Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Анализ основ мембранного загрязнения и последних достижений в области стратегии смягчения последствий загрязнений в мембранный биореактор

Мембранное загрязнение в МБР

По данным Международного Союза Теоретической и Прикладной Химии (IUPAC) рабочей группы по разработке терминологии по мембранам, мембранное загрязнение - это “процесс, приводящий к потере производительности мембраны за счет осаждения взвешенных или растворенных веществ на внешней поверхности мембраны, на поры мембраны, или в поры мембраны”[21]. Эти загрязнения могут образовываться в виде взвешенных частиц (микроорганизмы и клетки), коллоидов и растворенных веществ в MLSS [2,14,18]. Физико-химические взаимодействия, которые происходят между загрязнениями и материалом мембраны приводят в результате к мембранному загрязнению. Неспособность надлежащим образом контролировать загрязнение мембраны в МБР может в некоторых случаях привести к невозможности достижения требуемой степени очистки потока [13].

Загрязнение в МБР происходит в несколько этапов, а именно, - сужение пор, закупоривание пор, формирование корки. Сужение пор возникает при блокировки мембранных микропор загрязнителями. Закупоривание поры зависит, в значительной степени, от размера частиц и размера пор мембраны. Прикрепление веществ в порах облегчается с помощью клейких веществ в растворе. Формирование корки является результатом непрерывного накопления кластеров бактерий, биополимеров и неорганических веществ, которые образуют слой (биокорку) на мембране [22]. Слой осадка приводит к увеличению сопротивления мембранной фильтрации. Механизмы загрязнения мембраны в МБР схематически показаны на рисунке 1.

Механизмы загрязнения мембраны в мембранном биореакторе (МБР)

Рис. 1. Механизмы загрязнения мембраны в мембранном биореакторе (МБР)

С точки зрения эксплуатации, загрязнение мембраны снижает поток пермеата, когда МБР работает при постоянном трансмембранном давлении (ТМД), а также приводит к увеличению ТМД, когда МБР работает при постоянном потоке пермеата.

При постоянной работе потока, резкое увеличение TMД указывает на серьезное загрязнение мембраны. Это внезапное увеличение TMД называется “скачком TMД”. Скачок TMД описывается как трехступенчатый процесс [1,23]: 1-й этап - начальная “обработка” обрастаниями, которая вызвана исходной блокировкой поры и адсорбцией растворенных веществ; 2-й этап - линейное или слабо экспоненциальное постепенное повышение ТМД за счет образования биологической пленки и дальнейшей блокировки пор мембраны; и 3-й этап - внезапно быстрое увеличение скорости нарастания TMД (dTMP/dt) [3]. Последний 3 этап является следствием серьезного мембранного загрязнения. Вследствие последовательного закупоривания пор и появления локальных потоков, которые начинают превышать критическое значение, наступает ускорение осаждения частиц [24,25] и резкое изменение структуры слоя осадка [23].

Бактерии, содержащиеся внутри биологической пленки, как правило, умирают из-за недостатка кислорода, тем самым освобождая больше внеклеточных полимерных веществ EPS [26]. После последнего этапа скачка ТМД очистка мембраны необходима.

Из этого можно сделать вывод, что задержка 3-го этапа позволит обеспечить сокращение частоты очистки мембраны, что в конечном счете приведет к сокращению эксплуатационных расходов МБР.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психология
Религиоведение
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее