Технологията за ултрафилтрация, със своя прецизен капацитет на задържане от 0,01-0,1 микрона, се е превърнала в основен процес на мембранно разделяне при пречистване на вода, храни и фармацевтични продукти и химическо разделяне. Замърсяването на мембраната-адсорбцията, отлагането и блокирането на замърсители върху повърхността/порите на мембраната-е основното тясно място, водещо до намаляване на потока, увеличен спад на налягането и съкратен живот в системите за ултрафилтрация. Научно подходящ метод за почистване е от решаващо значение за възстановяване на производителността на мембраната и осигуряване на дългосрочна стабилна работа на системата. Тази статия систематично прави преглед на основните методи за почистване на ултрафилтрационна мембрана, сравнява основните разлики в схемите за почистване при различни процеси на третиране и изяснява основната логика, която определя метода на почистване.
I. Основни методи за почистване на ултрафилтрационна мембрана и основни принципи
Основната цел на ултрафилтрационното почистване на мембраната е да се увеличи максимално отстраняването на замърсителите и да се възстанови потокът на мембраната и работната ефективност, без да се уврежда структурата на мембраната и ефективността на задържане. Често използваните методи за почистване в индустрията се разделят на две основни категории: физическо почистване и химическо почистване. Тези два метода често се използват в комбинация, за да образуват многостепенна система за почистване на „физическа рутинна поддръжка и химическо насочено обеззаразяване“.
(I) Физическо почистване
Физическото почистване разчита на физически действия като хидравлично налягане, механична сила и срязване на въздушния поток за отстраняване на замърсителите. Не променя химичните свойства на замърсителите, не оставя химически остатъци и причинява минимално увреждане на мембраната. Това е предпочитаният метод за ежедневна поддръжка на системи за ултрафилтрация и е подходящ за предотвратяване и предварителна обработка на леко замърсяване.
1. Предно промиване (дясно измиване)
Използвайки сурова вода или ултрафилтрационен пермеат като източник на вода за промиване, той се въвежда в мембранния модул с висока скорост по нормалната посока на филтриране. Силата на срязване на високо-скоростния воден поток отмива свободни суспендирани твърди вещества, колоидни замърсители и остатъци от концентрат от повърхността на мембраната. Работният дебит обикновено е 1,2-1,5 пъти нормалния дебит на филтриране, а времето за промиване е 1-5 минути. Използва се най-вече за рутинна поддръжка след филтриране и за промиване на тръбопроводи преди стартиране/изключване на системата. Операцията е проста, не изисква изключване на системата и ефективно забавя отлагането на замърсители.
2. Обратно промиване (обратно промиване)
Най-основният и често използван метод за физическо почистване за ултрафилтрация. Използвайки чист ултрафилтрационен пермеат като източник на вода, водата се поставя под налягане и се изпомпва от страната на пермеата на мембраната към страната на захранващата вода. Този обратен воден поток прониква в порите на мембраната, разпръсквайки запушванията и слоя филтърна утайка, образуван върху повърхността на мембраната. Нормалното работно налягане се контролира при 0,1-0,2 MPa, дебитът е 1,5-2 пъти нормалния дебит на пермеата и всяко обратно промиване продължава от 30 секунди до 3 минути, обикновено се извършва на всеки 30-120 минути работа. За ултрафилтрационните мембрани с кухи влакна обратното промиване също така позволява на мембранните влакна да се разширят напълно, намалявайки мъртвите зони на блокиране във влакната.
3. Комбинирано обратно промиване въздух-вода
По време на обратното промиване в мембранния модул се вкарва въздух под налягане. Чрез трептенията и турбулентното срязващо действие на въздушните мехурчета силно адхезивните органични замърсители, колоиди и биологична слуз върху повърхността на мембраната се отлепват мощно. Ефектът на почистване е много по-добър от обикновеното хидравлично обратно промиване. Конвенционалното входно налягане се контролира на 0,1-0,15 MPa, скоростта на въздушния поток е 1-3 пъти скоростта на входния воден поток, а времето за почистване е 2-5 минути. Той е особено подходящ за ултрафилтрационни мембрани с кухи влакна под външно налягане и е стандартният физически метод за почистване на битови канализационни води и процеси на пречистване на отпадъчни води с високо съдържание на суспендирани твърди вещества.
