Membran kirlenmesi, tüm membran ayırma sistemlerinde uzun süreli çalışma sırasında-kaçınılmaz bir sorundur. Bu makale, membran kirlenmesinin nedenlerini, sınıflandırılmasını ve önleme ve kontrol mantığını sistematik olarak açıklayacak ve ardından kirlenmenin kaynağında nasıl azaltılacağını ve membran malzemelerinin doğal özelliklerinden yararlanılarak temizlik ve bakımın nasıl basitleştirileceğini tartışacaktır.
I. Membran Kirlenmesinin Ana Bileşenlerinin Sınıflandırılması
Membran kirlenmesi, membran filtrasyonunda, sudaki mikropartiküllerin, kolloidlerin veya büyük çözünen moleküllerin adsorbe edildiği ve fizikokimyasal veya mekanik etkiler nedeniyle membran yüzeyinde veya membran gözenekleri içinde biriktiği, gözenek boyutunun azalmasına veya tıkanmasına ve membran akışında ve ayırma performansında geri dönüşü olmayan bir azalmaya yol açan olguyu ifade eder. Membran kirlenmesinin, besleme çözeltisinin membranla temas ettiği anda başladığına dikkat edilmelidir.
Membran kirlenmesi inorganik kirlenmeyi, organik kirlenmeyi ve biyolojik kirlenmeyi içerir. Gerçek sistem işleyişinde, bir tür kirlenme baskın olabilir veya birden fazla kirlenme türü birlikte etki edebilir. Baskın kirlenme tipini belirlemek ve karşılık gelen ön arıtma şemasını eşleştirmek için proje işletmeye alınmadan önce ham suyun tam bileşim testini tamamlamak, böylece kaynaktan gelen kirlenme yükünü azaltmak ve membranın hizmet ömrünü uzatmak en iyisidir.
II. Membran Kirlenmesi Kontrol Önlemleri
Membran kirlenme kontrolü esas olarak kirlenme birikimini etkili bir şekilde önleyebilen ve performans düşüşünü geciktirebilen kontrol önlemlerini takip eder.
(I) Kaynak ön arıtması
|
Kirlilik türü |
Tedavi öncesi kontrol önlemleri |
|
İnorganik kirlilik |
PH'ı ve sertliği ayarlayın, kireç önleyiciler ekleyin ve parçacıkları yakalamak için multimedya-medya/güvenlik filtreleri kullanın. |
|
Organik kirlilik |
Pıhtılaşma ve topaklanma, aktif karbon adsorpsiyonu ve büyük moleküler organik maddenin erken durdurulması. |
|
Biyolojik kirlilik |
Ön-dezenfeksiyon, nitrojen ve fosfor besin maddelerinin kontrolü ve etkili mikrobiyal popülasyonun azaltılması. |
(II)Çalışma parametrelerinin optimizasyonu
Akışkan dinamiği kullanılarak membran yüzeyinin akış durumu düzenlenerek kirletici birikim oranı azaltılır. Membran akışı rasyonel olarak kontrol edilir ve çözünen maddelerin membran yüzeyine hızlı göçünü azaltmak için yüzey hızı uygun şekilde arttırılır. Konsantrenin aralıklı olarak boşaltılması, konsantrasyon polarizasyonunu hafifletir ve kirletici adsorpsiyonunu ve birikmesini azaltır. Membran ömrünü uzatmak için düzenli temizlik uygulanır.
(III) Temizleme Süreci
geleneksel fiziksel temizlik ve derin kimyasal temizlik olarak ikiye ayrılır:
Suyun geri yıkanması ve havayla-suyun temizlenmesi de dahil olmak üzere geleneksel fiziksel temizleme, yüzeydeki inorganik filtre kekini periyodik olarak temizler; bu yalnızca inorganik kirliliği geciktirir ve organik adsorpsiyonu ve biyolojik çamuru gideremez.
Düzenli kimyasal temizlik: Bu işlem, fark basınç eşiğine göre periyodik olarak başlatılır. Kirletici maddeleri kimyasal reaksiyonlarla giderir, membran geçirgenliğini geri kazandırır. Yaygın kirleticiler ve temizlik maddeleri aşağıdaki gibidir:
|
Kirletici türleri |
Spesifik kirleticiler |
Temizlik maddeleri |
|
İnorganik maddeler |
Kalsiyum karbonat, demir tuzları ve inorganik kolloidler |
pH'ı 2 olan sitrik asit, hidroklorik asit veya oksalik asit çözeltileri |
|
Baryum sülfat, kalsiyum sülfat ve diğer az çözünen inorganik tuzlar |
Yaklaşık %1 EDTA çözeltisi |
|
|
Oorganik madde |
Yağ, hümik asit, organik kolloidler vb. |
pH=12 ile sodyum hidroksit çözeltisi |
|
Gres ve diğer inatçı organik kirleticiler |
%0,1-%0,5 sodyum dodesil sülfat, Triton X-100, vb. |
|
|
Protein, nişasta, yağ, polisakkaritler vb. |
%0,5-%1,5 proteaz, amilaz vb. |
|
|
Mmikroorganizma |
bakteri, virüs vb. |
Yaklaşık %1 hidrojen peroksit veya 50 ppm sodyum hipoklorit çözeltisi |
(IV)Membran malzemesi seçiminin optimizasyonu
Membran malzemelerinin kendine özgü fizikokimyasal özellikleri, kirlenme yapışma oranını, temizleme toleransını ve uzun-vadeli bozunma oranını belirler. Aynı su kalitesi ve çalışma parametreleri altında membran malzemesinin özellikleri, kirlenme önleyici direncinin üst sınırını doğrudan belirler.
