Πώς να μειώσετε τη χημική βλάβη στις μεμβράνες RO σε συστήματα RO

Στο προηγούμενο άρθρο, παρουσιάσαμε τη φυσική βλάβη που μπορεί να προκληθεί στις μεμβράνες RO κατά τη λειτουργία του συστήματος, καθώς και μεθόδους για την αποφυγή τέτοιων ζημιών. Η σωστή λειτουργία μπορεί να βοηθήσει στην παράταση της διάρκειας ζωής των μεμβρανών.

Ο όρος "χημική βλάβη" αναφέρεται στη ζημιά που προκαλείται σε στοιχεία μεμβράνης RO μέσω χημικών ενεργειών. Ορισμένοι τύποι χημικής βλάβης θα καταστρέψουν άμεσα το στρώμα αφαλάτωσης της μεμβράνης. Μόλις εμφανιστεί, είναι μη αναστρέψιμη και μόνιμη βλάβη και η μόνη λύση είναι η αντικατάσταση των στοιχείων μεμβράνης RO. Άλλοι τύποι χημικής βλάβης μπορούν να μετριαστούν μέσω χημικού καθαρισμού για την αποκατάσταση της απόδοσης της μεμβράνης σε κάποιο βαθμό.

1.1

Το στρώμα αφαλάτωσης των στοιχείων μεμβράνης RO μπορεί να καταστραφεί από ισχυρές οξειδωτικές ουσίες όπως το υπολειμματικό χλώριο και άλλα αλογόνα. Όταν προστίθεται υπερβολικό υποχλωριώδες νάτριο στο ακατέργαστο νερό, αλλά δεν χορηγείται επαρκής αναγωγικός παράγοντας πριν από το σύστημα RO, το υπολειμματικό χλώριο εισέρχεται στο σύστημα RO και προκαλεί οξειδωτική βλάβη στα στοιχεία της μεμβράνης.

1.2

Εάν το φίλτρο ενεργού άνθρακα χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, η ικανότητα προσρόφησής του μειώνεται ή εάν λειτουργεί πέρα ​​από τον προβλεπόμενο ρυθμό ροής, το υπολειμματικό χλώριο μπορεί να περάσει και να εισέλθει στο σύστημα RO, προκαλώντας βλάβη από οξείδωση στα στοιχεία της μεμβράνης.

1.3

Όταν το UF (υπερδιήθηση) και το RO μοιράζονται το ίδιο σύστημα χημικού καθαρισμού και αγωγούς, εάν χρησιμοποιείται υποχλωριώδες νάτριο για καθαρισμό UF και οι σωληνώσεις δεν έχουν ξεπλυθεί ή αντικατασταθεί καλά, το υπολειμματικό διάλυμα καθαρισμού μπορεί να εισέλθει στο σύστημα RO και να προκαλέσει οξείδωση της μεμβράνης.

1.4

Η εσφαλμένη δοσολογία ισχυρών οξειδωτικών χημικών ουσιών ή η χρήση ακατάλληλων χημικών ουσιών (όπως-ανταλειφωτικά χαμηλής ποιότητας ή μη{1}}μη συμμορφούμενα-οξειδωτικά βιοκτόνα) μπορεί να οδηγήσει στην είσοδο αυτών των χημικών ουσιών στο σύστημα RO μέσω συσκευών δοσομέτρησης και σωληνώσεων, προκαλώντας οξείδωση ή μόλυνση των στοιχείων με μεμβράνη.

1.5

Η χρήση ισχυρών οξειδωτικών χημικών ουσιών κατά τον χημικό καθαρισμό (για παράδειγμα, η λανθασμένη χρήση υποχλωριώδους νατρίου για τον καθαρισμό μεμβρανών RO) μπορεί να οδηγήσει άμεσα σε διάλυση ολόκληρου του συνόλου των στοιχείων μεμβράνης RO, προκαλώντας σημαντικές οικονομικές απώλειες.

1.6

Η χρήση νερού που περιέχει υπολειμματικό χλώριο (όπως το νερό της βρύσης) για έκπλυση χαμηλής-πίεσης μπορεί επίσης να προκαλέσει συνεχή βλάβη από την οξείδωση. Για παράδειγμα, σε ένα έργο, οι μεμβράνες RO παρουσίασαν πτώση της απόρριψης αλατιού στο 90% μέσα σε μόλις δύο εβδομάδες λόγω έκπλυσης με νερό βρύσης.

Όταν το νερό τροφοδοσίας RO περιέχει μεγάλη ποσότητα κολλοειδών ή οργανικής ύλης, η τιμή SDI θα υπερβεί σημαντικά το πρότυπο, με αποτέλεσμα ταχεία αύξηση της διαφοράς πίεσης των φίλτρων φυσιγγίων και συχνή αντικατάσταση. Όταν κολλοειδή ή οργανική ύλη διαρρέουν στο σύστημα RO, θα συγκρατούνται από τα στοιχεία της μπροστινής μεμβράνης-στο στάδιο, προκαλώντας αύξηση της διαφορικής πίεσης, αισθητή αύξηση της πίεσης τροφοδοσίας και μείωση της ροής του διηθήματος.

Επειδή η οργανική ύλη μπορεί να παρέχει θρεπτικά συστατικά για την ανάπτυξη μικροβίων, η οργανική ρύπανση μπορεί επίσης να οδηγήσει σε επακόλουθη βακτηριακή και μικροβιακή μόλυνση.

Κάτω από κατάλληλες συνθήκες θερμοκρασίας (20–35 βαθμούς ) και επαρκή παροχή θρεπτικών ουσιών, τα βακτήρια και οι μικροοργανισμοί μπορούν να αναπαραχθούν και να αναπτυχθούν πολύ γρήγορα, παρουσιάζοντας εκθετική ανάπτυξη. Η μικροβιακή μόλυνση εμφανίζεται συνήθως την άνοιξη και το καλοκαίρι και μετριάζεται το χειμώνα.

