โดย: ซันนี่ วู(Kate@aquasust.com)
วันที่โพสต์: 13 มิถุนายน 2022
โพสต์แท็ก:เหตุใดเมมเบรน MBR จึงเหม็นได้ง่าย และการล้างย้อนแบบออนไลน์จึงไม่มีประโยชน์เราทำอะไรได้บ้าง?
MBR ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายและครบกำหนดในการบำบัดน้ำเสีย เนื่องจาก MBR เข้ามาแทนที่ถังตกตะกอนทุติยภูมิ ซึ่งสามารถรับประกัน SS ของน้ำทิ้งและความเข้มข้นของตะกอนที่สูง และช่วยประหยัดน้ำเสียจำนวนมากในการดำเนินงาน ปัญหาบางอย่าง แต่ปัญหาการปนเปื้อนของเมมเบรนก็สร้างปัญหาให้กับการพัฒนาเช่นกัน และการทำงานของ MBR! ดังนั้น เพื่อตอบสนองต่อปัญหาเหล่านี้ ผู้ปฏิบัติงาน MBR ควรทำอย่างไรเพื่อค้นหาสาเหตุของการปนเปื้อนของเมมเบรนอย่างรวดเร็ว และดำเนินการโจมตีอย่างแม่นยำเพื่อลดความถี่ในการทำความสะอาด
เนื้อหาของตาราง:
1. การปนเปื้อนของเมมเบรนคืออะไร?
2. การปนเปื้อนของเมมเบรนมีกี่ประเภท?
3. อิทธิพลของปัจจัยการปนเปื้อนของเมมเบรน
一,การปนเปื้อนของเมมเบรนคืออะไร?
การปนเปื้อนของเมมเบรนมักหมายถึงกระบวนการดูดซับและการรวมตัวของสารในส่วนผสมบนพื้นผิวเมมเบรน (ด้านนอก) และภายในรูพรุนของเมมเบรน (ด้านใน) ทำให้เกิดการอุดตันของรูพรุนของเมมเบรนและความพรุนลดลงทำให้เมมเบรนเสื่อมสลาย ฟลักซ์และความดันการกรองที่เพิ่มขึ้น
ในการทำงานของการกรองเมมเบรน โมเลกุลของน้ำและวัสดุเนื้อละเอียดจะผ่านเมมเบรนอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่วัสดุบางชนิดถูกกักไว้โดยเมมเบรนและปิดกั้นรูขุมขนของเมมเบรนหรือสะสมอยู่บนพื้นผิวของเมมเบรน จึงทำให้เกิดการปนเปื้อนของเมมเบรน อาจกล่าวได้ว่าการปนเปื้อนของเมมเบรนเกิดจากการกักเก็บเมมเบรน การปนเปื้อนโดยตรงของเมมเบรนคือฟลักซ์ของเมมเบรนลดลงหรือแรงดันใช้งานเพิ่มขึ้น
สารตั้งต้นของสารอาหาร คอลลอยด์ของแบคทีเรีย เซลล์จุลินทรีย์ เศษของเซลล์ สารเมตาบอไลต์ของจุลินทรีย์ (EPS, SMP) และสารละลายอินทรีย์และอนินทรีย์ต่างๆ ที่มีอยู่ในระบบผสมตะกอนเร่ง ล้วนมีส่วนทำให้เกิดการปนเปื้อนของเมมเบรน
การพัฒนาของการปนเปื้อนของเมมเบรนสามารถแบ่งออกเป็น 3 ระยะ (ยังมี 2-ข้อความแสดงระยะด้วย)
(1) การปนเปื้อนเบื้องต้น: เกิดขึ้นในระยะเริ่มแรกเมื่อระบบเมมเบรนถูกใช้งานและพื้นผิวเมมเบรนมีปฏิกิริยารุนแรงกับคอลลอยด์และอินทรียวัตถุในส่วนผสม และการปนเปื้อนจะอยู่ในรูปของการยึดเกาะ ผลกระทบของประจุ และ การอุดตันของรูขุมขนของเมมเบรน ภายใต้เงื่อนไขของการกรองการไหลแบบเซ ไบโอฟลอกส์ชั้นดีหรือโพลีเมอร์นอกเซลล์ยังคงสามารถเกาะติดกับพื้นผิวเมมเบรนได้ ในขณะที่สารที่มีขนาดเล็กกว่าขนาดรูพรุนของเมมเบรนจะดูดซับในรูพรุนของเมมเบรนและทำให้เกิดการปนเปื้อนของเมมเบรนผ่านผลกระทบของความเข้มข้น การตกตะกอนและการเจริญเติบโตของการตกผลึก และ การสืบพันธุ์
