Dalam teknologi pemisahan membran, penyulingan membran (MD) secara beransur -ansur menjadi kaedah penting dalam bidang rawatan air kerana ketepatan pemisahan yang tinggi dan kebolehsuaiannya ke sumber air salin - yang tinggi. Walau bagaimanapun, operasi jangka panjang - proses ini tidak dapat dielakkan oleh penskalaan membran. Penghabluran dan pemendapan garam bukan organik (seperti caso₄ dan caco₃), serta pengumpulan bahan organik (seperti kompleks asid humik), boleh menyumbat permukaan membran atau liang, dengan itu mengurangkan fluks air dan memendekkan jangka hayat membran. Kawalan skala tradisional sangat bergantung pada prapreatment kimia dan agen pembersihan, yang, walaupun berkesan, dikaitkan dengan penggunaan kimia yang besar, kos operasi yang tinggi, dan kemungkinan kesan sampingan seperti pembasahan liang membran. Dalam tahun -tahun kebelakangan ini, microbubbles (MBS) telah diperkenalkan ke dalam proses MD kerana sifat -sifat fizikokimia yang unik, menunjukkan kelebihan yang luar biasa dalam penambahan perencatan dan peningkatan pembersihan membran.
Pertama, peranan MBS dalam menghalang skala dalam MD terutamanya dicerminkan dalam dua aspek: pengasingan interfacial dan gangguan nukleasi. Apabila microbubbles memasuki saluran membran, mereka membentuk gas kecil - antara muka cecair pada permukaan membran, bertindak sebagai penghalang yang sebahagiannya menghalang pemendapan langsung ion ca²⁺ dan mengurangkan kemungkinan kristal garam bukan organik yang mematuhi membran. Pada masa yang sama, MBS sendiri boleh berfungsi sebagai tapak nukleus untuk penghabluran, garam utama untuk nukleat dan tumbuh dalam fasa cecair dan bukannya pada permukaan membran. Mekanisme ini dengan ketara mengurangkan kadar skala. Kajian telah menunjukkan bahawa selepas pengenalan MBS ke dalam simulasi tinggi - Salinity Feedwater, faktor kepekatan kritikal sistem (CCF) meningkat dari 1.2 hingga 1.95, yang menunjukkan risiko skala yang tertunda. Walaupun kesan penskalaan MBS anti - berkurangan dengan suhu air suapan yang lebih tinggi, berbanding dengan kumpulan kawalan tanpa MBS, kestabilan sistem masih meningkat dengan ketara.
Kedua, pengenalan MBS juga boleh mengurangkan fouling organik di MD. Asid humik (HA) dan kompleksnya dengan kation sering menyebabkan fouling yang teruk semasa proses. MBS melampirkan kepada zarah HA, mengubah pengedaran caj mereka dan potensi ζ -, dengan itu menekan interaksi ha -fation dan mengurangkan kebarangkalian gabungan organik - fouling organik. Data eksperimen menunjukkan bahawa selepas menambah MBS, fluks air yang dinormalisasi meningkat dari 19.7% hingga 37.0%, dengan jelas menunjukkan potensi MBS dalam mengurangkan fouling organik.
Sebagai tambahan kepada penskalaan anti -, MBS juga mempamerkan kesan yang luar biasa dalam pembersihan membran. Pecah gelembung dalam bendalir menghasilkan jet mikro - dan pergolakan tempatan. Gangguan mekanikal ini membantu melepaskan lapisan fouling yang sudah terbentuk di permukaan membran. Khususnya di bawah kadar aliran suapan sederhana (contohnya, 0.4-0.8 L/min), pergolakan yang disebabkan oleh MBS lebih ketara, menjadikannya lebih mudah untuk bahan -bahan fouling dikeluarkan. Walaupun kesan pembersihan ini melemahkan pada kadar aliran yang lebih tinggi (misalnya, 1.2 L/min), MBS masih berkesan dalam mengeluarkan kristal bukan organik dan deposit organik. Oleh kerana kaedah pembersihan fizikal ini tidak bergantung kepada bahan kimia tambahan, ia menawarkan kelebihan dalam mengurangkan kos operasi dan kesan alam sekitar.
Ke depan, teknologi MB memegang prospek aplikasi yang luas di MD. Di satu pihak, digabungkan dengan pengoptimuman proses MD, adalah mungkin untuk menentukan lagi keadaan suntikan yang optimum untuk MBS, seperti kepekatan gelembung, pengedaran saiz, dan kadar aliran makanan, dengan itu mencapai peningkatan ganda dalam penskalaan dan pembersihan. Sebaliknya, MBS boleh digabungkan dengan antiscalan dosis - atau strategi kawalan suhu untuk membentuk sistem penskalaan anti hibrid "fizikal + kimia" hibrid, kecekapan dan kos-. Walau bagaimanapun, perlu diperhatikan bahawa walaupun hasil yang menjanjikan, kestabilan MBS di bawah keadaan suhu tinggi - dan potensi mereka yang panjang - kesan istilah pada struktur bahan membran masih memerlukan penyiasatan lanjut.
Kesimpulannya, microbubbles dalam penyulingan membran secara berkesan dapat mengurangkan penghabluran garam anorganik dan fouling organik melalui kesan interfacial dan pergolakan, sementara juga menunjukkan tetulang fizikal yang unik dalam pembersihan membran. Mereka bukan sahaja menyumbang kepada peningkatan fluks air dan jangka hayat membran yang dilanjutkan tetapi juga menawarkan laluan yang layak untuk MD untuk berkembang ke arah proses penjimatan yang lebih hijau dan lebih banyak bahan kimia -. Dengan penyelidikan yang berterusan, MBS dijangka menjadi komponen utama dalam sistem pencegahan skala MD, menyuntik momentum baru ke dalam pembangunan mampan industri rawatan air.