4. Други физически методи за почистване
Включително изобарно промиване (затваряне на клапана за вода на продукта, пълно отваряне на клапана за концентрат и промиване при 3 пъти по-голям от нормалния дебит, без разлика в трансмембранното налягане, като се разчита само на силата на срязване за отстраняване на замърсителите), промиване с вода под високо-налягане (най-вече използвано за тръбни мембрани, 5-8 MPa високо-вода под налягане се използва за обратно промиване на упорити котлен камък и гел слоеве в канала на потока), механично почистване с гъбена топка (приложимо само за тръбни мембрани с голям диаметър, като се използват гъбени топки за изстъргване на замърсителите по повърхността на мембраната) и ултразвуково почистване (използвано най-вече за малки мембранни модули в лаборатории, с по-малко приложение в индустриални сценарии).
(II) Химическо почистване
Когато физическото почистване не може ефективно да възстанови мембранния поток (обикновено спадът на потока надхвърля 10% и разликата в трансмембранното налягане се увеличава значително), е необходимо химическо почистване. Неговият основен принцип е старателно да отстранява упоритите замърсители, които физическото почистване не може да отстрани чрез химични реакции като разтваряне, окисляване, разлагане, хелатиране и емулгиране между химични агенти и замърсители. Разделен е на две категории: онлайн химическо почистване и офлайн химическо почистване.
1. Често използвани химически почистващи агенти и целеви сценарии за приложение
Ядрото на химическото почистване е „избирането на правилното лекарство за правилното заболяване“. Различните видове замърсители отговарят на специфични системи за почистващи препарати. Основните почистващи препарати, които обикновено се използват в индустрията, са разделени на четири категории:
- Киселинни почистващи агенти: Обикновено използвани са лимонена киселина, солна киселина, оксалова киселина, азотна киселина и др. Те се използват предимно за отстраняване на неорганични замърсители от котлен камък, включително калциев карбонат, калциев сулфат и други утайки от калциеви и магнезиеви соли, железни и манганови оксиди и метални хидроксиди. Те разтварят утайки от неорганични соли чрез понижаване на pH стойността, като същевременно хелатират металните йони. Конвенционалното киселинно измиване поддържа рН 2-3, с циркулация + време за накисване от 30-120 минути.
- Алкални почистващи агенти: Обикновено се използват натриев хидроксид, често използван заедно с повърхностно активни вещества, EDTA и други хелатиращи агенти. Те се използват предимно за разграждане и отстраняване на органични вещества, мазнини, протеини, микробни колоиди и други замърсители.
- Алкални почистващи агенти: Тези агенти разграждат структурата на органичната материя и разпръскват колоидни замърсители чрез осапуняване и емулгиране. Редовното алкално измиване с pH 11-12 и температура 25-40 градуса значително подобрява ефективността на почистване.
- Оксидиращи почистващи агенти: Често използвани са натриев хипохлорит и водороден пероксид. Тяхната основна функция е да убиват и премахват биофилми, образувани от микроорганизми, бактерии и водорасли, като същевременно окисляват и разлагат големи органични молекули като хуминови киселини. Те са най-често използваните бактерициди и почистващи препарати при пречистване на водата. Използваната концентрация се регулира според материала на мембраната. PVDF мембраните могат да понасят максимална концентрация от 3000 ppm, докато PES/PS мембраните трябва да бъдат строго контролирани под 500 ppm.
- Ензимни почистващи агенти: Често използвани са протеази, амилази и целулази. Тези агенти специално разлагат големи биологични молекули като протеини и полизахариди. Те не са -корозивни, не оставят химически остатъци и не причиняват вторично замърсяване. Те са особено подходящи за ултрафилтрационни процеси в хранително-вкусовата промишленост и фармацевтичното производство, където се налагат строги изисквания за химически остатъци, като се избягва повреда на мембранния материал от силни химикали и се гарантира безопасността на продукта.