(2) การปนเปื้อนช้า: เริ่มแรกพื้นผิวเมมเบรนจะเรียบและอนุภาคขนาดใหญ่ไม่สามารถเกาะติดได้ง่าย ส่วนใหญ่โดย EPS, SMP, ไบโอคอลลอยด์และสารหนืดอื่น ๆ ที่ดูดซับบนพื้นผิวเมมเบรนผ่านสะพานดูดซับ การดักจับตาข่าย และผลกระทบอื่น ๆ เพื่อสร้าง ชั้นเจลส่งผลให้ความต้านทานการกรองเมมเบรนเพิ่มขึ้นช้าลง และประสิทธิภาพการกักเก็บสารมลพิษในส่วนผสมจะเพิ่มขึ้น การปนเปื้อนของชั้นเจลเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้และส่งผลให้เกิดความต้านทานของเมมเบรนเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ สิ่งนี้แสดงให้เห็นเป็นการเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ใน TMP ในการดำเนินการไหลคงที่และการสลายฟลักซ์อย่างช้าๆ ในโหมดแรงดันคงที่
(3) การปนเปื้อนอย่างรวดเร็ว: ชั้นเจลที่เกิดขึ้นในขั้นตอนที่ 2 จะค่อยๆ หนาแน่นด้วยการสะสมของสารปนเปื้อนภายใต้การกระทำของความแตกต่างของแรงดันการกรองอย่างต่อเนื่องและการไหลของน้ำที่ซึมเข้าไปได้ นำไปสู่การปนเปื้อนของเมมเบรนจากการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณไปสู่เชิงคุณภาพ และ flocs ใน ส่วนผสมจะสะสมอย่างรวดเร็วบนพื้นผิวเมมเบรนและสร้างเค้กกรองตะกอน และความแตกต่างของความดันทรานส์เมมเบรนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
การปนเปื้อนของชั้นเจลเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ และส่งผลให้เกิดความต้านทานของเมมเบรนเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ สิ่งนี้แสดงให้เห็นเป็นการเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ใน TMP ในการดำเนินการไหลคงที่และการสลายฟลักซ์อย่างช้าๆ ในโหมดแรงดันคงที่ เมื่อตะกอนจำนวนมากสะสมอยู่บนพื้นผิวเมมเบรนและเกิดชั้นเค้กตะกอน ระบบจะไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ ข้อควรพิจารณาหลักสำหรับการดำเนินงานและกระบวนการบำรุงรักษา MBR คือการชะลอการปนเปื้อนของชั้นเจล (รักษาสภาพไฮดรอลิกที่ดี การทำความสะอาดในแหล่งกำเนิด ควบคุมอัตราการเกิดการปนเปื้อนของเมมเบรน และขยายเวลาการดำเนินงานของการปนเปื้อนช้า) และเพื่อควบคุมตะกอน การปนเปื้อนของชั้นเค้ก (การปนเปื้อนอย่างรวดเร็ว)
2,Wหมวกมีประเภทของการปนเปื้อนของเมมเบรนหรือไม่?
(1) การจำแนกประเภทตามองค์ประกอบของสารปนเปื้อน
a.การปนเปื้อนอินทรีย์
โดยส่วนใหญ่มาจากสารอินทรีย์โมเลกุลขนาดใหญ่ (โพลีแซ็กคาไรด์ โปรตีน ฯลฯ) กรดฮิวมิก ก้อนจุลินทรีย์ เศษเซลล์ ฯลฯ ในส่วนผสม ในบรรดาสารอินทรีย์ที่ละลาย SMP และ EPS คิดเป็น 26%-52% ของการปนเปื้อนของเมมเบรน แม้ว่าสัดส่วนของ MLSS จะต่ำมากก็ตาม การเจริญเติบโตและการดูดซับของจุลินทรีย์ภายในรูพรุนของเมมเบรนและบนพื้นผิวของเมมเบรนก็เป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการปนเปื้อนของเมมเบรนเช่นกัน
b.การปนเปื้อนอนินทรีย์
เกิดจากเกลือของโลหะ ปฏิกิริยาการเชื่อมไอออนของเกลืออนินทรีย์ มลพิษอนินทรีย์ทั่วไปของเมมเบรนส่วนใหญ่เป็นสารคาร์บอเนต ซัลเฟต และซิลิเกตที่เปรอะเปื้อนของแคลเซียม แมกนีเซียม เหล็ก และซิลิคอน โดยมีแคลเซียมคาร์บอเนต แคลเซียมซัลเฟต และแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์มากกว่า
(2) การจำแนกประเภทตามลักษณะของสารมลพิษ
มลพิษที่ผันกลับได้ (มลพิษชั่วคราว): สามารถกำจัดออกได้ด้วยมาตรการไฮดรอลิกบางอย่างเพื่อกำจัดมลพิษของเมมเบรน เช่นการล้างย้อนด้วยน้ำสะอาด การเขย่าเติมอากาศสามารถขจัดออกได้
