6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.3.2. Sự phân cực nồng độ và tắc màng (fouling)
Sự lắng đọng chất bẩn trên bề mặt màng có thể dẫn đến sự tắc nghẽn màng và suy giảm thông lượng dòng thấm nghiêm trọng. Có hai nguyên nhân chính gây ra hiện tượng này, thứ nhất là do sự phân cực nồng độ, đó là một kết quả tự nhiên về tính bám và tính chọn lọc của màng. Sự phân cực nồng độ là hiện tượng tăng nồng độ chất tan trên bề mặt màng do dung môi vận chuyển được qua màng còn chất tan bị giữ lại. Hiện tượng này làm cho lưu lượng của màng giảm xuống trong quá trình tách [151]. Khi sự phân cực nồng độ lớn thì chất tan sẽ bám trên bề mặt màng khiến cho bề mặt làm việc của màng giảm xuống, đồng thời làm tăng vọt áp suất thẩm thấu, do đó hiệu quả làm việc của màng giảm. Có nhiều cách làm giảm sự phân cực trên màng bán thấm. Đối với nhiều thiết bị lớn, để làm mất đi sự phân cực nồng độ trên màng bán thấm người ta thường cho dung dịch trên màng vận chuyển với tốc độ lớn và tạo dòng xoáy. Còn đối với thiết bị phòng thí nghiệm người ta thường tạo ra dao động rung hoặc khuấy đảo để làm mất đi sự phân cực nồng độ trên màng. Thứ hai là sự tắc nghẽn màng diễn ra khi vật chất trong dung dịch chất bẩn rời khỏi pha lỏng để tạo thành cặn trên bề mặt màng hoặc bên trong cấu trúc xốp của nó [47]. Quá trình này gây ra sự tích tụ cặn trên bề mặt (sự tắc nghẽn bên ngoài) và/hoặc trong cấu trúc lỗ xốp (sự tắc nghẽn bên trong) của màng [62]. Trong quá trình tách qua màng, có thể xảy ra hiện tượng chất tan bị hấp phụ trên bề mặt và trong các lỗ xốp của màng, làm cho năng suất lọc của màng giảm xuống theo thời gian, thậm chí màng có thể bị tắc nghẽn. Các yếu tố ảnh hưởng tới mức độ tắc nghẽn màng bao gồm nồng độ chất cần tách, pH, ái lực giữa chất cần tách và vật liệu màng,…
Protein là chất gây ra hiện tượng tắc nghẽn chính trong quá trình xử lý với màng lọc. Với vô số nhóm chức khác nhau, mức độ kị nước khác nhau, cấu trúc phức tạp bậc 2 và bậc 3,… cho phép protein tương tác với các thành phần khác nhau trong dòng nhập liệu.