Von: Kate
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Datum: 21. Januar 2025
1. Definition der Membranverschmutzung
Die Membranverschmutzung bezieht sich normalerweise auf den Prozess, bei dem Substanzen in der gemischten Flüssigkeit auf der Membranoberfläche (äußerlich) und in den Membranporen (intern) adsorbiert und aggregiert werden, wodurch die Membranporen blockiert werden und die Porosität abnimmt, was zu den resultierenden ist Abschwächung des Membranflusses und die Erhöhung des Filtrationsdrucks.
Während des Betriebs der Membranfiltration verlaufen Wassermoleküle und feine Substanzen weiterhin durch die Membran, während einige Substanzen von der Membran abgefangen werden und die Membranporen oder die Ablagerung auf der Membranoberfläche blockieren, was zu Membranverschmutzung führt. Es kann gesagt werden, dass Membran -Abfangen zu Membranverschmutzung führen.Die direkte Manifestation der Membranverschmutzung ist die Abnahme des Membranflusss oder die Zunahme des Betriebsdrucks.
2. Arten der Membranverschmutzung
(1) Klassifizierung durch Schadstoffzusammensetzung
Organische Verschmutzung
Hauptsächlich stammt aus makromolekularer organischer Substanz (Polysaccharide, Proteine usw.), Huminsäure, mikrobiellen Flocken, Zellfragmenten usw. in der gemischten Flüssigkeit. Obwohl der Anteil der gelösten organischen Substanz SMP und EPS im Vergleich zu MLSS sehr niedrig ist, macht die von ihnen verursachte Membranverschmutzung 26%-52%aus. Das Wachstum und die Adsorption von Mikroorganismen in den Membranporen und auf der Membranoberfläche sind auch wichtige Faktoren für die Membranverschmutzung.
Anorganische Verschmutzung
Gebildet durch Metallsalze und anorganische Salzionenbrücken. Häufige anorganische Verschmutzung von Membranen ist hauptsächlich die Substanzen von Carbonaten, Sulfaten und Silikaten von Kalzium, Magnesium, Eisen, Silizium usw., unter denen Calciumcarbonat, Calciumsulfat und Magnesiumhydroxid mehr sind.
(2) Klassifizierung durch die Natur der Schadstoffe
Reversible Verschmutzung (vorübergehende Verschmutzung): Die Membranverschmutzung kann durch bestimmte hydraulische Maßnahmen beseitigt werden; wie Rückspülung mit sauberem Wasser und Belüftungsschütteln.
Irreversible Verschmutzung (Langzeitverschmutzung): Membranverschmutzung, die durch Hydraulikreinigungsmaßnahmen nicht entfernt werden kann, kann durch Reinigung mit Oxidationsmitteln, Säuren, Alkalis, Reduktionsmittel usw. entfernt werden.
Sowohl reversible als auch irreversible Verschmutzung können ausgewaschen werden. Verschmutzung, die nicht durch Reinigungsmittel ausgewaschen werden kann, wird als irreversible Verschmutzung bezeichnet.
(3) Klassifizierung nach Ort der Schadstoffe
Die interne Verschmutzung wird durch Adsorption, Konzentration, Kristallisation und Aggregation von Materialien in der gemischten Flüssigkeit in den Membranporen gebildet; Die externe Verschmutzung wird durch Aggregation und Ablagerung auf der Membranoberfläche gebildet.
3. Kontrollmaßnahmen für Membranverschmutzung
Die Hauptfaktoren für die Membranverschmutzung sind: inhärente Eigenschaften der Membran, Eigenschaften der gemischten Flüssigkeit und der Systembetriebumgebung. Entsprechende Maßnahmen sollten aus diesen drei Aspekten ergriffen werden, um die Membranverschmutzung zu kontrollieren und zu lösen.