มลพิษที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ (มลพิษในระยะยาว): ไม่สามารถกำจัดออกได้ด้วยมาตรการทำความสะอาดไฮดรอลิกเพื่อกำจัดมลพิษของเมมเบรน สามารถกำจัดออกได้โดยการทำความสะอาดด้วยออกซิไดเซอร์ กรด ด่าง สารรีดิวซ์ ฯลฯ
พลิกกลับได้และกลับไม่ได้ ทั้งสองแบบสามารถล้างออกได้ วิธีการทำความสะอาดใด ๆ ที่ไม่สามารถล้างออกได้เรียกว่ามลภาวะที่ไม่สามารถกู้คืนได้
(3) การจำแนกประเภทตามตำแหน่งของสารปนเปื้อน
วัสดุในส่วนผสมถูกดูดซับ เข้มข้น และตกผลึกในรูพรุนของเมมเบรน และการก่อตัวของมลพิษภายในเรียกว่ามลพิษภายใน การก่อตัวของการรวมตัวและการสะสมบนพื้นผิวเมมเบรนเรียกว่ามลภาวะภายนอก
3,Tอิทธิพลของปัจจัยการปนเปื้อนของเมมเบรน
1. ลักษณะส่วนผสมของตะกอน
แหล่งที่มาของการปนเปื้อนของเมมเบรนในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบเมมเบรนคือส่วนผสมของตะกอนเร่ง และมลภาวะของเมมเบรนจากส่วนผสมของตะกอนมีความซับซ้อนมาก
1)กำไรต่อหุ้นและ SMP
โพลีเมอร์ภายนอกเซลล์ (EPS) และผลิตภัณฑ์จุลินทรีย์ที่ละลายน้ำ (SMP) เป็นทั้งสารเมตาบอไลต์ของจุลินทรีย์ที่มีองค์ประกอบใกล้เคียงกัน และมีผลกระทบที่สำคัญและซับซ้อนต่อการปนเปื้อนของเมมเบรน และเป็นมลพิษที่สำคัญที่สุดในกระบวนการ MBR
ความเข้มข้นของ EPS สูงเกินไปจะเพิ่มความหนืดของส่วนผสมซึ่งไม่เอื้อต่อการแพร่กระจายของออกซิเจนที่ละลายในน้ำ ทำให้ยากต่อการให้ออกซิเจนในระบบตะกอน ซึ่งส่งผลต่อกิจกรรมทางสรีรวิทยาปกติของคอลลอยด์จากแบคทีเรีย และทำให้ความต้านทานการกรองเมมเบรนเพิ่มขึ้น แม้ว่าปริมาณ EPS ที่ต่ำเกินไปจะทำให้เกิดการสลายตัวของตะกอน ซึ่งจะเป็นอันตรายต่อการทำงานของ MBR
ดังนั้นจึงมีค่า EPS ที่เหมาะสมซึ่งทำให้โครงสร้าง floc มีความเสถียรและไม่ทำให้เกิดการปนเปื้อนของเมมเบรนมีแนวโน้มสูง
พบว่า SMP ส่วนใหญ่มีน้ำหนักโมเลกุลน้อยกว่า 1 KDa และมากกว่า 10 KDa และอินทรียวัตถุที่ละลายในน้ำหนักโมเลกุลขนาดเล็กขณะผ่านเมมเบรนมีแนวโน้มที่จะไปอุดตันรูขุมขนของเมมเบรนทำให้เกิดการปนเปื้อนของเมมเบรนและกลายเป็นอินทรีย์ตกค้างหลัก เรื่องในน้ำทิ้ง
ในขณะเดียวกัน ลักษณะและองค์ประกอบของ SMP ยังได้รับผลกระทบจากพารามิเตอร์การทำงานหลายประการอีกด้วย
โดยทั่วไป แนวโน้มของการปนเปื้อน SMP ต่อเมมเบรนใน MBR จะลดลงเมื่อเพิ่ม MLSS, ปริมาณสารอินทรีย์ลดลง และเพิ่มออกซิเจนที่ละลายในน้ำ
2)ความเข้มข้นของ MLSS ของสารแขวนลอยในสุราผสม
ความเข้มข้นของ MLSS ส่งผลโดยตรงต่อความหนืดของส่วนผสม ความหนืดที่เพิ่มขึ้นคือสาเหตุหลักที่ทำให้ประสิทธิภาพการกรองของส่วนผสมลดลงซึ่งเกิดจากการเพิ่มขึ้นของ MLSS หากอัตราการไหลที่ไม่ถูกต้องหรือความแรงของการเติมอากาศไม่เพียงพอที่จะชะล้างของแข็งที่ติดอยู่ออก พื้นผิวของเมมเบรนจะทำให้เกิดชั้นมลพิษในไม่ช้า
3) ความหนืด
ความหนืดของสุราผสมได้รับอิทธิพลจาก MLSS เมื่อความเข้มข้นของ MLSS สูงกว่าค่าวิกฤต ความหนืดจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของของแข็ง