2. Ин-линейно инжектиране на химикали (CIP)
-Поточното химическо почистване не изисква разглобяване на мембранните модули. Химическата циркулация, накисването и изплакването са завършени в тръбопровода на съществуващата система. Подходящ за умерено замърсени зони, той се разделя на две категории:
- Поддържащо химическо впръскване (CEB): Ниска концентрация на почистващ агент (напр. 50-200 ppm натриев хипохлорит, 0,5% лимонена киселина) се добавя към ежедневната вода за обратно промиване за краткотрайна циркулация и изплакване. Това се прави по-често (1-2 пъти дневно). Основната му функция е да предотврати по-нататъшно замърсяване и да отложи необходимостта от интензивно почистване.
- Интензивно химическо впръскване: Използва се по-висока концентрация на почистващ препарат. Моделът „циркулация с нисък{2}}поток + статично накисване + рециркулация“ се използва за дълбоко отстраняване на упорити замърсители. Това обикновено се извършва на всеки 1-4 седмици, като всяка сесия на почистване продължава 2-8 часа. За сложни замърсявания стандартната последователност на почистване е: „първо алкално измиване + окисление за отстраняване на органични и биологични замърсители, след това киселинно измиване за отстраняване на неорганичен котлен камък и накрая изплакване с чиста вода до неутрална реакция“, за да се избегне киселинно-алкалната неутрализация, която да повлияе на почистващия ефект.
3. Офлайн химическо почистване
Когато спадът на мембранния поток надхвърли 30% и разликата в трансмембранното налягане се удвои, онлайн почистването вече не е достатъчно за постигане на желаните резултати, което налага офлайн почистване. Този метод включва пълно разглобяване на мембранния модул от системата и прехвърлянето му в специален резервоар за почистване. След това се извършва дълбоко почистване чрез химическо потапяне с висока-концентрация, циркулация и ултразвукова помощ. Предимствата му включват възможността за адаптиране на химичната формула, цялостно почистване без слепи петна и избягване на корозия на помпи, тръбопроводи и клапани от химикали с висока-концентрация. Често се използва за ремонт на силно замърсени или натрупани мембранни модули.
II. Основни разлики в методите за почистване на ултрафилтрационна мембрана при различни процеси на обработка
Ултрафилтрационните мембрани се използват в широк спектър от приложения, от битова питейна вода до сложно пречистване на промишлени отпадъчни води, от концентрация на хранителни материали до фармацевтично пречистване. Различните процеси на пречистване имат значително различно качество на вливащата се вода, видове замърсители, работни условия и изисквания за съответствие на отпадните води. Следователно съответните методи за почистване, избор на реагент, честота на почистване и интензивност на почистване се различават фундаментално. Основните разлики могат да бъдат категоризирани в пет типични сценария:
(I) Процеси на пречистване на питейната вода/общинското водоснабдяване
Влиянието за този процес са повърхностни или подпочвени води с относително стабилно качество на водата и ниски концентрации на замърсители. Основните замърсители са естествени органични вещества, колоиди, микроорганизми и малко количество суспендирани твърди вещества. Замърсяването на мембраната е предимно леко органично и биологично замърсяване, с много малко силно неорганично образуване на котлен камък.
- Основна логика на почистване: Физическото почистване е основният метод със строг контрол върху използването на химични агенти, за да се избегнат химически остатъци в питейната вода.
- Специфични разлики: Рутинното почистване използва предимно „обратно промиване с въздух-вода,“ с цикъл на обратно промиване от 30-60 минути; извършва се ежедневно поддържащо почистване с ниска-концентрация на натриев хипохлорит, при строг контрол на концентрацията на препарата; изисква се само едно засилено химическо почистване месечно, като се използва главно "алкално измиване + натриев хипохлорит", като краткотрайното киселинно измиване се добавя само когато се появи неорганичен котлен камък; почти никога не се използва офлайн почистване, като се извършва само възстановително почистване в края на живота на мембранния модул.