(1) inhärente Eigenschaften der Membran
Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Membran werden durch das Membranmaterial bestimmt. Die Fähigkeit zur Verschmutzung der Membran in der gemischten Flüssigkeit hängt mit ihrem Material zusammen. Studien haben gezeigt, dass die Hydrophilie der Membran einen sehr wichtigen Einfluss auf die Fähigkeit zur Verschmutzung hat. Unter organischen Membranmaterialien sind einige hydrophile Materialien wie PAN, und die meisten sind hydrophobe Materialien wie PVDF, PE, PS usw. hydrophobe organische Materialien müssen bei der Verwendung hydrophil sein. Aufgrund von Unterschieden im Modifikationsprozess hat der Verlust der Hydrophilie während der Verwendung unterschiedliche Geschwindigkeiten.
Darüber hinaus hängt die Fähigkeit zur Verschiebung der Membran auch mit der Oberflächenrauheit der Membran, der Oberflächenladung der Membran, der Porengröße der Membran usw. zusammen Verbessert werden, indem ein Membranmaterial mit besserer Hydrophilie ausgewählt wird, die Rauheit der Membranoberfläche verbessert, ein Membranmaterial mit dem gleichen Potential wie die gemischte Flüssigkeit und eine geeignete Membran auswählt Porengröße.
Anorganische Membranen wie Keramikmembranen: aus Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Titanoxid, Zirkoniumoxid usw., die bei hoher Temperatur gesintert sind, haben offensichtliche Vorteile gegenüber organischen Membranen in Bezug auf Fluss, Festigkeit und chemische Stabilität.
(2) Eigenschaften von gemischtem Alkohol
Die Membranverschmutzung ist größtenteils das Ergebnis der Wechselwirkung zwischen der Membran und dem gemischten Alkohol. Die Eigenschaften des gemischten Alkohols umfassen die Schlammkonzentration und -viskosität, die Partikelverteilung, die Konzentration der gelösten organischen Substanz und die Konzentration der mikrobiellen Metaboliten.
Wenn die Schlammkonzentration niedrig ist, ist die Fähigkeit des Schlamms, die organische Substanz zu adsorbieren und abzubauen, nicht aus. Die Konzentration der organischen Substanz im gemischten Alkohol nimmt zu, die Membranporen werden ernsthaft blockiert, und die Konzentrationspolarisation führt dazu, dass die Konzentration von gelösten Stoffen auf der Membranoberfläche signifikant zunimmt, was leicht eine Gelschicht bildet und den Filtrationswiderstand erhöht. Wenn die Schlammkonzentration höher ist als ein bestimmter Wert, nimmt die EPC -Konzentration zu und die Schlammviskosität nimmt schnell zu. Die Viskosität beeinflusst den Membranfluss und die Größe der Blasen im gemischten Alkohol. Der Schlamm kann leicht auf der Membranoberfläche abgelagert werden und bildet eine dickere Schlammschicht. Es wird allgemein angenommen, dass es einen kritischen Wert für die Schlammkonzentration gibt. Wenn die Schlammkonzentration höher ist als dieser Wert, wirkt sich der Membranfluss nachteilig aus. Daher kann die Schlammkonzentration in einem geeigneten Bereich kontrolliert werden, um die Verschmutzung der Membran effektiv zu steuern. Schlammerweiterung und Schlammfragmentierung können leicht zu einer schwerwiegenden Membranverschmutzung führen.
Darüber hinaus hat die einflussreiche Wasserqualität des MBR -Prozesses auch einen großen Einfluss auf die Bestandteile des gemischten Alkohols, und es ist ein gewisses Maß an Vorbehandlung erforderlich. Zum Beispiel verwickelt Haar und Müll das Muster, wodurch Schlammakkumulation in der Membrananordnung und damit die Membranverschmutzung führt. Es müssen verschiedene feine Membrangitter verwendet werden, um sie zu entfernen, bevor sie in den aeroben biochemischen Prozess eintreten. Partikel mit hoher Härte wie Schlamm und Sand können die Membranfasern schädigen, und ein Sandabsetank ist erforderlich, um sie zu entfernen. Öle verursachen Verschmutzungen für die Membranfasern, die nicht gereinigt werden können, und wenn die Anforderungen überschritten werden, müssen sie durch Öltrennung, Flotation usw. entfernt werden; Anorganische Materie: Kann auf der Membranoberfläche ausfallen und skalieren und die Membranporen blockieren. Es kann durch Flockungsausfällung oder pH -Einstellung gesteuert werden, um Niederschläge zu verhindern. Andere charakteristische Schadstoffe, die die Membran beeinflussen, wie organische Lösungsmittel, Tenside, Enthüter, PAM, Härte, Alkalität und Temperatur, sollten in bestimmten Situationen besondere Aufmerksamkeit erhalten.
