Входное качество и предварительная обработка мембранного процесса обратного осмоса

Загрязнение мембраны обратного осмоса относится к необратимым изменениям, которые происходят, когда частицы, коллоидные вещества или макромолекулы в материале физически, химически или механически взаимодействуют с мембраной. Это взаимодействие приводит к адсорбции или осаждению на поверхности мембраны или в ее порах, вызывая сужение или закупорку пор, что, в свою очередь, снижает поток пермеата и ухудшает характеристики разделения.

В зависимости от типа загрязняющих веществ мембранное загрязнение можно разделить на четыре типа:

1. Неорганические загрязнения: Вызывается труднорастворимыми неорганическими солями, которые легко образуют накипь, такими как карбонаты и сульфаты.

2. Органические загрязнения: В первую очередь из-за растворенных органических веществ, таких как гуминовые вещества, полисахариды и белки, присутствующих в питательной воде.

3. Коллоидное загрязнение: Предполагает накопление коллоидных частиц на поверхности мембраны.

4. Биологическое обрастание: Является результатом роста и метаболической активности микроорганизмов, приводящей к образованию биопленок на мембране.

Недавние исследования показали, что свойства поверхности мембраны напрямую влияют на степень загрязнения в следующих аспектах:

1. Гидрофильность поверхности мембраны: Большинство загрязняющих веществ являются гидрофобными. Гидрофильная поверхность мембраны может связываться с молекулами воды, образуя гидратационный слой «свободной воды», который препятствует прямому контакту и адсорбции загрязнений на поверхности мембраны.

2. Шероховатость поверхности мембраны: Чем ближе размер загрязненных веществ к шероховатости поверхности мембраны, тем вероятнее адсорбция и осаждение на поверхности мембраны.

3. Заряд поверхности мембраны: Заряженные загрязнители могут испытывать электростатическое притяжение или отталкивание с поверхностью мембраны. Когда заряды загрязняющих веществ и поверхность мембраны противоположны, электростатическое притяжение ускоряет адсорбцию загрязняющих веществ.

4. Размер пор мембраны: Когда размер пор мембраны больше, чем размер частиц загрязняющих веществ, они могут непосредственно проникать в поры мембраны, что приводит к закупорке пор.

Понимание этих факторов имеет решающее значение для разработки стратегий по снижению загрязнения мембраны и улучшению характеристик мембран в различных областях применения.