Одной из проблем, затрудняющих использование мембранных фильтров, является образование осадка и плесени. Хотя полностью избежать этого невозможно, понимание типов загрязнений и засоров позволяет предотвратить или замедлить их образование.
Осаждение в мембранных фильтрах
Во-первых, важно понимать, что мембранные фильтры используются для удаления частиц, предметов и тканей из линии очистки и их помещения в линию концентрирования. За мембраной исходное сырье концентрируется, и из-за высокой концентрации некоторые частицы прилипают к мембране. Эта адгезия может препятствовать прохождению воды через различные участки мембраны и снижать её эффективность . Эти отложения называются отложениями или накипью.
мембраноблокирующие агенты
В целом, факторами, которые существенно влияют на образование засоров и отложений, являются следующие:
- органическая грязь
- биоотложения, биозагрязнение
- минеральные кальцификации (образование чешуек)
- осаждение коллоидных частиц
Признаки загрязнения мембраны
Загрязнение обычно происходит постепенно, но может также возникнуть внезапно и быстро. Каждый признак загрязнения часто имеет свои собственные симптомы, но в целом выделяют три типа признаков загрязнения мембраны:
- Допускать ухудшение качества воды и ее затвердевание
- Повышенный перепад давления в мембранном фильтре
- Низкое производство чистой воды при постоянном давлении
Низкое производство чистой воды при постоянном давлении
При постоянном давлении количество воды, проходящей через мембрану, увеличивается из-за давления осадка.
Повышенный перепад давления в мембранном фильтре
Низкое давление может быть первичным признаком загрязнения. Отложения заполняют зазоры между подводящими патрубками и препятствуют прохождению воды через мембрану. По этой причине программируемые логические контроллеры (ПЛК) часто оснащаются разными датчиками давления до и после мембраны в системах обратного осмоса.
Увеличить концентрацию соли и улучшить показатели растворенных твердых веществ в фильтрате.
Из-за неэффективности мембраны и повышенного давления притока мы обычно наблюдаем увеличение TDS и EC инфильтрованной воды при наличии осадка.
Химическое связывание осадочных материалов на поверхностях мембранных фильтров
Фундаментальным вопросом, связанным с накоплением загрязнений на мембранных фильтрах, является источник адгезии загрязнений к поверхности фильтра. Основными силами, способствующими адгезии, являются дисперсионные и полярные взаимодействия. Эти силы действуют на материалы в различных масштабах.
Осадочные материалы, вероятно, будут прилипать к поверхности мембранного фильтра в результате физических и химических взаимодействий, таких как дисперсионное взаимодействие между водными организмами. Это дисперсионное взаимодействие обусловлено ван-дер-ваальсовым притяжением между молекулами воды, а электростатическое отталкивание между частицами и поверхностью мембранного фильтра, благодаря наличию поверхностного заряда, уравновешивает это взаимодействие. Как показано на энергетической кривой (2), высота энергетического барьера зависит не только от силы притяжения, но и от величины отталкивающего электростатического взаимодействия. Поэтому обычно считается, что увеличение плотности заряда материалов с близкими зарядами для уменьшения сцепления является полезным.
Для описания дисперсионного взаимодействия можно использовать константу. Это физическое свойство, характеризующее силу ван-дер-ваальсового взаимодействия между макроскопическими объектами через третью среду, как показано на рисунке (3). Типичные значения константы лежат в диапазоне от 10-19 до 10-21 Дж. Её можно оценить, используя теорию Лифшица для макроскопических ван-дер-ваальсовых взаимодействий, которая игнорирует атомную структуру взаимодействующих молекул и рассчитывает силы между ними на основе диэлектрической проницаемости (ε) и показателя преломления (n) [31]. Для случая двух макроскопических фаз, 1 и 2, взаимодействующих в среде 3, константа Гамакера A приблизительно равна:
где «1» и «2» представляют два взаимодействующих тела в среде «3», A — постоянная Гамбаха, ve — средняя частота поглощения (для H2O ve = 3 × 1015 с -1 ), ε — диэлектрическая проницаемость, которая показывает, насколько хорошо материал концентрирует электрический поток, n — показатель преломления, K — постоянная Больцмана, h — постоянная Планка и T — абсолютная температура.
Вас также может заинтересовать: Filmtech BW30 PRO-400 8-дюймовый мембранный фильтр