(II) Пречистване на общински отпадъчни води/Процес за повторно използване на регенерирана вода
Влиянието на този процес е вторичен отпадъчен поток от градска пречиствателна станция за отпадъчни води. Замърсителите се състоят главно от остатъчна органична материя, микробни метаболити, колоиди, малки количества фосфор и суспендирани твърди вещества, с умерено ниво на замърсяване. Склонен е към биологично и колоидно замърсяване и е вероятно да се появи неорганичен котлен камък при условия на повторно използване на регенерирана вода с висока -скорост-на възстановяване.
- Основна логика на почистване: Акцентът е поставен както върху физическото, така и върху химическото почистване, с високо-честотен контрол на замърсяването, за да се адаптира към характеристиките на замърсяване на биологичните отпадъчни води.
- Специфични разлики: Физическото почистване обикновено използва „въздушно-почистване с вода + обратно промиване, като цикълът на обратно промиване е съкратен до 20-60 минути и интензитетът на почистване е по-висок, отколкото при процесите с захранваща вода. Извършва се ежедневно поддържащо почистване с натриев хипохлорит, последвано от интензивно химическо почистване на всеки 1-2 седмици. "Алкално измиване + окисляване" е основният метод, допълнен от редовно измиване с киселина за отстраняване на остатъчния фосфатен котлен камък и замърсителите от метален хидроксид от биохимичните процеси. Системите за повторно използване с висока степен на възстановяване изискват допълнително съкращаване на цикъла на почистване, за да се избегне необратимо замърсяване, причинено от концентрацията на замърсители от страната на концентрата.
(III) Процеси на пречистване на промишлени отпадъчни води (представени от отпадъчни води от десулфуризация на електроцентрали, отпадъчни води от боядисване и печатане и химически отпадъчни води)
Влиятелното качество на водата за този тип процес е сложно, обикновено се характеризира с висока соленост, висока твърдост, висока ХПК и високо количество суспендирани твърди вещества. Замърсителите включват тежки метали, силициев диоксид, непокорна органична материя, масла, багрила и др. Замърсяването на мембраната е бързо и тежко, което лесно води до необратимо замърсяване, което го прави най-предизвикателният сценарий за ултрафилтрационно почистване.
- Основна логика на почистване: Химическото почистване е основният метод, физическото почистване е спомагателният метод, почистването с висока честота и висок интензитет се използва за справяне със сложното замърсяване, а офлайн почистването се използва, когато е необходимо, за да се избегне бракуването на мембранните модули.
- Специфични разлики: Физическото почистване се използва само като ежедневен спомагателен метод, цикълът на обратно промиване е съкратен до 15-30 минути и интензитетът на измиване с въздух е значително подобрен; засиленото химическо почистване се извършва веднъж седмично и рутинният метод е да се използва "киселинно измиване + алкално измиване + окисляване" за почистване на редуващи се стъпки и концентрацията на агента е много по-висока от тази при пречистване на общинска вода; специални почистващи агенти са необходими за специални замърсители, като добавяне на амониев флуорид за замърсяване със силиций в отпадъчни води от десулфуризация и добавяне на специални повърхностно активни вещества за отстраняване на багрила и масла в отпадъчни води от боядисване и печат; когато мембранният поток намалее с повече от 30%, той трябва да се разглоби незабавно за офлайн дълбоко почистване, за да се избегне образуването на необратимо замърсяване от изсушаването на замърсителите.
(IV) Процес на производство на храни и напитки/фармацевтични продукти
Този процес третира материали като млечни продукти, плодов сок, екстракти от китайска медицина и ферментационни течности. Замърсителите са главно биологични макромолекули като протеини, полизахариди и нишестета. Основното изискване е абсолютно да се избягват остатъци от агенти, да се гарантира безопасността на продукта и в същото време да се избягва повреждането на материала на мембраната от силни агенти. - Логика на почистване на сърцевината: Нежното почистване е основният метод; използването на токсични, вредни или лесно остатъчни силни агенти е строго забранено. Почистването е синхронизирано с серийното производство, за да се избегне изсъхването на замърсителите.
