Мембрани зворотного осмосу (RO) широко використовуються при очищенні води. Застосовуючи зовнішній тиск на концентровану сторону живильної води для подолання осмотичного тиску, вони дозволяють розчиннику проходити через розведену сторону, досягаючи розділення розчинника та розчиненого речовини. Під час роботи RO поляризація концентрації та забруднення мембрани неминучі, причому забруднення є основним фактором, що обмежує продуктивність мембрани та термін служби.
Оскільки мембрани RO обробляють живильну воду, вони піддаються різноманітним забрудненням. З часом це неминуче призводить до засмічення та забруднення, що спричиняє зниження потоку води, зменшення очисної здатності, зниження швидкості відторгнення солі та відновлення та скорочення терміну експлуатації мембрани.
Типи забруднення
Забруднення мембрани RO, як правило, можна класифікувати на фізичне забруднення, хімічне забруднення та біологічне забруднення.
Фізичне забруднення:
Спричинені суспендованими твердими речовинами та колоїдними частинками (наприклад, кремнезем) у відкладенні живильної води на поверхні мембрани та блокуючих мембранних пор.
Хімічне забруднення:
Спричинені неорганічними та органічними сполуками, що адсорбують на пори або всередині них.
- Неорганічне забруднення: в основному з металів та оксидів металів, або мало розчинних солей, таких як солі кальцію, солі барію та солі магнію.
- Органічне забруднення: викликано гуміновими кислотами, білками, вуглеводами та іншими органічними речовинами, що утворюють плівку на поверхні мембрани.
Біологічне забруднення
Спричинений ростом та відтворенням мікроорганізмів, таких як гриби, форми та водорості. Мікроорганізми можуть осідати на поверхні мембрани, вивільняти органічну речовину, утворюючи гель -шар, і виділяти речовини, що сприяють кристалізації неорганічних сполук та адгезії органічної речовини. Це часто прискорює виникнення комбінованого органічного - неорганічного забруднення.
Причини забруднення
Формування забруднення тісно пов'язане з умовами якості та експлуатації живильної води, і в основному впливає:
- Іонна концентрація, рН та температура живильної води
- Осадження забруднень: Оскільки більшість живильних вод пронизується через мембрану до води, що залишився, концентрований потік полегшує адсорбцію та осадження забруднень на поверхню мембрани.
- Поляризація концентрації: Під час роботи концентрація розчиненого речовини біля поверхні мембрани збільшується, створюючи градієнт концентрації та прикордонний шар. Коли локальні концентрації перевищують межі розчинності, відбувається осадження, блокуючи проходження води та зменшення потоку.
Якщо забруднення не розглянуто на ранніх стадіях, це може призвести до значного та часто незворотного погіршення продуктивності мембрани.
Характеристики прогресування та розповсюдження
Процес забруднення, як правило, дотримується цієї послідовності:
- Органічні речовини спочатку на поверхні мембрани.
- Коли живильна вода стає більш концентрованою, неорганічні сполуки осаджуються поверх органічного шару, утворюючи органічно -неорганічне композитне забруднення.
- Біологічне забруднення може розвиватися далі, посилюючи закупорку.
Розподіл забруднення часто демонструє чіткі закономірності:
- Елементи свинцю (впускний розділ): Більше схильне до органічного забруднення, забруднення оксиду металу та колоїдного забруднення.
- Хвостові елементи (розділ розетки): Частіше відчувати масштабування та відкладення кремнезему.
Крім того, дизайн, матеріали та виробничий процес мембранних елементів можуть впливати на те, як розвивається забруднення.
