Kā samazināt RO membrānu ķīmiskos bojājumus RO sistēmās

Iepriekšējā rakstā mēs iepazīstinājām ar fiziskiem bojājumiem, kas var rasties RO membrānām sistēmas darbības laikā, kā arī par metodēm, kā izvairīties no šādiem bojājumiem. Pareiza darbība var palīdzēt pagarināt membrānu kalpošanas laiku.

"Ķīmiskie bojājumi" attiecas uz RO membrānas elementu bojājumiem ķīmisku darbību rezultātā. Daži ķīmisko bojājumu veidi tieši iznīcinās membrānas atsāļošanas slāni. Kad tas notiek, tas ir neatgriezenisks un neatgriezenisks bojājums, un vienīgais risinājums ir nomainīt RO membrānas elementus. Cita veida ķīmiskos bojājumus var mazināt ar ķīmisku tīrīšanu, lai zināmā mērā atjaunotu membrānas veiktspēju.

1.1

RO membrānas elementu atsāļošanas slāni var sabojāt spēcīgas oksidējošas vielas, piemēram, hlora atlikums un citi halogēni. Ja neapstrādātam ūdenim tiek pievienots pārmērīgs nātrija hipohlorīts, bet pirms RO sistēmas dozēts nepietiekams reducētājs, hlora atlikums nonāk RO sistēmā un izraisa oksidatīvus membrānas elementu bojājumus.

1.2

Ja aktīvās ogles filtrs tiek izmantots pārāk ilgi, tā adsorbcijas spēja samazinās vai, ja tas darbojas, pārsniedzot paredzēto plūsmas ātrumu, atlikušais hlors var iziet cauri un iekļūt RO sistēmā, izraisot oksidācijas bojājumus membrānas elementiem.

1.3

Ja UF (ultrafiltrācija) un RO ir viena un tā pati ķīmiskās tīrīšanas sistēma un cauruļvadi, ja UF tīrīšanai tiek izmantots nātrija hipohlorīts un cauruļvadi netiek rūpīgi izskaloti vai nomainīti, tīrīšanas šķīduma atlikums var iekļūt RO sistēmā un izraisīt membrānas oksidāciju.

1.4

Nepareizi dozējot spēcīgas oksidējošas ķimikālijas vai izmantojot nekvalificētas ķīmiskas vielas (piemēram, zemas-kvalitātes pretskalantus vai-atbilstošus ne-oksidējošus biocīdus), šīs ķīmiskās vielas caur dozēšanas ierīcēm un cauruļvadiem var iekļūt RO sistēmā, izraisot membrānas elementu oksidāciju vai piesārņojumu.

1.5

Spēcīgu oksidējošu ķimikāliju izmantošana ķīmiskās tīrīšanas laikā (piemēram, kļūdaini izmantojot nātrija hipohlorītu RO membrānu tīrīšanai) var tieši izraisīt visa RO membrānas elementu komplekta nojaukšanu, radot ievērojamus ekonomiskus zaudējumus.

1.6

Hloru saturoša ūdens (piemēram, krāna ūdens) izmantošana zemspiediena skalošanai{0}} var izraisīt arī nepārtrauktus oksidācijas bojājumus. Piemēram, vienā projektā RO membrānas piedzīvoja sāls atgrūšanas samazināšanos līdz 90% tikai divu nedēļu laikā, jo tās tika noskalotas ar krāna ūdeni.

Ja RO padeves ūdens satur lielu daudzumu koloīdu vai organisko vielu, SDI vērtība ievērojami pārsniegs standartu, kā rezultātā strauji palielināsies kasetņu filtru spiediena starpība un bieža nomaiņa. Kad koloīdi vai organiskās vielas nokļūst RO sistēmā, tos aiztur priekšējās-pakāpes membrānas elementi, izraisot diferenciālā spiediena palielināšanos, ievērojamu padeves spiediena pieaugumu un permeāta plūsmas samazināšanos.

Tā kā organiskās vielas var nodrošināt barības vielas mikrobu augšanai, organiskā piesārņošana var izraisīt arī turpmāku baktēriju un mikrobu piesārņojumu.

