Κατά τη λειτουργία ενός συστήματος αντίστροφης όσμωσης (RO), οι ακατάλληλες συνθήκες λειτουργίας μπορεί να προκαλέσουν βλάβη στα στοιχεία της μεμβράνης RO. Ορισμένοι τύποι βλαβών μπορούν να αποκατασταθούν μέσω χημικού καθαρισμού, ενώ άλλοι είναι μόνιμοι και δεν μπορούν να επισκευαστούν. Μόλις συμβεί μόνιμη βλάβη, η μόνη λύση είναι η αντικατάσταση των κατεστραμμένων στοιχείων μεμβράνης RO.
Γενικά, αυτοί οι τύποι ζημιών μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο κατηγορίες: φυσική και χημική βλάβη.
1. Τι είναι η φυσική βλάβη;
Η φυσική βλάβη αναφέρεται στην καταστροφή του στρώματος αφαλάτωσης της μεμβράνης που προκαλείται από μηχανικές ή φυσικές δυνάμεις. Μόλις εμφανιστεί, είναι συνήθως μη αναστρέψιμο και το κατεστραμμένο στοιχείο μεμβράνης πρέπει να αντικατασταθεί.
Οι συνήθεις τύποι σωματικής βλάβης περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:
1. Γρατσουνιές που προκαλούνται από στερεά σωματίδια
1.1 Βλάβη σωματιδίων που προκαλείται από αστοχία φίλτρου φυσιγγίου
Όταν το φίλτρο φυσιγγίου (φίλτρο ασφαλείας) δεν είναι σωστά σφραγισμένο ή όταν το στοιχείο φίλτρου λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα υπό υψηλή διαφορική πίεση και καταστραφεί, στερεά σωματίδια ενδέχεται να περάσουν μέσα από το φίλτρο και να εισέλθουν στο σύστημα RO.
Αφού πιεστούν από την αντλία υψηλής-πίεσης, αυτά τα σωματίδια ενδέχεται να χτυπήσουν την επιφάνεια της μεμβράνης με υψηλή ταχύτητα. Αυτή η πρόσκρουση μπορεί να χαράξει το στρώμα αφαλάτωσης στην επιφάνεια του στοιχείου μεμβράνης RO, με αποτέλεσμα σημαντική μείωση της απόδοσης απόρριψης αλατιού. Σε σοβαρές περιπτώσεις, το στοιχείο μεμβράνης μπορεί να καταστεί εντελώς άχρηστο.
Διάλυμα:
Ελέγχετε τακτικά την κατάσταση στεγανοποίησης των στοιχείων του φίλτρου φυσιγγίου και αποφύγετε τη λειτουργία τους για μεγάλες περιόδους υπό υπερβολική διαφορική πίεση.
1.2 Γρατσουνιές σωματιδίων κατά τον χημικό καθαρισμό
Κατά τη διαδικασία χημικού καθαρισμού ενός συστήματος RO, εάν ο ρυθμός ροής καθαρισμού είναι πολύ υψηλός, διαλυμένα ή αποκολλημένα στερεά σωματίδια και εναποθέσεις αλάτων μπορεί να κυκλοφορήσουν μέσα στο σύστημα και να χαράξουν την επιφάνεια της μεμβράνης.
Διάλυμα:
Στο αρχικό στάδιο του χημικού καθαρισμού, το σύστημα θα πρέπει να λειτουργεί με χαμηλή ροή κυκλοφορίας. Αφού διαλυθούν σταδιακά οι ρύποι, ο ρυθμός ροής μπορεί στη συνέχεια να αυξηθεί βήμα προς βήμα για να βελτιωθεί η αποτελεσματικότητα καθαρισμού, ενώ ελαχιστοποιείται ο κίνδυνος ζημιάς στην επιφάνεια της μεμβράνης.
