Nuolat gilėjant industrializacijai, naftingų nuotekų valymas tapo neatidėliotina užduotimi aplinkos apsaugos srityje. Tarp daugelio gydymo technologijų,Keraminė membrana alyvos vandens atskyrimuinaftos{0}}vandens atskyrimo srityje išsiskyrė dėl puikaus mechaninio stiprumo, cheminio stabilumo ir atsparumo aukštai{1}} temperatūrai. Tačiau, nepaisant daug žadančių šios technologijos perspektyvų, mes vis tiek turime susidurti su kai kuriais pagrindiniais iššūkiais ir juos išspręsti praktiškai. Tarp jų neabejotinai svarbiausia ir sunkiausia problemamembranos užteršimas.
► Membranos užteršimas: nuolatinis „klupimo blokas“
Paprasčiau tariant, membranos užsiteršimas yra tarsi apnašų susidarymas buitiniuose vandens vamzdžiuose po ilgo{0}}naudojimo. Alyvos -vandens atskyrimo proceso metu keraminės membranos paviršius ir vidinės poros palaipsniui užkemšamos arba padengiamos vandenyje esančiais teršalais, todėl labai sumažėja jos valymo efektyvumas. Šios problemos esmė slypi stiprioje riebių medžiagų ir kitų kartu esančių priemaišų adsorbcinėje prigimtyje.
Tiesioginės membranos užteršimo pasekmės yra daugialypės: pirma, tai ženkliai sumažina vandens prasiskverbimo greitį, todėl sulėtėja visos valymo sistemos efektyvumas; antra, norint palaikyti normalų apdorojimo srautą, sistema turi sunaudoti daugiau energijos, kad padidėtų darbinis slėgis, o tai neabejotinai padidina eksploatacines išlaidas; galiausiai, stiprus užsiteršimas gali net padaryti negrįžtamą žalą ir labai sutrumpinti membranos tarnavimo laiką. Todėl efektyvus membranos užsiteršimo kontrolė yra esminė kliūtis, kurią reikia įveikti, kad būtų skatinamas platesnis keraminės membranos pritaikymas naftos vandens atskyrimo technologijoms.
► Užteršimo susidarymas: sudėtingas „puolimo ir gynybos mūšis“
Membranos užteršimo susidarymas nėra momentinis įvykis, o sudėtingas ir dinamiškas procesas. Eksploatacijos metu tipiniskeraminė membraninė filtravimo sistema, užsiteršimas dažniausiai vyksta šiais mechanizmais:
1. Fizinis blokavimas:
Suspenduotos dalelės, koloidinės medžiagos, ir netdidesni aliejaus lašeliainuotekose gali tiesiogiai įstrigti membranos porose, sukeldamos porų blokavimą.
2. Paviršiaus adsorbcija ir nusodinimas:
Tai yra labiausiai dominuojanti užteršimo forma.Aliejaus lašeliai, ištirpusios organinės medžiagos, o kitos medžiagos adsorbuojamos ant membranos paviršiaus kaip magnetai ir palaipsniui kaupiasi, sudarydamos tankų gelio arba pyrago sluoksnį, kuris labai trukdo vandens molekulėms praeiti.
3. Koncentracijos poliarizacija:
Filtravimo proceso metu,membranos atmesti teršalaikaupiasi šalia membranos paviršiaus, sudarydami didelės{0}}koncentracijos ribinį sluoksnį. Ši „nematoma sienelė“ taip pat padidina atsparumą filtravimui.
Šie procesai yra susipynę ir kartu padidina membranos užteršimo mastą, sukeldami rimtą iššūkį stabiliam visos sistemos veikimui.
► Kelias į proveržį: dvigubas nešvarumų prevencijos ir valymo metodas
Susidūrę su membranos užteršimo iššūkiu, pramonės mokslinių tyrimų ir plėtros pastangos pirmiausia sutelktos į du lygius: „proaktyvią prevenciją“ ir „pasyvų atkūrimą“.
Kalbant apie„Proaktyvi prevencija“,tyrėjai yra pasiryžę iš esmės pagerinti pačios keraminės membranos būdingas anti{0}}užteršimo savybes. Tai pasiekiama perpaviršiaus modifikavimasmembranos medžiagos, pvz., sukuriant specialius superhidrofilinius-oleofobinius paviršius, dėl kurių membranos paviršius labiau „traukia“ vandenį ir „atstumia“ aliejų, todėl aliejaus lašeliams sunku prilipti. Be to, optimizuojant membranos porų struktūrą, pavyzdžiui, naudojantsurūšiuoti porų dydžiai, taip pat gali veiksmingai sulėtinti užsikimšimo atsiradimą. Šie pažangiausi{1}}tyrimai yra labai svarbūs kuriant keramines membranas nuotekų valymo srityje.
Kalbant apie„pasyvus atsigavimas“,efektyvios valymo technologijos yra labai svarbios norint užtikrinti ilgalaikį stabilų{0}}sistemos veikimą. Šiuo metufizinis valymas(pvz., atgalinis plovimas) ircheminis valymasyra du labiausiai paplitę metodai. Fizinis valymas yra tarsi įprastas „praplovimas“, galintis pašalinti daugumą laisvai prilipusių nuosėdų; Tačiau kai užsiteršimas yra stiprus, norint atkurti membranos veikimą, būtina atlikti „gilų valymą“ cheminėmis valymo priemonėmis.
Apibendrinant, pagrindinis iššūkisKeraminė membrana alyvos vandens atskyrimuigulikaip efektyviai ir ekonomiškai kontroliuoti membranų užsiteršimą. Ateityje plėtra bus skirta daugiau dėmesiokuriant naujas membranines medžiagas su išmaniomis savaiminio{0}}valymo galimybėmis, kartu su optimizuotais veiklos procesais ir valymo strategijomis.Pramonė pasisėmė vertingų pamokų iš įvairių membraninių technologijų taikymo patirties, įskaitant polimerines membranas, tokias kaip hyflux uf membrana. Visa tai padės mums sukurti tvirtesnius keraminių membranų sprendimus. Turime pagrindo manyti, kad dėl nuolatinių technologinių pasiekimų didelio{1}}efektyvumo keraminės membranos vandens filtravimas atliks vis svarbesnį vaidmenį pramoniniame vandens valymo ir aplinkos apsaugos srityse.