Під час роботи системи зворотного осмосу (RO) неправильні умови експлуатації можуть призвести до пошкодження мембранних елементів RO. Деякі види пошкоджень можна відновити за допомогою хімічного очищення, тоді як інші є постійними та не підлягають ремонту. У разі остаточного пошкодження єдиним рішенням є заміна пошкоджених елементів RO мембрани.
Загалом ці види пошкоджень можна класифікувати на дві категорії: фізичні пошкодження та хімічні пошкодження.
1. Що таке фізичне пошкодження?
Під фізичним пошкодженням розуміється руйнування опріснювального шару мембрани, спричинене механічними або фізичними силами. Як тільки це відбувається, це зазвичай необоротно, і пошкоджений мембранний елемент необхідно замінити.
Поширені типи фізичних пошкоджень включають наступне:
1. Подряпини, спричинені твердими частинками
1.1 Пошкодження частинками, викликане несправністю картриджного фільтра
Коли картриджний фільтр (фільтр безпеки) неправильно герметичний або коли фільтруючий елемент працює протягом тривалого часу під високим перепадом тиску та пошкоджується, тверді частинки можуть пройти через фільтр і потрапити в систему RO.
Під тиском-насоса високого тиску ці частинки можуть вдарятися об поверхню мембрани з високою швидкістю. Цей вплив може подряпати опріснювальний шар на поверхні мембранного елемента RO, що призведе до значного зниження ефективності відторгнення солі. У важких випадках мембранний елемент може прийти в повну непридатність.
рішення:
Регулярно перевіряйте стан герметичності картриджних фільтруючих елементів і уникайте їх тривалої експлуатації під надмірним перепадом тиску.
1.2 Подряпини від частинок під час хімічного очищення
Під час процесу хімічного очищення системи RO, якщо швидкість потоку очищення занадто висока, розчинені або відокремлені тверді частинки та відкладення накипу можуть циркулювати в системі та подряпати поверхню мембрани.
рішення:
На початковому етапі хімічного очищення система повинна працювати на низькій швидкості циркуляції. Після того, як забруднення поступово розчиняться, швидкість потоку можна збільшувати крок за кроком, щоб підвищити ефективність очищення та мінімізувати ризик пошкодження поверхні мембрани.
2. Гідроудар
2.1 Що таке гідроудар?
Гідроудар — це явище, спричинене раптовими змінами тиску рідини або коливаннями тиску в трубопроводі. Коли вода тече через довгий трубопровід і кран, що йде за течією, раптово закривається, вода, що тече, продовжує рухатися вперед за інерцією. Це призводить до швидкого зростання тиску всередині труби, створюючи удар, який впливає на трубопроводи та пов’язане з ними обладнання.
Інтенсивність гідроудару залежить від швидкості потоку в трубопроводі та різниці напору (різниці тиску між двома кінцями трубопроводу). Чим більше швидкість потоку і різниця тисків, тим сильніший ударний тиск. У важких випадках це може призвести до пошкодження обладнання. З цієї причини системи зазвичай оснащені пристроями для скидання тиску або буферними системами для зменшення наслідків гідроудару.
Гідроудар не обмежується водопровідними системами. Подібні явища можуть відбуватися в будь-якому потоці рідини, включаючи рідини, гази та газорідинні суміші, коли тиск у трубопроводі швидко змінюється.
У системах зворотного осмосу також може виникнути гідроудар, якщо-насос високого тиску запускається або зупиняється занадто швидко. Напір насоса високого-тиску RO зазвичай становить 1 МПа або вище. Якщо насос не обладнаний-частотним приводом (VFD) або системою плавного-запуску, раптові-запуски або зупинки можуть спричинити швидкі зміни тиску. Ці удари тиску можуть впливати на елементи RO мембрани та ущільнювальні компоненти, потенційно пошкоджуючи мембрани та спричиняючи значне зниження ефективності відторгнення солі.
рішення:
Відкриваючи або закриваючи вентилі, уникайте швидкого спрацьовування клапана. Швидкість потоку в трубопроводі не повинна змінюватися різко, щоб мінімізувати ризик гідроудару.
3. Мембранна телескопія
3.1 Формування телескопічного ефекту
Телескопічна мембрана означає структурну деформацію елемента мембрани зворотного осмосу, спричинену надмірною різницею тиску між стороною подачі та стороною концентрату. Коли перепад тиску перевищує проектну межу мембранного елемента, між листами мембрани або між листами мембрани та центральною пермеатною трубкою може статися ковзання. Це призводить до осьового зміщення шарів мембрани всередині елемента.
Коли мембрана зворотного осмосу працює протягом тривалого періоду за -міжступеневої різниці тиску, що перевищує 0,35 МПа, мембранний елемент відчуває сильний тиск у напрямку потоку (від сторони подачі до сторони концентрату). В результаті один кінець мембранного елемента може стискатися всередину, а інший кінець виступати назовні.
Загальний вигляд нагадує розширений телескоп, один кінець якого увігнутий, а інший опуклий, як показано на малюнку нижче.
За нормальних умов кінці стандартного мембранного елемента RO 8040 залишаються плоскими та структурно стабільними, як показано на малюнку нижче.
На малюнку нижче показано мембранний елемент ультра-тиску YIME розміром 8040. Як показано, обидва кінці елемента плоскі без виступів, що вказує на мембранний елемент у нормальному стані. На цьому зображенні показано вид збоку правильно виготовленого мембранного виробу.