|
Membran malzemesiözellikler |
Ana giriş |
|
Yüzey arayüzü özellikleri |
Membran yüzeyinin hidrofilikliği, izoelektrik noktası ve yüzey pürüzlülüğü adsorpsiyon eğilimini belirler. Yüksek düzeyde hidrofilik ve düşük-pürüzlülükteki membranlar, kolloidlerin ve organik maddenin adsorpsiyonunu azaltmak için su membranı bariyerine ve elektrostatik itmeye dayanır, böylece kirliliği kaynağında azaltır. |
|
Kimyasal stabilite |
Kimyasal temizliğin gücü. Asitlere, alkalilere ve oksidanlara dayanıklı membran malzemeleri, şişme veya oksidatif hasar olmadan tam-yoğunluktaki kimyasal temizliğe dayanabilir. |
|
Mekanik yapısal performans |
Membranın mekanik mukavemeti ve yoğunluğu, erozyona ve kristalleşme aşınmasına karşı direncini etkiler. Yüksek-mukavemetli membran malzemeleri, yüksek temizleme yoğunluğuna ve yüksek membran yüzeyi akış hızına dayanabilir ve filtre keki kalınlaşmasını sürekli olarak engeller. |
III. Neden Silisyum Karbür Seramik Membranları Seçmelisiniz?
Silisyum karbür seramik membranlar, yeniden kristalleştirme ve sinterleme teknolojisi yoluyla yüksek-saflıkta silisyum karbür ince tozundan yapılır ve mikrofiltrasyon ve ultrafiltrasyon seviyeleri elde edilir. Yüksek akı, korozyon direnci, kolay temizlik ve uzun kullanım ömrüne sahiptirler ve şu anda en iyi hidrofiliklik ve kirlenme önleyici özelliklere sahip membran malzemesidirler.
(I) Silisyum karbür membranın mükemmel hidrofilikliği
Daha iyi hidrofiliteye sahip membran malzemeleri kirlenmeye daha az eğilimlidir ve kirlenme sonrasında temizlenmesi ve onarılması daha kolaydır. Ayrıca, aynı tahrik basıncı altında, daha iyi hidrofiliteye sahip membran malzemeleri daha yüksek bir su akışına sahiptir. Membran malzemelerinin hidrofilikliği genellikle temas açısıyla ölçülür. Silisyum karbür nanopartikülleri, yeniden kristalleşme ve sinterleme sırasında hiçbir büzülme veya sıvı faz göstermez, sonuçta %45'i aşan gözenekliliğe sahip gözenekli, birbirine bağlı bir ağ çerçeve yapısı oluşturur ve yalnızca 8 derecelik su temas açısıyla ideal hidrofilikliğe ulaşır.
(II) Silisyum karbür membranın mükemmel kimyasal stabilitesi
Silisyum karbür membranlar güçlü kimyasal dirence sahiptir ve asitlerde ve alkalilerde uzun süre kullanılabilir, çeşitli kireçlenme sorunlarını kolayca çözer.
(III) Silisyum karbür membranların olağanüstü kirlenme önleyici özellikleri
Silisyum karbür membranlar şu anda en güçlü negatif yüke sahip, gresi ve mikroorganizmaları giderebilen ve mükemmel -kirlenme önleme özelliklerine sahip membran malzemeleridir.
|
|
|
|
Şekil - ζ-çeşitli seramik membran malzemelerinin potansiyeli |
Şekil - Yüzey Suyu Testi |
|
Kaynak: Farsça, Ali. Aalborg Üniversitesi Kimya ve Biyobilim Bölümü |
Kaynak: Karşılaştırma seramik ve polimerik membran geçirgenliği Ve yüzey suyu kullanılarak kirlenme, 2011. Hofs ve ark. |
Membran kirlenme mekanizmalarını anlamak, membran sistemlerinin bilimsel işletimi ve bakımının anahtarıdır. Su kalitesi koşulları ve membran operasyon zorlukları hakkındaki geri bildirimlerinizi yorumlar bölümünde bekliyoruz. Jianmo Technology, silisyum karbür seramik membranların Ar-Ge'sine, üretimine ve komple sistem teslimatına odaklanarak, membran elemanı özelleştirmesi, sistem entegrasyonu ve işletme ve bakım optimizasyonu da dahil olmak üzere tam bir -zincir hizmeti sağlar. Gerektiğinde lütfen istediğiniz zaman bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin!