Jednym z głównych problemów w użytkowaniu systemów bioreaktorów membranowych (MBR) jest zanieczyszczenie membran, ponieważ ogranicza ono skuteczność procesu filtracji, zwalnia wymagania energetyczne i skraca żywotność membran. Ważnym krokiem do osiągnięcia stabilnej i opłacalnej pracy MBR jest skuteczne ograniczanie zanieczyszczeń. Są to metody, które zostały przetestowane w celu zmniejszenia zanieczyszczeń poprzez optymalizację warunków projektowych i eksploatacyjnych procesu.
Dostrojenie parametrów operacyjnych
Regulacja warunków eksploatacji ma istotne znaczenie w kontrolowaniu występowania zanieczyszczeń. Turbulencję w zbiorniku membranowym wywołuje się poprzez zmianę intensywności napowietrzania, co może służyć czyszczeniu powierzchni membrany i zapobieganiu osadzaniu się osadu oraz materiałów organicznych na niej. Optymalne stężenia zawiesiny (MLSS) umożliwiają osiągnięcie kompromisu pomiędzy aktywnością biologiczną a możliwością powstawania zanieczyszczeń, zapewniając wystarczającą aktywność biologiczną bez zwiększania lepkości MLSS i prowadząc do adsorpcji zanieczyszczeń. Ponadto, maksymalizując szybkość przepływu permeatu, można uniknąć zbyt szybkiego nasycenia membrany, ponieważ wyższe szybkości przepływu mogą sprzyjać zwiększeniu formowania się warstwy osadu. Umiejętność osiągnięcia dobrej równowagi w tych parametrach prowadzi do zmniejszenia osadzania się zanieczyszczeń, przy jednoczesnym utrzymaniu wysokiej skuteczności oczyszczania.
Wdrażanie regularnych procedur czyszczenia
Czyszczenie wstępne pomaga uniknąć powstawania trwałych osadów. Czyszczenie fizyczne i chemiczne sprawdza się dobrze: czyszczenie fizyczne usuwa luźne osady cząsteczkowe, a czyszczenie chemiczne stosuje się okresowo w celu usunięcia osadów organicznych i nieorganicznych. Jednym z potencjalnych rozwiązań jest wykorzystanie biofilmów oraz degradacji organicznych polimerów za pomocą łagodnych utleniaczy lub roztworów enzymatycznych w celu depolimeryzacji biofilmów i polimerów organicznych, które stanowią najważniejszy aspekt zanieczyszczenia. Wdrożenie dokładnej procedury czyszczenia, zazwyczaj ustalonego harmonogramu czyszczenia – na podstawie spadku strumienia lub wzrostu ciśnienia różnicowego – umożliwi usunięcie zanieczyszczeń zanim mocno przyczepią się do powierzchni membrany i przedłuży jej żywotność oraz wydajność.
Wybierz materiały membranodochronne
Odporność na zanieczyszczenia w pewnym stopniu zależy od materiału membrany i jej konfiguracji. Powierzchnie hydrofilowe lub membrany z modyfikowaną powierzchnią minimalizują adsorpcję organicznych związków hydrofobowych, które są jednym z znanych powodów zanieczyszczeń. Jednolony rozmiar porów zapewnia, że struktury mają potencjał do minimalizowania zatrzymywania cząstek, a wzmocniona podstawa gwarantuje trwałość czyszczenia. Tempo zanieczyszczeń może być znacznie zredukowane, jeśli stosuje się membrany z zaprojektowanymi właściwościami antyzanieczyszczającymi, nawet w strumieniach ścieków o wysokiej zawartości substancji organicznych.
Połączenie tych metod, takich jak optymalizacja wstępnego przygotowania, kontrola procesu eksploatacji, częste czyszczenie oraz inteligentne stosowanie inteligentnych membran, pozwala operatorom zapobiegać napływowi zanieczyszczeń, a tym samym gwarantuje stabilną pracę i długą trwałość membran w zastosowaniach przemysłowych i w gminach.
