Reversās osmozes (RO) sistēmas darbības laikā nepareizi darbības apstākļi var izraisīt RO membrānas elementu bojājumus. Dažus bojājumu veidus var atjaunot ar ķīmisko tīrīšanu, savukārt citi ir pastāvīgi un tos nevar labot. Kad rodas neatgriezenisks bojājums, vienīgais risinājums ir nomainīt bojātos RO membrānas elementus.
Parasti šāda veida bojājumus var iedalīt divās kategorijās: fiziski bojājumi un ķīmiski bojājumi.
1. Kas ir fiziski bojājumi?
Fiziski bojājumi attiecas uz membrānas atsāļošanas slāņa iznīcināšanu, ko izraisa mehāniski vai fiziski spēki. Kad tas notiek, tas parasti ir neatgriezenisks, un bojātais membrānas elements ir jānomaina.
Parastie fizisko bojājumu veidi ir šādi:
1. Skrāpējumi, ko izraisa cietās daļiņas
1.1. Daļiņu bojājumi, ko izraisa kasetnes filtra kļūme
Ja kasetnes filtrs (drošības filtrs) nav pareizi noslēgts vai ja filtra elements ilgstoši darbojas zem augsta diferenciālā spiediena un tiek bojāts, cietās daļiņas var iziet cauri filtram un iekļūt RO sistēmā.
Pēc augsta spiediena sūkņa radītā spiediena šīs daļiņas var lielā ātrumā ietriekties membrānas virsmā. Šis trieciens var saskrāpēt atsāļošanas slāni uz RO membrānas elementa virsmas, kā rezultātā ievērojami pasliktinās sāls atgrūšanas veiktspēja. Smagos gadījumos membrānas elements var kļūt pilnīgi nelietojams.
Risinājums:
Regulāri pārbaudiet kasetnes filtra elementu blīvējuma stāvokli un izvairieties no to ilgstošas darbības pārmērīga diferenciālā spiediena apstākļos.
1.2. Daļiņu skrāpējumi ķīmiskās tīrīšanas laikā
RO sistēmas ķīmiskās tīrīšanas procesā, ja tīrīšanas plūsmas ātrums ir pārāk liels, sistēmā var cirkulēt izšķīdušas vai atdalītas cietās daļiņas un katlakmens nogulsnes un saskrāpēt membrānas virsmu.
Risinājums:
Ķīmiskās tīrīšanas sākumposmā sistēma jādarbina ar zemu cirkulācijas plūsmas ātrumu. Kad piesārņotāji pakāpeniski izšķīst, plūsmas ātrumu var pakāpeniski palielināt, lai uzlabotu tīrīšanas efektivitāti, vienlaikus samazinot membrānas virsmas bojājumu risku.
2. Ūdens āmurs
2.1. Kas ir ūdens āmurs?
Ūdens āmurs ir parādība, ko izraisa pēkšņas šķidruma spiediena izmaiņas vai spiediena svārstības cauruļvadā. Kad ūdens plūst pa garu cauruļvadu un pēkšņi tiek aizvērts pakārtotais vārsts, plūstošais ūdens turpina virzīties uz priekšu inerces dēļ. Tā rezultātā strauji palielinās spiediens caurules iekšpusē, radot triecienu, kas ietekmē cauruļvadus un ar to saistīto aprīkojumu.
Ūdens āmura intensitāte ir saistīta ar plūsmas ātrumu cauruļvadā un augstuma starpību (spiediena starpību starp diviem cauruļvada galiem). Jo lielāks plūsmas ātrums un spiediena starpība, jo spēcīgāks ir trieciena spiediens. Smagos gadījumos tas var izraisīt aprīkojuma bojājumus. Šī iemesla dēļ sistēmas parasti ir aprīkotas ar spiediena samazināšanas ierīcēm vai bufersistēmām, lai samazinātu ūdens āmura ietekmi.
Ūdens āmurs neaprobežojas tikai ar ūdens sistēmām. Līdzīgas parādības var rasties jebkurā šķidruma plūsmā, tostarp šķidrumos, gāzēs un gāzes-šķidruma maisījumos, kad cauruļvadā strauji mainās spiediens.
RO sistēmās ūdens āmurs var parādīties arī tad, ja augstspiediena{0}}sūknis ieslēdzas vai apstājas pārāk ātri. RO augstspiediena sūkņa gals-parasti ir 1 MPa vai lielāks. Ja sūknis nav aprīkots ar mainīgas-frekvences piedziņu (VFD) vai mīkstās palaišanas{6}}sistēmu, pēkšņa iedarbināšana vai izslēgšana var izraisīt straujas spiediena izmaiņas. Šie spiediena triecieni var ietekmēt RO membrānas elementus un blīvējuma komponentus, potenciāli sabojājot membrānas un izraisot ievērojamu sāls atgrūšanas veiktspējas samazināšanos.