Σε ορισμένα έργα, μετά από περιστατικά οξείδωσης, οι χειριστές φοβούνται να χρησιμοποιήσουν υποχλωριώδες νάτριο και αντ' αυτού κάνουν υπερβολική δόση μείωσης των παραγόντων στην είσοδο RO για τον έλεγχο των τιμών ORP (κατά τη δοκιμή των υπολειμματικών επιπέδων χλωρίου). Αν και το υπολειμματικό χλώριο μπορεί να πληροί τα πρότυπα, οι υπερβολικοί αναγωγικοί παράγοντες μπορούν να δημιουργήσουν αναερόβιες συνθήκες, οι οποίες αντ' αυτού προωθούν την ανάπτυξη αναερόβιων βακτηρίων.

Για τους πελάτες στη βιομηχανία τροφίμων, η μικροβιακή μόλυνση είναι πολύ συνηθισμένη. Μόλις εμφανιστεί μόλυνση, ο συνολικός αριθμός βακτηρίων και δείκτες όπως π.χPseudomonas aeruginosaμπορεί να υπερβαίνει τα πρότυπα, καθιστώντας αδύνατη την κανονική παραγωγή και επηρεάζοντας σοβαρά την ποιότητα του νερού και την αποδοτικότητα των εγκαταστάσεων.

Επιπλέον, τα συστήματα RO στη βιομηχανία τροφίμων συχνά ξεκινούν και σταματούν. Εάν δεν πραγματοποιηθεί έκπλυση χαμηλής-πίεσης μετά από μεγάλες περιόδους διακοπής λειτουργίας, η συμπυκνωμένη οργανική ύλη και τα ανόργανα άλατα στην πλευρά του συμπυκνώματος θα γίνουν θρεπτικά συστατικά για μικροοργανισμούς, οδηγώντας σε ταχεία ανάπτυξη μικροβίων.

Για να μειωθεί ο αντίκτυπος της μικροβιακής μόλυνσης στις μεμβράνες, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν μεμβράνες RO κατά του ρύπανσης, όπως η σειρά μεμβρανών κατά της ρύπανσης YIME.

Εάν χορηγηθεί υπερβολική δόση PAM (πολυακρυλαμίδιο) στο σύστημα προεπεξεργασίας και δεν κατακρημνιστεί πλήρως, μπορεί να εισέλθει στο σύστημα μεμβράνης. Εάν υπάρχει σύστημα υπερδιήθησης, πρώτα θα ρυπάνει το σύστημα UF, στη συνέχεια θα περάσει για να ρυπάνει το φίλτρο του φυσιγγίου και τελικά θα εισέλθει στο σύστημα μεμβράνης RO.

Αυτός ο τύπος ρύπανσης είναι πολύ δύσκολο να αφαιρεθεί μέσω συμβατικών μεθόδων χημικού καθαρισμού ή έκπλυσης. Ακόμη και αν αποκατασταθεί μερικώς η απόδοση, δεν μπορεί να επιστρέψει στην αρχική κατάσταση των στοιχείων της μεμβράνης.

Οι επιφάνειες μεμβράνης RO είναι αρνητικά φορτισμένες και τείνουν να προσροφούν κατιόντα. Επομένως, η χρήση κατιονικού PAM δεν συνιστάται. Όταν χρησιμοποιείτε PAM, η υπερδοσολογία πρέπει να αποφεύγεται και θα πρέπει να διεξάγονται δοκιμές βάζων για τον προσδιορισμό της βέλτιστης δόσης.

Η ανόργανη απολέπιση είναι ένα από τα πιο κοινά φαινόμενα στα συστήματα μεμβρανών. Εμφανίζεται συνήθως στα στοιχεία της ουράς-της μεμβράνης στο δεύτερο ή τρίτο στάδιο του συστήματος RO. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το νερό τροφοδοσίας σε αυτά τα στάδια έχει ήδη συγκεντρωθεί από τα ανάντη στοιχεία της μεμβράνης. Για παράδειγμα, όταν ο συνολικός ρυθμός ανάκτησης είναι 75%, η συγκέντρωση αλατιού μπορεί να αυξηθεί κατά περίπου τέσσερις φορές. Όταν η συγκέντρωση ενός συγκεκριμένου ιόντος υπερβαίνει το προϊόν διαλυτότητάς του, θα προκύψει απολέπιση.

Αφού συμβεί κλιμάκωση, διάφορες μέθοδοι όπως οπτική επιθεώρηση, ανάλυση ποιότητας ακατέργαστου νερού, δοκιμές διάλυσης οξέος και αλκαλίου και στοιχειακή ανάλυση μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της φύσης της κλίμακας.

Ανάλογα με την ποιότητα του νερού τροφοδοσίας, οι πιθανοί τύποι ανόργανων αλάτων περιλαμβάνουν ανθρακικό ασβέστιο, θειικό ασβέστιο, θειικό βάριο, φθοριούχο ασβέστιο, άλατα πυριτίου κ.λπ. Μερικές φορές, μπορεί να υπάρχουν περισσότεροι από ένας τύποι αλάτων ταυτόχρονα.

Μεταξύ αυτών, τα ανθρακικά λέπια μπορούν να καθαριστούν αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας υδροχλωρικό οξύ ή κιτρικό οξύ. Ωστόσο, για λέπια όπως το θειικό ασβέστιο, το φθοριούχο ασβέστιο και το πυρίτιο, που είναι πολύ δύσκολο να αφαιρεθούν, τα περισσότερα καθαριστικά παρουσιάζουν περιορισμένη αποτελεσματικότητα.