Por: Kate
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Data: 21 de janeiro de 2025
1. Definição de incrustação de membrana
A incrustação da membrana geralmente se refere ao processo em que as substâncias no líquido misto são adsorvidas e agregadas na superfície da membrana (externa) e nos poros da membrana (internos), fazendo com que os poros da membrana sejam bloqueados e a porosidade de diminuir, resultando no Atenuação do fluxo da membrana e o aumento da pressão de filtração.
Durante a operação da filtração da membrana, moléculas de água e substâncias finas continuam a passar pela membrana, enquanto algumas substâncias são interceptadas pela membrana e bloqueiam os poros da membrana ou depositar na superfície da membrana, causando incrustação da membrana. Pode -se dizer que a interceptação de membrana leva à incrustação da membrana.A manifestação direta da incrustação da membrana é a diminuição do fluxo da membrana ou o aumento da pressão operacional.
2. Tipos de poluição da membrana
(1) Classificação por composição de poluentes
Poluição orgânica
Vem principalmente de matéria orgânica macromolecular (polissacarídeos, proteínas etc.), ácido húmico, flocos microbianos, fragmentos celulares, etc. no líquido misto. Entre eles, embora a proporção de SMP e EPS de matéria orgânica dissolvida seja muito baixa em comparação com o MLSS, a poluição da membrana causada por eles é responsável por 26%-52%. O crescimento e a adsorção de microorganismos nos poros da membrana e na superfície da membrana também são fatores importantes na poluição da membrana.
Poluição inorgânica
Formado por sais de metal e ponte de íons de sal inorgânicos. A poluição inorgânica comum das membranas está escalando principalmente substâncias de carbonatos, sulfatos e silicatos de cálcio, magnésio, ferro, silício, etc., entre os quais o carbonato de cálcio, o sulfato de cálcio e o hidróxido de magnésio são mais.
(2) Classificação pela natureza dos poluentes
Poluição reversível (poluição temporária): A poluição da membrana pode ser removida por certas medidas hidráulicas; como retrolavagem com água limpa e tremor de aeração.
Poluição irreversível (poluição a longo prazo): a poluição da membrana que não pode ser removida por medidas de limpeza hidráulica pode ser removida pela limpeza com oxidantes, ácidos, álcalis, agentes redutores, etc.
A poluição reversível e irreversível pode ser lavada. A poluição que não pode ser lavada por qualquer meio de limpeza é chamada de poluição irreversível.
(3) Classificação por localização dos poluentes
A poluição interna é formada pela adsorção, concentração, cristalização e agregação de materiais no líquido misto nos poros da membrana; A poluição externa é formada por agregação e deposição na superfície da membrana.
3. Medidas de controle para poluição da membrana
Os principais fatores para a poluição da membrana são: propriedades inerentes à membrana, propriedades do líquido misto e do ambiente operacional do sistema. As medidas correspondentes devem ser tomadas desses três aspectos para controlar e resolver a poluição da membrana.
(1) propriedades inerentes à membrana
As propriedades físicas e químicas da membrana são determinadas pelo material da membrana. A capacidade anti-poluição da membrana no líquido misto está relacionada ao seu material. Estudos demonstraram que a hidrofilicidade da membrana tem uma influência muito importante na capacidade anti-poluição. Entre os materiais da membrana orgânica, alguns são materiais hidrofílicos, como a panela, e a maioria são materiais hidrofóbicos, como PVDF, PE, PS, etc. Os materiais orgânicos hidrofóbicos devem ser hidrofílicos quando usados. Devido a diferenças no processo de modificação, a perda de hidrofilicidade durante o uso tem velocidades diferentes.
Além disso, a capacidade anti-poluição da membrana também está relacionada à rugosidade da superfície da membrana, a carga superficial da membrana, o tamanho dos poros da membrana, etc. De um modo geral, a capacidade anti-poluição da membrana pode ser aprimorado selecionando um material de membrana com melhor hidrofilicidade, melhorando a rugosidade da superfície da membrana, selecionando um material de membrana com o mesmo potencial que o líquido misto e uma membrana adequada tamanho de poro.
Membranas inorgânicas, como membranas de cerâmica: feitas de alumina, carboneto de silício, óxido de titânio, óxido de zircônio, etc., sinterizado a alta temperatura, eles têm vantagens óbvias sobre membranas orgânicas em termos de fluxo, força e estabilidade química.
(2) Propriedades do licor misto
A incrustação da membrana é em grande parte o resultado da interação entre a membrana e o licor misto. As propriedades do licor misto incluem concentração e viscosidade do lodo, distribuição de partículas, concentração de matéria orgânica dissolvida e concentração de metabólito microbiano.
