La poliacrilamida (PAM) puede provocar incrustaciones irreversibles en varios tipos de membranas filtrantes. Este artículo se centra en el análisis del ensuciamiento de membranas inorgánicas. Un problema-de larga data con el funcionamiento de las membranas inorgánicas es que mientras exista PAM libre en el sistema, el elemento de la membrana experimentará un aumento continuo en el diferencial de presión y una disminución irreversible del flujo, y la limpieza convencional con ácidos y álcalis será insuficiente para restaurar su rendimiento de filtración inicial.
I. Las membranas inorgánicas no son susceptibles a la corrosión, pero no pueden resistir la contaminación irreversible de polímeros.
La mayoría de las membranas inorgánicas del mercado se caracterizan por una estructura química estable y una alta resistencia mecánica, lo que las hace resistentes a la corrosión química y, por lo tanto, se utilizan ampliamente en diversos escenarios de tratamiento de agua industrial. Sin embargo, el daño causado por PAM a las membranas inorgánicas no se considera corrosión química; se manifiesta principalmente en dos formas de incrustaciones:
Los polímeros se adhieren a la superficie de la membrana y a la pared interna de los poros, alterando la interfaz de filtración hidrófila original de la membrana.
Los polímeros libres penetran en los poros de las membranas del tamaño de una micra-, donde largas cadenas moleculares se enrollan, forman puentes y se entrelazan, formando profundos bloqueos internos.
El efecto puente de la poliacrilamida (PAM) (Imagen de internet)
El simple enjuague con aire-agua, lavado con ácido o lavado alcalino solo puede eliminar el lodo superficial suelto y no puede eliminar por completo la suciedad residual de alto-peso molecular-atrapada dentro de los poros de la membrana. Los diferentes tipos de PAM difieren sólo en la tasa de desarrollo de incrustaciones y la forma de obstrucción;Ningún tipo de PAM es seguro y está libre de riesgos-para las membranas inorgánicas..
II. Características diferenciadas de ensuciamiento de membranas inorgánicas bloqueadas por tres tipos de PAM
Independientemente del tipo de PAM utilizado, siempre que los polímeros libres entren continuamente en el módulo de membrana inorgánica, se producirán los siguientes problemas comunes:
dentro de los poros de la membrana, formando obstrucciones profundas que no pueden eliminarse mediante la limpieza de la superficie;
El polímero es una materia orgánica que contiene carbono-que proporciona continuamente nutrientes a los microorganismos, promoviendo el crecimiento de limo biológico;
Las capas de residuos orgánicos adsorben calcio, magnesio e hidróxidos metálicos en el agua, que se acumulan para formar una contaminación compleja de múltiples-capas.
La limpieza convencional con ácidos y álcalis por sí sola no puede eliminar por completo la contaminación irreversible causada por los polímeros.
III. Membranas cerámicas de carburo de silicio: la solución preferida tras la contaminación por PAM
Ante el desafío de la resistencia limitada a los productos químicos en las membranas inorgánicas ordinarias y la limpieza incompleta de la contaminación persistente de PAM, las membranas cerámicas de carburo de silicio se han convertido en la opción preferida para hacer frente a la contaminación de PAM debido a su rendimiento superior.
Las membranas cerámicas de carburo de silicio son resistentes a ácidos y álcalis con pH 1-14 y a altas temperaturas. Su rendimiento se puede restaurar de manera eficiente mediante un programa de limpieza estandarizado: primero, se usa una solución alcalina de 60 grados en combinación con EDTA para la limpieza circular. El efecto de saponificación de la solución alcalina a alta temperatura descompone el residuo de PAM en la superficie de la membrana y la superficie de los poros. El EDTA puede quelar los iones de calcio y magnesio en el agua, evitando que las incrustaciones formen un compuesto de contaminación con PAM. En la mayoría de los casos de contaminación por PAM de leve a moderada, el flujo de la membrana se puede restaurar al 90 % de su valor inicial después de la limpieza con este programa.
Si se produce una contaminación grave por PAM y las soluciones de lavado alcalino convencional + EDTA no logran limpiar completamente la membrana, las membranas cerámicas de carburo de silicio se pueden "reciclar" mediante tecnología de regeneración por calcinación a alta-temperatura. Utilizando su resistencia a altas-temperaturas, los polímeros PAM resistentes e insolubles dentro de los poros de la membrana se queman y descomponen por completo mediante un tratamiento a alta-temperatura, eliminando completamente las obstrucciones profundas. Después de la regeneración, el rendimiento del elemento de membrana se puede restaurar completamente a su estado original, una ventaja única que es difícil de lograr con otros materiales de membrana inorgánicos.
En comparación con otras membranas inorgánicas, las membranas cerámicas de carburo de silicio ofrecen ventajas significativas en escenarios contaminados con PAM-: soluciones de limpieza flexibles, recuperación exhaustiva, limpieza química repetida para prolongar la vida útil, excelente resistencia a la corrosión y a altas-temperaturas, y ningún daño al sustrato de la membrana durante la limpieza y regeneración. Son particularmente adecuados para escenarios complejos de tratamiento de agua, como aguas residuales industriales que contienen PAM y agua producida en yacimientos petrolíferos. Es fundamental tener en cuenta que incluso con excelentes capacidades de recuperación de la membrana, no se recomienda la adición excesiva de PAM; Controlar la cantidad de PAM en origen es clave para reducir los costos de operación y mantenimiento.
resumeny
Todas las membranas filtrantes son susceptibles a la contaminación por PAM. Cualquier tipo de polímero de poliacrilamida que entre en el módulo de membrana conllevará el riesgo de obstrucción irreversible. El principio básico del diseño del proceso y la operación y el mantenimiento in situ-es evitar agregar PAM antes de la membrana. Si el proceso no puede evitarlo, la dosis debe controlarse estrictamente y se debe utilizar suficiente sedimentación y filtración multietapa para reducir la carga de polímero libre de la fuente y ralentizar el proceso de contaminación de la membrana inorgánica.
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