ใน MBR เส้นใยกลวง ความหนืดของส่วนผสมจะส่งผลต่อขนาดฟองและความยืดหยุ่นของเยื่อเมมเบรนในเครื่องปฏิกรณ์ นอกจากนี้ ความหนืดที่เพิ่มขึ้นจะลดประสิทธิภาพการถ่ายโอน DO ของออกซิเจนที่ละลายน้ำ และความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายน้ำต่ำจะเพิ่มแนวโน้มของการปนเปื้อนของเมมเบรน
4) ความสามารถในการชอบน้ำของตะกอนและการไม่ชอบน้ำ
ผลการศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าอินทรียวัตถุที่ละลายในน้ำในตะกอนมีบทบาทเชิงลบต่อการปนเปื้อนของเมมเบรน อย่างไรก็ตาม ยังพบว่าตะกอนที่ตกตะกอนซึ่งไม่ชอบน้ำสูงสามารถทำให้เกิดการปนเปื้อนของเมมเบรนได้เช่นกัน
ทั้งความสามารถในการไม่ชอบน้ำและประจุที่พื้นผิวของตะกอนมีความสัมพันธ์กับองค์ประกอบและธรรมชาติของโพลีเมอร์นอกเซลล์และดัชนีการเติบโตของแบคทีเรียที่เป็นเส้นใย การเจริญเติบโตมากเกินไปของแบคทีเรียที่เป็นเส้นใยทำให้เกิดปริมาณมาก ซึ่งจะลดศักย์ไฟฟ้า รูปร่างที่ผิดปกติของตะกอนที่ตกตะกอน และการเพิ่มขึ้นของความสามารถในการไม่ชอบน้ำ ซึ่งนำไปสู่การปนเปื้อนของเมมเบรนอย่างรุนแรง
5) ขนาดอนุภาคของตะกอน
การลดลงของฟลักซ์ของเมมเบรนส่วนใหญ่เกิดจากอนุภาคประมาณ 2um โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งขนาดอนุภาคเล็กลง อนุภาคก็จะสะสมบนพื้นผิวเมมเบรนได้ง่ายขึ้น และยิ่งชั้นสะสมมีความหนาแน่นมากขึ้น การซึมผ่านก็จะน้อยลง ดังนั้นขนาดอนุภาคขนาดเล็กจะทำให้มลพิษของเมมเบรนรุนแรงขึ้น
6) ดัชนีการตกตะกอนของตะกอน SVI
แม้ว่าจะไม่ส่งผลโดยตรงต่อการปนเปื้อนของเมมเบรน แต่ดัชนีการตกตะกอนของตะกอน (SVI) สามารถสะท้อนการตกตะกอนของสารอินทรีย์ในส่วนผสมได้
ปัจจุบันสารอินทรีย์ที่ไม่สามารถตกตะกอนได้ เช่น คอลลอยด์ สารอินทรีย์ที่ละลายน้ำ โดยทั่วไปถือว่าเป็นสารปนเปื้อนหลักของเมมเบรน
2,เงื่อนไขการทำงานของกระบวนการ MBR
สภาพการทำงานส่งผลโดยตรงหรือโดยอ้อมต่อการปนเปื้อนของเมมเบรน ตลอดจนธรรมชาติและองค์ประกอบของตะกอน
1) ระยะเวลากักเก็บตะกอน (SRT)
ผลการปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าการเพิ่ม SRT สามารถลดการผลิต SMP และ EPS และอัตราการปนเปื้อนของเมมเบรนจะลดลง
อย่างไรก็ตาม SRT ที่ยาวเกินไปสามารถนำไปสู่ความเข้มข้นของตะกอนสูง ซึ่งทำให้เกิดความหนืดมากเกินไป และส่งผลต่อการถ่ายโอนมวลและอุทกไดนามิกของเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งนำไปสู่การปนเปื้อนของเมมเบรนที่รุนแรงยิ่งขึ้น SRT สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบเมมเบรนในการบำบัดน้ำเสียทั่วไปของเทศบาลคือ 5-20 วัน
2) เวลากักเก็บไฮดรอลิก (HRT)
แม้ว่า HRT จะไม่ส่งผลโดยตรงต่อการปนเปื้อนของเมมเบรน แต่ HRT แบบสั้นจะให้สารอาหารแก่จุลินทรีย์มากขึ้นและทำให้มันเติบโตอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ความเข้มข้นของ MLSS สูงขึ้นและฟลักซ์เพิ่มขึ้น ซึ่งจะเพิ่มความเป็นไปได้ของการปนเปื้อนของเมมเบรน
3) อุณหภูมิและ pH
เมื่อเปรียบเทียบอุณหภูมิของฤดูกาลต่างๆ จะพบว่ามลพิษที่ย้อนกลับได้นั้นรุนแรงกว่าในช่วงอุณหภูมิต่ำ และมลพิษที่ไม่สามารถย้อนกลับได้จะพัฒนาเร็วขึ้นในช่วงที่มีอุณหภูมิสูง