Quando a concentração de lodo é baixa, a capacidade do lodo de adsorver e degradar a matéria orgânica é insuficiente. A concentração de matéria orgânica no licor misto aumenta, os poros da membrana são seriamente bloqueados e a polarização da concentração faz com que a concentração de solutos na superfície da membrana aumente significativamente, o que forma facilmente uma camada de gel e aumenta a resistência à filtração. Quando a concentração de lodo é maior que um certo valor, a concentração de EPC aumenta e a viscosidade do lodo aumenta rapidamente. A viscosidade afeta o fluxo da membrana e o tamanho das bolhas no licor misto. O lodo é facilmente depositado na superfície da membrana, formando uma camada de lodo mais espessa. Geralmente, acredita -se que exista um valor crítico para a concentração de lodo. Quando a concentração de lodo for maior que esse valor, terá um efeito adverso no fluxo da membrana. Portanto, a concentração de lodo pode ser controlada dentro de um intervalo apropriado para controlar efetivamente a poluição da membrana. A expansão de lodo e a fragmentação de lodo podem facilmente causar poluição séria da membrana.
Além disso, a qualidade da água influente do processo MBR também tem uma grande influência nos componentes do licor misto, e é necessário um certo grau de pré -tratamento. Por exemplo, cabelos e lixo envolverão o padrão, causando acumulação de lodo na montagem da membrana e, portanto, a poluição da membrana. Diferentes grades de membrana fina precisam ser usadas para removê -las antes de entrar no processo bioquímico aeróbico; Partículas com alta dureza, como lama e areia, podem danificar as fibras da membrana, e é necessário um tanque de decantação de areia para removê -las; Os óleos causam poluição às fibras da membrana que não podem ser limpas e, se os requisitos forem excedidos, precisam ser removidos por separação de petróleo, flotação, etc.; Matéria inorgânica: pode precipitar e escalar na superfície da membrana, bloqueando os poros da membrana. Pode ser controlado pela precipitação da floculação ou ajuste de pH para evitar a precipitação. Outros poluentes característicos que afetam a membrana, como solventes orgânicos, surfactantes, infilantes, PAM, dureza, alcalinidade e temperatura, devem receber atenção especial em situações específicas.
(3) ambiente operacional do sistema
Fluxo subcrítico
A definição de fluxo crítico é que existe um fluxo que, quando o fluxo é maior que esse valor, o TMP aumenta significativamente; Quando o fluxo é menor que esse valor, o TMP permanece estável. Esse conceito pode nos ajudar a encontrar um ponto de referência entre maximizar o fluxo da membrana e controlar efetivamente a incrustação da membrana. Na operação real dos módulos de membrana, quando o fluxo operacional é maior que o fluxo crítico, é chamado de operação de fluxo supercrítico e, quando o fluxo operacional é menor que o fluxo crítico, é chamada de operação de fluxo subcrítico. Em aplicações práticas, um fluxo operacional adequado deve ser selecionado. Esse valor de fluxo operacional está na faixa subcrítica e, às vezes, o fluxo operacional é de apenas cerca de 50% do fluxo crítico. Obviamente, em um MBR de longo prazo, mesmo que o modo de operação de fluxo subcrítico seja adotado, o TMP de incrustação de membrana aumentará gradualmente.
Aeração razoável
No MBR, o objetivo da aeração não é apenas fornecer oxigênio para os microorganismos, mas também para fazer as bolhas crescentes e o fluxo de água perturbados, eles geram limpar a superfície da membrana e impedir a agregação de lodo, de modo a manter a estabilidade do fluxo da membrana. Ao mesmo tempo, o efeito trêmulo causado pela colisão entre bolhas e fibras de membrana até causa atrito entre fibras de membrana, o que pode acelerar o derramamento de sedimentos da superfície da membrana e ajudar a aliviar a poluição da membrana. Quando a aeração é muito grande, o tamanho das partículas de partículas depositado na superfície da membrana diminuirá, tornando a estrutura do bolo de filtro mais compacta, aumentando assim a resistência à filtração da membrana; Pelo contrário, quando o volume de aeração for muito pequeno, o distúrbio enfraquecerá e a poluição aumentará, por isso é necessário escolher um volume de aeração adequado.
Alternância de operação e parada
De acordo com a teoria de três estágios da poluição da membrana, a formação da poluição da superfície da membrana requer um processo. Primeiro, os poluentes serão adsorvidos, depositados e acumulados na superfície da membrana. O modo de operação de sucção intermitente visa parar regularmente a filtração da membrana, para que o lodo depositado na superfície da membrana possa cair da superfície da membrana sob a força de cisalhamento causada pelo fluxo de água e água, para que o desempenho da filtração da membrana possa ser restaurado. Geralmente, quanto mais tempo o tempo de sucção, maior o acúmulo de sólidos suspensos na superfície da membrana; Quanto mais tempo o tempo de parada, mais completa o lodo depositado na superfície da membrana cai, e mais o desempenho da filtração da membrana pode ser restaurado. Em princípio, o método de alternância de operação e parada que atende às suas próprias características deve ser determinado com base nas recomendações do fabricante da membrana e na operação do projeto real.