توسط: کیت
Email:kate@aquasust.com
تاریخ: 21 ژانویه 2025
1. تعریف رسوب غشایی
رسوب غشای معمولاً به فرآیندی اشاره دارد که در آن مواد موجود در مایع مخلوط در سطح غشای (خارجی) و در منافذ غشایی (داخلی) جذب و تجمع می یابند و باعث مسدود شدن منافذ غشای و تخلخل می شوند و در نتیجه این امر باعث می شود ضعف شار غشاء و افزایش فشار تصفیه.
در حین بهره برداری از فیلتراسیون غشایی ، مولکول های آب و مواد ریز از غشای عبور می کنند ، در حالی که برخی از مواد توسط غشای رهگیری می شوند و منافذ غشایی یا رسوب را بر روی سطح غشای مسدود می کنند و باعث بروز غشای می شوند. می توان گفت که رهگیری غشای منجر به رسوب غشایی می شود.تظاهرات مستقیم رسوب غشایی کاهش شار غشاء یا افزایش فشار عملیاتی است.
2. انواع آلودگی غشای
(1) طبقه بندی توسط ترکیب آلاینده
آلودگی ارگانیک
به طور عمده از ماده آلی ماکرومولکولی (پلی ساکاریدها ، پروتئین ها و غیره) ، اسید هومیک ، فلوک های میکروبی ، قطعات سلولی و غیره در مایع مخلوط می آید. در میان آنها ، اگرچه نسبت SMP و EPS ماده آلی محلول در مقایسه با MLS بسیار کم است ، اما آلودگی غشای ناشی از آنها 26 ٪ {1}} ٪ را تشکیل می دهد. رشد و جذب میکروارگانیسم ها در منافذ غشایی و بر روی سطح غشای نیز عوامل مهمی در آلودگی غشای است.
آلودگی
توسط نمک های فلزی و پل یون نمک معدنی تشکیل شده است. آلودگی غیر آلی متداول غشاها به طور عمده در حال مقیاس بندی مواد کربناتها ، سولفات ها و سیلیکات کلسیم ، منیزیم ، آهن ، سیلیکون و غیره است که در میان آنها کربنات کلسیم ، سولفات کلسیم و هیدروکسید منیزیم بیشتر است.
(2) طبقه بندی با ماهیت آلاینده ها
آلودگی برگشت پذیر (آلودگی موقت): آلودگی غشایی را می توان با اقدامات هیدرولیکی خاص حذف کرد. مانند شستشوی پشت با آب تمیز و لرزش هوادهی.
آلودگی برگشت ناپذیر (آلودگی طولانی مدت): آلودگی غشایی که با اقدامات تمیز کردن هیدرولیک قابل برداشت نیستند ، می توان با تمیز کردن با اکسیدان ها ، اسیدها ، قلیایی ها ، کاهش مواد و غیره برداشته شد.
هر دو آلودگی برگشت پذیر و برگشت ناپذیر را می توان از بین برد. آلودگی که با هر وسیله تمیز کردن قابل شستشو نیست ، آلودگی غیر قابل برگشت نامیده می شود.
(3) طبقه بندی بر اساس محل آلاینده ها
آلودگی داخلی با جذب ، غلظت ، تبلور و تجمع مواد موجود در مایع مخلوط در منافذ غشایی تشکیل می شود. آلودگی خارجی با تجمع و رسوب بر روی سطح غشای تشکیل می شود.
3بشر اقدامات کنترل برای آلودگی غشای
عوامل اصلی آلودگی غشای عبارتند از: خواص ذاتی غشای ، خواص مایع مخلوط و محیط عامل سیستم. اقدامات مربوطه باید از این سه جنبه برای کنترل و حل آلودگی غشاء انجام شود.
