A fordított ozmózisos rendszerek napi működése során a karbantartó mérnökök gyakran állandó kihívásokkal néznek szembe:bioszennyeződés. Ez nem hirtelen meghibásodás, hanem fokozatos behatolás-a membrán felületét fokozatosan beborítják a mikroorganizmusok és váladékaik. Ez a rendszer víztermelési hatékonyságának folyamatos csökkenéséhez, a sókibocsátás ingadozásához, valamint az üzemi nyomás és az energiafogyasztás folyamatosan emelkedéséhez vezet. Ez nemcsak a vegyszeres tisztítás gyakoriságát és költségét jelentősen megnöveli, hanem a drága RO membránelemek élettartamát is jelentősen lerövidíti. Sürgős iparági elvárássá vált egy olyan előkezelési megoldás megtalálása, amely hatékonyan megfékezi a biológiai szennyeződést annak forrásánál.
► A bioszennyeződés kitartása és az előkezelési kihívások
A biofouling kialakulása a megtapadással, kolonizációval és elszaporodással kezdődikmikroorganizmusok a vízbőla membrán felületére. Az általuk kiválasztott extracelluláris polimer anyagok (EPS) viszkózus biofilmet képeznek, amely szilárdan tapad a membránhoz, és a szennyeződés magja lesz. A hagyományos előkezelési eljárásoknak, mint például a multimédiás szűrésnek a biocid adagolásával kombinálva, gyakran vannak korlátai. A biocidok küzdenek az azonnali és teljes inaktiválásért. A visszamaradt mikroorganizmusok a kolloidokkal és a nem hatékonyan eltávolított szerves anyagokkal együtt együtt jutnak be az RO rendszerbe, és a későbbi biológiai szennyeződések "tenyésztőhelyévé" válnak. Ezért az előkezelési szakasz megbízhatósága közvetlenül meghatározza a downstream RO membránok működési feltételeit.
► A kerámia membránok elszennyeződésgátló -mechanizmusa: megelőzés, elfogás és tisztítás
Szembesülve ezzel a kihívással, elfogadásakerámia membránok RO előkezeléshezalapvető előnyeit mutatja be. Lerakódásgátló képességük az anyag egyedi fizikai és kémiai tulajdonságaiból fakad, amely háromszoros hatásként foglalható össze."megelőzés, elfogás és tisztítás."
Az első a kivételes "tapadásgátló"{0}}képesség.A cső alakú kerámia membránszerkezetek, amelyek olyan anyagokból állnak, mint az alumínium-oxid és a cirkónium-oxid, eredendően erős hidrofilitást és rendkívül sima felületet mutatnak. A hidrofilitás azt jelenti, hogy a vízmolekulák könnyebben nedvesednek és hidratáló réteget képeznek. Ez a vízfilm hatékonyan blokkolja a hidrofób szerves anyagok/mikroorganizmusok és a membránanyag közötti közvetlen érintkezést, megnehezítve a kezdeti rögzítést. Ez éles ellentétben áll sok olyan polimer membránnal, amelyek utólagos-módosítást igényelnek a hidrofilitás eléréséhez.
A második a pontos „fizikai elfogás” funkció.Hatékony ultraszűrő membránrendszerként a kerámia membránok egységes és precíz mikroporózus vagy ultraszűrő{0}}szintű pórusméretükkel képesek felfogni a baktériumok, algák, lebegő anyagok, valamint a legtöbb kolloid és makromolekuláris szerves anyag közel 100%-át. Ez egyenértékű egy robusztus fizikai akadály felállításával az RO membrán előtt, ami jelentősen csökkenti a betáplálási víz szennyeződési terhelését, és kiváló minőségű permeátumot állít elő nagyon alacsony SDI értékkel. Ez szilárd alapot teremt az RO előkezeléssel végzett bioszennyeződés elleni küzdelemhez.
Végül, és a fő előnye, a páratlan "tisztíthatóság és visszanyerhetőség" a vegyi tisztításon keresztül-a végső megnyilvánulásaszennyeződésgátló membránjellemzői.A polimer membránok korlátozottan tűrik az oxidálószereket és az extrém pH-értéket, ami megakadályozza a biofilm teljes eltávolítását. A kerámia membránok azonban rendkívül erős kémiai tehetetlenséggel és mechanikai szilárdsággal rendelkeznek, így ellenállnak a nagy-koncentrációjú oxidatív biocideknek (például nátrium-hipokloritnak), az erős savaknak, erős lúgoknak és még a magas hőmérsékletű tisztításnak is. Ez lehetővé teszi a kezelők számára, hogy olyan agresszívabb tisztítási stratégiákat alkalmazzanak, mint a Chemically Enhanced Backwash (CEB) vagy az offline tisztítási protokollok, amelyek alaposan lebontják és eltávolítják a kerámia membránok bioszennyeződését, és visszaállítják a membrán fluxusát a kezdeti szintekre. Ez alapvetően megoldja a visszafordíthatatlan szennyeződés problémáját.
► Továbbfejlesztett működési és tisztítási stratégiák
Ezen jellemzők alapján az RO előkezeléshez kerámia membránokat használó rendszerek üzemeltetési és karbantartási stratégiája rugalmasabb és alaposabb. A rutin levegős{1}}vizes visszamosás hatékonyan eltávolíthatja a felületi tortarétegeket. A periódusos kémiailag javított visszamosás (CEB) ezután a membrán elszennyeződésének megakadályozásának szabályozásának kulcsfontosságú műveletévé válik. A tápvíz minőségétől és a szennyeződés körülményeitől függően választható a lúgos tisztítás, az oxidálószeres tisztítás vagy a váltakozó savas-lúgos tisztítás különböző koncentrációkban. Ez a nagy teljesítményű tisztítóképesség biztosítja a rendszer teljesítményének hosszú távú stabilitását-, és jelentősen csökkenti a membránteljesítmény csökkenése által okozott átfogó működési költségeket.
Összefoglalva,kerámia membránok RO előkezeléshezolyan biológiai szennyeződés-ellenőrző rendszert hoznak létre, amely a megelőzéstől a teljes orvoslásig terjed a hidrofil tapadásgátló -hármas jellemzőinek, a pontos elfogásnak és a robusztus vegyszeres tisztíthatóságnak köszönhetően. Nem pusztán késlelteti a szennyeződést, hanem példátlan tiszta tápvíz-biztosítást biztosít az RO-rendszerek számára mind a fizikai akadályok, mind a vegyi visszanyerés szempontjából, valóban megvan a lehetőség a biológiai szennyeződés okozta hosszú távú működési rémálom „végére”{2}}. A rendszer megbízhatóságának növelése és az életciklus-költségek csökkentése iránt elkötelezett műszaki döntéshozók számára ez a technológia új lehetőséget kínál, amely érdemes -mélyreható értékelésre.