In membraanscheidingstechnologie is membraandestillatie (MD) geleidelijk een belangrijke methode geworden op het gebied van waterbehandeling vanwege de hoge scheidingsprecisie en aanpassingsvermogen aan hoog - zoutgehalte waterbronnen. De lange - term bewerking van dit proces wordt echter onvermijdelijk beperkt door membraanschaling. De kristallisatie en afzetting van anorganische zouten (zoals CASO₄ en CACO₃), evenals de accumulatie van organische stof (zoals humuszuurcomplexen), kunnen het membraanoppervlak of poriën verstoppen, waardoor de waterflux en het verkorten van membraan levensduur wordt verminderd. Traditionele schaalregeling is sterk afhankelijk van chemische voorbehandeling en reinigingsmiddelen, die, hoewel effectief, worden geassocieerd met een groot chemisch consumptie, hoge bedrijfskosten en mogelijke bijwerkingen zoals membraanporiewetting. In de afgelopen jaren zijn microbellen (MB's) in het MD -proces geïntroduceerd vanwege hun unieke fysicochemische eigenschappen, wat opmerkelijke voordelen vertoont bij het schalen van remming en verbetering van de membraanreiniging.
Ten eerste wordt de rol van MBS bij het remmen van schalen in MD voornamelijk weerspiegeld in twee aspecten: interfaciale isolatie en interferentie van nucleatie. Wanneer microbellen het membraankanaal invoeren, vormen ze klein gas - vloeibare interfaces op het membraanoppervlak, werkend als een barrière die gedeeltelijk de directe afzetting van ca²⁺ -ionen blokkeert en de waarschijnlijkheid van anorganische zoutkristallen die aan het membraan worden gesneden, vermindert. Tegelijkertijd kunnen MBS zelf dienen als nucleatieplaatsen voor kristallisatie, waardoor zouten naar voorkeur gaven en groeien in de vloeibare fase in plaats van op het membraanoppervlak. Dit mechanisme verlicht de schaalsnelheid aanzienlijk. Studies hebben aangetoond dat na de introductie van MBS in gesimuleerd hoog - zoutgehalte feedwater, de kritische concentratiefactor (CCF) van het systeem is toegenomen van 1,2 tot 1,95, wat duidt op een vertraagd schaalrisico. Hoewel het anti - schaaleffect van MBS afneemt met hogere voedingswatertemperaturen, vergeleken met controlegroepen zonder MBS, is de systeemstabiliteit nog steeds aanzienlijk verbeterd.
Ten tweede kan de introductie van MBS ook organische vervuiling in MD verlichten. Huminezuur (HA) en zijn complexen met kationen veroorzaken vaak ernstige vervuiling tijdens het proces. MB's hechten zich aan HA -deeltjes, wijzigt hun ladingsverdeling en ζ - potentieel, waardoor HA -Cation -interacties worden onderdrukt en de kans op gecombineerde organische - anorganische vervuiling wordt verminderd. Experimentele gegevens toonden aan dat na het toevoegen van MBS de genormaliseerde waterflux verbeterde van 19,7% naar 37,0%, wat duidelijk het potentieel van MB's aantoonde bij het verzachten van organische vervuiling.
Naast anti - schaling, vertonen MBS ook uitstekende effecten bij het reinigen van vervuilde membranen. De breuk van bubbels in de vloeistof genereert onmiddellijke micro - jets en lokale turbulentie. Deze mechanische verstoring helpt de vervuilinglagen los te maken die al op het membraanoppervlak zijn gevormd. Vooral onder matige voedingsstroomsnelheden (bijv. 0,4-0,8 L/min), is de door MBS geïnduceerde turbulentie meer uitgesproken, waardoor het gemakkelijker wordt om te worden vervuild om te worden verwijderd. Hoewel dit reinigingseffect verzwakt bij hogere stroomsnelheden (bijvoorbeeld 1,2 L/min), blijven MBS nog steeds effectief bij het verwijderen van anorganische kristallen en organische afzettingen. Aangezien deze fysieke reinigingsmethode niet afhankelijk is van extra chemicaliën, biedt het voordelen bij het verlagen van zowel operationele kosten als milieueffecten.
Vooruitkijkend heeft MB -technologie brede toepassingsperspectieven in MD. Aan de ene kant, gecombineerd met MD -procesoptimalisatie, is het mogelijk om de optimale injectiecondities voor MB's, zoals bellenconcentratie, grootteverdeling en voedingsstroomsnelheid, verder te bepalen, waardoor dubbele verbetering van de schaalremming en reiniging wordt bereikt. Aan de andere kant kan MBS worden gekoppeld aan lage - dosis antiscalanten of strategieën voor temperatuurregeling om een "fysische + chemische" hybride anti - schaalsysteem, evenwichtsefficiëntie en kosten -} effectiviteit te vormen. Er moet echter worden opgemerkt dat ondanks de veelbelovende resultaten de stabiliteit van MBS onder hoge - temperatuuromstandigheden en hun potentiële lange - term effecten op structuren van membraanmateriaal nog steeds verder onderzoek vereisen.
Concluderend kunnen microbellen in membraandestillatie effectief anorganische zoutkristallisatie en organische vervuiling door interfaciale effecten en turbulentie verminderen, terwijl ook een unieke fysieke versterking bij membraanreiniging aantoont. Ze dragen niet alleen bij aan een verbeterde waterflux en een uitgebreide membraan levensduur, maar bieden ook een haalbare route voor MD om te evolueren naar groenere en meer chemische - opslaande processen. Met voortdurend onderzoek wordt verwacht dat MBS een belangrijk onderdeel wordt in het schaalpreventiesysteem van MD, waardoor nieuw momentum wordt geïnjecteerd in de duurzame ontwikkeling van de waterbehandelingsindustrie.
