Одной из основных проблем при использовании систем мембранного биореактора (МБР) является загрязнение мембран, поскольку оно ограничивает эффективность процесса фильтрации, увеличивает энергозатраты и сокращает срок службы мембран. Важным шагом к стабильной и экономически эффективной работе МБР является успешное предотвращение загрязнения. Существуют проверенные меры по снижению загрязнения, которые включают оптимизацию проектных и эксплуатационных условий процессов.
Тонкая настройка эксплуатационных параметров
Регулирование рабочих условий важно для контроля возникновения загрязнения. Турбулентность в мембранном баке создается за счет изменения интенсивности аэрации и может использоваться для очистки поверхности мембраны и предотвращения образования на ней ила и органических материалов. Оптимальные концентии подвешенных твердых веществ смешанного раствора (MLSS) обеспечивают компромисс между биологической активностью и вероятностью образования загрязняющих веществ, обеспечивая достаточную биологическую активность без увеличения вязкости MLSS и возникновения адсорбции загрязняющих веществ. Кроме того, увеличивая скорость фильтрации пермеата, можно избежать слишком быстрого насыщения мембраны, так как более высокие скорости фильтрации способствуют увеличению образования осадка. Способность достичь хорошего баланса таких параметров приводит к уменьшению отложения загрязняющих веществ, но сохраняет высокую эффективность очистки.
Внедрение регулярных протоколов очистки
Тщательная очистка помогает избежать возникновения необратимого загрязнения. Эффективной является комбинация физической и химической очистки: физическая очистка удаляет рыхлые загрязнения в виде частиц, а химическая очистка периодически используется для удаления органических и неорганических отложений. Одним из возможных решений является применение биопленок и органических полимеров, разлагаемых мягкими окислителями или ферментными растворами, что позволяет деполимеризовать биопленки и органические полимеры, являющиеся наиболее важной составляющей загрязнения. Внедрение точной процедуры очистки, обычно по фиксированному графику, основанному на снижении проницаемости или увеличении перепада давления, позволит удалять загрязняющие вещества до того, как они прочно прикрепятся к поверхности мембраны, и продлит срок службы и эффективность мембраны.
Выбор мембранных материалов с антифouлинговыми свойствами
Сопротивление загрязнению зависит в некоторой степени от материала мембраны и ее конструкции. Гидрофильные поверхности или модифицированные поверхности мембран минимизируют адсорбцию гидрофобных органических соединений, что является одной из известных причин загрязнения. Равномерный размер пор обеспечивает потенциал конструкции для минимизации задержания частиц, а армированная подложка гарантирует долговечность при очистке. Скорость загрязнения может быть значительно снижена при использовании мембран с запатентованными антизагрязняющими свойствами, даже в потоках сточных вод с высокой органической нагрузкой.
Комбинация этих методов, включая оптимизацию предварительной обработки, контроль эксплуатации, регулярную очистку и разумное применение интеллектуальных мембран, позволяет операторам предотвращать резкое увеличение загрязнения и, соответственно, обеспечивает стабильную работу и длительный срок службы мембран при их использовании в промышленности и коммунальном хозяйстве.
