών έχουν δείξει ότι η υδρόφιλη διαλυμένη οργανική ύλη στη λάσπη παίζει αρνητικό ρόλο στην εμφάνιση μόλυνσης της μεμβράνης. Ωστόσο, έχει επίσης βρεθεί ότι η εξαιρετικά υδρόφοβη κροκιδωμένη ιλύς μπορεί επίσης να προκαλέσει μόλυνση της μεμβράνης.
Τόσο η υδροφοβικότητα όσο και το επιφανειακό φορτίο της λάσπης σχετίζονται με τη σύνθεση και τη φύση των εξωκυτταρικών πολυμερών και τον δείκτη ανάπτυξης των νηματωδών βακτηρίων. Η υπερανάπτυξη νηματωδών βακτηρίων δημιουργεί μεγάλη ποσότητα, η οποία μειώνει το ηλεκτρικό δυναμικό, το ακανόνιστο σχήμα της κροκιδωμένης ιλύος και την αύξηση της υδροφοβικότητας, οδηγώντας σε σοβαρή μόλυνση της μεμβράνης.
5) Μέγεθος σωματιδίων λάσπης
Η μείωση της ροής της μεμβράνης προκαλείται κυρίως από τα σωματίδια γύρω στα 2um. Γενικά, όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων, τόσο πιο εύκολα εναποτίθενται τα σωματίδια στην επιφάνεια της μεμβράνης και όσο πιο πυκνό σχηματίζεται το στρώμα εναπόθεσης, τόσο λιγότερη διαπερατότητα, επομένως το μικρό μέγεθος σωματιδίων θα επιδεινώσει τη ρύπανση της μεμβράνης.
6) Δείκτης καθίζησης λάσπης SVI
Αν και δεν υπάρχει άμεση επίδραση στη μόλυνση της μεμβράνης, ο δείκτης καθίζησης λάσπης (SVI) μπορεί να αντανακλά την καθίζηση οργανικών ουσιών στο μείγμα.
Επί του παρόντος, οι οργανικές ουσίες που δεν μπορούν να καθιζάνουν, όπως τα κολλοειδή, η διαλυμένη οργανική ύλη, θεωρούνται γενικά ως οι κύριοι ρυπαντές της μεμβράνης.
2,Συνθήκες λειτουργίας της διεργασίας MBR
Οι συνθήκες λειτουργίας επηρεάζουν άμεσα ή έμμεσα τη μόλυνση της μεμβράνης και τη φύση και τη σύνθεση της λάσπης.
1) Χρόνος κατακράτησης λάσπης (SRT)
Τα πρακτικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η αύξηση της SRT μπορεί να μειώσει την παραγωγή SMP και EPS και ο ρυθμός μόλυνσης της μεμβράνης θα μειωθεί.
Ωστόσο, μια υπερβολικά μεγάλη διάρκεια SRT μπορεί να οδηγήσει σε υψηλή συγκέντρωση λάσπης, η οποία επίσης επιφέρει υπερβολικό ιξώδες και επηρεάζει τη μεταφορά μάζας και την υδροδυναμική του αντιδραστήρα, οδηγώντας σε πιο σοβαρή μόλυνση της μεμβράνης. Η SRT για βιοαντιδραστήρες μεμβράνης στη γενική επεξεργασία αστικών λυμάτων είναι 5-20 ημέρες.
2) Υδραυλικός χρόνος συγκράτησης (HRT)
Αν και η HRT δεν έχει άμεση επίδραση στη μόλυνση της μεμβράνης, η σύντομη HRT θα παρέχει περισσότερα θρεπτικά συστατικά στους μικροοργανισμούς και θα τους κάνει να αναπτύσσονται γρήγορα, με αποτέλεσμα υψηλότερη συγκέντρωση MLSS και αυξημένη ροή, γεγονός που θα αυξήσει την πιθανότητα μόλυνσης της μεμβράνης.
