Factors leading to a decrease in membrane permeability for water filtration and wastewater

Abstract

This work analyses factors that lead to fouling of membrane elements during operation. Membranes are subject to fouling with colloidal particles, inorganic, organic and biological organisms. This article provides a critical overview of the factors causing the reduction of membrane permeability. To ensure smooth operation of ultra-filtration plants it is necessary to carry out preliminary removal of sludge forming compounds. The membranes whose surfaces do not interact with sludge forming substances are of greatest interest. In this connection development of new membrane materials or designs is of great perspective. It is also necessary to consider the possibility of modifying the membrane surface by use of reagents. Modified membranes must meet the following requirements: minimizing the costs of removal of contamination, securing of accessibility and ease of modification processes; minimal decrease in membrane permeability during operation. It is necessary to develop methodologies and models to predict membrane fouling depending on operating conditions.

Lucrarea analizează factorii care conduc la obturarea elementelor de tip membrană în timpul funcționării acestora. Membranele pot fi obturate cu particule coloidale anorganice sau organice şi cu organisme biologice. Articolul oferă o prezentare critică a factorilor ce determină reducerea permeabilităţii membranelor. Pentru a asigura o bună funcţionare a staţiilor de ultra-filtrare este necesar să se realizeze în prealabil îndepărtarea compușilor ce conduc la formarea mâlului. Cel mai mare interes îl prezintă membranele ale căror suprafeţe nu interacţionează cu substanţele care formează mâluri. În acest sens, realizarea unor noi materiale sau modele de membrane este de mare perspectivă. De asemenea, este necesar să se ia în considerare posibilitatea de a modifica suprafața membranei prin utilizarea de reactivi. Membranele modificate trebuie să îndeplinească următoarele cerințe: minimizarea costurile de eliminare a contaminării, asigurarea accesibilității și ușurința proceselor de modificare; scădere minimă a permeabilității membranei în timpul funcționării. Este necesar să fie dezvoltate metodologii și modele care să prevadă modul de obturare a membranei în funcție de condițiile de utilizare.

Cet ouvrage analyse les facteurs qui mènent à l'encrassement des membranes au cours de l'opération. Les membranes sont soumises à l'encrassement par des particules colloïdales, organiques et inorganiques, les organismes biologiques. Cet article donne un aperçu critique des facteurs à l'origine de la réduction de la perméabilité de la membrane. Pour assurer le bon fonctionnement des usines ultrafiltration, il est nécessaire de procéder à l'enlèvement préliminaire de composés formant des boues. Les membranes dont les surfaces n’interagissent pas avec des substances formant boues sont le plus grand intérêt. Dans ce développement de la connexion de nouveaux matériaux membranaires ou des dessins est d'une grande perspective. Il est également nécessaire de considérer la possibilité de modifier la surface de la membrane par utilisation de réactifs. Membranes modifiées doivent répondre aux exigences suivantes: minimiser les coûts de l'élimination de la contamination, la sécurisation de l'accessibilité et la facilité des processus de modification; diminution minimale de la perméabilité de la membrane pendant le fonctionnement. Il est nécessaire de développer des méthodologies et des modèles pour prédire encrassement de la membrane en fonction des conditions d'exploitation.

Приводятся результаты анализа факторов, которые приводят к уменьшению их проницаемости во время работы Мембраны могут быть закрыты неорганическими или органическими коллоидными частицами и биологическими организмами. Статья содержит обзор факторов, определяющих снижение проницаемости мембран. Для обеспечения надлежащего функционирования ультрафильтрации станций необходимо проводить удаление соединений, приводящих к образованию осадка. Наибольший интерес представляют мембраны, поверхность которых не взаимодействуют с веществами, которые образовывают осадки. Поэтому разработка новых материалов или модели мембран является перспективной. Необходимо также учитывать возможность изменения поверхности мембраны с помощью реагентов. Модифицированные мембраны должны удовлетворять следующим требованиям: сведение к минимуму расходов на удаления загрязнений, обеспечивая доступность и легкость изменения процессов; минимальное уменьшение проницаемости мембраны во время эксплуатации. Необходимо разрабатывать новые методологии и модели для прогнозирования уменьшения проницаемости мембран в зависимости от условий эксплуатации.