Causas da incrustação da membrana de osmose reversa

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　　Rede de notícias química 707: 　　A incrustação da membrana refere-se à interação física ou química entre partículas, partículas coloidais ou macromoléculas de soluto no líquido de alimentação que está em contato com a membrana, ou a polarização da concentração de certos solutos que faz com que a concentração de alguns solutos na superfície da membrana exceda sua solubilidade. A adsorção e deposição na superfície da membrana ou nos poros da membrana causadas por efeitos mecânicos fazem com que o tamanho dos poros da membrana se torne menor ou bloqueado, fazendo com que a membrana produza alterações irreversíveis na taxa de fluxo do permeado e nas características de separação. 　　A atenuação do fluxo e a redução na capacidade de separação causada pela adsorção de poluentes, especialmente proteínas e outras macromoléculas, na superfície da membrana e nos poros da membrana são as principais razões para a atenuação do fluxo da membrana. No entanto, a atenuação do fluxo causada pela incrustação da membrana é frequentemente misturada com a diminuição reversível do fluxo causada pela polarização da concentração, o que reduz ainda mais o efeito de separação da membrana. 　　Causas da poluição da membrana de osmose reversa: Durante a operação do sistema de osmose reversa, íons metálicos, microorganismos, precipitados insolúveis, poluentes orgânicos, lodo biológico, colóides, graxa, etc. na água residual (esgoto) entram em contato com a membrana por um longo tempo, o que causará poluição da membrana, reduzindo significativamente o fluxo e o desempenho de separação da membrana e aumentando a queda de pressão. As razões incluem principalmente os seguintes aspectos: 1) Polarização da concentração No sistema de dessalinização por osmose reversa, a permeabilidade seletiva da membrana faz com que as moléculas de água passem continuamente através da membrana pelo lado de alta pressão, enquanto as moléculas de soluto ainda permanecem na solução original, resultando em uma diferença de concentração entre o líquido de alimentação na superfície da membrana e o líquido de alimentação importado. Em casos graves, ocorrerá um alto gradiente de concentração. Este fenômeno é chamado de polarização de concentração. A polarização de concentração aumenta a pressão osmótica do líquido de alimentação e reduz a força motriz efetiva, fazendo com que a taxa de permeabilidade à água e a taxa de dessalinização diminuam. 　　2) Incrustação de íons Sais com produtos de pequena solubilidade, como CaCO3, CaSO4, BaSO4, SrSO4, CaF2 e SiO2, podem precipitar devido à concentração que excede seus produtos de solubilidade durante o processo de osmose reversa, fazendo com que sedimentos permaneçam na superfície da membrana e no canal de entrada de água para formar incrustações. JH Bruus et al. descobriram que quando o Ca2+ era extraído do lodo, o número de pequenas partículas e a resistência à filtração aumentavam. 　　3) A deposição de óxido metálico geralmente contém íons de ferro e íons de manganês de baixo preço. Certas fontes de água de poço na faixa de água salobra têm certas propriedades redutoras. A principal razão pela qual tais fontes de água causam incrustações na membrana é que ferro, alumínio, manganês, etc. produzem incrustações de partículas coloidais na superfície da membrana. O valor de pH necessário para a oxidação do ferro é baixo, fazendo com que a incrustação de ferro ocorra com mais frequência no sistema de osmose reversa. As possíveis causas de poluentes relacionados que causam a deposição de ferro ferroso solúvel e ferro férrico na superfície da membrana são: entrada de oxigênio na água que entra contendo ferro ferroso; fontes de água com alta alcalinidade formando FeCo3; o ferro reage com o silício para formar silicato de ferro insolúvel; afetado pela oxidação de bactérias redutoras de ferro, o que agravará o crescimento do biofilme e a deposição de incrustações de ferro; ferro coloidal causado pela transformação de floculantes contendo ferro; a poluição metálica causada por ferro, alumínio, manganês, etc. é caracterizada por uma diminuição na produção de água e um aumento na diferença de pressão. 　　4) Geração de lodo biológico. Quando a superfície da membrana é coberta com lodo microbiano vigoroso, os sais removidos pela membrana ficarão presos na camada pegajosa e não serão facilmente removidos pela água, fornecendo nutrientes ricos para a reprodução microbiana. Ao mesmo tempo, anti-incrustantes (como ácido polimaleico, aminotrimetilfosfato, etc.) e amaciantes de água adicionados durante o pré-tratamento antes da água de osmose reversa podem promover o crescimento de microorganismos. Substâncias orgânicas e inorgânicas dissolvidas e partículas podem ser removidas através de um pré-tratamento eficaz. No entanto, mesmo que 0,01% das partículas microbianas reproduzíveis permaneçam após o pré-tratamento, elas podem utilizar substâncias biodegradáveis ​​na água para se reproduzirem. Esta é também uma das principais razões pelas quais o lodo biológico causa poluição em qualquer sistema. 　　5) Poluição coloidal As águas subterrâneas e superficiais contêm ferro, alumínio, silício, matéria orgânica e outras substâncias. Eles formam colóides e se depositam na superfície da membrana com os coagulantes, coagulantes, inibidores de incrustações, etc. adicionados durante o pré-tratamento, causando poluição coloidal. O colóide de ácido silícico hidrolisará em água para gerar Si(OH)4, e a reação de polimerização ocorrerá sob certas condições: mSi(OH)4-(SiO2)m+2mH2O gera núcleo coloidal de SiO2 e é ionizado em etapas, liberando H+ para formar um colóide carregado negativamente. 　　A poluição coloidal é difícil de tratar porque carrega a mesma carga, é relativamente estável, não é fácil de assentar e contamina facilmente a membrana, resultando numa diminuição do fluxo de água. Geralmente, esta tendência é avaliada pelo índice de poluição (SDI). Normalmente, quando SDI3, ocorrerá incrustação. 　　6) Fenômeno de "golpe de aríete" Para sistemas de osmose reversa, devido ao projeto inadequado e à depuração inicial, há uma grande quantidade de ar no invólucro da membrana preenchido com membranas. Quando o líquido a ser tratado entra instantaneamente no invólucro da membrana, porque o ar é compressível e não pode ser completamente esgotado em um instante, quando o ar atinge uma certa pressão no invólucro da membrana, ele explode e se libera repentinamente, fazendo com que a osmose reversa colida, comprima e se mova entre si no invólucro da membrana, resultando em um fenômeno de "golpe de aríete". Em sistemas de osmose reversa, o dano do golpe de aríete é causar danos irreparáveis ​​aos elementos da membrana de osmose reversa. 　　7) Contaminação por material particulado em suspensão. Quando o filtro de segurança apresenta um "curto-circuito" ou defeitos que causam vazamento do meio filtrante, detritos de corrosão e materiais estranhos (como pequenos fios de lã do núcleo), ou quando a osmose reversa não é completamente lavada pela primeira vez, o elemento da membrana pode ser contaminado, fazendo com que o canal de entrada de água seja bloqueado e a precipitação amorfa se forme na superfície da membrana. Esta situação raramente é encontrada. 　　8) Poluição causada por outros fatores. Hidrocarbonetos e óleos e graxas à base de silício podem cobrir a superfície da membrana, causando poluição da membrana; a hidrólise da membrana, a erosão por solventes orgânicos e substâncias oxidantes também causarão alterações essenciais no material da membrana.