3) Θερμοκρασία και pH
Συγκρίνοντας τη θερμοκρασία διαφορετικών εποχών, είναι εύκολο να διαπιστώσουμε ότι η αναστρέψιμη ρύπανση είναι πιο σοβαρή στην περίοδο των χαμηλών θερμοκρασιών και η μη αναστρέψιμη ρύπανση αναπτύσσεται ταχύτερα στην περίοδο των υψηλών θερμοκρασιών.
Το εύρος pH λειτουργίας του MBR είναι γενικά 6-9, εκτός του εύρους, τα νιτροποιητικά βακτήρια στον αντιδραστήρα θα μειωθούν γρήγορα, με αποτέλεσμα την αναστολή της νιτροποίησης. Όταν το pH είναι υψηλότερο από την κρίσιμη τιμή του, η μόλυνση της μεμβράνης είναι ταχεία και όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, το μέγιστο επιτρεπόμενο pH μειώνεται.
4) Διαλυμένο οξυγόνο (DO)
Μια χαμηλή συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου θα μειώσει την υδροφοβικότητα των κυττάρων και θα προκαλέσει την αποσύνθεση των κροκίδων ιλύος και όταν το DO είναι χαμηλότερο από 1 mg/l, η περιεκτικότητα σε SMP αυξάνεται απότομα. Το διαλυμένο οξυγόνο επηρεάζει επίσης τη σύνθεση των EPS και SMP και σε συστήματα υψηλής DO MBR, η αναλογία πρωτεϊνών και πολυσακχαριτών αυξάνεται και η σύνθεση της μικροβιακής κοινότητας είναι πολύ διαφορετική.
5) Ροές μεμβράνης
Για όλες τις διεργασίες μεμβράνης, οι αυξημένες ροές μπορεί να προκαλέσουν αυξημένη μόλυνση της μεμβράνης.
Η εξισορρόπηση της επιλογής ροής με την ελαχιστοποίηση της επιφάνειας της μεμβράνης, τα διαστήματα πλύσης και χημικού καθαρισμού έχουν επίσης άμεσο αντίκτυπο στο λειτουργικό κόστος.
6) Σταδιακή ροή και αερισμός
Στους βιοαντιδραστήρες διαιρεμένης μεμβράνης, το CFV είναι μία από τις μεθόδους ταχείας αλλαγής της διαπερατότητας της μεμβράνης.
Σε συστήματα με μεμβράνες υψηλής συγκέντρωσης και μικρού μεγέθους πόρων, η αύξηση του CFV μπορεί να μετριάσει την εναπόθεση ρύπων στην επιφάνεια της μεμβράνης. Ωστόσο, για σχετικά μεγάλα μικτά σωματίδια υγρού, η ενίσχυση του CFV δεν έχει καθόλου ή ακόμη και αντίθετη επίδραση στην ανύψωση της ροής.
Ο αερισμός παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στη διαδικασία του βυθισμένου MBR: α, παρέχει διαλυμένο οξυγόνο μέσω αερισμού για κανονική ανάπτυξη και μεταβολισμό μικροοργανισμών στη λάσπη. β, παίζει έναν αναδευτικό ρόλο για την εναιώρηση της λάσπης και την πλήρη ανάμιξή της στο αναμεμειγμένο διάλυμα. γ, χαλάρωση των νημάτων μεμβράνης της μονάδας μεμβράνης κοίλης ίνας και δημιουργία δυνάμεων διάτμησης στην επιφάνεια της μεμβράνης για τη μείωση της εναπόθεσης ρύπων στην επιφάνεια της μεμβράνης και την πρόληψη της δημιουργίας μόλυνσης της μεμβράνης σε κάποιο βαθμό.