(1) خواص ذاتی غشای
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی غشای توسط ماده غشایی تعیین می شود. توانایی ضد آلودگی غشای موجود در مایع مخلوط مربوط به مواد آن است. مطالعات نشان داده اند که آبگریز غشای تأثیر بسیار مهمی در توانایی ضد آلودگی دارد. در بین مواد غشای آلی ، برخی از آنها مواد آبگریز مانند PAN هستند و بیشتر آنها مواد آبگریز مانند PVDF ، PE ، PS و غیره هستند. مواد آلی آبگریز هنگام استفاده باید آبگریز باشند. با توجه به تفاوت در فرآیند اصلاح ، از بین رفتن آبگریز در هنگام استفاده سرعت های مختلفی دارد.
علاوه بر این ، توانایی ضد آلودگی غشای نیز مربوط به زبری سطح غشای ، بار سطح غشای ، اندازه منافذ غشای و غیره است. به طور کلی ، توانایی ضد آلودگی غشای می تواند با انتخاب یک ماده غشایی با آبگریزی بهتر ، بهبود زبری سطح غشای ، انتخاب یک ماده غشایی با همان پتانسیل مایع مخلوط و یک غشای مناسب بهبود یابد. اندازه منافذ
غشاهای معدنی مانند غشاهای سرامیکی: ساخته شده از آلومینا ، کاربید سیلیکون ، اکسید تیتانیوم ، اکسید زیرکونیوم و غیره ، در دمای بالا سینتر می شوند ، از نظر شار ، استحکام و ثبات شیمیایی مزایای آشکاری نسبت به غشاهای آلی دارند.
(2) خواص مشروب مخلوط
رسوب غشای تا حد زیادی نتیجه تعامل بین غشای و مشروبات الکلی است. خواص مشروب مخلوط شامل غلظت لجن و ویسکوزیته ، توزیع ذرات ، غلظت ماده آلی محلول و غلظت متابولیت میکروبی است.
هنگامی که غلظت لجن کم است ، توانایی لجن در جذب و تخریب ماده آلی کافی نیست. غلظت ماده آلی در مشروب مخلوط افزایش می یابد ، منافذ غشای به طور جدی مسدود می شوند و قطبش غلظت باعث افزایش غلظت املاح بر روی سطح غشای می شود که به راحتی یک لایه ژل را تشکیل می دهد و مقاومت تصفیه را افزایش می دهد. هنگامی که غلظت لجن بالاتر از یک مقدار خاص باشد ، غلظت EPC افزایش می یابد و ویسکوزیته لجن به سرعت افزایش می یابد. ویسکوزیته بر شار غشاء و اندازه حباب های موجود در مشروبات الکلی تأثیر می گذارد. این لجن به راحتی روی سطح غشای قرار می گیرد و یک لایه لجن ضخیم تر تشکیل می دهد. به طور کلی اعتقاد بر این است که یک مقدار بحرانی برای غلظت لجن وجود دارد. هنگامی که غلظت لجن از این مقدار بالاتر است ، تأثیر منفی بر شار غشاء خواهد داشت. بنابراین ، غلظت لجن را می توان در یک محدوده مناسب کنترل کرد تا به طور مؤثر آلودگی غشایی را کنترل کند. انبساط لجن و تکه تکه شدن لجن به راحتی می تواند باعث آلودگی جدی غشای شود.
علاوه بر این ، کیفیت آب تأثیرگذار فرآیند MBR نیز تأثیر زیادی در اجزای مشروبات الکلی مخلوط دارد و به درجه مشخصی از پیش درمانی نیز نیاز است. به عنوان مثال ، مو و زباله این الگوی را به هم می پیوندند و باعث تجمع لجن در مونتاژ غشای و در نتیجه آلودگی غشای می شوند. قبل از ورود به فرآیند بیوشیمیایی هوازی ، باید از شبکه های غشای ریز مختلف استفاده شود. ذرات با سختی زیاد مانند گل و ماسه ممکن است به الیاف غشایی آسیب برساند و برای از بین بردن آنها به یک مخزن حل و فصل شن و ماسه نیاز است. روغن ها باعث آلودگی الیاف غشایی می شوند که قابل تمیز نیستند و در صورت استفاده از الزامات ، باید با جداسازی روغن ، شناور و غیره از بین بروند. ماده معدنی: ممکن است در سطح غشای رسوب و مقیاس شود و منافذ غشای را مسدود کند. برای جلوگیری از بارش می توان آن را با بارش لخته سازی یا تنظیم pH کنترل کرد. سایر آلاینده های مشخصه که بر روی غشای تأثیر می گذارند ، مانند حلال های آلی ، سورفاکتانت ها ، دفع کننده ها ، PAM ، سختی ، قلیایی و دما ، باید در موقعیت های خاص توجه ویژه ای داشته باشند.