โดยทั่วไปช่วง pH การทำงานของ MBR อยู่ที่ 6-9 หากอยู่นอกช่วง แบคทีเรียไนตริไฟอิงในเครื่องปฏิกรณ์จะลดลงอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดการยับยั้งไนตริฟิเคชั่น เมื่อค่า pH สูงกว่าค่าวิกฤติ การปนเปื้อนของเมมเบรนจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว และเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ค่า pH สูงสุดที่อนุญาตจะลดลง
4) ออกซิเจนละลายน้ำ (DO)
ออกซิเจนละลายที่มีความเข้มข้นต่ำจะลดการไม่ชอบน้ำของเซลล์ และทำให้เกิดการสลายตัวของตะกอนตะกอน และเมื่อ DO ต่ำกว่า 1 มก./ลิตร ปริมาณ SMP จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ออกซิเจนที่ละลายน้ำยังส่งผลต่อองค์ประกอบของ EPS และ SMP และในระบบ DO MBR ที่สูง อัตราส่วนของโปรตีนและโพลีแซ็กคาไรด์จะเพิ่มขึ้น และองค์ประกอบของชุมชนจุลินทรีย์ก็แตกต่างกันมาก
5) ฟลักซ์เมมเบรน
สำหรับกระบวนการเมมเบรนทั้งหมด ฟลักซ์ที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้เกิดการปนเปื้อนของเมมเบรนเพิ่มขึ้นได้
การสร้างสมดุลระหว่างการเลือกฟลักซ์ด้วยการลดพื้นที่เมมเบรน การชะล้างย้อนกลับ และช่วงเวลาการทำความสะอาดสารเคมี ยังส่งผลโดยตรงต่อต้นทุนการดำเนินงานอีกด้วย
6) อัตราการไหลและการเติมอากาศที่เซ
ในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบเมมเบรนแบบแยก CFV เป็นหนึ่งในวิธีการเปลี่ยนความสามารถในการซึมผ่านของเมมเบรนอย่างรวดเร็ว
ในระบบที่มีความเข้มข้นสูงและเมมเบรนที่มีรูพรุนขนาดเล็ก การเพิ่มขึ้นของ CFV สามารถลดการสะสมของสารปนเปื้อนบนพื้นผิวเมมเบรนได้ อย่างไรก็ตาม สำหรับอนุภาคสุราผสมที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ การเพิ่มประสิทธิภาพของ CFV ไม่มีผลกระทบหรือตรงกันข้ามกับระดับความสูงของฟลักซ์
การเติมอากาศมีบทบาทสำคัญในกระบวนการ MBR ที่จมอยู่ใต้น้ำ: a ให้ออกซิเจนที่ละลายในน้ำผ่านการเติมอากาศเพื่อการเจริญเติบโตตามปกติและการเผาผลาญของจุลินทรีย์ในตะกอน; b มีบทบาทในการกวนเพื่อระงับตะกอนและผสมให้หมดในสารละลายผสม c คลายเส้นใยเมมเบรนของโมดูลเมมเบรนไฟเบอร์กลวงและสร้างแรงเฉือนบนพื้นผิวเมมเบรนเพื่อลดการสะสมของมลพิษบนพื้นผิวเมมเบรนและป้องกันการปนเปื้อนของเมมเบรนในระดับหนึ่ง
3,ลักษณะของโครงสร้างเมมเบรนและส่วนประกอบของเมมเบรน
1) ขนาดรูพรุนของเมมเบรน
เมมเบรนขนาดรูพรุนเล็ก ง่ายต่อการกักเก็บสิ่งปนเปื้อนในสารละลาย และสร้างชั้นที่สะสมบนพื้นผิวเมมเบรน เพื่อเพิ่มความต้านทานของเมมเบรน มลพิษประเภทนี้โดยทั่วไปเป็นมลพิษที่สามารถย้อนกลับได้ สามารถกำจัดออกได้ด้วยการไหลที่ไม่ถูกต้อง การล้างย้อน การเติมอากาศ และวิธีการทางกายภาพอื่น ๆ มลพิษภายในมีขนาดเล็ก
เมมเบรนขนาดรูพรุนขนาดใหญ่ การอุดตันของรูพรุนของเมมเบรนจะรุนแรงมากขึ้นในระยะแรกของการกรอง ด้วยการก่อตัวของเมมเบรนแบบไดนามิกบนพื้นผิว ผลการเก็บรักษาจะเริ่มดีขึ้น แต่สารมลพิษจะสะสมและอุดตันได้ง่ายบนพื้นผิวและภายในรูพรุนของเมมเบรน ก่อให้เกิดมลพิษที่ไม่สามารถรักษาให้หายขาดได้ หรือแม้แต่มลพิษที่ไม่สามารถกู้คืนได้ ซึ่งกลายเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้ประสิทธิภาพของเมมเบรนเสื่อมลงและอายุการใช้งานลดลงในการทำงานในระยะยาว