3,Η φύση της μεμβράνης και της δομής των συστατικών της μεμβράνης
1) Μέγεθος πόρων μεμβράνης
Μεμβράνη μικρού μεγέθους πόρων, εύκολη συγκράτηση των ρύπων στο διάλυμα και παραγωγή εναποτιθέμενου στρώματος στην επιφάνεια της μεμβράνης, έτσι ώστε η αντίσταση της μεμβράνης να αυξάνεται. Αυτός ο τύπος ρύπανσης είναι γενικά αναστρέψιμη ρύπανση, μπορεί να αφαιρεθεί μέσω λανθασμένης ροής, αντίστροφης πλύσης, αερισμού και άλλων φυσικών μέσων, η εσωτερική ρύπανση είναι μικρή.
Μεμβράνη μεγάλου μεγέθους πόρων, η απόφραξη των πόρων της μεμβράνης είναι πιο σοβαρή στο πρώιμο στάδιο της διήθησης, με το σχηματισμό μιας δυναμικής μεμβράνης στην επιφάνεια, το αποτέλεσμα συγκράτησης αρχίζει να βελτιώνεται. Αλλά οι ρύποι εναποτίθενται εύκολα και φράζουν στην επιφάνεια και στο εσωτερικό του πόρου της μεμβράνης, σχηματίζοντας μη αναστρέψιμη ρύπανση ή ακόμα και μη ανακτήσιμη ρύπανση, η οποία γίνεται ο κύριος παράγοντας που προκαλεί υποβάθμιση της απόδοσης της μεμβράνης και μείωση της ζωής στη μακροχρόνια λειτουργία.
2) Υλικά μεμβράνης
Για τη μόλυνση διαφορετικών υλικών μεμβράνης σε αναερόβια MBR, η τάση μόλυνσης της μεμβράνης πολυβινυλιδενοφθοριδίου (PVDF) είναι σημαντικά μικρότερη από εκείνη των μεμβρανών πολυσουλφόνης (PS) και κυτταρίνης υπό τις ίδιες συνθήκες λειτουργίας.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η σύνθεση των μη αναστρέψιμων ρύπων εξαρτάται από το υλικό της μεμβράνης όταν υπάρχουν πολυμερή παρόμοια με το υλικό της μεμβράνης στο οργανικό κλάσμα της ενεργοποιημένης ιλύος.
3) Βαθμός τραχύτητας επιφάνειας μεμβράνης
Η αύξηση της τραχύτητας της επιφάνειας της μεμβράνης αυξάνει την πιθανότητα προσρόφησης ρύπων στην επιφάνεια της μεμβράνης, αλλά αυξάνει επίσης τον βαθμό εκτροπής της επιφάνειας της μεμβράνης, η οποία εμποδίζει την εναπόθεση ρύπων στην επιφάνεια της μεμβράνης, επομένως η επίδραση της τραχύτητας στη ροή της μεμβράνης είναι η αποτέλεσμα συνδυασμού και των δύο παραγόντων.
4) Υδροφοβία
Η υδροφοβικότητα του υλικού της μεμβράνης έχει επίσης σημαντική επίδραση στη μόλυνση της μεμβράνης, συγκρίνοντας τις υδρόφοβες και υδρόφιλες μεμβράνες υπερδιήθησης, συμπεραίνεται ότι η επιφάνεια της μεμβράνης υδρόφοβης υπερδιήθησης είναι πιο πιθανό να προσροφήσει διαλυμένες ουσίες και παρουσιάζει μεγαλύτερη τάση μόλυνσης.
Επί του παρόντος, οι περισσότεροι από τους τρόπους αλλαγής της υδροφοβικότητας της μεμβράνης είναι τροποποιήσεις των υλικών της μεμβράνης. Όπως η αλλαγή του μεγέθους των πόρων, η τραχύτητα της επιφάνειας της μεμβράνης, η προσθήκη ανόργανων υλικών για να σχηματιστεί μια δυναμική προεπικάλυψη στην επιφάνεια της μεμβράνης κ.λπ.
