Jak zmniejszyć uszkodzenia chemiczne membran RO w systemach RO

W poprzednim artykule przedstawiliśmy uszkodzenia fizyczne, jakie mogą wystąpić w membranach RO podczas pracy instalacji, a także sposoby zapobiegania takim uszkodzeniom. Właściwa obsługa może pomóc przedłużyć żywotność membran.

„Uszkodzenie chemiczne” odnosi się do uszkodzeń elementów membrany RO w wyniku działania środków chemicznych. Niektóre rodzaje uszkodzeń chemicznych powodują bezpośrednie zniszczenie warstwy odsalania membrany. Gdy już nastąpi, jest to uszkodzenie nieodwracalne i trwałe, a jedynym rozwiązaniem jest wymiana elementów membrany RO. Inne rodzaje uszkodzeń chemicznych można złagodzić poprzez czyszczenie chemiczne, aby w pewnym stopniu przywrócić działanie membrany.

1.1

Warstwa odsalająca elementów membrany RO może zostać uszkodzona przez silne substancje utleniające, takie jak resztkowy chlor i inne halogeny. Kiedy do wody surowej zostanie dodana nadmierna ilość podchlorynu sodu, ale przed instalacją RO zostanie dozowana niewystarczająca ilość środka redukującego, resztkowy chlor przedostanie się do systemu RO i spowoduje uszkodzenie oksydacyjne elementów membranowych.

1.2

Jeśli filtr z węglem aktywnym będzie używany zbyt długo, jego zdolność adsorpcji spadnie lub jeśli będzie działał poza zaprojektowanym natężeniem przepływu, resztkowy chlor może przedostać się przez system RO i spowodować uszkodzenie oksydacyjne elementów membrany.

1.3

Kiedy UF (ultrafiltracja) i RO korzystają z tego samego systemu chemicznego czyszczenia i rurociągów, jeśli do czyszczenia UF używany jest podchloryn sodu, a rurociągi nie są dokładnie przepłukiwane lub wymieniane, pozostałości roztworu czyszczącego mogą przedostać się do systemu RO i spowodować utlenianie membrany.

1.4

Nieprawidłowe dozowanie silnie utleniających środków chemicznych lub użycie nieodpowiednich środków chemicznych (takich jak antyskalanty o niskiej-jakości lub niezgodne-niezgodne-biocydy utleniające) może spowodować przedostanie się tych środków chemicznych do systemu RO przez urządzenia dozujące i rurociągi, powodując utlenienie lub zanieczyszczenie elementów membrany.

1.5

Używanie silnie utleniających środków chemicznych podczas czyszczenia chemicznego (na przykład omyłkowe użycie podchlorynu sodu do czyszczenia membran RO) może bezpośrednio skutkować złomowaniem całego zestawu elementów membran RO, powodując znaczne straty ekonomiczne.

1.6

Używanie wody zawierającej resztki chloru (takiej jak woda z kranu) do płukania pod niskim-ciśnieniem może również powodować ciągłe uszkodzenia spowodowane utlenianiem. Na przykład w jednym projekcie w przypadku membran RO zaobserwowano spadek odrzucania soli do 90% w ciągu zaledwie dwóch tygodni w wyniku spłukiwania wodą z kranu.

Gdy woda zasilająca RO zawiera dużą ilość koloidów lub materii organicznej, wartość SDI będzie znacznie przekraczać normę, co skutkuje szybkim wzrostem różnicy ciśnień filtrów wkładowych i częstą wymianą. Kiedy koloidy lub materia organiczna przedostaną się do systemu RO, zostaną zatrzymane przez elementy membrany-przedniego stopnia, powodując wzrost różnicy ciśnień, zauważalny wzrost ciśnienia zasilania i spadek przepływu permeatu.

Ponieważ materia organiczna może dostarczać składników odżywczych dla rozwoju drobnoustrojów, zanieczyszczenia organiczne mogą również prowadzić do późniejszego skażenia bakteryjnego i mikrobiologicznego.