2) วัสดุเมมเบรน
สำหรับการปนเปื้อนของวัสดุเมมเบรนต่างๆ ใน MBR แบบไม่ใช้ออกซิเจน แนวโน้มการปนเปื้อนของเมมเบรนโพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF) จะน้อยกว่าแนวโน้มการปนเปื้อนของเมมเบรนโพลีซัลโฟน (PS) และเซลลูโลสอย่างมากภายใต้สภาวะการทำงานเดียวกัน
เป็นที่น่าสังเกตว่าองค์ประกอบของสารปนเปื้อนที่ไม่สามารถเปลี่ยนกลับได้นั้นขึ้นอยู่กับวัสดุเมมเบรน เมื่อมีโพลีเมอร์ที่คล้ายกับวัสดุเมมเบรนอยู่ในเศษส่วนอินทรีย์ของตะกอนเร่ง
3) ระดับความหยาบผิวของเมมเบรน
การเพิ่มความหยาบของพื้นผิวเมมเบรนจะเพิ่มความเป็นไปได้ในการดูดซับสารปนเปื้อนบนพื้นผิวเมมเบรน แต่ยังเพิ่มระดับการโก่งตัวของพื้นผิวเมมเบรน ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการสะสมของสารปนเปื้อนบนพื้นผิวเมมเบรน ดังนั้น ผลกระทบของความหยาบต่อฟลักซ์ของเมมเบรนจึงเป็น อันเป็นผลมาจากการรวมกันของทั้งสองปัจจัย
4) ไม่ชอบน้ำ
ความไม่ชอบน้ำของวัสดุเมมเบรนยังมีอิทธิพลสำคัญต่อการปนเปื้อนของเมมเบรน เมื่อเปรียบเทียบกับเมมเบรนกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันที่ไม่ชอบน้ำและชอบน้ำ โดยสรุปได้ว่าพื้นผิวเมมเบรนกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันที่ไม่ชอบน้ำมีแนวโน้มที่จะดูดซับสารที่ละลายมากกว่า และแสดงแนวโน้มที่จะเกิดการปนเปื้อนมากขึ้น
ในปัจจุบัน วิธีส่วนใหญ่ในการเปลี่ยนการไม่ชอบน้ำของเมมเบรนคือการดัดแปลงวัสดุเมมเบรน เช่นการเปลี่ยนขนาดรูพรุน ความหยาบของพื้นผิวเมมเบรน การเติมวัสดุอนินทรีย์เพื่อสร้างการเคลือบล่วงหน้าแบบไดนามิกบนพื้นผิวเมมเบรน เป็นต้น
4,มาตรการควบคุมการปนเปื้อนของเมมเบรน
ปัจจัยหลักในการก่อตัวของการปนเปื้อนของเมมเบรน ได้แก่: ธรรมชาติโดยธรรมชาติของเมมเบรน ลักษณะของส่วนผสมและสภาพแวดล้อมการทำงานของระบบ การควบคุมและการแก้ปัญหาการปนเปื้อนของเมมเบรนควรใช้มาตรการที่สอดคล้องกันจากทั้งสามประเด็นนี้
(1) ลักษณะโดยธรรมชาติของเมมเบรน
คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของเมมเบรนถูกกำหนดโดยวัสดุเมมเบรน และความสามารถในการป้องกันมลพิษของเมมเบรนในส่วนผสมนั้นสัมพันธ์กับวัสดุของมัน แสดงให้เห็นว่าความสามารถในการชอบน้ำของเมมเบรนมีผลกระทบสำคัญมากต่อความสามารถในการป้องกันมลภาวะ ในบรรดาวัสดุเมมเบรนอินทรีย์ บางชนิดเป็นวัสดุที่ชอบน้ำ เช่น PAN และส่วนใหญ่เป็นวัสดุที่ไม่ชอบน้ำ เช่น PVDF, PE, PS เป็นต้น วัสดุอินทรีย์ที่ไม่ชอบน้ำจะต้องได้รับการดัดแปลงแบบชอบน้ำเมื่อนำไปใช้ และเนื่องจากความแตกต่างในกระบวนการดัดแปลง การสูญเสีย ของไฮโดรฟิลิซิตี้ในขั้นตอนการใช้งานจะเร็วและช้า