4,Μέτρα ελέγχου της μόλυνσης των μεμβρανών
Οι κύριοι παράγοντες για το σχηματισμό μόλυνσης της μεμβράνης είναι: η εγγενής φύση της μεμβράνης, η φύση του μείγματος και το περιβάλλον λειτουργίας του συστήματος, ο έλεγχος και η επίλυση της μόλυνσης της μεμβράνης θα πρέπει επίσης να ληφθούν αντίστοιχα μέτρα από αυτές τις τρεις πτυχές.
(1) Η εγγενής φύση της μεμβράνης
Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες της μεμβράνης καθορίζονται από το υλικό της μεμβράνης και η αντιρρυπαντική ικανότητα της μεμβράνης στο μείγμα σχετίζεται με το υλικό της. Έχει αποδειχθεί ότι η υδροφιλία της μεμβράνης έχει πολύ σημαντική επίδραση στην αντιρρυπαντική ικανότητα. Μεταξύ των οργανικών υλικών μεμβράνης, μερικά είναι υδρόφιλα υλικά όπως το PAN και τα περισσότερα είναι υδρόφοβα υλικά όπως PVDF, PE, PS κ.λπ. Τα υδρόφοβα οργανικά υλικά πρέπει να τροποποιούνται υδρόφιλα όταν εφαρμόζονται και λόγω της διαφοράς στη διαδικασία τροποποίησης, η απώλεια της υδροφιλικότητας στη διαδικασία χρήσης θα είναι γρήγορη και αργή.
Επιπλέον, η αντιρρυπαντική ικανότητα της μεμβράνης σχετίζεται επίσης με την τραχύτητα της επιφάνειας της μεμβράνης, το επιφανειακό φορτίο της μεμβράνης, το μέγεθος πόρων της μεμβράνης κ.λπ. Σε γενικές γραμμές, η αντιρρυπαντική ικανότητα της μεμβράνης μπορεί να βελτιωθεί επιλέγοντας υλικά μεμβράνης με καλύτερη υδροφιλία, βελτιώνοντας την τραχύτητα της επιφάνειας της μεμβράνης, επιλέγοντας υλικά μεμβράνης με το ίδιο δυναμικό με το μείγμα και κατάλληλο μέγεθος πόρων μεμβράνης.
Ανόργανες μεμβράνες όπως κεραμικές μεμβράνες: αλουμίνα, καρβίδιο του πυριτίου, οξείδιο τιτανίου, οξείδιο ζιρκονίου, κ.λπ. ως πρώτες ύλες, πυροσυσσωμάτωση υψηλής θερμοκρασίας, στη ροή, αντοχή, χημική σταθερότητα ευκολία από τις οργανικές μεμβράνες έχουν προφανή πλεονεκτήματα.
(2) Η φύση του μικτού υγρού
Η μόλυνση της μεμβράνης είναι σε μεγάλο βαθμό το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ της μεμβράνης και του μείγματος. Η φύση του μείγματος περιλαμβάνει συγκέντρωση ιλύος και ιξώδες, κατανομή σωματιδίων, συγκέντρωση διαλυμένης οργανικής ύλης, συγκέντρωση μικροβιακού μεταβολίτη κ.λπ.
