Poliakrilamid (PAM), çeşitli filtre membran türlerinde geri dönüşü olmayan kirlenmeye neden olabilir. Bu makale inorganik membran kirlenmesinin analizine odaklanmaktadır. İnorganik membran işlemiyle ilgili uzun süredir devam eden bir sorun, sistemde serbest PAM mevcut olduğu sürece, membran elemanının basınç farkında sürekli bir artış ve geri döndürülemez akı düşüşü yaşayacağı ve geleneksel asit ve alkali temizliğinin, başlangıçtaki filtreleme performansını eski haline döndürmek için yetersiz olmasıdır.
I. İnorganik membranlar korozyona duyarlı değildir ancak geri dönüşü olmayan polimer kirliliğine karşı koyamazlar.
Piyasadaki çoğu inorganik membran, kararlı kimyasal yapısı ve yüksek mekanik mukavemeti ile karakterize edilir, bu da onları kimyasal korozyona karşı dirençli kılar ve bu nedenle çeşitli endüstriyel su arıtma senaryolarında yaygın olarak kullanılır. Ancak PAM'ın inorganik membranlara verdiği hasar kimyasal korozyon olarak kabul edilmez; öncelikle iki tür kirlenmeyle kendini gösterir:
Polimerler membran yüzeyine ve gözeneklerin iç duvarına yapışarak membranın orijinal hidrofilik filtrasyon arayüzünü değiştirir.
Serbest polimerler, uzun moleküler zincirlerin sarıldığı, köprü kurduğu ve dolaştığı mikron-boyutlu zar gözeneklerine nüfuz ederek derin iç tıkanıklıklar oluşturur.
Poliakrilamidin (PAM) köprüleme etkisi (İnternetten alınan resim)
Basit havayla-suyla durulama, asitle yıkama veya alkalinle yıkama, yalnızca gevşek yüzey çamurunu giderebilir ve membran gözeneklerinin içinde sıkışan yüksek-moleküler-ağırlıktaki artık kirlenmeyi tamamen gideremez. Farklı PAM türleri yalnızca kirlenme gelişme hızı ve tıkanma biçimi açısından farklılık gösterir;inorganik membranlar için hiçbir PAM türü güvenli ve{0}}risksiz değildir.
II. Üç tip PAM tarafından bloke edilen inorganik membranların farklılaşmış kirlenme özellikleri
Kullanılan PAM türü ne olursa olsun, serbest polimerler sürekli olarak inorganik membran modülüne girdiği sürece aşağıdaki genel sorunlar ortaya çıkacaktır:
Membran gözeneklerinin içinde yüzey temizliği ile temizlenemeyen derin tıkanıklıklar oluşturan;
Polimer, mikroorganizmalara sürekli olarak besin sağlayan, biyolojik çamurun büyümesini destekleyen, karbon-içeren organik bir maddedir;
Organik kalıntı katmanları sudaki kalsiyum, magnezyum ve metal hidroksitleri adsorbe eder ve bunlar birikerek çok-katmanlı karmaşık kirlilik oluşturur.
Geleneksel asit ve alkali temizliği tek başına polimerlerin neden olduğu geri dönüşü olmayan kirliliği tamamen ortadan kaldıramaz.
III. Silisyum karbür seramik membranlar: PAM kirliliğinden sonra tercih edilen çözüm
Sıradan inorganik membranlarda kimyasallara karşı sınırlı direnç ve inatçı PAM kirliliğinin tam olarak temizlenememesi sorunuyla karşı karşıya kalan silisyum karbür seramik membranlar, üstün performanslarından dolayı PAM kirliliğiyle mücadelede tercih edilen seçenek haline geldi.
Silisyum karbür seramik membranlar pH 1-14 asit ve alkalilere ve yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Standartlaştırılmış bir temizleme programı kullanılarak performansları verimli bir şekilde geri kazanılabilir: İlk olarak, dolaşımlı temizlik için EDTA ile birlikte 60 derecelik alkalin bir çözelti kullanılır. Yüksek sıcaklıktaki alkali çözeltinin sabunlaştırma etkisi, membran yüzeyinde ve gözenek yüzeyindeki PAM kalıntısını ayrıştırır. EDTA, sudaki kalsiyum ve magnezyum iyonlarını şelatlayarak, tortunun PAM ile bileşik kirliliği oluşturmasını önleyebilir. Hafif ila orta dereceli PAM kirliliği vakalarının çoğunda, membran akısı, bu programla temizlendikten sonra başlangıç değerinin %90'ına geri döndürülebilir.
Ciddi PAM kirliliği meydana gelirse ve geleneksel alkalin yıkama + EDTA çözeltileri membranı tamamen temizleyemezse, silikon karbür seramik membranlar yüksek-sıcaklıkta kalsinasyon rejenerasyon teknolojisi aracılığıyla "geri dönüştürülebilir". Yüksek-sıcaklık direncinden yararlanan, membran gözenekleri içindeki inatçı ve çözünmeyen PAM polimerleri, yüksek-sıcaklık işlemiyle tamamen yakılır ve ayrıştırılır, böylece derin tıkanıklıklar tamamen ortadan kaldırılır. Rejenerasyondan sonra membran elemanının performansı tamamen orijinal durumuna geri döndürülebilir; bu, diğer inorganik membran malzemeleriyle elde edilmesi zor olan benzersiz bir avantajdır.
Diğer inorganik membranlarla karşılaştırıldığında silisyum karbür seramik membranlar, PAM-kirli senaryolarında önemli avantajlar sunar: esnek temizleme çözümleri, kapsamlı geri kazanım, hizmet ömrünü uzatmak için tekrarlanan kimyasal temizleme, mükemmel korozyon direnci ve-yüksek sıcaklık direnci ve temizleme ve rejenerasyon sırasında membran alt katmanına zarar gelmemesi. PAM içeren endüstriyel atık su ve petrol sahasında üretilen su gibi karmaşık su arıtma senaryoları için özellikle uygundurlar. Mükemmel membran kurtarma yeteneklerine sahip olsa bile aşırı PAM ilavesinin tavsiye edilmediğine dikkat etmek çok önemlidir; PAM miktarının kaynakta kontrol edilmesi, işletme ve bakım maliyetlerini azaltmanın anahtarıdır.
Özety
Tüm filtre membranları PAM kirlenmesine karşı hassastır. Membran modülüne giren her türlü poliakrilamid polimer, geri dönüşü olmayan tıkanma riskini beraberinde getirecektir. Süreç tasarımının ve-sahada çalıştırma ve bakımın temel ilkesi, membrandan önce PAM eklenmesini önlemektir. Süreç bunu önleyemezse, dozaj sıkı bir şekilde kontrol edilmeli ve kaynaktan gelen serbest polimer yükünü azaltmak ve inorganik membran kirlenme sürecini yavaşlatmak için yeterli çökeltme ve çok-aşamalı filtreleme kullanılmalıdır.
1. Su arıtma prosesleri ve operasyonlarındaki meslektaşlarımızı, çeşitli membran sistemlerinin çalıştırılmasındaki deneyimlerini ve zorluklarını yorum bölümünde paylaşmaya ve birbirlerinden öğrenmeye davet ediyoruz.
2. Biz silisyum karbür seramik membran ekipmanlarının profesyonel bir tedarikçisiyiz ve farklı ihtiyaçlar için olgun çözümler sağlayabiliriz. Detaylar için lütfen bize özel mesaj gönderin.
3. Şirketimiz sürekli olarak yetenekleri işe almaktadır; endüstri profesyonelleri bilgi alabilir ve başvurabilirler.