(3) Systembetriebsumgebung
Unterkritischer Fluss
Die Definition des kritischen Flusses ist, dass es einen solchen Fluss gibt, dass TMP, wenn der Fluss größer als dieser Wert ist, signifikant zunimmt. Wenn der Fluss geringer ist als dieser Wert, bleibt TMP stabil. Dieses Konzept kann uns helfen, einen Referenzpunkt zwischen der Maximierung des Membranflusses und der effektiven Steuerung der Membranverschmutzung zu finden. Beim tatsächlichen Betrieb von Membranmodulen wird der Betriebsfluss als der kritische Fluss als überkritischer Flussbetrieb bezeichnet. Wenn der Betriebsfluss geringer ist als der kritische Fluss, wird er als subkritischer Flussbetrieb bezeichnet. In praktischen Anwendungen muss ein geeigneter Betriebsfluss ausgewählt werden. Dieser Betriebsflusswert befindet sich im unterkritischen Bereich, und manchmal beträgt der Betriebsfluss nur etwa 50% des kritischen Flusses. Natürlich wird in einem langfristigen MBR, selbst wenn der subkritische Flussbetriebsmodus eingesetzt wird, der TMP des Membranverschmutzers allmählich zunehmen.
Angemessene Belüftung
Bei MBR besteht der Zweck der Belüftung nicht nur darin, Sauerstoff für Mikroorganismen zu liefern, sondern auch die steigenden Blasen und den gestörten Wasserfluss zu erzeugen. Gleichzeitig verursacht der durch die Kollision zwischen Blasen und Membranfasern verursachte Schüttelwireffekt sogar Reibung zwischen Membranfasern, was das Absetzen von Sedimenten der Membranoberfläche beschleunigen und die Verschmutzung der Membran lindert. Wenn die Belüftung zu groß ist, nimmt die Partikelgröße der auf der Membranoberfläche abgelagerten Partikel ab, wodurch die Struktur des Filterkuchens kompakter wird, wodurch der Membranfiltrationswiderstand erhöht wird. Im Gegenteil, wenn das Belüftungsvolumen zu klein ist, wird die Störung schwächer und die Verschmutzung steigt, sodass es notwendig ist, ein geeignetes Belüftungsvolumen zu wählen.
Betriebswechsel und Stopp
Nach der dreistufigen Theorie der Membranverschmutzung erfordert die Bildung der Membranoberflächenverschmutzung einen Prozess. Erstens werden Schadstoffe adsorbiert, abgelagert und auf der Membranoberfläche angesammelt. Der intermittierende Saugbetriebsmodus zielt darauf ab, die Membranfiltration regelmäßig zu stoppen, so dass der auf der Membranoberfläche abgelagerte Schlamm unter der Scherkraft, die durch Belüftung und Wasserfluss verursacht wird, von der Membranoberfläche fallen kann, so dass die Filtrationsleistung der Membran wiederhergestellt werden kann. Im Allgemeinen, je länger die Saugzeit, desto größer ist die Anreicherung von schwebenden Festkörpern auf der Membranoberfläche; Je länger die Stoppzeit, desto gründlicher fällt der auf der Membranoberfläche abgelagerte Schlamm ab und desto mehr kann die Membranfiltrationsleistung wiederhergestellt werden. Grundsätzlich sollten die Betriebs- und Stop -Wechselmethode, die seine eigenen Merkmale erfüllt, anhand der Empfehlungen des Membranherstellers und des Betriebs des tatsächlichen Projekts ermittelt werden.