Jednou z hlavných problematických oblastí pri používaní systémov membránových bioreaktorov (MBR) je znečistenie membrán, ktoré obmedzuje účinnosť filtračného procesu, spomaľuje energetickú náročnosť a minimalizuje životnosť membrán. Dôležitým krokom k stabilnej a nákladovo efektívnej prevádzke MBR je úspešné potlačenie znečistenia. Tieto opatrenia boli overené na zníženie znečistenia prostredníctvom návrhu a prevádzkových podmienok optimalizácie procesov.
Doladenie prevádzkových parametrov
Regulácia prevádzkových podmienok je dôležitá na kontrolu vzniku znečistenia. Turbulencia v membránovom nádrži sa dosahuje zmenou intenzity aerácie a môže byť použitá na čistenie povrchu membrány a predchádzanie vzniku kalu a organických látok na nej. Optimálne koncentrácie obsahu suspenzie (MLSS) umožňujú kompromis medzi biologickou aktivitou a možnosťou vzniku znečistenia tým, že poskytujú dostatočnú biologickú aktivitu bez zvyšovania viskozity MLSS a spôsobenia adsorpcie znečisťujúcich látok. Tiež je možné maximalizovať rýchlosť permeátového toku, aby sa predišlo príliš rýchlemu nasýteniu membrány, keďže rýchlejšie toky môžu byť zavedené za účelom zvýšenia tvorby koláča. Schopnosť dosiahnuť dobrú rovnováhu týchto parametrov vedie k zníženiu usadzovania znečisťujúcich látok, ale zároveň udržiava dobrú účinnosť čistenia.
Zavádzanie pravidelných protokolov čistenia
Pokročilé čistenie pomáha predchádzať vzniku nevratného znečistenia. Fyzikálne a chemické čistenie funguje dobre: fyzikálne čistenie odstraňuje voľné častice znečistenia a chemické čistenie sa občas používa na odstránenie organických a anorganických usadenín. Jedným z možných riešení je využitie biofilmov a degradácia organických polymérov slabými oxidačnými prostriedkami alebo enzýmovými roztokmi na depolymerizáciu biofilmov a organických polymérov, čo je najdôležitejšou súčasťou znečistenia. Zavedenie presného postupu čistenia, zvyčajne pevného harmonogramu čistenia – na základe poklesu prietoku alebo nárastu diferenciačného tlaku – umožní odstrániť znečisťujúce látky skôr, ako sa pevne pripevnia na povrch membrány a predĺži životnosť a výkon membrány.
Výber membránových materiálov odolných proti znečisťovaniu
Odolnosť voči znečisťovaniu závisí do určitej miery od materiálu a konfigurácie membrány. Hydrofilné povrchy alebo membrány s modifikovaným povrchom minimalizujú adsorpciu hydrofóbnych organických zlúčenín, čo je jednou z známych príčin znečisťovania. Rovnomerná veľkosť pórov zabezpečuje, že štruktúry majú potenciál minimalizovať zachytávanie častíc, a zosilnený substrát zabezpečuje odolnosť voči čisteniu. Rýchlosť znečisťovania môže byť výrazne znížená, ak sa použijú membrány s konštrukčnými protiznečisťujúcimi vlastnosťami, a to aj pri tokoch odpadových vôd s vysokou koncentráciou organických látok.
Kombinácia týchto metód, ako je optimalizácia predúpravy, prevádzkové riadenie, časté čistenie a inteligentné využitie inteligentných membrán, umožňuje prevádzkovateľom zabrániť prítoku znečisťujúcich látok a tým zaručuje stály výkon a dlhú životnosť membrán, ak sú používané v priemysle a obciach.