W odpowiednich warunkach temperaturowych (20–35 stopni) i przy wystarczającym zaopatrzeniu w składniki odżywcze bakterie i mikroorganizmy mogą rozmnażać się i rozwijać bardzo szybko, wykazując wzrost wykładniczy. Do skażenia mikrobiologicznego dochodzi zwykle wiosną i latem, a zimą ustępuje.

W niektórych projektach, po incydentach utleniania, operatorzy boją się używać podchlorynu sodu i zamiast tego przedawkowują środki redukujące na wlocie RO w celu kontroli wartości ORP (podczas badania poziomu resztkowego chloru). Chociaż resztkowy chlor może spełniać standardy, nadmiar środków redukujących może stworzyć warunki beztlenowe, które zamiast tego sprzyjają wzrostowi bakterii beztlenowych.

Dla klientów z branży spożywczej zanieczyszczenie mikrobiologiczne jest bardzo powszechne. Po wystąpieniu skażenia całkowita liczba bakterii i wskaźniki, takie jakPseudomonas aeruginosamogą przekraczać normy, uniemożliwiając normalną produkcję i poważnie wpływając na jakość wody i wydajność instalacji.

Ponadto systemy RO w przemyśle spożywczym są często uruchamiane i zatrzymywane. Jeśli po długich okresach przestoju nie zostanie wykonane płukanie pod niskim-ciśnieniem, stężona materia organiczna i sole nieorganiczne po stronie koncentratu staną się pożywkami dla mikroorganizmów, co doprowadzi do szybkiego wzrostu drobnoustrojów.

Aby zmniejszyć wpływ zanieczyszczeń mikrobiologicznych na membrany, można również zastosować-przeciwporostowe membrany RO, takie jak seria membran przeciwporostowych YIME-.

Jeżeli w układzie obróbki wstępnej dozowana zostanie nadmierna ilość PAM (poliakryloamidu), który nie zostanie całkowicie wytrącony, może przedostać się do układu membranowego. Jeśli obecny jest system ultrafiltracji, najpierw zanieczyści on system UF, następnie przejdzie dalej, zanieczyszczając filtr kasetowy, a ostatecznie przedostanie się do systemu membran RO.

Tego typu zanieczyszczenia są bardzo trudne do usunięcia konwencjonalnymi metodami chemicznego czyszczenia lub płukania. Nawet jeśli wydajność zostanie częściowo przywrócona, nie może powrócić do pierwotnego stanu elementów membrany.

Powierzchnie membran RO są naładowane ujemnie i mają tendencję do adsorbowania kationów. Dlatego nie zaleca się stosowania kationowego PAM. Stosując PAM należy unikać przedawkowania i należy przeprowadzić testy słoiczków w celu ustalenia optymalnej dawki.

Kamień nieorganiczny jest jednym z najczęstszych zjawisk w układach membranowych. Zwykle występuje na końcowych-elementach membranowych w drugim lub trzecim etapie systemu RO. Dzieje się tak dlatego, że woda zasilająca na tych etapach została już zagęszczona przez znajdujące się przed nią elementy membranowe. Na przykład, gdy ogólny stopień odzysku wynosi 75%, stężenie soli może wzrosnąć około czterokrotnie. Kiedy stężenie określonego jonu przekroczy jego iloczyn rozpuszczalności, nastąpi osadzanie się kamienia.

Po wystąpieniu kamienia można zastosować różne metody, takie jak kontrola wzrokowa, analiza jakości wody surowej, testy rozpuszczania kwasów i zasad oraz analiza elementarna w celu określenia charakteru kamienia.

W zależności od jakości wody zasilającej możliwe rodzaje kamienia nieorganicznego obejmują węglan wapnia, siarczan wapnia, siarczan baru, fluorek wapnia, kamień krzemionkowy itp. Czasami może występować jednocześnie więcej niż jeden rodzaj kamienia.

Wśród nich kamień węglanowy można skutecznie oczyścić za pomocą kwasu solnego lub kwasu cytrynowego. Jednak w przypadku kamienia, takiego jak siarczan wapnia, fluorek wapnia i krzemionka, które są bardzo trudne do usunięcia, większość środków czyszczących wykazuje ograniczoną skuteczność.