3.2 Різниця тиску під час-запуску та вимкнення системи
Під час-запуску системи RO, якщо випускний клапан концентрату відкрити, коли насос високого{1}}тиску вже працює, тиск на стороні концентрату може впасти близько до нуля, тоді як на стороні подачі все ще підтримується відносно високий тиск. Така ситуація може створити великий миттєвий перепад тиску на мембранному елементі.
Подібним чином, перед вимкненням системи, якщо заздалегідь відкрити клапан випуску концентрату, коли насос високого{0}}напору все ще працює, може статися подібний стрибок тиску. Довготривала-експлуатація за таких умов може легко призвести до телескопічної мембрани.
рішення:
Дотримуйтеся стандартних операційних процедур під час запуску або вимкнення системи зворотного осмосу та поступово збільшуйте тиск подачі, щоб мінімізувати вплив різких перепадів тиску на мембранні елементи.
4. Зворотний тиск
Протитиск відноситься до зворотного тиску, що створюється на виході або в нижній частині системи. Зазвичай він описує тиск, що діє протилежно напрямку потоку рідини в закритому трубопроводі через перешкоди або структурні зміни в системі трубопроводів. Це також може стосуватися стану тиску на виході системи, який перевищує місцевий атмосферний тиск.
4.1 Протитиск, спричинений перехресним -потоком між системами
Коли дві або більше систем RO використовують один колектор пермеату або колектор концентрату, може виникнути перехресний{0}}потік, якщо система не обладнана зворотним клапаном або якщо зворотний клапан не ущільнюється належним чином.
Якщо в трубопроводі пермеату виникає перехресний{0}}потік, блок RO, який не працює, може відчувати зворотний тиск на стороні пермеату. У цій ситуації тиск на стороні пермеату може стати вищим, ніж на стороні концентрату. Довготривала-експлуатація за таких умов може призвести до розшарування опріснювального шару мембрани.
Якщо в трубопроводі концентрату виникає перехресний{0}}потік, непрацюючий блок RO може залишатися під тиском, що також може негативно вплинути на мембранні елементи.
рішення:
Встановіть надійні зворотні клапани на трубопроводах пермеату та концентрату, щоб запобігти зворотному потоку між системами. Регулярно перевіряйте стан герметичності зворотних клапанів, щоб забезпечити належну роботу.
4.2 Прямий осмос
У системах із високою мінералізацією живильної води, таких як системи очищення фільтрату зі звалищ, системи повторного використання розсолу або системи утилізації стічних вод, якщо установку RO вимикають без виконання промивки під низьким-тиском, вода з високою-солоністю на стороні концентрату може бути не повністю витіснена.
За таких умов не тільки органічні речовини та неорганічні солі можуть осідати на поверхні мембрани, але також може відбуватися прямий осмос.
Після зупинки, оскільки солоність на стороні пермеату відносно низька, пермеатна вода може повернутися до сторони високо-концентрату солоності через осмотичний тиск. Цей напрямок потоку протилежний нормальному напрямку виробництва пермеату системи RO. Довготривалий-прямий осмос може пошкодити структуру опріснювального шару мембрани та навіть призвести до розшарування.
рішення:
Після вимкнення системи зворотного осмосу виконайте промивання під низьким-тиском чистою водою або попередньо обробленою живильною водою, щоб замінити воду з високим-солоністю на стороні концентрату. Це допомагає запобігти засміченню мембрани та зменшує ризик прямого осмосу.
5. Висихання та розтріскування мембрани
5.1 Сифонний ефект
Якщо трубопровід концентрату або пермеату не обладнано захистом від-сифона, під час дренажу системи може виникнути сифонний ефект. Це явище може частково або повністю злити воду всередині системи RO мембрани.
Коли мембранні елементи залишаються у стані -збіднення води протягом тривалого періоду, поверхня мембрани може висохнути та потріскатися, що призведе до остаточного пошкодження опріснювального шару.
рішення:
Встановіть анти{0}}сифонні пристрої або захист-від розриву повітря в трубопроводах пермеату та концентрату, щоб запобігти сифону. Крім того, по можливості уникайте повного опорожнення мембранних елементів під час звичайного вимкнення системи.
5.2 Людська помилка або збій системи керування
Висихання мембрани також може статися через помилку оператора або несправність системи керування. Наприклад, якщо клапан випуску концентрату та клапан випуску пермеату відкрити, але не закрити вчасно, елементи мембрани можуть залишатися без води протягом тривалого періоду, що може призвести до висихання та розтріскування.
Варто зазначити, що деякі мембранні елементи зворотного осмосу постачаються з заводу в сухому стані, і в цьому випадку пошкодження від висихання не відбудеться до початкової експлуатації. Однак після того, як мембрана була зволожена та введена в експлуатацію вперше, тривале зневоднення все ще може спричинити розтріскування та пошкодження структури.
У практичній роботі системи зворотного осмосу багато несправностей мембрани спричинені не самою мембраною, а скоріше неправильною конструкцією системи або неправильними експлуатаційними процедурами.
Належним чином контролюючи перепади тиску в системі, дотримуючись стандартних процедур-пуску та вимкнення, покращуючи ефективність попередньої обробки та регулярно перевіряючи критичне обладнання, можна значно зменшити фізичні пошкодження RO мембран і продовжити термін служби мембранних елементів.
Враховуючи ці практичні експлуатаційні проблеми, YIME інтегрує інтелектуальні системи керування при розробці системних рішень RO, щоб зменшити ризик операційних помилок. Крім того, коли клієнти купують мембранні продукти YIME RO, наша команда також надає професійні технічні рекомендації, щоб допомогти забезпечити належне встановлення та роботу.