- Специфични разлики: Физическото почистване използва изплакване с топла вода напред + обратно измиване, извършвано веднага след всяка производствена партида, за да се отстранят свободните протеинови и полизахаридни замърсители; химическото почистване използва основно NaOH с ниска-концентрация, комбинирано с ензимни почистващи агенти за специфично разлагане на биологични макромолекули, като се избягва денатурирането на протеини и утаяването, причинено от силни агенти; използването на силни окислители с висока- концентрация, флуороводородна киселина и други токсични почистващи агенти е строго забранено и рядко се използва почистване със силна киселина; след почистване трябва да се извърши стриктно изплакване с вода и проверка на стерилността и остатъците, за да се осигури съответствие със стандартите за безопасност на храните и фармацевтичните продукти.
(V) Специално разделяне на материали и специални мембранни процеси
Освен конвенционалното третиране на вода и хранителни и фармацевтични приложения, ултрафилтрационните мембрани се използват широко в разделяне на масло-вода, концентриране на полимери и специални процеси на разделяне. Замърсителите в тези процеси са главно масла, полимери и хидрофобни органични съединения, което води до значителни разлики в методите за почистване: физическото почистване използва изплакване с гореща вода при висока-температура за подобряване на разтварянето и отстраняването на маслените замърсители; химическото почистване използва предимно специализирани обезмасляващи агенти и нейонни повърхностноактивни вещества, комбинирани с леко алкално измиване и строго забранява използването на силно полярни агенти, които биха могли да повредят разделителната способност на мембраната; за специални процеси на разделяне на тръбна мембрана може да се използва изплакване с вода под високо-комбинирано с механично почистване за справяне със силно замърсени материали с високи концентрации.
III. Основни фактори, определящи методите за почистване на ултрафилтрационна мембрана
Няма-размер-подходящо-всички» почистващо решение за ултрафилтрационни мембрани. Изборът на който и да е метод за почистване изисква цялостна преценка и персонализиран дизайн въз основа на множество фактори. Пет основни фактора играят решаваща роля и тези фактори взаимодействат помежду си, като заедно формират основната логика на дизайна на почистващото решение.
(I) Мембранен материал и структура на мембранния модул
Това е основната предпоставка за избор на метод за почистване, директно определяне на гамата от почистващи препарати, интензивността на почистване и съвместимостта с физическите методи на почистване. Това е червената линия за всички схеми за почистване; нарушаването на тази линия ще доведе до необратимо увреждане на структурата на мембраната.
- Химическа устойчивост на мембранните материали: Различните мембранни материали проявяват значително различна устойчивост на киселини, основи, окисление и температури. Керамичните мембрани за ултрафилтрация имат диапазон на толерантност към pH от 0-14, устойчиви са на силни киселини и основи, силни оксиданти и високи температури и могат да се почистват с редуващи се киселини и основи с висока-концентрация или дори с високо-температурно подобрено почистване. Сред органичните мембрани PVDF (поливинилиден флуорид) е силно устойчив на киселини и основи и има силна устойчивост на окисление, което го прави основен материал в областта на пречистването на вода. Съвместим е с конвенционалните киселинни и алкални почистващи агенти и натриев хипохлорит. PES (полиетерсулфон) и PS (полисулфон) имат добра алкална устойчивост, но тяхната устойчивост на хлор е много по-слаба от тази на PVDF. Концентрацията и времето за контакт на натриевия хипохлорит трябва да бъдат строго контролирани. PAN (полиакрилонитрил) и CA (целулозен ацетат) имат лоша киселинна и алкална устойчивост и устойчивост на окисление. Киселини и алкали с висока-концентрация и силни окислители са строго забранени. Могат да се използват само меки почистващи препарати и методи за почистване с ниска интензивност.