Όταν η συγκέντρωση της λάσπης είναι χαμηλή, η ικανότητα προσρόφησης και αποικοδόμησης της λάσπης της οργανικής ύλης είναι ανεπαρκής, η συγκέντρωση της οργανικής ύλης στο μείγμα αυξάνεται, η απόφραξη των πόρων της μεμβράνης είναι σοβαρή και η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας στην επιφάνεια της μεμβράνης αυξάνεται σημαντικά λόγω η συγκέντρωση της πόλωσης συγκέντρωσης, η οποία είναι εύκολο να σχηματιστεί ένα στρώμα γέλης, με αποτέλεσμα την αυξημένη αντίσταση στη διήθηση. όταν η συγκέντρωση της λάσπης είναι υψηλότερη από μια ορισμένη τιμή, η συγκέντρωση EPC αυξάνεται, το ιξώδες της λάσπης αυξάνεται γρήγορα και το ιξώδες έχει αντίκτυπο στη ροή της μεμβράνης και το μέγεθος των φυσαλίδων στο μείγμα και στη λάσπη Είναι εύκολο να αποτεθεί την επιφάνεια της μεμβράνης και σχηματίζουν ένα παχύτερο στρώμα λάσπης. Πιστεύεται γενικά ότι υπάρχει μια κρίσιμη τιμή συγκέντρωσης λάσπης, όταν η συγκέντρωση λάσπης είναι υψηλότερη από αυτή την τιμή, η ροή της μεμβράνης θα επηρεαστεί αρνητικά, έτσι η συγκέντρωση λάσπης μπορεί να επιλεγεί για να ελέγχει αποτελεσματικά τη μόλυνση της μεμβράνης μέσα σε ένα κατάλληλο εύρος. Η διαστολή της λάσπης και τα λεπτά λάσπης μπορεί να προκαλέσουν σοβαρή μόλυνση της μεμβράνης.
Η ποιότητα του εισερχόμενου νερού της διαδικασίας MBR έχει επίσης μεγαλύτερο αντίκτυπο στα συστατικά του μείγματος, το οποίο απαιτεί έναν ορισμένο βαθμό προεπεξεργασιών, όπως τρίχες και υλικά σκουπιδιών που θα τυλιχτούν γύρω από το σχέδιο, προκαλώντας τη συσσώρευση λάσπης στη μονάδα μεμβράνης και συνεπώς τη δημιουργία μεμβράνης μόλυνση, η οποία πρέπει να αφαιρεθεί από διαφορετικά πλέγματα λεπτής μεμβράνης πριν εισέλθει σε αερόβια βιοχημικά. Η λάσπη και η άμμος και άλλα σκληρά σωματίδια μπορεί να καταστρέψουν τα νημάτια της μεμβράνης, τα οποία πρέπει να αφαιρεθούν από τον νεροχύτη άμμου. Το λάδι προκαλεί ακάθαρτη μόλυνση στα νήματα της μεμβράνης. ρύπανση, περισσότερο από τις απαιτήσεις που πρέπει να αφαιρεθούν με παγίδα λαδιού, επίπλευση αέρα κ.λπ. ανόργανες ουσίες: μπορεί να κατακρημνιστούν στην επιφάνεια της μεμβράνης, σχηματίζοντας λέπια, φράσσοντας τους πόρους της μεμβράνης. Μπορεί να ελεγχθεί με κροκίδωση και καθίζηση ή ρύθμιση του pH για να αποφευχθεί η καθίζηση. Άλλες χαρακτηριστικές προσμείξεις που έχουν αντίκτυπο στη μεμβράνη, όπως οργανικοί διαλύτες, επιφανειοδραστικά, αντιαφριστικά, PAM, σκληρότητα, αλκαλικότητα και θερμοκρασία, θα πρέπει να δίνονται ιδιαίτερη προσοχή σε συγκεκριμένες περιπτώσεις.
(3) Περιβάλλον λειτουργίας συστήματος
a.Υποκρίσιμη ροή
Ως κρίσιμη ροή ορίζεται η ύπαρξη ροής τέτοιας ώστε όταν η ροή είναι μεγαλύτερη από αυτή την τιμή, η TMP αυξάνεται σημαντικά, ενώ όταν η ροή είναι μικρότερη από αυτή την τιμή, η TMP παραμένει σταθερή. Αυτή η ιδέα μπορεί να μας βοηθήσει να βρούμε ένα σημείο αναφοράς μεταξύ της μεγιστοποίησης της ροής της μεμβράνης και του αποτελεσματικού ελέγχου της μόλυνσης της μεμβράνης. Στην πραγματική λειτουργία των μονάδων μεμβράνης, η ροή λειτουργίας πάνω από την κρίσιμη ροή αναφέρεται ως λειτουργία υπερκρίσιμης ροής και η ροή λειτουργίας κάτω από την κρίσιμη ροή αναφέρεται ως λειτουργία υποκρίσιμης ροής. Στην πράξη, πρέπει να επιλεγεί η κατάλληλη ροή λειτουργίας. Αυτή η τιμή ροής λειτουργίας βρίσκεται στο υποκρίσιμο εύρος και μερικές φορές η ροή λειτουργίας είναι μόνο περίπου το 50% της κρίσιμης ροής. Φυσικά, η μόλυνση της μεμβράνης σε ένα μακροχρόνιο MBR, ακόμη και με τη λειτουργία υπο-κρίσιμης ροής, έχει σταδιακή αύξηση του TMP.
