A membrán elválasztási technológiában a membrán desztilláció (MD) fokozatosan fontos módszerré vált a vízkezelés területén, mivel magas elválasztási pontosságát és a nagy- sótartási vízforrásokhoz való alkalmazkodást alkalmazza. Ennek a folyamatnak a hosszú - kifejezés működését azonban elkerülhetetlenül korlátozza a membrán méretezése. A szervetlen sók (például a Caso₄ és a Caco₃) kristályosodása és lerakódása, valamint a szerves anyagok (például huminsav komplexek) felhalmozódása eltömítheti a membránfelületet vagy a pórusokat, csökkentve ezáltal a vízáramot és a membrán élettartamát. A hagyományos méretezés -ellenőrzés nagymértékben támaszkodik a kémiai előkezelésre és a tisztítószerekre, amelyek - bár hatékonyak - nagy kémiai fogyasztáshoz, magas működési költségekhez és a lehetséges mellékhatásokhoz, például a membrán pórus nedvesítéséhez kapcsolódnak. Az utóbbi években a mikrobuborékokat (MBS) vezették be az MD -folyamatba egyedi fizikai -kémiai tulajdonságaik miatt, amelyek figyelemre méltó előnyeit mutatják a skálázás gátlásában és a membrántisztítás fokozásában.
Először is, az MB -k szerepe az MD -ben a méretezés gátlásában elsősorban két szempontból tükröződik: az interfészi izoláció és a nukleációs interferencia. Amikor a mikrobuborékok belépnek a membráncsatornába, apró gázt képeznek - folyékony interfészek a membrán felületén, és olyan gátként hatnak, amely részben blokkolja a Ca²⁺ -ionok közvetlen lerakódását és csökkenti a membránhoz tartozó szervetlen sókristályok valószínűségét. Ugyanakkor maguk az MBS maguk is szolgálhatnak nukleációs helyekként a kristályosodáshoz, és a sók számára előnyösen a nukleációhoz és a folyadékfázisban növekszik, nem pedig a membrán felületén. Ez a mechanizmus szignifikánsan enyhíti a skálázás sebességét. A tanulmányok kimutatták, hogy az MB -k bevezetése után a szimulált magas - sótartási táplálék -vízbe a rendszer kritikus koncentrációs tényezője (CCF) 1,2 -ről 1,95 -re nőtt, jelezve a késleltetett méretezési kockázatot. Noha az MBS anti - skálázási hatása a magasabb takarmány -víz hőmérsékleteivel csökken, összehasonlítva az MBS nélküli kontrollcsoportokkal, a rendszer stabilitása továbbra is jelentősen javul.
Másodszor, az MBS bevezetése enyhítheti az organikus szennyeződést az MD -ben. A huminsav (HA) és a kationokkal való komplexei gyakran súlyos szennyeződést okoznak a folyamat során. Az MBS a HA részecskékhez kapcsolódik, megváltoztatva a töltés eloszlását és a ζ - potenciált, ezáltal elnyomva a HA -cation kölcsönhatásokat és csökkentve a kombinált szerves - szervetlen szennyeződés valószínűségét. A kísérleti adatok azt mutatták, hogy az MBS hozzáadása után a normalizált vízáram 19,7% -ról 37,0% -ra javult, egyértelműen megmutatva az MB -k potenciálját a szerves szennyeződés enyhítésében.
Az anti - méretezés mellett az MBS kiemelkedő hatást gyakorol a szennyezett membránok tisztításában is. A buborékok repedése a folyadékban azonnali mikro - fúvókákat és helyi turbulenciákat eredményez. Ez a mechanikai zavar segíti a membrán felületén már kialakult szenzációs rétegek kiszorítását. Különösen a mérsékelt takarmány -áramlási sebességek (pl. 0,4–0,8 l/perc) esetén az MBS által kiváltott turbulencia jobban kiáltott, megkönnyítve a szennyező anyagok eltávolítását. Noha ez a tisztítási hatás magasabb áramlási sebességgel (pl. 1,2 l/perc) gyengül, az MBS továbbra is hatékony a szervetlen kristályok és a szerves lerakódások eltávolításában. Mivel ez a fizikai tisztítási módszer nem támaszkodik további vegyi anyagokra, előnyöket kínál mind a működési költségek, mind a környezeti hatások csökkentésében.
A jövőre nézve az MB technológia széles körű alkalmazási kilátásokat tart az MD -ben. Egyrészt az MD folyamat optimalizálásával kombinálva tovább lehet határozni az MBS optimális befecskendezési körülményeit, például a buborékkoncentráció, a méret eloszlását és a takarmány -áramlási sebességet, ezáltal kettős javulást érhet el a skálázás gátlásában és a tisztításban. Másrészt, az MBS párosítható alacsony - dózis -antiszalánsokkal vagy hőmérséklet -szabályozási stratégiákkal egy "fizikai + kémiai" hibrid anti - skálázási rendszer, kiegyensúlyozási hatékonyság és költség - hatékonyság kialakításához. Meg kell azonban jegyezni, hogy az ígéretes eredmények ellenére az MB -k stabilitása magas - hőmérsékleti körülmények között és potenciális hosszú - kifejezés hatása a membrán anyagszerkezeteire továbbra is további vizsgálatot igényel.
Összegezve, a membrán desztillációban lévő mikrobuborékok hatékonyan enyhíthetik a szervetlen só kristályosodást és a szerves szennyeződést a felületek közötti hatások és a turbulencia révén, miközben kimutatják a membrántisztítás egyedi fizikai megerősítését is. Nemcsak hozzájárulnak a javított vízáramhoz és a meghosszabbított membrán élettartamhoz, hanem megvalósítható utat kínálnak az MD számára, hogy a zöldebb és több kémiai - mentési folyamatok felé fejlődhessenek. A folyamatos kutatással az MB -k várhatóan kulcsfontosságú elemévé válnak az MD méretezési megelőzési rendszerében, új lendületet injektálva a vízkezelő ipar fenntartható fejlődéséhez.