Piemērotos temperatūras apstākļos (20–35 grādi) un ar pietiekamu barības vielu piegādi baktērijas un mikroorganismi var ļoti ātri vairoties un augt, parādot eksponenciālu augšanu. Mikrobu piesārņojums parasti notiek pavasarī un vasarā, un ziemā tas tiek mazināts.

Dažos projektos pēc oksidēšanās gadījumiem operatori baidās izmantot nātrija hipohlorītu un tā vietā pārdozē reducētājus pie RO ieplūdes, lai kontrolētu ORP vērtības (pārbaudot atlikušā hlora līmeni). Lai gan hlora atlikums var atbilst standartiem, pārmērīgs reducējošo vielu daudzums var radīt anaerobos apstākļus, kas tā vietā veicina anaerobo baktēriju augšanu.

Pārtikas rūpniecības klientiem mikrobu piesārņojums ir ļoti izplatīts. Kad piesārņojums ir noticis, kopējais baktēriju skaits un rādītāji, piemēram,Pseudomonas aeruginosavar pārsniegt standartus, padarot neiespējamu normālu ražošanu un nopietni ietekmējot ūdens kvalitāti un iekārtu efektivitāti.

Turklāt RO sistēmas pārtikas rūpniecībā bieži tiek iedarbinātas un apturētas. Ja zema spiediena skalošana netiek veikta pēc ilgstošiem izslēgšanas periodiem, koncentrētās organiskās vielas un neorganiskie sāļi koncentrāta pusē kļūs par barības vielām mikroorganismiem, izraisot strauju mikrobu augšanu.

Lai samazinātu mikrobu piesārņojuma ietekmi uz membrānām, var izmantot arī pretapaugšanas RO membrānas, piemēram, YIME pretapaugšanas membrānu sēriju.

Ja priekšapstrādes sistēmā tiek dozēts pārmērīgs PAM (poliakrilamīds) un tas nav pilnībā nogulsnēts, tas var iekļūt membrānas sistēmā. Ja ir uzstādīta ultrafiltrācijas sistēma, tā vispirms sabojās UF sistēmu, pēc tam iziet cauri, lai piesārņotu kasetnes filtru un galu galā nonāks RO membrānas sistēmā.

Šāda veida piesārņojumu ir ļoti grūti noņemt, izmantojot parastās ķīmiskās tīrīšanas vai skalošanas metodes. Pat ja veiktspēja ir daļēji atjaunota, tā nevar atgriezties sākotnējā membrānas elementu stāvoklī.

RO membrānas virsmas ir negatīvi lādētas un mēdz adsorbēt katjonus. Tāpēc katjonu PAM lietošana nav ieteicama. Lietojot PAM, ir jāizvairās no pārdozēšanas, un, lai noteiktu optimālo devu, jāveic burku testi.

Neorganiskā mērogošana ir viena no visizplatītākajām parādībām membrānu sistēmās. Tas parasti notiek RO sistēmas otrā vai trešā posma membrānas elementos. Tas ir tāpēc, ka barības ūdens šajos posmos jau ir koncentrēts ar augšpuses membrānas elementiem. Piemēram, ja kopējais atgūšanas ātrums ir 75%, sāls koncentrācija var palielināties aptuveni četras reizes. Ja noteikta jona koncentrācija pārsniedz tā šķīdības produktu, notiek mērogošana.

Pēc skalošanas var izmantot dažādas metodes, piemēram, vizuālu pārbaudi, neapstrādāta ūdens kvalitātes analīzi, skābju un sārmu šķīdināšanas testus un elementu analīzi, lai noteiktu skalas raksturu.

Atkarībā no barības ūdens kvalitātes iespējamie neorganisko kaļķu veidi ir kalcija karbonāts, kalcija sulfāts, bārija sulfāts, kalcija fluorīds, silīcija dioksīda kaļķakmens utt. Dažreiz vienlaikus var pastāvēt vairāk nekā viena veida kaļķakmens.

Starp tiem karbonātu zvīņas var efektīvi notīrīt, izmantojot sālsskābi vai citronskābi. Tomēr attiecībā uz tādiem svariem kā kalcija sulfāts, kalcija fluorīds un silīcija dioksīds, kurus ir ļoti grūti noņemt, lielākajai daļai tīrīšanas līdzekļu ir ierobežota efektivitāte.