b.Λογικός αερισμός
Στο MBR, ο σκοπός του αερισμού δεν είναι μόνο η παροχή οξυγόνου σε μικροοργανισμούς, αλλά και η ροή των φυσαλίδων που ανεβαίνουν και του παραγόμενου ενοχλητικού νερού για τον καθαρισμό της επιφάνειας της μεμβράνης και τη διακοπή της συσσώρευσης λάσπης για να διατηρηθεί σταθερή η ροή της μεμβράνης. Ταυτόχρονα, το φαινόμενο τρέμουλο που δημιουργείται από τη σύγκρουση μεταξύ φυσαλίδων και ινών μεμβράνης κάνει ακόμη και τις ίνες της μεμβράνης να τρίβονται μεταξύ τους, γεγονός που μπορεί να επιταχύνει την απόρριψη των επιφανειακών ιζημάτων της μεμβράνης και να διευκολύνει τον μετριασμό της ρύπανσης της μεμβράνης. Όταν ο αερισμός είναι πολύ μεγάλος, θα προκαλέσει μείωση του μεγέθους των σωματιδίων της επιφάνειας της μεμβράνης, καθιστώντας τη δομή του κέικ φίλτρου πιο πυκνή, αυξάνοντας έτσι την αντίσταση φιλτραρίσματος της μεμβράνης. Αντίθετα, όταν ο αερισμός είναι πολύ μικρός, η διαταραχή θα εξασθενεί και η ρύπανση θα επιδεινώνεται, οπότε θα πρέπει να επιλεγεί ο κατάλληλος αερισμός.
c.Λειτουργία και διακοπή εναλλαγής
Σύμφωνα με τη 3-θεωρία σταδίων της μόλυνσης της μεμβράνης, ο σχηματισμός μόλυνσης στην επιφάνεια της μεμβράνης απαιτεί μια διαδικασία. Πρώτον, οι ρύποι θα προσροφηθούν, θα εναποτεθούν και θα συσσωρευτούν στην επιφάνεια της μεμβράνης. Ο τρόπος λειτουργίας της διακοπτόμενης άντλησης στοχεύει στην αποκατάσταση της απόδοσης φιλτραρίσματος μεμβράνης διακόπτοντας περιοδικά τη διήθηση μεμβράνης, έτσι ώστε η λάσπη που εναποτίθεται στην επιφάνεια της μεμβράνης να μπορεί να απομακρυνθεί από την επιφάνεια της μεμβράνης από τη δύναμη διάτμησης που προκαλείται από τον αερισμό και τη ροή του νερού. Γενικά, όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος άντλησης, τόσο μεγαλύτερη είναι η συσσώρευση αιωρούμενων στερεών στην επιφάνεια της μεμβράνης. Όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος διακοπής, τόσο περισσότερο θα πέσει η λάσπη που εναποτίθεται στην επιφάνεια της μεμβράνης και τόσο περισσότερο μπορεί να ανακτηθεί η απόδοση φιλτραρίσματος της μεμβράνης. Κατ' αρχήν, η εναλλακτική μέθοδος λειτουργίας και διακοπής πρέπει να καθορίζεται σύμφωνα με τη σύσταση του κατασκευαστή της μεμβράνης και την πραγματική λειτουργία του έργου ώστε να πληροί τα δικά του χαρακτηριστικά.