2. Σφυρί νερού
2.1 Τι είναι το Water Hammer;
Το σφυρί νερού είναι ένα φαινόμενο που προκαλείται από ξαφνικές αλλαγές στην πίεση του υγρού ή διακυμάνσεις της πίεσης μέσα σε έναν αγωγό. Όταν το νερό ρέει μέσα από έναν μακρύ αγωγό και μια βαλβίδα κατάντη κλείνει ξαφνικά, το νερό που ρέει συνεχίζει να κινείται προς τα εμπρός λόγω αδράνειας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια ταχεία αύξηση της πίεσης στο εσωτερικό του σωλήνα, δημιουργώντας ένα σοκ που επηρεάζει τους αγωγούς και τον σχετικό εξοπλισμό.
Η ένταση του σφυριού νερού σχετίζεται με τον ρυθμό ροής στον αγωγό και τη διαφορά κεφαλής (διαφορά πίεσης μεταξύ των δύο άκρων του αγωγού). Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα ροής και η διαφορά πίεσης, τόσο ισχυρότερη είναι η πίεση κρούσης. Σε σοβαρές περιπτώσεις, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη του εξοπλισμού. Για το λόγο αυτό, τα συστήματα είναι συνήθως εξοπλισμένα με συσκευές εκτόνωσης πίεσης ή συστήματα προσωρινής αποθήκευσης για τη μείωση των επιπτώσεων της σφύρας νερού.
Το σφυρί νερού δεν περιορίζεται στα συστήματα νερού. Παρόμοια φαινόμενα μπορεί να συμβούν σε οποιαδήποτε ροή ρευστού, συμπεριλαμβανομένων υγρών, αερίων και μιγμάτων αερίου-υγρού, όταν η πίεση αλλάζει γρήγορα μέσα σε έναν αγωγό.
Στα συστήματα RO, μπορεί επίσης να προκύψει σφύρα νερού εάν η αντλία-υψηλής πίεσης ξεκινήσει ή σταματήσει πολύ γρήγορα. Η κεφαλή μιας αντλίας υψηλής-πίεσης RO είναι συνήθως 1 MPa ή μεγαλύτερη. Εάν η αντλία δεν είναι εξοπλισμένη με σύστημα μεταβλητής-μεταβλητής συχνότητας (VFD) ή ήπιας-εκκίνησης, οι ξαφνικές εκκινήσεις-ή διακοπή λειτουργίας μπορεί να προκαλέσουν γρήγορες αλλαγές πίεσης. Αυτά τα χτυπήματα πίεσης μπορεί να επηρεάσουν τα στοιχεία της μεμβράνης RO και τα εξαρτήματα σφράγισης, προκαλώντας δυνητικά ζημιά στις μεμβράνες και προκαλώντας σημαντική μείωση στην απόδοση απόρριψης αλάτων.
Διάλυμα:
Όταν ανοίγετε ή κλείνετε βαλβίδες, αποφύγετε τη γρήγορη λειτουργία της βαλβίδας. Η ταχύτητα ροής στον αγωγό δεν πρέπει να αλλάζει απότομα, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος νεροκύλισης.
3. Τηλεσκοπική μεμβράνη
3.1 Σχηματισμός του τηλεσκοπικού φαινομένου
Η τηλεσκόπηση μεμβράνης αναφέρεται σε μια δομική παραμόρφωση ενός στοιχείου μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης που προκαλείται από υπερβολική διαφορά πίεσης μεταξύ της πλευράς τροφοδοσίας και της πλευράς συμπυκνώματος. Όταν η διαφορική πίεση υπερβαίνει το όριο σχεδιασμού του στοιχείου μεμβράνης, μπορεί να συμβεί ολίσθηση μεταξύ των φύλλων μεμβράνης ή μεταξύ των φύλλων μεμβράνης και του κεντρικού σωλήνα διήθησης. Αυτό οδηγεί σε αξονική μετατόπιση των στρωμάτων μεμβράνης μέσα στο στοιχείο.