Risinājums:
Atverot vai aizverot vārstus, izvairieties no ātras vārstu darbības. Plūsmas ātrums cauruļvadā nedrīkst krasi mainīties, lai samazinātu ūdens āmura risku.
3. Membrānas teleskopēšana
3.1. Teleskopiskā efekta veidošana
Membrānas teleskopēšana attiecas uz reversās osmozes membrānas elementa strukturālu deformāciju, ko izraisa pārmērīga spiediena starpība starp padeves pusi un koncentrāta pusi. Ja diferenciālais spiediens pārsniedz membrānas elementa projektēto robežu, starp membrānas loksnēm vai starp membrānas loksnēm un centrālo permeāta cauruli var rasties slīdēšana. Tas noved pie membrānas slāņu aksiālas nobīdes elementa iekšpusē.
Ja RO membrāna ilgstoši darbojas starp{0}}pakāpju spiediena atšķirībām, kas pārsniedz 0,35 MPa, membrānas elements piedzīvo spēcīgu spiedienu visā plūsmas virzienā (no padeves puses uz koncentrāta pusi). Tā rezultātā viens membrānas elementa gals var saspiesties uz iekšu, bet otrs gals izvirzīts uz āru.
Kopējais izskats atgādina izvērstu teleskopu, kura viens gals ir ieliekts, bet otrs izliekts, kā parādīts attēlā zemāk.
Normālos apstākļos standarta 8040 RO membrānas elementa gali paliek plakani un strukturāli stabili, kā parādīts attēlā zemāk.
Tālāk esošajā attēlā parādīts YIME īpaši{0}}zema spiediena membrānas elements 8040 izmērā. Kā parādīts, abi elementa gali ir plakani bez izvirzījumiem, kas norāda uz membrānas elementu normālā stāvoklī. Šajā attēlā parādīts pareizi izgatavota membrānas izstrādājuma sānskats.
3.2. Spiediena starpība sistēmas palaišanas{1}}un izslēgšanas laikā
Ja RO sistēmas palaišanas laikā -koncentrāta izplūdes vārsts tiek atvērts, kamēr augstspiediena sūknis jau darbojas, spiediens koncentrāta pusē var nokrist tuvu nullei, kamēr padeves pusē joprojām saglabājas salīdzinoši augsts spiediens. Šī situācija var radīt lielu momentānu spiediena starpību visā membrānas elementā.
Līdzīgi, pirms sistēmas izslēgšanas, ja koncentrāta izplūdes vārsts tiek atvērts iepriekš, kamēr augstspiediena sūknis joprojām darbojas, var rasties līdzīgs spiediena trieciens. Ilgstoša-darbība šādos apstākļos var viegli izraisīt membrānas teleskopēšanu.
Risinājums:
Iedarbinot vai izslēdzot RO sistēmu, ievērojiet standarta darbības procedūras un pakāpeniski palieliniet padeves spiedienu, lai samazinātu pēkšņu spiediena starpību ietekmi uz membrānas elementiem.
4. Atpakaļspiediens
Pretspiediens attiecas uz apgriezto spiedienu, kas rodas sistēmas izejā vai pakārtotajā daļā. Tas parasti apraksta spiedienu, kas darbojas pretēji šķidruma plūsmas virzienam slēgtā cauruļvadā šķēršļu vai strukturālu izmaiņu dēļ cauruļvadu sistēmā. Tas var attiekties arī uz spiediena stāvokli sistēmas izejā, kas ir augstāks par vietējo atmosfēras spiedienu.
4.1. Pretspiediens, ko izraisa šķērsplūsma starp sistēmām
Ja divām vai vairākām RO sistēmām ir viena un tā pati permeāta galvene vai koncentrāta galvene, var rasties šķērsplūsma-, ja sistēma nav aprīkota ar pretvārstu vai ja pretvārsts nav pareizi noslēgts.
Ja permeāta cauruļvadā notiek šķērsplūsma, RO vienība, kas nedarbojas, var izjust pretspiedienu permeāta pusē. Šādā situācijā spiediens permeāta pusē var kļūt augstāks nekā koncentrāta pusē. Ilgstoša-darbība šādos apstākļos var izraisīt membrānas atsāļošanas slāņa atslāņošanos.
Ja koncentrāta cauruļvadā notiek šķērsplūsma, RO iekārta, kas nedarbojas, var palikt zem spiediena, kas var arī negatīvi ietekmēt membrānas elementus.
