Как уменьшить химическое повреждение мембран обратного осмоса в системах обратного осмоса

В предыдущей статье мы рассказали о физических повреждениях, которые могут возникнуть с мембранами обратного осмоса во время работы системы, а также о методах предотвращения таких повреждений. Правильная эксплуатация может помочь продлить срок службы мембран.

«Химическое повреждение» относится к повреждению мембранных элементов обратного осмоса в результате химического воздействия. Некоторые виды химического повреждения непосредственно разрушают опреснительный слой мембраны. Если это произойдет, это будет необратимое и необратимое повреждение, и единственным решением будет замена мембранных элементов обратного осмоса. Другие виды химического повреждения можно смягчить с помощью химической очистки, чтобы в определенной степени восстановить рабочие характеристики мембраны.

1.1

Опреснительный слой мембранных элементов обратного осмоса может быть поврежден сильными окислителями, такими как остаточный хлор и другие галогены. Когда в сырую воду добавляется чрезмерное количество гипохлорита натрия, но перед системой обратного осмоса дозируется недостаточное количество восстановителя, остаточный хлор попадает в систему обратного осмоса и вызывает окислительное повреждение мембранных элементов.

1.2

Если фильтр с активированным углем используется слишком долго, его адсорбционная способность снижается или если он работает с расходом, превышающим расчетный, остаточный хлор может пройти через него и попасть в систему обратного осмоса, вызывая окислительное повреждение мембранных элементов.

1.3

Когда УФ (ультрафильтрация) и ОО используют одну и ту же систему химической очистки и трубопроводы, если для УФ очистки используется гипохлорит натрия, а трубопроводы не промываются или не заменяются тщательно, остатки чистящего раствора могут попасть в систему ОО и вызвать окисление мембраны.

1.4

Неправильная дозировка сильных окисляющих химикатов или использование неквалифицированных химикатов (таких как средства низкого-антискаланта или не-соответствующие требованиям, не-биоциды) может привести к попаданию этих химикатов в систему обратного осмоса через дозирующие устройства и трубопроводы, вызывая окисление или загрязнение мембранных элементов.

1.5

Использование сильных окислительных химикатов при химической очистке (например, ошибочное использование гипохлорита натрия для очистки RO-мембран) может напрямую привести к списанию всего комплекта RO-мембранных элементов, что приведет к значительным экономическим потерям.

1.6

Использование воды, содержащей остаточный хлор (например, водопроводной воды), для промывки под низким-давлением также может привести к постоянному повреждению вследствие окисления. Например, в одном проекте RO-мембраны продемонстрировали снижение отторжения соли до 90% всего за две недели из-за промывки водопроводной водой.

Когда питательная вода обратного осмоса содержит большое количество коллоидов или органических веществ, значение SDI значительно превышает стандарт, что приводит к быстрому увеличению разницы давлений картриджных фильтров и частой замене. Когда коллоиды или органические вещества попадают в систему обратного осмоса, они задерживаются мембранными элементами передней-ступени, вызывая увеличение перепада давления, заметное повышение давления подачи и уменьшение потока пермеата.

Поскольку органические вещества могут обеспечивать питательные вещества для роста микробов, органическое загрязнение также может привести к последующему бактериальному и микробному загрязнению.

При подходящих температурных условиях (20–35 градусов) и достаточном снабжении питательными веществами бактерии и микроорганизмы могут размножаться и расти очень быстро, демонстрируя экспоненциальный рост. Микробное загрязнение обычно происходит весной и летом и снижается зимой.

В некоторых проектах после инцидентов с окислением операторы боятся использовать гипохлорит натрия и вместо этого передозируют восстановители на входе обратного осмоса для контроля значений ОВП (при проверке уровня остаточного хлора). Хотя остаточный хлор может соответствовать стандартам, чрезмерное количество восстановителей может создать анаэробные условия, которые вместо этого способствуют росту анаэробных бактерий.

Для клиентов пищевой промышленности микробное загрязнение является очень распространенным явлением. После заражения общее количество бактерий и такие показатели, каксинегнойная палочкаможет превышать стандарты, делая невозможным нормальное производство и серьезно влияя на качество воды и эффективность предприятия.

Кроме того, системы обратного осмоса в пищевой промышленности часто запускаются и останавливаются. Если промывка под низким-давлением не выполняется после длительных периодов простоя, концентрированные органические вещества и неорганические соли на стороне концентрата станут питательными веществами для микроорганизмов, что приведет к быстрому росту микробов.

Чтобы уменьшить воздействие микробного загрязнения на мембраны, можно также использовать противо-мембраны обратного осмоса, препятствующие обрастанию, например серию противо-мембран против обрастания YIME.

Если избыток ПАМ (полиакриламида) дозируется в систему предварительной обработки и не полностью осаждается, он может попасть в мембранную систему. Если присутствует система ультрафильтрации, она сначала загрязнит систему ультрафильтрации, затем пройдет через картриджный фильтр и, в конечном итоге, попадет в мембранную систему обратного осмоса.

Этот тип загрязнения очень трудно удалить обычными методами химической очистки или промывки. Даже если работоспособность частично восстановится, вернуться в исходное состояние мембранных элементов не получится.

Поверхности мембран обратного осмоса отрицательно заряжены и имеют тенденцию адсорбировать катионы. Поэтому использование катионного ПАМ не рекомендуется. При использовании ПАМ следует избегать передозировки и проводить баночные тесты для определения оптимальной дозировки.

Неорганические отложения – одно из наиболее распространенных явлений в мембранных системах. Обычно это происходит на хвостовых-концевых мембранных элементах второй или третьей ступени RO-системы. Это связано с тем, что питательная вода на этих ступенях уже сконцентрирована входными мембранными элементами. Например, когда общая степень извлечения составляет 75%, концентрация соли может увеличиться примерно в четыре раза. Когда концентрация определенного иона превышает произведение его растворимости, происходит образование накипи.

После образования накипи для определения природы накипи можно использовать различные методы, такие как визуальный осмотр, анализ качества сырой воды, тесты на растворение кислот и щелочей, а также элементный анализ.

В зависимости от качества питательной воды возможные типы неорганических накипи включают карбонат кальция, сульфат кальция, сульфат бария, фторид кальция, кремнеземную накипь и т. д. Иногда одновременно может существовать более одного типа накипи.

Среди них карбонатные накипи можно эффективно очистить с помощью соляной или лимонной кислоты. Однако для таких отложений, как сульфат кальция, фторид кальция и кремнезем, которые очень трудно удалить, большинство чистящих средств показывают ограниченную эффективность.