Ей там! Като доставчик на мембрани от кухи влакна за MBR, видях от първа ръка предизвикателствата, които идват с микробна адхезия на тези мембрани. Това е истинска болка във врата, защото може да обърка цялата система за биореактор на мембраната (MBR), намалявайки нейната ефективност и продължителност на живота. И така, в този блог ще споделя някои съвети как да подобря анти -микробната способност на адхезията на мембраните на кухните влакна за MBR.
Разбиране на проблема с микробната адхезия
Първо, нека поговорим за това защо микробната адхезия е толкова голяма работа. Микроби, като бактерии и гъбички, обичат да се придържат към повърхността на мембраните на кухите влакна. След като са там, те образуват биофилми. Тези биофилми са като малки микробни градове, където микробите са защитени и могат да растат и умножават. И докато растат, те могат да запушат порите на мембраната, което затруднява преминаването на водата. Това води до намаляване на пропускливостта на мембраната и увеличаване на работното налягане на MBR системата.
Има няколко фактора, които влияят на микробната адхезия. Повърхностните свойства на мембраната, като неговата хидрофобност, заряд и грапавост, играят голяма роля. Микробите са склонни да се придържат по -лесно към хидрофобните повърхности, защото могат да взаимодействат с не -полярните групи на повърхността. Заредената повърхност също може да привлече или отблъсква микроби в зависимост от собствения им заряд. И груба повърхност осигурява повече места за прикрепване на микробите.
Промяна на повърхността на мембраната
Един от най -ефективните начини за подобряване на способността за анти -микробна адхезия на мембраните на кухите влакна е да променят повърхността им. Има няколко метода, които можем да използваме за това.
Покритие с анти -микробни средства
Можем да покрием повърхността на мембраната с анти -микробни средства. Тези агенти могат да убият или инхибират растежа на микробите върху повърхността на мембраната. Например, сребърните наночастици са добре - известни със своите анти -микробни свойства. Когато покриваме мембраната със сребърни наночастици, те отделят сребърни йони, които могат да проникнат през клетъчните стени на микробите и да нарушат нормалните им функции.
Друг вариант е да се използват кватернерни амониеви съединения (QACs). Тези съединения имат положителен заряд, който може да взаимодейства с отрицателно заредените клетъчни мембрани на микробите, което ги кара да се разрушават. Покритието на мембраната с QAC може значително да намали микробната адхезия.
Създаване на хидрофилна повърхност
Както споменах по -рано, микробите са склонни да се придържат по -лесно към хидрофобните повърхности. И така, създаването на хидрофилна повърхност на мембраната може да намали микробната адхезия. Можем да направим това чрез присаждане на хидрофилни полимери върху повърхността на мембраната. Например, полиетилен гликол (PEG) е хидрофилен полимер, който може да бъде присаден върху мембраната. Веригите PEG създават хидратиран слой върху повърхността на мембраната, който действа като физическа бариера за предотвратяване на прикрепването на микробите.
Има и някои търговски налични мембрани, които са проектирани с хидрофилна повърхност. Например,UF ултрафилтрационна мембранаима сравнително хидрофилна повърхност, която помага за намаляване на микробната адхезия.
Модификация на грапавостта на повърхността
Изглаждането на мембранната повърхност също може да намали микробната адхезия. Гладката повърхност има по -малко места за прикрепване на микробите. Можем да използваме техники като плазмена обработка, за да модифицираме повърхностната грапавост на мембраната. Плазменото лечение може да изреже повърхностните нередности, което прави повърхността по -гладка.
Промяна на мембранния материал
Изборът на мембранен материал също има значително влияние върху способността за анти -микробна адхезия. Някои материали са естествено по -устойчиви на микробна адхезия от други.
Използване на хидрофилни мембранни материали
Хидрофилните мембранни материали, като поливинилиден флуорид (PVDF), които са направени по -хидрофилни, могат да бъдат добър избор. Тези материали имат по -ниска тенденция за микробна адхезия в сравнение с хидрофобните материали. Те могат да образуват хидратационен слой на повърхността, който не позволява на микробите да се доближат до повърхността.
Проучване на алтернативни мембранни материали
Има и някои алтернативни мембранни материали, които показват обещание по отношение на анти -микробна адхезия. НапримерМембрана на мембраната на кухи влакна PTFE мембрана за пречистване на отпадни води за пречистване на отпадни водиима уникални свойства. PTFE е много стабилен материал и при правилната повърхностна модификация може да има добри анти -микробни адхезии.
Друг вариант еКерамична ултрафилтрационна мембрана. Керамичните мембрани обикновено са по -устойчиви на химическо и биологично разграждане. Те имат гладка и плътна повърхност, което затруднява прикрепването на микробите.
Оптимизация на условията на работа
В допълнение към модифицирането на самата мембрана, можем да оптимизираме и работните условия на MBR системата за намаляване на микробната адхезия.
Контрол на качеството на захранващата вода
Качеството на захранващата вода може да окаже голямо влияние върху микробната адхезия. Ако хранителната вода съдържа висока концентрация на органична материя и хранителни вещества, тя осигурява страхотен източник на храна за микробите. И така, можем да лекуваме предварително захранващата вода, за да премахнем възможно най -много органични вещества и хранителни вещества. Това може да намали скоростта на растеж на микробите в MBR системата и по този начин да намали адхезията им към мембраната.
Регулиране на скоростта на аерация
Правилната аерация е важна в MBR система. По -високата скорост на аерация може да създаде повече турбулентност в системата, което може да помогне за отрязване на микробите, които се опитват да се прикрепят към повърхността на мембраната. Трябва обаче да внимаваме да не прекаляваме - аерат, тъй като това може да увеличи потреблението на енергия на системата.
Заключение
Подобряването на способността за анти -микробна адхезия на мембраните на кухните влакна за MBR е от решаващо значение за ефективната и дългосрочна работа на MBR системите. Чрез промяна на повърхността на мембраната, избирайки правилния мембранен материал и оптимизираме работните условия, можем значително да намалим микробното адхезия и да подобрим работата на мембраната.
Ако сте на пазара за висококачествени мембрани за кухи влакна за MBR, ние сме тук, за да помогнем. Ние предлагаме широк спектър от мембрани, включително тези, които споменах по -горе, с отлични анти -микробни свойства на адхезия. Независимо дали се занимавате с малък проект за пречистване на отпадъчни води или с голямо приложение на мащаб, ние имаме правилното решение за вас. Ако се интересувате да научите повече или искате да започнете дискусия за обществени поръчки, не се колебайте да се свържете.
ЛИТЕРАТУРА
- Liu, Y., & Yang, F. (2016). Стратегии за контрол на замърсяването в мембранните биореактори за пречистване на отпадни води. Прегледи на химическото общество, 45 (16), 4472 - 4496.
- Zhang, X., & Huang, X. (2018). Повърхностна модификация на полимерни мембрани за анти -биофулинг. Напредък в полимерната наука, 80, 1 - 36.
- Judd, S. (2016). Книгата на MBR: Принципи и приложения на мембранни биореактори във вода и пречистване на отпадни води. Elsevier.