นอกจากนี้ ความสามารถในการป้องกันมลพิษของเมมเบรนยังเกี่ยวข้องกับความหยาบของพื้นผิวเมมเบรน ค่าพื้นผิวของเมมเบรน ขนาดรูพรุนของเมมเบรน ฯลฯ โดยทั่วไปแล้ว ความสามารถในการป้องกันมลภาวะของเมมเบรนสามารถปรับปรุงได้โดยการเลือกวัสดุเมมเบรนที่มีความสามารถในการชอบน้ำที่ดีกว่า ปรับปรุงความหยาบ ของพื้นผิวเมมเบรน การเลือกวัสดุเมมเบรนที่มีศักยภาพเช่นเดียวกับส่วนผสม และขนาดรูพรุนของเมมเบรนที่เหมาะสม
เมมเบรนอนินทรีย์เช่นเมมเบรนเซรามิก: อลูมินา ซิลิคอนคาร์ไบด์ ไทเทเนียมออกไซด์ เซอร์โคเนียมออกไซด์ ฯลฯ เป็นวัตถุดิบ การเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง ในฟลักซ์ ความแข็งแรง ความเสถียรทางเคมี สะดวกกว่าเมมเบรนอินทรีย์มีข้อดีที่ชัดเจน
(2) ลักษณะของของเหลวที่ผสม
การปนเปื้อนของเมมเบรนส่วนใหญ่เป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างเมมเบรนกับส่วนผสม ลักษณะของส่วนผสมประกอบด้วยความเข้มข้นและความหนืดของตะกอน การกระจายตัวของอนุภาค ความเข้มข้นของอินทรียวัตถุที่ละลายน้ำ ความเข้มข้นของสารเมตาบอไลต์ของจุลินทรีย์ ฯลฯ
เมื่อความเข้มข้นของตะกอนต่ำ ความสามารถในการดูดซับตะกอนและความสามารถในการย่อยสลายของอินทรียวัตถุไม่เพียงพอ ความเข้มข้นของอินทรียวัตถุในส่วนผสมเพิ่มขึ้น การอุดตันของรูพรุนของเมมเบรนนั้นร้ายแรง และความเข้มข้นของตัวถูกละลายบนพื้นผิวเมมเบรนจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจาก ความเข้มข้นของโพลาไรเซชันความเข้มข้นซึ่งง่ายต่อการสร้างชั้นเจล ส่งผลให้ความต้านทานการกรองเพิ่มขึ้น เมื่อความเข้มข้นของตะกอนสูงกว่าค่าที่กำหนด ความเข้มข้นของ EPC จะเพิ่มขึ้น ความหนืดของตะกอนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และความหนืดมีผลกระทบต่อฟลักซ์ของเมมเบรนและขนาดของฟองอากาศในส่วนผสม และตะกอนมันง่ายต่อการสะสม พื้นผิวเมมเบรนและสร้างชั้นตะกอนที่หนาขึ้น โดยทั่วไปเชื่อกันว่าความเข้มข้นของตะกอนมีค่าวิกฤต เมื่อความเข้มข้นของตะกอนสูงกว่าค่านี้ ฟลักซ์ของเมมเบรนจะได้รับผลกระทบในทางลบ ดังนั้นจึงสามารถเลือกความเข้มข้นของตะกอนเพื่อควบคุมการปนเปื้อนของเมมเบรนได้อย่างมีประสิทธิภาพภายในช่วงที่เหมาะสม การขยายตัวของตะกอนและตะกอนละเอียดอาจทำให้เกิดการปนเปื้อนของเมมเบรนอย่างรุนแรง
คุณภาพน้ำที่มีอิทธิพลของกระบวนการ MBR ยังส่งผลกระทบมากขึ้นต่อส่วนประกอบของส่วนผสม ซึ่งต้องมีการปรับสภาพล่วงหน้าในระดับหนึ่ง เช่น วัสดุเส้นผมและขยะจะพันรอบลวดลาย ทำให้โมดูลเมมเบรนสะสมโคลนและนำไปสู่เมมเบรน การปนเปื้อนซึ่งจำเป็นต้องกำจัดออกด้วยตะแกรงเมมเบรนละเอียดต่างๆ ก่อนเข้าสู่ชีวเคมีแบบแอโรบิก โคลน ทราย และอนุภาคแข็งอื่นๆ อาจสร้างความเสียหายให้กับเส้นใยเมมเบรน ซึ่งจำเป็นต้องกำจัดออกโดยอ่างทราย น้ำมันทำให้เกิดการปนเปื้อนที่ไม่สามารถทำความสะอาดได้กับเส้นใยเมมเบรน มลพิษ มากกว่าความต้องการต้องถูกกำจัดออก โดยกับดักน้ำมัน การลอยตัวของอากาศ ฯลฯ สารอนินทรีย์: อาจตกตะกอนบนพื้นผิวเมมเบรน ทำให้เกิดตะกรันอุดตันรูขุมขนของเมมเบรน สามารถควบคุมได้โดยการตกตะกอนและการตกตะกอน หรือการปรับ pH เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการตกตะกอน สิ่งปนเปื้อนที่เป็นคุณลักษณะอื่นๆ ที่มีผลกระทบต่อเมมเบรน เช่น ตัวทำละลายอินทรีย์ สารลดแรงตึงผิว สารลดฟอง PAM ความแข็ง ความเป็นด่าง และอุณหภูมิ ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษในบางกรณี
(3) สภาพแวดล้อมการทำงานของระบบ
a.ฟลักซ์รองวิกฤต
ฟลักซ์วิกฤตหมายถึงการมีอยู่ของฟลักซ์ โดยที่เมื่อฟลักซ์มากกว่าค่านี้ TMP จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่เมื่อฟลักซ์น้อยกว่าค่านี้ TMP จะยังคงเสถียร แนวคิดนี้สามารถช่วยให้เราค้นหาจุดอ้างอิงระหว่างการเพิ่มฟลักซ์ของเมมเบรนให้สูงสุดและการควบคุมการปนเปื้อนของเมมเบรนที่มีประสิทธิผล ในการทำงานจริงของโมดูลเมมเบรน ฟลักซ์ปฏิบัติการเหนือฟลักซ์วิกฤตเรียกว่าการทำงานของฟลักซ์วิกฤตยิ่งยวด และฟลักซ์ปฏิบัติการที่ต่ำกว่าฟลักซ์วิกฤตเรียกว่าการทำงานของฟลักซ์วิกฤตย่อย ในทางปฏิบัติ จะต้องเลือกฟลักซ์การทำงานที่เหมาะสม ค่าฟลักซ์ปฏิบัติการนี้อยู่ในช่วงต่ำกว่าวิกฤต และบางครั้งฟลักซ์ปฏิบัติการจะอยู่ที่ประมาณ 50% ของฟลักซ์วิกฤตเท่านั้น แน่นอนว่า การปนเปื้อนของเมมเบรนใน MBR ที่ใช้งานมายาวนาน แม้จะอยู่ในโหมดการทำงานของฟลักซ์ต่ำกว่าวิกฤต แต่ก็มี TMP เพิ่มขึ้นทีละน้อย
b.การเติมอากาศที่เหมาะสม
ใน MBR วัตถุประสงค์ของการเติมอากาศไม่เพียงแต่เพื่อจ่ายออกซิเจนให้กับจุลินทรีย์เท่านั้น แต่ยังทำให้ฟองที่เพิ่มขึ้นและการไหลของน้ำที่รบกวนที่เกิดขึ้นเพื่อทำความสะอาดพื้นผิวเมมเบรนและหยุดการรวมตัวของตะกอนเพื่อรักษาฟลักซ์ของเมมเบรนให้คงที่ ในเวลาเดียวกัน ผลกระวนกระวายใจที่เกิดจากการชนกันระหว่างฟองอากาศและเส้นใยเมมเบรนยังทำให้เส้นใยเมมเบรนเสียดสีกัน ซึ่งสามารถเร่งการไหลของตะกอนที่ผิวเมมเบรนและอำนวยความสะดวกในการบรรเทามลภาวะของเมมเบรน เมื่อการเติมอากาศมีขนาดใหญ่เกินไป จะทำให้ขนาดอนุภาคของคราบบนพื้นผิวเมมเบรนลดลง ทำให้โครงสร้างของเค้กกรองหนาแน่นขึ้น ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความต้านทานการกรองเมมเบรน ในทางกลับกัน เมื่อการเติมอากาศน้อยเกินไป การรบกวนจะลดลง และมลพิษจะรุนแรงขึ้น ดังนั้นควรเลือกการเติมอากาศที่เหมาะสม
c.การดำเนินการและหยุดการสลับ
ตาม3-ทฤษฎีระยะของการปนเปื้อนของเมมเบรน การก่อตัวของการปนเปื้อนบนพื้นผิวเมมเบรนต้องใช้กระบวนการ ขั้นแรก สารปนเปื้อนจะดูดซับ สะสม และสะสมบนพื้นผิวเมมเบรน โหมดการทำงานของการสูบน้ำเป็นระยะมีจุดมุ่งหมายเพื่อคืนประสิทธิภาพการกรองเมมเบรนโดยการหยุดการกรองเมมเบรนเป็นระยะ เพื่อให้ตะกอนที่เกาะอยู่บนพื้นผิวเมมเบรนสามารถหลุดออกจากพื้นผิวเมมเบรนได้ด้วยแรงเฉือนที่เกิดจากการเติมอากาศและการไหลของน้ำ โดยทั่วไป ยิ่งเวลาปั๊มนานเท่าไร การสะสมของสารแขวนลอยบนพื้นผิวเมมเบรนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งเวลาหยุดนานเท่าไร ตะกอนที่สะสมบนพื้นผิวเมมเบรนก็จะยิ่งหลุดออกไปมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งสามารถกู้คืนประสิทธิภาพการกรองเมมเบรนได้มากขึ้นเท่านั้น โดยหลักการแล้ว ควรกำหนดวิธีการสำรองและวิธีการหยุดตามคำแนะนำของผู้ผลิตเมมเบรนและการดำเนินโครงการจริงเพื่อให้ตรงตามคุณลักษณะของตนเอง