- Адаптивност на структурата на мембранния модул: Разликите в конструкцията на канала за потока между кухи влакна (вътрешно налягане/външно налягане), спирално навити и тръбни мембрани директно определят избора на метод за физическо почистване. Мембраните с кухи влакна под външно налягане са подходящи за почистване с въздух и вода, докато мембраните с вътрешно налягане са по-подходящи за промиване с висока-бърза скорост и обратно промиване; тръбните мембрани имат широки канали за поток и могат да се промиват с вода под високо -налягане и механично да се почистват с гъбени топки, докато спираловидните мембрани имат тесни канали за поток и са строго забранени за механично почистване, разчитайки само на хидравлично и химическо почистване, и имат по-високи изисквания за диспергируемостта на агентите, за да се избегне почистването на мъртви ъгли.
(II) Видове и степени на замърсители
Това е основната основа за избор на типа почистващ препарат и процеса на почистване, което пряко определя целенасочеността и ефективността на почистването. „Изборът на правилния препарат за правилното състояние“ е ключът към успешното почистване.
- Видове замърсители: Различните замърсители съответстват на напълно различни почистващи разтвори. Неорганичният котлен камък (калциеви и магнезиеви соли, железни и манганови оксиди) трябва да се почистват с киселинни почистващи препарати; органичните замърсители (хуминови киселини, мазнини, протеини) трябва да се почистват с алкални почистващи агенти + повърхностноактивни вещества/ензими; биологичното замърсяване (бактерии, биофилм) трябва да се почисти с окислителни почистващи препарати + алкално почистване; замърсяването със силициев диоксид изисква алкално почистване при висока-температура или специални почистващи агенти-на основата на флуор. Ако е налице комплексно замърсяване, последователността на почистване трябва да бъде строго контролирана. Първо трябва да се отстранят органичните и биологичните замърсители, последвани от разтваряне на неорганичния котлен камък, за да се предотврати реакцията на замърсителите и образуването на повече замърсители.
Трудно-за-отстраняване на вещества.
- Степен на замърсяване: директно определя интензивността и вида на метода на почистване. Леко замърсяване (намаляване на потока<10%, slight increase in transmembrane pressure difference) only requires optimization of physical backwashing parameters, combined with low-concentration maintenance chemical cleaning; moderate fouling (flux reduction 10%-30%, significant increase in transmembrane pressure difference) requires initiating enhanced online chemical cleaning, adjusting the reagent formulation, concentration, and soaking time; severe fouling (flux reduction >30%, разликата в работното налягане се удвоява, онлайн почистването е неефективно), изисква офлайн дълбоко почистване, за да се избегне непрекъснато силно замърсяване, водещо до постоянна повреда на мембранния модул.
(III) Условия на работа и системно проектиране на процеса на пречистване
Работните параметри, режимът на филтриране и дизайнът на предварителната обработка на системата за ултрафилтрация пряко влияят върху скоростта на образуване, вида и разпределението на мембранното замърсяване, като по този начин определят честотата на почистване, цикъла на почистване и интензивността на почистване.
- Режими на филтриране и работни параметри: В режим на филтриране с кръстосан-поток, високо{2}}скоростният воден поток от страната на концентрата непрекъснато измива повърхността на мембраната, което води до по-малко отлагане на замърсители и по-ниска честота на почистване. В-режим на филтриране без край, всички замърсители се улавят върху повърхността на мембраната, което води до бързо замърсяване и изисква значително по-голяма честота на почистване. Освен това работните условия с висок-поток, висока-скорост на-възстановяване и високо-налягане изострят концентрационната поляризация и адсорбцията на замърсители, което води до по-бързо и по-сериозно замърсяване на мембраната, което налага значително по-кратък цикъл на почистване и повишена интензивност на почистване. Обратно, при по-меки работни условия с нисък поток и ниски нива на възстановяване, честотата на почистване може да бъде значително намалена.
