Dalam teknologi pemisahan membran, distilasi membran (MD) secara bertahap telah menjadi metode penting dalam bidang pengolahan air karena presisi pemisahan yang tinggi dan kemampuan beradaptasi terhadap sumber air salinitas {0} {{0} yang tinggi. Namun, operasi jangka panjang- dari proses ini tidak dapat dihindari dibatasi oleh penskalaan membran. Kristalisasi dan pengendapan garam anorganik (seperti caso₄ dan caco₃), serta akumulasi bahan organik (seperti kompleks asam humic), dapat menyumbat permukaan membran atau pori -pori, sehingga mengurangi fluks air dan memperpendek hidup membran. Kontrol penskalaan tradisional sangat bergantung pada pretreatment dan agen pembersih kimia, yang, meskipun efektif, dikaitkan dengan konsumsi kimia yang besar, biaya operasi yang tinggi, dan kemungkinan efek samping seperti pembasahan pori membran. Dalam beberapa tahun terakhir, microbubbles (MBS) telah diperkenalkan ke dalam proses MD karena sifat fisikokimia yang unik, menunjukkan keunggulan luar biasa dalam penghambatan penskalaan dan peningkatan pembersihan membran.
Pertama, peran MBS dalam menghambat penskalaan dalam MD terutama tercermin dalam dua aspek: isolasi antarmuka dan gangguan nukleasi. Ketika microbubbles memasuki saluran membran, mereka membentuk gas kecil - antarmuka cair pada permukaan membran, bertindak sebagai penghalang yang sebagian menghalangi deposisi langsung ion Ca²⁺ dan mengurangi kemungkinan kristal garam anorganik yang melekat pada membran. Pada saat yang sama, MBS sendiri dapat berfungsi sebagai tempat nukleasi untuk kristalisasi, garam menyebabkan nukleat secara istimewa dan tumbuh dalam fase cair daripada pada permukaan membran. Mekanisme ini secara signifikan mengurangi laju penskalaan. Studi telah menunjukkan bahwa setelah pengenalan MBS ke dalam simulasi air umpan salinitas tinggi -, faktor konsentrasi kritis sistem (CCF) meningkat dari 1,2 menjadi 1,95, menunjukkan risiko penskalaan yang tertunda. Meskipun efek penskalaan anti - berkurang dengan suhu air umpan yang lebih tinggi, dibandingkan dengan kelompok kontrol tanpa MBS, stabilitas sistem masih meningkat secara signifikan.
Kedua, pengenalan MBS juga dapat mengurangi fouling organik di MD. Asam humat (HA) dan kompleksnya dengan kation sering menyebabkan fouling parah selama proses. MBS melekat pada partikel HA, mengubah distribusi muatannya dan ζ - potensial, dengan demikian menekan interaksi ha -cation dan mengurangi probabilitas gabungan organik - gabungan fouling anorganik. Data eksperimental menunjukkan bahwa setelah menambahkan MBS, fluks air yang dinormalisasi meningkat dari 19,7% menjadi 37,0%, dengan jelas menunjukkan potensi MBS dalam mengurangi fouling organik.
Selain anti - penskalaan, MBS juga menunjukkan efek luar biasa dalam membersihkan membran fouled. Pecahnya gelembung dalam fluida menghasilkan mikro instan - jet dan turbulensi lokal. Gangguan mekanis ini membantu melepaskan lapisan fouling yang sudah terbentuk di permukaan membran. Khususnya di bawah laju aliran umpan sedang (misalnya, 0,4-0,8 L/menit), turbulensi yang disebabkan oleh MBS lebih jelas, membuatnya lebih mudah untuk zat pengotoran dihilangkan. Meskipun efek pembersihan ini melemah pada laju aliran yang lebih tinggi (misalnya, 1,2 L/menit), MBS masih tetap efektif dalam menghilangkan kristal anorganik dan endapan organik. Karena metode pembersihan fisik ini tidak bergantung pada bahan kimia tambahan, ia menawarkan keuntungan dalam mengurangi biaya operasional dan dampak lingkungan.
Ke depan, teknologi MB memiliki prospek aplikasi yang luas di MD. Di satu sisi, dikombinasikan dengan optimasi proses MD, dimungkinkan untuk lebih menentukan kondisi injeksi optimal untuk MBS, seperti konsentrasi gelembung, distribusi ukuran, dan laju aliran umpan, sehingga mencapai peningkatan ganda dalam penghambatan dan pembersihan penskalaan. Di sisi lain, MBS dapat digabungkan dengan dosis antiscalant dosis {{2} {{2} rendah atau strategi kontrol suhu untuk membentuk sistem penskalaan "fisik + kimia" anti hibrida -, efisiensi penyeimbang dan biaya -. Perlu dicatat, bahwa meskipun hasil yang menjanjikan, stabilitas MBS di bawah kondisi suhu - yang tinggi dan potensi efek jangka panjang - pada struktur material membran masih memerlukan penyelidikan lebih lanjut.
Sebagai kesimpulan, microbubbles dalam distilasi membran dapat secara efektif mengurangi kristalisasi garam anorganik dan fouling organik melalui efek antarmuka dan turbulensi, sementara juga menunjukkan penguatan fisik yang unik dalam pembersihan membran. Mereka tidak hanya berkontribusi pada peningkatan fluks air dan umur membran yang diperluas tetapi juga menawarkan jalur yang layak bagi MD untuk berevolusi menuju proses penghematan yang lebih hijau dan lebih banyak bahan kimia -. Dengan penelitian berkelanjutan, MBS diharapkan menjadi komponen kunci dalam sistem pencegahan penskalaan MD, menyuntikkan momentum baru ke dalam pengembangan berkelanjutan industri pengolahan air.