Όταν μια μεμβράνη RO λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα υπό-διαφορές πίεσης μεταξύ των σταδίων που υπερβαίνουν τα 0,35 MPa, το στοιχείο μεμβράνης δέχεται ισχυρή πίεση κατά μήκος της κατεύθυνσης ροής (από την πλευρά τροφοδοσίας προς την πλευρά του συμπυκνώματος). Ως αποτέλεσμα, το ένα άκρο του στοιχείου μεμβράνης μπορεί να συμπιεστεί προς τα μέσα ενώ το άλλο άκρο προεξέχει προς τα έξω.
Η συνολική εμφάνιση μοιάζει με εκτεταμένο τηλεσκόπιο, με το ένα άκρο κοίλο και το άλλο κυρτό, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Υπό κανονικές συνθήκες, τα άκρα ενός τυπικού στοιχείου μεμβράνης 8040 RO παραμένουν επίπεδα και δομικά σταθερά, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει ένα στοιχείο μεμβράνης YIME εξαιρετικά-χαμηλής πίεσης στο μέγεθος 8040. Όπως φαίνεται, και τα δύο άκρα του στοιχείου είναι επίπεδα χωρίς προεξοχές, γεγονός που υποδεικνύει ένα στοιχείο μεμβράνης σε κανονική κατάσταση. Αυτή η εικόνα δείχνει την πλάγια όψη ενός σωστά κατασκευασμένου προϊόντος μεμβράνης.
3.2 Διαφορά πίεσης κατά την εκκίνηση-και τον τερματισμό λειτουργίας του συστήματος
Κατά την έναρξη-ενός συστήματος RO, εάν η βαλβίδα εκκένωσης συμπυκνώματος είναι ανοιχτή ενώ η αντλία υψηλής-πίεσης λειτουργεί ήδη, η πίεση στην πλευρά του συμπυκνώματος μπορεί να πέσει κοντά στο μηδέν ενώ η πλευρά τροφοδοσίας εξακολουθεί να διατηρεί σχετικά υψηλή πίεση. Αυτή η κατάσταση μπορεί να δημιουργήσει μια μεγάλη στιγμιαία διαφορά πίεσης στο στοιχείο της μεμβράνης.
Ομοίως, πριν από την απενεργοποίηση του συστήματος, εάν η βαλβίδα εκκένωσης συμπυκνώματος ανοίξει εκ των προτέρων ενώ η αντλία υψηλής-πίεσης εξακολουθεί να λειτουργεί, μπορεί να προκληθεί παρόμοιο σοκ πίεσης. Η μακροχρόνια-λειτουργία κάτω από τέτοιες συνθήκες μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε τηλεσκόπηση μεμβράνης.
Διάλυμα:
Ακολουθήστε τις τυπικές διαδικασίες λειτουργίας κατά την εκκίνηση ή τον τερματισμό λειτουργίας του συστήματος RO και αυξήστε την πίεση τροφοδοσίας σταδιακά για να ελαχιστοποιήσετε την επίδραση απότομων διαφορών πίεσης στα στοιχεία της μεμβράνης.
4. Πίεση πίσω
Η αντίστροφη πίεση αναφέρεται στην αντίστροφη πίεση που δημιουργείται στην έξοδο ή στο κατάντη τμήμα ενός συστήματος. Συνήθως περιγράφει μια πίεση που δρα αντίθετη από την κατεύθυνση της ροής του ρευστού σε έναν κλειστό αγωγό λόγω εμποδίων ή δομικών αλλαγών στο σύστημα σωληνώσεων. Μπορεί επίσης να αναφέρεται σε μια κατάσταση πίεσης στην έξοδο του συστήματος που είναι υψηλότερη από την τοπική ατμοσφαιρική πίεση.
