تُعتبر مشكلة انسداد الغشاء واحدة من المشاكل الرئيسية في استخدام أنظمة المفاعل الحيوي الغشائي (MBR)، حيث تحد من فعالية عملية الترشيح وتبطئ متطلبات الطاقة وتقلل عمر الغشاء الافتراضي. إن الخطوة المهمة لتحقيق تشغيل مستقر واقتصادي لـ MBR هي تقليل الانسداد بشكل فعال. هذه هي الإجراءات التي تم اختبارها لتقليل الانسداد من خلال تصميم وتحسين الظروف التشغيلية للعمليات.
ضبط المعايير التشغيلية بدقة
تعد تنظيم الظروف التشغيلية أمراً مهماً في التحكم في حدوث التلوث (Fouling). يتم إنشاء الاضطراب في خزان الغشاء من خلال تغيير شدة التهوية، ويمكن استخدامه لتنظيف سطح الغشاء ومنع تشكل الطين والمواد العضوية عليه. تحقق التركيزات المثلى للكميات المعلقة المختلطة (MLSS) توازناً بين النشاط البيولوجي واحتمال حدوث تلوث من خلال توفير نشاط بيولوجي كافٍ دون زيادة اللزوجة بسبب ارتفاع MLSS، مما يؤدي إلى امتصاص المواد الملوثة. كما أنه من خلال تعظيم معدل التدفق النافذ (Permeate Flux)، يمكن تجنب تشبع الغشاء بسرعة كبيرة، حيث يمكن إدخال معدلات تدفق أسرع لزيادة تشكيل طبقة الرواسب (Cake Formation). إن القدرة على تحقيق توازن جيد في هذه المعايير تؤدي إلى تقليل ترسب المواد الملوثة، مع الحفاظ على كفاءة المعالجة الجيدة.
تطبيق بروتوكولات التنظيف الدورية
يساعد التنظيف المُتقدّم في تجنّب تشكّل التلوث غير القابل للعكس. يعمل التنظيف البدني والكيميائي بشكل جيد: حيث يزيل التنظيف البدني التلوث الجسيمي المبتذل، ويُستخدم التنظيف الكيميائي بشكل دوري لتنظيف الرواسب العضوية وغير العضوية. إنّ أحد الحلول المحتملة هو استخدام الأغشية الحيوية وتحلل البوليمرات العضوية بواسطة أكسدة خفيفة أو حلول إنزيمية لتفكيك الروابط في الأغشية الحيوية والبوليمرات العضوية، وهي الجوانب الأكثر أهمية في التلوث. وعند تطبيق إجراء تنظيف دقيق، عادةً ما يكون جدول تنظيف ثابتًا يعتمد على انخفاض النفاذية أو زيادة الضغط التفاضلي، فسيتم إزالة المواد الملوّثة قبل أن تلتصق بشكل محكم بسطح الغشاء، مما يطيل عمر الغشاء ويحسّن أداؤه.
اختيار مواد الغشاء المقاومة للتلوث
يعتمد مقاومة التلوث إلى حد ما على مادة الغشاء وتصميمه. تقلل الأسطح الهيدروفيلية أو أغشية السطح المعدل من امتصاص المركبات العضوية الهيدروفوبية، وهي واحدة من الأسباب المعروفة للتلوث. يضمن الحجم الموحد للمسام أن تكون للهياكل إمكانية تقليل احتجاز الجسيمات، ويضمن الطبقة الأساسية المدعمة متانة التنظيف. يمكن تقليل معدل التلوث بشكل كبير عند استخدام أغشية مصممة بخصائص مضادة للتلوث، حتى في تدفقات مياه الصرف ذات الأحمال العضوية العالية.
يمكن أن يسمح الجمع بين هذه الطرق، مثل تحسين المعالجة الأولية والتحكم في التشغيل والتنظيف المتكرر والاستخدام الذكي للأغشية الذكية، للمشغلين بمنع التدفق الملوث وبالتالي يضمن الأداء المتسق وطول عمر الأغشية عند استخدامها في القطاعات الصناعية والبلدية.