Risinājums:
Uzstādiet uzticamus pretvārstus uz permeāta un koncentrāta cauruļvadiem, lai novērstu apgriezto plūsmu starp sistēmām. Regulāri pārbaudiet pretvārstu blīvējuma stāvokli, lai nodrošinātu pareizu darbību.
4.2. Uz priekšu vērsta osmoze
Sistēmās ar augstu barības ūdens sāļumu, piemēram, poligonu infiltrāta attīrīšanas sistēmām, sālījuma atkārtotas izmantošanas sistēmām vai notekūdeņu reģenerācijas sistēmām, ja RO bloks tiek izslēgts, neveicot zema spiediena skalošanu, augsta-sāļuma ūdens koncentrāta pusē var netikt pilnībā izspiests.
Šādos apstākļos ne tikai organiskās vielas un neorganiskie sāļi var nogulsnēties uz membrānas virsmas, bet var rasties arī osmoze.
Pēc izslēgšanas, jo sāļums permeāta pusē ir salīdzinoši zems, permeāta ūdens osmotiskā spiediena dēļ var virzīties atpakaļ uz augsta{0}sāļuma koncentrāta pusi. Šis plūsmas virziens ir pretējs RO sistēmas parastajam permeāta ražošanas virzienam. Ilgtermiņa-uz priekšu vērsta osmoze var sabojāt membrānas atsāļošanas slāņa struktūru un pat izraisīt atslāņošanos.
Risinājums:
Pēc RO sistēmas izslēgšanas veiciet zema-spiediena skalošanu ar tīru ūdeni vai iepriekš apstrādātu padeves ūdeni, lai aizstātu augsta-sāļuma ūdeni koncentrāta pusē. Tas palīdz novērst membrānas piesārņojumu un samazina priekšējās osmozes risku.
5. Membrānas žāvēšana un plaisāšana
5.1 Sifona efekts
Ja koncentrāta cauruļvads vai permeāta cauruļvads nav aprīkots ar pret-sifona aizsardzību, sistēmas drenāžas laikā var rasties sifona efekts. Šī parādība var daļēji vai pilnībā iztukšot ūdeni RO membrānas sistēmā.
Ja membrānas elementi ilgstoši paliek bez ūdens{0}}nosacījuma, membrānas virsma var izžūt un saplaisāt, kā rezultātā atsāļošanas slānis tiek neatgriezeniski bojāts.
Risinājums:
Uzstādiet pret-sifona ierīces vai gaisa-aizsardzību pret plīsumiem permeāta un koncentrāta cauruļvados, lai novērstu sifonēšanu. Turklāt, kad vien iespējams, izvairieties no pilnīgas membrānas elementu iztukšošanas ikdienas sistēmas izslēgšanas laikā.
5.2. Cilvēka kļūda vai vadības sistēmas kļūme
Membrānas žāvēšana var notikt arī operatora kļūdas vai vadības sistēmas darbības traucējumu dēļ. Piemēram, ja koncentrāta izplūdes vārsts un permeāta izplūdes vārsts tiek atvērti, bet nav savlaicīgi aizvērti, membrānas elementi var ilgstoši palikt bez ūdens, kas var izraisīt izžūšanu un plaisāšanu.
Ir vērts atzīmēt, ka daži RO membrānas elementi tiek piegādāti sausā stāvoklī no rūpnīcas, un šajā gadījumā žāvēšanas bojājumi nenotiks pirms sākotnējās ekspluatācijas. Tomēr pēc tam, kad membrāna ir hidratēta un lietota pirmo reizi, ilgstoša dehidratācija joprojām var izraisīt plaisāšanu un struktūras bojājumus.
Praktiskā RO sistēmas darbībā daudzas membrānas atteices neizraisa pats membrānas izstrādājums, bet gan nepareiza sistēmas konstrukcija vai nepareizas darbības procedūras.
Pareizi kontrolējot sistēmas spiediena atšķirības, ievērojot standarta palaišanas{0}}iedarbināšanas un izslēgšanas procedūras, uzlabojot pirmapstrādes veiktspēju un regulāri pārbaudot kritisko aprīkojumu, ir iespējams ievērojami samazināt RO membrānu fiziskos bojājumus un pagarināt membrānas elementu kalpošanas laiku.
Ņemot vērā šos praktiskās darbības izaicinājumus, YIME integrē viedās vadības sistēmas, izstrādājot RO sistēmu risinājumus, lai samazinātu darbības kļūdu risku. Turklāt, kad klienti iegādājas YIME RO membrānas izstrādājumus, mūsu komanda sniedz arī profesionālus tehniskos norādījumus, lai palīdzētu nodrošināt pareizu uzstādīšanu un darbību.
