Як зменшити хімічне пошкодження мембран RO в системах RO

У попередній статті ми познайомилися з фізичними пошкодженнями, які можуть виникнути на мембранах RO під час роботи системи, а також з методами уникнення таких пошкоджень. Правильна експлуатація може допомогти продовжити термін служби мембран.

«Хімічне пошкодження» відноситься до пошкодження елементів RO мембрани через хімічну дію. Деякі види хімічного пошкодження безпосередньо руйнують опріснювальний шар мембрани. Як тільки це відбувається, це незворотне та постійне пошкодження, і єдиним рішенням є заміна елементів RO мембрани. Інші види хімічного пошкодження можна пом’якшити за допомогою хімічного очищення, щоб певною мірою відновити ефективність мембрани.

1.1

Опріснювальний шар елементів RO мембрани може бути пошкоджений сильними окислювачами, такими як залишковий хлор та інші галогени. Коли надмірна кількість гіпохлориту натрію додається до сирої води, але недостатня кількість відновника дозується перед системою RO, залишковий хлор потрапляє в систему RO та спричиняє окисне пошкодження мембранних елементів.

1.2

Якщо фільтр з активованим вугіллям використовується надто довго, його адсорбційна здатність зменшується або якщо він працює за межами проектної швидкості потоку, залишковий хлор може пройти крізь нього та потрапити в систему зворотного осмосу, викликаючи пошкодження мембранних елементів внаслідок окислення.

1.3

Коли УФ (ультрафільтрація) і RO використовують одну й ту саму систему хімічного очищення та трубопроводи, якщо для УФ очищення використовується гіпохлорит натрію, а трубопроводи не були ретельно промиті або замінені, залишковий розчин для очищення може потрапити в систему RO та спричинити окислення мембрани.

1.4

Неправильне дозування сильних окислювачів або використання некваліфікованих хімічних речовин (таких як низько{0}}якісні засоби проти накипу чи не-сумісні не-окислювальні біоциди) може призвести до потрапляння цих хімічних речовин у систему зворотного осмосу через дозувальні пристрої та трубопроводи, спричиняючи окислення або забруднення елементів мембрани.

1.5

Використання сильних окислювачів під час хімічного очищення (наприклад, помилкове використання гіпохлориту натрію для очищення RO мембран) може безпосередньо призвести до утилізації всього набору RO мембранних елементів, спричиняючи значні економічні втрати.

1.6

Використання води із залишковим вмістом хлору (наприклад, водопровідної води) для промивання під низьким{0}}тиском також може призвести до постійного пошкодження окисленням. Наприклад, в одному проекті RO мембрани зазнали падіння відторгнення солі до 90% протягом лише двох тижнів через промивання водопровідною водою.

Коли вода живлення RO містить велику кількість колоїдів або органічних речовин, значення SDI значно перевищить стандарт, що призведе до швидкого збільшення різниці тиску картриджних фільтрів і частої заміни. Коли колоїди або органічні речовини витікають у систему зворотного осмосу, вони затримуються мембранними елементами переднього-ступеню, спричиняючи збільшення перепаду тиску, помітне підвищення тиску подачі та зменшення потоку пермеату.

Оскільки органічні речовини можуть забезпечувати поживні речовини для росту мікробів, органічне забруднення також може призвести до подальшого бактеріального та мікробного забруднення.

За відповідних температурних умов (20–35 градусів) і достатнього надходження поживних речовин бактерії та мікроорганізми можуть розмножуватися та рости дуже швидко, демонструючи експоненціальний ріст. Мікробне забруднення зазвичай відбувається навесні та влітку, а взимку зменшується.

У деяких проектах після інцидентів окислення оператори бояться використовувати гіпохлорит натрію і натомість передозують відновники на вході RO для контролю значень ОВП (під час тестування рівнів залишкового хлору). Хоча залишковий хлор може відповідати нормам, надмірна кількість відновників може створити анаеробні умови, які натомість сприятимуть росту анаеробних бактерій.

Для споживачів у харчовій промисловості мікробне забруднення дуже поширене. Після зараження загальна кількість бактерій і такі показники, яксиньогнійна паличкаможе перевищувати стандарти, унеможливлюючи нормальне виробництво та серйозно впливаючи на якість води та ефективність заводу.

Крім того, системи RO в харчовій промисловості часто запускаються та зупиняються. Якщо-промивання під низьким тиском не виконувати після тривалих періодів простою, концентрована органічна речовина та неорганічні солі на стороні концентрату стануть поживними речовинами для мікроорганізмів, що призведе до швидкого росту мікробів.

Щоб зменшити вплив мікробного забруднення на мембрани, також можна використовувати мембрани проти-забруднення RO, такі як серія мембран проти-забруднення YIME.

Якщо надмірна кількість PAM (поліакриламіду) дозується в систему попередньої обробки і не повністю осаджується, він може потрапити в мембранну систему. Якщо присутня система ультрафільтрації, вона спочатку забруднює систему ультрафільтрату, потім проходить, забруднюючи картриджний фільтр, і, зрештою, потрапляє в мембранну систему RO.

Цей тип забруднення дуже важко видалити за допомогою звичайних методів хімічного очищення або промивання. Навіть якщо працездатність частково відновлена, вона не може повернутися до початкового стану мембранних елементів.

Поверхні RO мембрани негативно заряджені та прагнуть адсорбувати катіони. Тому використання катіонного ПАМ не рекомендується. При застосуванні PAM слід уникати передозування, а для визначення оптимального дозування слід провести тести на банці.

Неорганічні накипи є одним із найпоширеніших явищ у мембранних системах. Зазвичай це відбувається на хвостових -елементах мембрани на другому або третьому етапі системи RO. Це пов’язано з тим, що живильна вода на цих стадіях вже була сконцентрована вище розташованими мембранними елементами. Наприклад, коли загальна швидкість відновлення становить 75%, концентрація солі може збільшитися приблизно в чотири рази. Коли концентрація певного іона перевищує добуток його розчинності, відбувається утворення накипу.

Після утворення накипу для визначення природи накипу можна використовувати різні методи, такі як візуальний огляд, аналіз якості сирої води, тести на розчинення кислоти та лугу та елементний аналіз.

Залежно від якості живильної води, можливі типи неорганічного накипу включають карбонат кальцію, сульфат кальцію, сульфат барію, фторид кальцію, кремнеземний накип тощо. Іноді може існувати декілька типів накипу одночасно.

Серед них карбонатний наліт можна ефективно очистити за допомогою соляної або лимонної кислоти. Однак для таких накипів, як сульфат кальцію, фторид кальцію та діоксид кремнію, які дуже важко видалити, більшість засобів для чищення демонструють обмежену ефективність.