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

Минерализация

Минерализация, как известно, оказывает неблагоприятное воздействие на биологические системы. Было доказано, что наличие солей в MLSS вызывает химическое осаждение и электростатическое притяжение к поверхности мембраны [48]. Высокая соленость также изменяет характеристики биомассы в системе. Reid и др. [121] исследовали влияние высокой минерализации (до 5000 мг/л) на характеристики активного ила и проницаемости мембран в погружном МБР. Результаты исследований показали, что высокая минерализация сильно влияет на физические и биохимические свойства активного ила за счет увеличения связанных EPS и концентрации SMP, что приводит к ухудшению проницаемости мембраны (увеличению мембранного загрязнения) [121]. Точно так же, Jang и др. [122] исследовали влияние минерализации на мембранную фильтрацию в МБР и сообщили, что высокие концентрации солей ускоряют мембранное загрязнение за счет увеличения блокировки пор. Это предполагает, что высокая минерализация изменяет характеристики биомассы, такие как EPS, размер хлопьев и дзета-потенциал, что в конечном итоге приводит к увеличению мембранного загрязнения. В другом исследовании Ди Белла и др. [123] было сообщено, что установка МБР показывает высокую эффективность удаления высоких концентраций биомассы при нормальном содержании солей. Однако, при повышенной минерализации, наблюдалось снижение темпов дыхания биомассы наряду с увеличением загрязнений (отложений).

Кроме того, ионный состав сточных вод также играет определенную роль в образовании хлопьев. Было доказано, что структура хлопьев и прочность существенно зависят от ионного состава и концентрации [124]. Высокие концентрации многовалентных катионов, например, Mg2+ и Ca2+, как известно, образуют прочные и компактные хлопья [125,126]. Это можно объяснить двухвалентностью соединяющейся модели, где Са2+ и другие двухвалентные ионы соединяют EPS на отрицательно заряженных участках, образуя таким образом объединения EPS и отдельных клеток. Одновалентные катионы, с другой стороны, способствуют худшей прочности хлопьев [127]. Следовательно, присутствие многовалентных катионов по отношению к одновалентным катионам, несмотря на высокую минерализацию, может способствовать образованию сильных хлопьев, которые содействовали бы мембранной фильтрации.

Краткая информация о различных факторах, влияющих на мембранное загрязнение в МБР и их соответствующие воздействия представлены в таблице 1.

Таблица 1. Факторы, влияющие на мембранное загрязнение в МБР

Фактор

Эффект на загрязнение мембраны

Ссылка

Характеристики мембраны

Материал мембраны

Керамические мембраны являются гидрофильными, следовательно, они загрязняются меньше. Полимерные мембраны являются в основном гидрофобными и обладают большей степенью загрязнения

[5,13,41,42]

Сродство воде

Увеличение гидрофильности обозначает меньшую склонность к мембранному загрязнению, в то время как гидрофобность хорошо коррелирует с увеличением склонности к загрязнению

[47]

Шероховатость поверхности мембраны

Мембранное загрязнение имеет тенденцию к усилению с увеличением шероховатости поверхности, так как шероховатая поверхность обеспечивает впадины, на которых скапливаются коллоидные частицы, содержащиеся в сточных водах. Тем не менее, более высокие выступы на поверхности мембраны обладают более высоким сопротивлением к загрязнению и лучшего восстановления проницаемости после обратной промывки

[48-51]

Поверхностный заряд мембраны

Коллоидные частицы, оседающие на мембране, делают их отрицательно заряженными, следовательно, они могут привлекать катионы от MLSS, такие как Ca2+ и Al3+, что приводит к неорганическим загрязнениям

[49]

Размер пор мембран

Увеличение размера пор мембраны увеличивает тенденцию к процессу блокировки пор

[47,53]

Условия эксплуатации

Режим работы

Работа в cross-flow режиме фильтрации уменьшает образование слоя осадка на поверхности мембраны

[69]

Аэрация

Повышение темпов аэрации приводит к снижению мембранное загрязнения

[59-61]

Время удержания твёрдых веществ в системе (SRT)

Работая на высоких SRT сокращает производство EPS, следовательно, снижается загрязнение. Тем не менее, чрезвычайно высокие SRT весьма увеличивают мембранное загрязнение за счет накопления MLSS и повышенной вязкостью ила

[65-68]

Гидравлическое время удерживания (HRT))

Снижение HRT увеличивает скорость мембранного загрязнения. Тем не менее, чрезвычайно высокое HRT приводит к накоплению загрязнителей

[30,71-74]

Соотношение Пища/Микроорганизмы (F / M)

Скорость мембранного загрязнения в МБР возрастает с увеличением отношения F/M из-за высокой нагрузки продуктов питания к биомассе, что приводит к увеличению производства EPS

[70,75,76]

Органическая скорость загрузки (OLR)

Мембраны засоряются сильнее с увеличением OLR

[79]

Соотношение ХПК/N

Работа при более высоком соотношении ХПК/N снижает скорость мембранного загрязнения, улучшает производительность мембраны и увеличивает срок эксплуатации до очистки мембраны

[81,82]

Напротив, другие исследования показали, что низкое соотношение ХПК/N приводит к более низкой концентрации MLSS, снижению производства SMP, низших углеводов, белков и гуминовых кислот в LB-EPS; следовательно, способствует низкому загрязнению мембран

[83-85]

Температура

Низкая температура увеличивает склонность к мембранному загрязнению, так как высвобождается все больше EPS и увеличивается и количество нитчатых бактерий. Резкие перепады температуры также увеличивают скорость загрязнений из-за спонтанного высвобождения SMP

[30,86,88,89]

Характеристики подачи/биомассы

Концентрация взвешенных органических веществ в активном иле (MLSS)

Увеличение MLSS коррелирует с увеличением скорости мембранного загрязнения

[60,61,90,91]

Другие исследования сообщают об отсутствии (или малом) воздействии MLSS на мембранное загрязнение

[93-95]

Кажущаяся вязкость ила

Повышение вязкости увеличивает мембранное загрязнение

[60,97]

Внеклеточные полимерные вещества (EPS)

Увеличение концентрации EPS (связанных EPS и SMP) приводит к загрязнению мембраны

[2,36,103,104]

Размер хлопьев

Уменьшение размера хлопьев увеличивает мембранное загрязнение

[109]

рН

Снижение рН приводит к увеличению скорости мембранного загрязнения

[116,118,119]

Минерализация

Увеличение минерализации ухудшает мембранное загрязнение за счет изменения характеристики биомассы, что выражается в большем высвобождении связанных EPS и SMP, размере и хлопьев и дзета-потенциале

[121-123]

 
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