في تكنولوجيا فصل الغشاء ، أصبح تقطير الغشاء (MD) تدريجياً طريقة مهمة في مجال معالجة المياه بسبب دقة فصله العالية وقدرة على التكيف مع مصادر مياه الملوحة العالية -. ومع ذلك ، فإن تشغيل المصطلح الطويل- مقيد حتماً بواسطة تحجيم الغشاء. يمكن تبلور الأملاح غير العضوية وترسبها (مثل caso₄ و caco₃) ، وكذلك تراكم المادة العضوية (مثل مجمعات حمض الدبالية) ، تسد سطح الغشاء أو المسام ، وبالتالي تقليل تدفق الماء وتخفيض عمر الغشاء. يعتمد التحكم التقليدي في التحجيم بشكل كبير على المعالجة الكيميائية وعوامل التنظيف ، والتي ، على الرغم من فعاليتها ، ترتبط بالاستهلاك الكيميائي الكبير ، وتكاليف التشغيل المرتفعة ، والآثار الجانبية المحتملة مثل ترطيب مسام الغشاء. في السنوات الأخيرة ، تم إدخال microbubbles (MBS) في عملية MD بسبب خصائصها الفيزيائية والكيميائية الفريدة ، مما يدل على مزايا ملحوظة في تثبيط التحجيم وتعزيز تنظيف الأغشية.
أولاً ، ينعكس دور MBS في تثبيط التحجيم في MD بشكل أساسي في جانبين: العزلة البينية وتداخل النواة. عندما تدخل microbubbls قناة الغشاء ، فإنها تشكل واجهات سائلة غاز صغير - على سطح الغشاء ، ويعملون كحاجز يمنع جزئيًا الترسب المباشر لأيونات ca²⁺ ويقلل من احتمال حدوث بلورات ملح غير عضوية تلتصق بالأغشية. في الوقت نفسه ، يمكن أن تكون MBS نفسها بمثابة مواقع نووية للتبلور ، مما يؤدي إلى الأملاح إلى النوى بشكل تفضيلي وتنمو في الطور السائل بدلاً من سطح الغشاء. هذه الآلية تخفف بشكل كبير من معدل التحجيم. وقد أظهرت الدراسات أنه بعد إدخال MBS في مياه التغذية الملوحة عالية المحاكاة - ، زاد عامل التركيز الحرج للنظام (CCF) من 1.2 إلى 1.95 ، مما يشير إلى تأخر خطر التحجيم. على الرغم من أن تأثير التحجيم المضاد لـ- يتناقص مع ارتفاع درجات حرارة مياه التغذية ، مقارنة بمجموعات التحكم دون MBS ، فإن استقرار النظام لا يزال يتحسن بشكل كبير.
ثانياً ، يمكن أن يؤدي إدخال MBS أيضًا إلى تخفيف القاذورات العضوية في MD. غالبًا ما يسبب حمض الدبثى (HA) ومجمعاته مع الكاتيونات قاذورات شديدة أثناء العملية. تعلق MBs على جزيئات HA ، وتغيير توزيع الشحنة الخاصة بها وإمكانية ζ - ، وبالتالي قمع تفاعلات HA -cation وتقليل احتمال عدم وجود قاذورات غير عضوية-. أظهرت البيانات التجريبية أنه بعد إضافة MBS ، تحسن تدفق الماء الطبيعي من 19.7 ٪ إلى 37.0 ٪ ، مما يدل بوضوح على إمكانات MBS في التخفيف من القاذورات العضوية.
بالإضافة إلى التحجيم المضاد - ، تظهر MBS أيضًا تأثيرات رائعة في تنظيف الأغشية المعطلة. يولد تمزق الفقاعات في السائل الطائرات الدقيقة الفورية - والاضطرابات المحلية. يساعد هذا الاضطراب الميكانيكي في إزاحة طبقات تلوث بالفعل على سطح الغشاء. على وجه الخصوص تحت معدلات تدفق التغذية المعتدلة (على سبيل المثال ، 0.4-0.8 لتر/دقيقة) ، يكون الاضطراب الناجم عن MBS أكثر وضوحًا ، مما يسهل إزالة المواد القذرة. على الرغم من أن تأثير التنظيف هذا يضعف في معدلات التدفق الأعلى (على سبيل المثال ، 1.2 لتر/دقيقة) ، لا تزال MBS فعالة في إزالة البلورات غير العضوية والرواسب العضوية. نظرًا لأن طريقة التنظيف الفيزيائي لا تعتمد على مواد كيميائية إضافية ، فإنها توفر مزايا في تقليل تكاليف التشغيل والتأثيرات البيئية.
تتطلع إلى المستقبل ، تحتفظ تقنية MB بآفاق تطبيقات واسعة في MD. من ناحية ، إلى جانب تحسين عملية MD ، من الممكن تحديد ظروف الحقن المثلى لـ MBS ، مثل تركيز الفقاعات ، وتوزيع الحجم ، ومعدل تدفق التغذية ، وبالتالي تحقيق تعزيز مزدوج في تثبيط التحجيم والتنظيف. من ناحية أخرى ، قد يتم اقتران MBS بنظام مضاد للجرعة أو استراتيجيات التحكم في درجة الحرارة منخفضة- لتكوين نظام التحجيم "الفيزيائي + الكيميائي" المضاد لـ - ، وموازنة كفاءة وتكلفة -. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من النتائج الواعدة ، فإن استقرار MBS في ظل ظروف درجة الحرارة العالية- وتأثيراتها الطويلة - على هياكل المواد الغشائية لا تزال تتطلب مزيدًا من التحقيق.
في الختام ، يمكن أن تخفف الفقاعات المصغرة في تقطير الغشاء بشكل فعال من تبلور الملح غير العضوي والتلوث العضوي من خلال التأثيرات البينية والاضطرابات ، مع إظهار التعزيز المادي الفريد في تنظيف الغشاء. لا يساهمون فقط في تحسين تدفق المياه وعمر الغشاء الممتد ، ولكن أيضًا يوفرون مسارًا ممكنًا لتتطور MD نحو العمليات الخضراء والمزيد من المواد الكيميائية -. مع استمرار البحث ، من المتوقع أن تصبح MBS مكونًا رئيسيًا في نظام الوقاية من التحجيم في MD ، مما يؤدي إلى ضخ الزخم الجديد في التنمية المستدامة لصناعة معالجة المياه.
