Nanósíunarhimnur (NF) hafa orðið sífellt mikilvægari í háþróaðri vatnsmeðferð þökk sé hæfni þeirra til að fjarlægja lífræn efni, hörkujónir og snefilmengun. Hins vegar, meðan á langtíma-aðgerð stendur, standa NF kerfi oft frammi fyrir hröðu flæðisfalli, tíðari þrifþörfum og styttri notkunarlotum. Orsökin liggur í flóknu og hröðum-eðli himnufóskunar. Þrátt fyrir að náttúrulegt vatn innihaldi mikið úrval efna sem geta stuðlað að gróðursetningu, sýna verkfræðirannsóknir á -kvarða að hinn raunverulegi ákvarðandi þáttur framvindu gróðursetningar er ekki lífræn efni, hörku eða grugg, sem almennt er grunaður um, helduráliog samsettu óhreinindin sem það myndar ásamt kalsíum, kísil og lífrænum efnum.
Virka lagið af NF himnum ber venjulega neikvæða yfirborðshleðslu og inniheldur virka hópa eins og karboxýlhópa. Þessir eiginleikar gera himnan mjög næm fyrir aðsog jákvætt hlaðinna eða flókinna-myndandi málmjóna, þar sem ál er eitt það hvarfgjarnasta. Jafnvel þegar styrkur þess í fóðurvatni er lítill getur ál safnast hratt fyrir sig á yfirborði himnunnar og myndað upphaflegt gróðurlag sem kallar fram flóknari og þéttari gróðurbyggingu. Þegar rekstur heldur áfram, hefur ál samskipti við lífræn efni, kísil og kalsíum til að framleiða ýmis brúar- eða fléttuviðbrögð. Þessar víxlverkanir umbreyta óhreinindum frá snemma-stigi punktútfellingu í stórt -gellag sem eykur verulega vökvaviðnám, flýtir fyrir hnignun á eðlilegu flæði og styttir að lokum hreinsunarferilinn.
Nánari skoðun á samsetningu óhreinindalaga sýnir að þótt lífrænt kolefni, kalsíum og kísil séu algengir þættir, gegnir ál stöðugt aðalhlutverki. Náttúruleg lífræn efni eins og humic og fulvic sýrur eru hætt við að mynda fléttur með málmjónum og kalsíum getur þjónað sem brúarefni sem tengir lífræn efnasambönd. Þegar ál tekur þátt í þessum viðbrögðum verður óhreinindalagið sem myndast þéttara og sterklega límandi. Með tímanum færist óhreinindi viðnám frá einfaldri útfellingu yfir í hlaup-lagsviðnám og óafturkræfa innri fóstur sem ekki er hægt að fjarlægja með líkamlegri skolun eingöngu. Þessi þróun flýtir fyrir gróðurhraða og leiðir himnuna í átt að hraðri frammistöðu versnandi.
Mikilvægi áls er frekar sýnt af sterkri fylgni þess við NF rekstrarlotulengd. Tölfræðileg greining á langtíma-aðgerðagögnum sýnir að gróðurhraði, sem endurspeglast í lengd hverrar síunarlotu, hefur sterkasta fylgni við álstyrkinn í fóðurvatni -mun hærri en TOC eða hörku. Þegar styrkur fóðuráls er innan við 100–150 ug/L verður rekstrarferill NF kerfisins mjög stuttur. Hins vegar, þegar ál er minnkað niður fyrir 50 ug/L, er hægt að lengja notkunarlotu himnunnar um meira en tvöfalt. Þetta sýnir að ál er ekki aðeins einn óhreinindi; það er asannur óhreinindi-framkallandi þáttursem ákvarðar hvenær himnan fer í hraða gróðursetningu.
Þar sem flest ál er upprunnið úr storknandi efnum sem notuð eru við formeðferð-eins og PAC eða ál-er það mikilvægt fyrir stöðugleika NF að draga úr afgangsstyrk þess. Meðal allra eftirlitsráðstafana er einfaldasta og áhrifaríkasta að stilla fóður-pH vatnsins. Sérmyndun áls í vatni er mjög háð pH-. Innan pH-bilsins 6,5–7,0 batnar storkuvirkni verulega og ál er aðallega til í fjölliðaformum sem er mun auðveldara að fjarlægja með seti eða ofsíun. Þetta dregur verulega úr styrk uppleystu eða lágfjölliða áls sem nær inn í NF-kerfið. Tilraunaniðurstöður sýna að þegar sýrustig fóðurs er stillt á 6,5–7,0 lækkar álleifar í um það bil 25–48 ug/L, sem gefur verulegan kost í síðari NF-aðgerðinni.
Framfarirnar sem koma með því að draga úr áli má greinilega sjá við raunverulegan rekstur. Við sams konar flæðis- og endurheimtaraðstæður veldur mikið-fóðurvatn úr áli hraðri lækkun á flæði, á meðan lítið-fæðivatn úr ál leiðir til mun hægari flæðisrýrnunar. Fouling ferillinn verður áberandi flatari, sem endurspeglar stöðugri himnuafköst. Þetta lengir ekki aðeins rekstrarferlið heldur dregur einnig úr tíðni efnahreinsunar, efnakostnaði og heildarflækju í rekstri.
Í stuttu máli má segja að óhreinindi í nanósíunarkerfum séu ekki knúin áfram af einum aðskotaefni heldur af samsettri uppbyggingu sem miðast við ál og styrkt af kalsíum, lífrænum efnum og kísil. Ál gegnir mörgum hlutverkum-að koma af stað, hraða og brúa óhreinindaviðbrögð-sem gerir það að mikilvægasta þættinum sem hefur áhrif á hraða NF-fótrunar. Með því að hámarka storknunarskilyrði, stjórna skömmtum storkuefnis og viðhalda sýrustigi fóðurs-vatns á milli 6,5 og 7,0, geta rekstraraðilar dregið verulega úr álleifum og dregið úr himnufótrunum við upptökin. Þessi nálgun lengir verulega rekstrarferil NF himna og eykur heildarstöðugleika og kostnaðar-hagkvæmni háþróaðra vatnsmeðferðarkerfa.
