Mikrofiltracijske (MF) membrane kot tlak - poganjane ločitvene enote, običajno imajo velikosti pora v območju 0,1–1,0 μm, kar jim omogoča učinkovito zadrževanje koloidnih delcev, suspendiranih trdnih snovi, makromolekularne organe, makromolekularne organe, bakterije in nekaj virusov. Pogosto se uporabljajo kot pregrada pred obdelavo pred ultrafiltracijo ali reverzno osmozo, kar zagotavlja stabilno kakovost vode za procese na nižji stopnji. Vendar so pri praktičnem delovanju MF membrane zelo dovzetne za zamašitev onesnaževalcev. V hrani - predelava odpadne vode, mastnih odtokov in industrijskih odpadnih voda z visoko organsko vsebnostjo, nahajališči maščob, olj in beljakovin lahko hitro blokirajo membranske pore in povzročijo močan upad toka. Takšno odpravljanje ne samo zmanjšuje učinkovitost sistema, ampak tudi poveča pogostost čiščenja in zamenjave membrane, s čimer poveča obratovalne stroške. Običajne metode čiščenja se v glavnem zanašajo na kemična sredstva, kot so alkalije, kisline in površinsko aktivne snovi. Čeprav so kratkoročno učinkovite, pogosto vključujejo visoko porabo energije, veliko porabo kemikalije, okoljsko breme in potencialno dolgo - škode na membranskih materialih. Zato je razvijanje bolj zelenih in učinkovitejših izboljšanih strategij čiščenja postalo prednostna naloga raziskovanja.
Uvedba zračnih mikrobov (MBS) zagotavlja nov pristop k čiščenju MF membrane. S premerom na lestvici mikrometra imajo MBS visoko specifično površino, medfazno aktivnost in edinstvene učinke rupture. Lahko ustvarijo turbulence in mikro - curke v tekočinah, s čimer izboljšajo ločitev in raztapljanje plasti. V primerjavi z metodami čiščenja, ki se zanašajo izključno na kemijske reakcije, MBS krepi prenos mase s fizikalnimi in mehanskimi učinki, ne le izboljša učinkovitost čiščenja, ampak tudi zmanjšuje porabo kemikalij.
Prvič, temeljni mehanizem MBS pri čiščenju MF ležimedfazne motnje in disk. Ko se MBS razpršijo v čistilni raztopini, se pritrdijo na membransko površino in plasti foulant. Med neprekinjenim razpadom sproščajo trenutne mikro - curke, ki lahko motijo adhezijske strukture oljnih plasti, beljakovinskih gelov in drugih hidrofobnih organskih organov, odloženih na membranski površini, kar jih lažje odstrani. Hkrati prisotnost mehurčkov poveča turbulenco v čistilni raztopini, pospešuje stik in reakcijo med čiščenjem tekočine in foulants ter s tem spodbuja hitrejše raztapljanje ali razpršenost površinskih nahajališč.
Drugič, MBS lahkoIzboljšajte delovanje kemičnih čistilnih sredstev. Pri skupnem čiščenju MF se alkalne raztopine (npr. NaOH) pogosto uporabljajo za odstranjevanje olja - na osnovi foulantov. Vendar zaradi močne hidrofobnosti in viskoznosti mastnih snovi samo kemično čiščenje pogosto zahteva visoke koncentracije in dolgotrajni čas stika. Študije so pokazale, da se je v raztopinah čiščenja NaOH, ko smo MBS s premerom približno 4,5 μm in koncentracijo približno 10 psi/ml vnesli, se je stopnja okrevanja toka izboljšala za približno 235% v primerjavi samo z NAOH. To je zato, ker MBS med čiščenjem nenehno vznemirja površino foulanta, pospešuje emulgiranje in raztapljanje olj, s čimer omogoča čistilno raztopino, da se bolj poglobi v plast za prepirovanje. Ta "fizična motnja + kemična raztapljanje" sinergija znatno skrajša čas čiščenja in zmanjša potrebno odmerjanje čistilnih sredstev.
Poleg tega MBS ponuja opaznoOkoljske in gospodarske koristi. Z zmanjšanjem zanašanje na visoko - koncentracijska kemična čistila, MB - Pomoč pri čiščenju znižuje porabo kemikalij in zmanjšanje onesnaževanja sekundarnega okolja. Z vidika energije se MB čiščenje v glavnem opira na naprave za ustvarjanje mehurčkov, ki so več energije - učinkovite v primerjavi z visoko - intenzivnostjo ultrazvočno čiščenje ali obsežno kemično pranje. Poleg tega nižje kemijske koncentracije pomagajo podaljšati življenjsko dobo membrane z zmanjšanjem kemične korozije in na koncu dolgoročno znižanje nadomestnih stroškov.
Poudariti je treba, da na učinkovitost čiščenja MB - vpliva več parametrov. Porazdelitev velikosti mehurčkov, koncentracija, način vbrizgavanja ter pretok in temperatura čistilne raztopine neposredno vplivajo na delovanje čiščenja. Na splošno lahko manjši mehurčki s svojo večjo površino medsebojno vplivajo na več foulantov, medtem ko ustrezna koncentracija zagotavlja zadostno turbulenco, ne da bi ovirala pretok tekočine. Prihodnje raziskave lahko nadalje raziskujejo, kako optimizirati značilnosti mehurčkov z oblikovanjem generatorja, kar omogoča natančen nadzor in povečanje učinkovitosti čiščenja.
Če pogledamo naprej, naj bi se uporaba MBS pri čiščenju MF vključila v inteligentno spremljanje in prilagodljivimi strategijami čiščenja. Na primer, s spremljanjem sprememb v membranskem toku in transmembranskem tlaku v realnem času bi lahko sistemi samodejno prilagodili odmerjanje in frekvenco vbrizgavanja MB, kar omogoča preventivno čiščenje svetlobe pred močnim preganjanjem. Poleg tega lahko MBS kombiniramo z nizkimi - koncentracijskimi encimskimi sredstvi ali eko - prijaznimi površinsko aktivnimi snovmi, ki tvorijo raznoliki in nizki - čistilni sistem energijske membrane. V panogah, kot so predelava hrane, farmacevtska čiščenje odpadne vode in druge visoke - scenarije obremenitve -, bo sprejetje tehnologije MB še povečalo trajnost in stroške - procesov ločevanja membranskih procesov.
Če povzamemo, se ojačitveni učinki MBS na čiščenje MF kažejo predvsem v fizični motnji in kemični sinergiji, ki znatno izboljšajo učinkovitost in okoljsko združljivost tradicionalnih procesov čiščenja. MBS ne samo učinkovito odstrani površinska nahajališča in obnovi membranski tok, ampak tudi zmanjšujejo odvisnost od kemikalij, podaljšajo življenjsko dobo membrane in utirajo pot za pametnejše in bolj zelene prakse čiščenja vode. Pri nadaljnji raziskavi in optimizaciji opreme naj bi MBS igrali vse bolj osrednjo vlogo v industrijskih membranskih sistemih, kar bo postalo bistveno orodje za čiščenje in vzdrževanje membrane.