4.1 Πίεση προς τα πίσω που προκαλείται από διασταυρούμενη-ροή μεταξύ συστημάτων
Όταν δύο ή περισσότερα συστήματα RO μοιράζονται την ίδια κεφαλή διείσδυσης ή κεφαλίδα συμπυκνώματος, μπορεί να προκύψει διασταυρούμενη-ροή εάν ένα σύστημα δεν είναι εξοπλισμένο με βαλβίδα αντεπιστροφής ή εάν η βαλβίδα αντεπιστροφής δεν σφραγίζει σωστά.
Εάν παρουσιαστεί διασταυρούμενη-ροή στον αγωγό διήθησης, η μονάδα RO που δεν λειτουργεί μπορεί να αντιμετωπίσει αντίθλιψη στην πλευρά του διηθήματος. Σε αυτήν την περίπτωση, η πίεση στην πλευρά του διαποτίσματος μπορεί να γίνει μεγαλύτερη από αυτή στην πλευρά του συμπυκνώματος. Η μακροχρόνια-λειτουργία υπό τέτοιες συνθήκες μπορεί να προκαλέσει αποκόλληση του στρώματος αφαλάτωσης της μεμβράνης.
Εάν παρουσιαστεί διασταυρούμενη-ροή στον αγωγό συμπυκνώματος, η μονάδα RO που δεν λειτουργεί μπορεί να παραμείνει σε κατάσταση υπό πίεση, γεγονός που μπορεί επίσης να επηρεάσει αρνητικά τα στοιχεία της μεμβράνης.
Διάλυμα:
Εγκαταστήστε αξιόπιστες βαλβίδες ελέγχου σε αγωγούς διείσδυσης και συμπυκνώματος για να αποτρέψετε την αντίστροφη ροή μεταξύ των συστημάτων. Επιθεωρείτε τακτικά την κατάσταση στεγανοποίησης των βαλβίδων αντεπιστροφής για να διασφαλίζετε τη σωστή λειτουργία.
4.2 Εμπρόσθια όσμωση
Σε συστήματα με υψηλή αλατότητα νερού τροφοδοσίας, όπως συστήματα επεξεργασίας στραγγισμάτων υγειονομικής ταφής, συστήματα επαναχρησιμοποίησης άλμης ή συστήματα ανάκτησης λυμάτων, εάν η μονάδα RO απενεργοποιηθεί χωρίς να πραγματοποιηθεί έκπλυση χαμηλής-πίεσης, το νερό υψηλής-αλατότητας στην πλευρά του συμπυκνώματος ενδέχεται να μην μετατοπιστεί πλήρως.
Κάτω από αυτές τις συνθήκες, όχι μόνο μπορεί να εναποτεθεί οργανική ύλη και ανόργανα άλατα στην επιφάνεια της μεμβράνης, αλλά μπορεί επίσης να συμβεί μπροστινή όσμωση.
Μετά την απενεργοποίηση, επειδή η αλατότητα στην πλευρά του διηθήματος είναι σχετικά χαμηλή, το νερό διείσδυσης μπορεί να μετακινηθεί πίσω προς την πλευρά του συμπυκνώματος υψηλής-αλατότητας λόγω της οσμωτικής πίεσης. Αυτή η κατεύθυνση ροής είναι αντίθετη από την κανονική κατεύθυνση παραγωγής διηθήματος ενός συστήματος RO. Η μακροχρόνια-μπροστινή όσμωση μπορεί να βλάψει τη δομή του στρώματος αφαλάτωσης μεμβράνης και μπορεί ακόμη και να οδηγήσει σε αποκόλληση.
Διάλυμα:
Μετά την απενεργοποίηση του συστήματος RO, εκτελέστε μια έκπλυση χαμηλής-πίεσης με καθαρό νερό ή προεπεξεργασμένο νερό τροφοδοσίας για να αντικαταστήσετε το νερό υψηλής-αλατότητας στην πλευρά του συμπυκνώματος. Αυτό βοηθά στην αποφυγή ρύπανσης της μεμβράνης και μειώνει τον κίνδυνο μπροστινής όσμωσης.
