Quá trình tắc nghẽn màng hình thành theo 3 cơ chế sau:
- Một số lượng lớn các phân tử tích lũy trên bề mặt màng tạo thành lớp gel. Sự hình thành lớp gel phụ thuộc kích thước lỗ màng.
- Các vật liệu có kích thước lớn đi vào khe lọc gây bít khe màng và làm tắc nghẽn màng nhanh hơn. Cơ chế này thường diễn ra với các chất hữu cơ hòa tan cao phân tử, mạch dài.
- Một vài chất ô nhiễm, những vi khuẩn nhỏ đi vào lỗ màng lọc hình thành bức tường lỗ lọc, làm giảm diện tích lỗ và gia tăng trở lực màng.
41
Hình: Cơ chế nghẹt màng (Bourgeous và cộng sự, 2001)
(a) Sự hình thành lớp gel/ bánh bùn (b) Bít lỗ màng lọc (c) Hẹp lỗ màng lọc
Làm sạch màng là loại bỏ các tác nhân gây tắc nghẽn bám trên bề mặt và bên trong lỗ màng. Tần số làm sạch là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tuổi thọ hoạt động của màng. Màng cần được làm sạch vật lí, sạch hóa học và sạch sinh học. Khi thông lượng màng phục hồi gần thông lượng ban đầu là quá trình làm sạch màng đạt hiệu quả.
Có thể phân biệt bốn phương pháp làm sạch gồm làm sạch thủy lực, làm sạch cơ khí, làm sạch hóa chất và làm sạch điện. Việc chọn phương pháp làm sạch phụ thuộc vào loại màng, sức đề kháng hóa chất của màng và các tác nhân gây tắc nghẽn gặp phải.
- Làm sạch thủy lực là rửa ngược bằng nước, trong đó hướng của dòng thấm qua màng được định kỳ đảo ngược. Nhược điểm của rửa ngược là làm giảm thời gian lọc, mất mát một lượng dòng thấm dùng rửa ngược lại nên hiệu quả của rửa ngược trong ứng dụng công nghiệp rất hạn chế và cần được tối ưu hóa hơn nữa về thời gian rửa và khoảng cách giữa mỗi lần rửa ngược.
- Làm sạch cơ khí sử dụng các bọt khí lớn chỉ áp dụng trong các hệ thống module màng ống. Một số nghiên cứu khác đang phát triển làm sạch cơ học sử dụng sóng siêu âm. - Làm sạch hóa chất là phương pháp phổ biến để giảm bẩn màng với một số hóa chất
được sử dụng riêng rẽ hoặc kết hợp. Nồng độ hóa chất và thời gian làm sạch cũng rất quan trọng, liên quan chặt chẽ đến trở lực của màng
42
- Làm sạch bằng điện là một phương pháp rất đặc biệt, sử dụng điện trường khiến các hạt tích điện, các phân tử di chuyển theo hướng của điện trường.