- Дизайн на предварителна обработка: Системи с всеобхватна предварителна обработка (като коагулационна седиментация, мулти-медийна филтрация и защитна филтрация) изпитват значително намалени входящи суспендирани твърди вещества и концентрации на колоиди, което води до леко замърсяване на мембраната и изисква само рутинно почистване за стабилна работа. Системи без предварителна обработка и с големи натоварвания от влиятелни замърсители са силно податливи на бързо и сериозно замърсяване, което изисква често интензивно почистване или дори периодично офлайн почистване.
(IV) Изисквания за съответствие и безопасност за сценарии на приложение
Стандартите за отпадни води на различните индустрии и разпоредбите за безопасност на продуктите директно ограничават видовете, концентрациите и методите на употреба на почистващите агенти, което представлява задължителна червена линия за съответствие в дизайна на почистващия разтвор.
- В производството на питейна вода, хранително-вкусовата и фармацевтичната промишленост използването на токсични, вредни и склонни-от остатъци почистващи агенти, като солна киселина с висока-концентрация, флуороводородна киселина и дезинфектанти от тежки метали, е строго забранено. Трябва да се даде приоритет на почистващите-препарати за хранителни продукти, със строг контрол върху концентрацията на агента и времето за контакт. Щателното изплакване и тестването на остатъците са от съществено значение след почистване, за да се избегне повлияване на безопасността на продукта и стандартите за качество на водата.
- В индустрията за пречистване на промишлени отпадъчни води няма строги ограничения за остатъчните вещества. Средства с висока-концентрация и специализирани почистващи препарати могат да бъдат избрани въз основа на нивото на замърсяване. Основната цел е да се възстанови напълно ефективността на мембраната, като същевременно се вземе предвид и третирането на отпадъчните води за почистване, за да се предотврати изпускането на агент от превишаване на екологичните стандарти.
(V) Разходи за експлоатация и поддръжка и изисквания за продължителност на живота на мембранния модул
Изборът на методи за почистване в крайна сметка трябва да балансира ефективността на почистване, разходите за експлоатация и поддръжка и целия живот на мембранните модули.
- Онлайн почистването е лесно за работа, не изисква прекъсване и има ниски разходи за труд и химикали, което го прави предпочитан избор за рутинна поддръжка. Въпреки това, неговият почистващ ефект е ограничен в случаи на силно замърсяване. Офлайн почистването предлага добри резултати, но изисква разглобяване на компоненти и изключване, което води до високи разходи за труд и химикали. Честото офлайн почистване също може да ускори стареенето на мембраната и да съкрати живота на мембраната.
- Силните окислители и киселинните/алкалните почистващи агенти с висока-концентрация са ефективни, но дългосрочната-честота с висока-честота може да ускори разграждането на мембраната и увреждането на задържащия слой, съкращавайки живота на мембраната. Следователно стандартният-принцип на индустрията е „физическото почистване като основен метод, допълнено от химическо почистване“. Докато се гарантира ефективността на почистването, честотата и концентрацията на химически агенти трябва да бъдат сведени до минимум, за да се увеличи максимално живота на мембранния модул и да се намалят общите разходи за поддръжка през целия живот.
Заключение
Почистването и поддръжката на ултрафилтрационна мембрана е систематичен проект, който балансира насочването, адаптивността и безопасността. Различните процеси на пречистване изискват фундаментално различни методи за почистване поради вариациите в качеството на водата, замърсителите, работните условия и изискванията за съответствие. Окончателният избор на метод за почистване се определя от пет основни фактора: материал и структура на мембраната, характеристики на замърсителите, работни условия, изисквания за съответствие и контрол на разходите.
При реална експлоатация и поддръжка няма едно единствено, непроменимо решение за почистване. Параметрите и плановете за почистване трябва да се коригират динамично въз основа на-оперативни данни на мембранната система в реално време, редовен анализ на вида и степента на замърсяване и оптимизиране на разходите за експлоатация и поддръжка, за да се постигнат основните цели за максимизиране на ефективността на почистване, минимизиране на щетите на мембраната и оптимизиране на разходите за експлоатация и поддръжка, като по този начин се гарантира дългосрочна-стабилна и ефективна работа на ултрафилтрационната система.