(3) محیط عامل سیستم
شار فرعی
تعریف شار بحرانی این است که چنین شار وجود دارد که وقتی شار از این مقدار بیشتر باشد ، TMP به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. هنگامی که شار از این مقدار کمتر است ، TMP پایدار می ماند. این مفهوم می تواند به ما کمک کند تا یک مرجع بین حداکثر شار غشاء و کنترل موثر رسوب غشای را پیدا کنیم. در عملکرد واقعی ماژول های غشایی ، هنگامی که شار عملیاتی بالاتر از شار بحرانی است ، به آن عمل شار فوق بحرانی گفته می شود ، و هنگامی که شار عملیاتی کمتر از شار بحرانی است ، به آن عمل شار زیر بحرانی گفته می شود. در برنامه های کاربردی ، باید یک شار عملیاتی مناسب انتخاب شود. این مقدار شار عملیاتی در محدوده فرعی است و گاهی اوقات شار عمل فقط حدود 50 ٪ از شار بحرانی است. البته ، در یک MBR طولانی مدت ، حتی اگر حالت عملکرد شار زیر بحرانی اتخاذ شود ، TMP رسوب غشای به تدریج افزایش می یابد.
هواده معقول
در MBR ، هدف از هوادهی نه تنها تأمین اکسیژن برای میکروارگانیسم ها ، بلکه ایجاد حباب های در حال افزایش و جریان آب آشفته آنها باعث تمیز کردن سطح غشای و جلوگیری از تجمع لجن می شود ، تا ثبات شار غشاء را حفظ کند. در عین حال ، اثر لرزش ناشی از برخورد بین حباب ها و الیاف غشایی حتی باعث ایجاد اصطکاک بین الیاف غشایی می شود ، که می تواند باعث افزایش رسوبات سطح غشایی شود و به کاهش آلودگی غشاء کمک کند. هنگامی که هوادهی خیلی بزرگ باشد ، اندازه ذرات ذرات رسوب شده بر روی سطح غشای کاهش می یابد و ساختار کیک فیلتر را جمع و جور تر می کند و از این طریق مقاومت تصفیه غشای را افزایش می دهد. در مقابل ، هنگامی که حجم هوادهی خیلی کم است ، آشفتگی تضعیف می شود و آلودگی افزایش می یابد ، بنابراین انتخاب یک حجم هوادهی مناسب ضروری است.
جایگزین کار و توقف
طبق نظریه سه مرحله ای آلودگی غشای ، تشکیل آلودگی سطح غشای غشایی نیاز به یک فرآیند دارد. اول ، آلاینده ها در سطح غشای جذب ، رسوب و انباشته می شوند. حالت عملکرد مکش متناوب با هدف متوقف کردن فیلتراسیون غشایی به طور مرتب به گونه ای که لجن سپرده شده بر روی سطح غشای می تواند از سطح غشای زیر نیروی برشی ناشی از هوادهی و جریان آب خارج شود ، به طوری که می توان عملکرد تصفیه غشای را بازگرداند. به طور کلی ، هرچه زمان مکش طولانی تر باشد ، تجمع مواد جامد معلق در سطح غشای بیشتر می شود. هرچه زمان توقف طولانی تر باشد ، لجن سپرده شده بر روی سطح غشای کاملاً کامل تر می شود و عملکرد تصفیه غشای بیشتر می تواند ترمیم شود. در اصل ، روش عملکرد و توقف جایگزین که ویژگی های خاص خود را برآورده می کند باید براساس توصیه های تولید کننده غشای و عملکرد پروژه واقعی تعیین شود.