5. Ξήρανση και ρωγμές μεμβράνης
5.1 Εφέ Siphon
Εάν ο αγωγός συμπυκνώματος ή ο αγωγός διείσδυσης δεν είναι εξοπλισμένος με αντι-σιφωνική προστασία, ενδέχεται να προκύψει φαινόμενο σιφόνι κατά την αποστράγγιση του συστήματος. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να αποστραγγίσει μερικώς ή πλήρως το νερό μέσα στο σύστημα μεμβράνης RO.
Όταν τα στοιχεία της μεμβράνης παραμένουν σε κατάσταση έλλειψης νερού- για μεγάλο χρονικό διάστημα, η επιφάνεια της μεμβράνης μπορεί να στεγνώσει και να ραγίσει, με αποτέλεσμα μόνιμη βλάβη στο στρώμα αφαλάτωσης.
Διάλυμα:
Εγκαταστήστε αντι-συσκευές σιφονιού ή προστασία από διάρρηξη αέρα- στους αγωγούς διείσδυσης και συμπυκνώματος για να αποτρέψετε το σιφόνι. Επιπλέον, αποφύγετε την πλήρη αποστράγγιση των στοιχείων της μεμβράνης κατά τη διάρκεια της τακτικής διακοπής λειτουργίας του συστήματος όποτε είναι δυνατόν.
5.2 Ανθρώπινο σφάλμα ή Βλάβη συστήματος ελέγχου
Το στέγνωμα της μεμβράνης μπορεί επίσης να συμβεί λόγω σφάλματος χειριστή ή δυσλειτουργίας του συστήματος ελέγχου. Για παράδειγμα, εάν η βαλβίδα εκκένωσης συμπυκνώματος και η βαλβίδα εκκένωσης διηθήματος ανοίξουν αλλά δεν κλείσουν εγκαίρως, τα στοιχεία της μεμβράνης μπορεί να παραμείνουν χωρίς νερό για παρατεταμένη περίοδο, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε ξήρανση και ρωγμές.
Αξίζει να σημειωθεί ότι ορισμένα στοιχεία μεμβράνης RO παρέχονται σε στεγνή κατάσταση από το εργοστάσιο και σε αυτήν την περίπτωση δεν θα προκύψουν ζημιές κατά το στέγνωμα πριν από την αρχική λειτουργία. Ωστόσο, μετά την ενυδάτωση και τη λειτουργία της μεμβράνης για πρώτη φορά, η παρατεταμένη αφυδάτωση μπορεί να προκαλέσει ρωγμές και δομικές βλάβες.
Στην πρακτική λειτουργία του συστήματος RO, πολλές αστοχίες μεμβράνης δεν προκαλούνται από το ίδιο το προϊόν μεμβράνης, αλλά μάλλον από ακατάλληλο σχεδιασμό του συστήματος ή εσφαλμένες διαδικασίες λειτουργίας.
Με τον κατάλληλο έλεγχο των διαφορών πίεσης του συστήματος, ακολουθώντας τις τυπικές διαδικασίες εκκίνησης-και τερματισμού λειτουργίας, τη βελτίωση της απόδοσης προεπεξεργασίας και την τακτική επιθεώρηση κρίσιμου εξοπλισμού, είναι δυνατό να μειωθεί σημαντικά η φυσική ζημιά στις μεμβράνες RO και να παραταθεί η διάρκεια ζωής των στοιχείων μεμβράνης.
Λαμβάνοντας υπόψη αυτές τις πρακτικές λειτουργικές προκλήσεις, το YIME ενσωματώνει έξυπνα συστήματα ελέγχου κατά το σχεδιασμό λύσεων συστημάτων RO για τη μείωση του κινδύνου λειτουργικών σφαλμάτων. Επιπλέον, όταν οι πελάτες αγοράζουν προϊόντα μεμβράνης YIME RO, η ομάδα μας παρέχει επίσης επαγγελματική τεχνική καθοδήγηση για τη διασφάλιση της σωστής εγκατάστασης και λειτουργίας.
