Během provozu systému reverzní osmózy (RO) mohou nevhodné provozní podmínky způsobit poškození membránových prvků RO. Některé typy poškození lze obnovit chemickým čištěním, zatímco jiné jsou trvalé a nelze je opravit. Jakmile dojde k trvalému poškození, jediným řešením je vyměnit poškozené prvky RO membrány.
Obecně lze tyto typy poškození rozdělit do dvou kategorií: fyzické poškození a chemické poškození.
1. Co je fyzické poškození?
Fyzické poškození znamená zničení odsolovací vrstvy membrány způsobené mechanickými nebo fyzikálními silami. Jakmile k ní dojde, je obvykle nevratná a poškozený membránový prvek musí být vyměněn.
Mezi běžné typy fyzického poškození patří:
1. Škrábance způsobené pevnými částicemi
1.1 Poškození částicemi způsobené poruchou kazetového filtru
Když není patronový filtr (bezpečnostní filtr) správně utěsněn nebo když filtrační vložka pracuje dlouhou dobu pod vysokým rozdílovým tlakem a poškodí se, mohou pevné částice procházet filtrem a dostat se do RO systému.
Po natlakování vysokotlakým-čerpadlem mohou tyto částice narazit na povrch membrány vysokou rychlostí. Tento náraz může poškrábat odsolovací vrstvu na povrchu membránového prvku RO, což má za následek významný pokles účinnosti odstraňování soli. V závažných případech se membránový prvek může stát zcela nepoužitelným.
Řešení:
Pravidelně kontrolujte stav těsnění vložkových filtračních vložek a vyhněte se jejich dlouhodobému provozu pod nadměrným diferenčním tlakem.
1.2 Škrábance částicemi během chemického čištění
Pokud je během procesu chemického čištění systému RO příliš vysoký průtok čištění, mohou v systému cirkulovat rozpuštěné nebo oddělené pevné částice a usazeniny vodního kamene a poškrábat povrch membrány.
Řešení:
V počáteční fázi chemického čištění by měl být systém provozován při nízké rychlosti cirkulačního průtoku. Poté, co se kontaminanty postupně rozpustí, může být průtok postupně zvyšován, aby se zlepšila účinnost čištění a zároveň se minimalizovalo riziko poškození povrchu membrány.
2. Vodní kladivo
2.1 Co je vodní kladivo?
Vodní ráz je jev způsobený náhlými změnami tlaku kapaliny nebo kolísáním tlaku v potrubí. Když voda protéká dlouhým potrubím a následný ventil je náhle uzavřen, proudící voda pokračuje v pohybu vpřed díky setrvačnosti. To má za následek rychlé zvýšení tlaku uvnitř potrubí, což vytváří ráz, který zasáhne potrubí a související zařízení.
Intenzita vodního rázu souvisí s průtokem v potrubí a tlakovým rozdílem (rozdíl tlaků mezi dvěma konci potrubí). Čím větší je průtok a tlakový rozdíl, tím silnější je nárazový tlak. V závažných případech to může vést k poškození zařízení. Z tohoto důvodu jsou systémy obvykle vybaveny zařízeními pro odlehčení tlaku nebo vyrovnávacími systémy pro snížení účinků vodního rázu.
Vodní ráz se neomezuje pouze na vodní systémy. Podobné jevy se mohou vyskytnout v jakémkoli proudu tekutiny, včetně kapalin, plynů a směsí plyn-kapalina, když se tlak v potrubí rychle mění.
V systémech RO může také dojít k vodnímu rázu, pokud se vysokotlaké čerpadlo spouští nebo zastavuje příliš rychle{0}}. Hlava vysokotlakého čerpadla RO-je obvykle 1 MPa nebo vyšší. Pokud čerpadlo není vybaveno frekvenčním měničem (VFD) nebo měkkým -systémem spouštění, náhlé spuštění{7}} nebo vypnutí může způsobit rychlé změny tlaku. Tyto tlakové rázy mohou mít dopad na prvky RO membrány a těsnicí součásti, potenciálně poškodit membrány a způsobit významný pokles účinnosti při odstraňování soli.
Řešení:
Při otevírání nebo zavírání ventilů se vyhněte rychlému ovládání ventilu. Rychlost proudění v potrubí by se neměla náhle měnit, aby se minimalizovalo riziko vodních rázů.
3. Membránový teleskop
3.1 Vytvoření teleskopického efektu
Membránový teleskopický pohyb se týká strukturální deformace membránového prvku reverzní osmózy způsobené nadměrným tlakovým rozdílem mezi přívodní stranou a stranou koncentrátu. Když diferenční tlak překročí konstrukční mez membránového prvku, může dojít ke klouzání mezi membránovými listy nebo mezi membránovými listy a centrální permeátovou trubicí. To vede k axiálnímu posunutí membránových vrstev uvnitř prvku.
Když RO membrána pracuje po dlouhou dobu při mezistupňovém rozdílu tlaku přesahujícím 0,35 MPa, membránový prvek je vystaven silnému tlaku ve směru proudění (ze strany přívodu ke straně koncentrátu). V důsledku toho se jeden konec membránového prvku může stlačit dovnitř, zatímco druhý konec vyčnívá ven.
Celkový vzhled připomíná prodloužený dalekohled s jedním koncem konkávním a druhým konvexním, jak je znázorněno na obrázku níže.
Za normálních podmínek zůstávají konce standardního membránového prvku 8040 RO ploché a strukturálně stabilní, jak je znázorněno na obrázku níže.
Obrázek níže ukazuje ultra{0}}nízkotlaký membránový prvek YIME ve velikosti 8040. Jak je znázorněno, oba konce prvku jsou ploché bez výčnělků, což ukazuje, že membránový prvek je v normálním stavu. Tento obrázek ukazuje boční pohled na správně vyrobený membránový produkt.
3.2 Rozdíl tlaku během spouštění-systému a vypínání
Pokud se během spouštění-systému RO otevře vypouštěcí ventil koncentrátu, zatímco vysokotlaké-čerpadlo již běží, tlak na straně koncentrátu může klesnout téměř k nule, zatímco přívodní strana stále udržuje relativně vysoký tlak. Tato situace může vytvořit velký okamžitý tlakový rozdíl na membránovém prvku.
Podobně, pokud se před vypnutím systému otevře vypouštěcí ventil koncentrátu předem, zatímco je vysokotlaké čerpadlo stále v provozu, může dojít k podobnému tlakovému rázu. Dlouhodobý-provoz za takových podmínek může snadno vést k teleskopické membráně.
Řešení:
Při spouštění nebo vypínání systému RO dodržujte standardní provozní postupy a postupně zvyšujte vstupní tlak, abyste minimalizovali dopad náhlých tlakových rozdílů na membránové prvky.
4. Zpětný tlak
Zpětný tlak se týká zpětného tlaku generovaného na výstupu nebo v dolní části systému. Obvykle popisuje tlak působící proti směru proudění tekutiny v uzavřeném potrubí v důsledku překážek nebo strukturálních změn v potrubním systému. Může také odkazovat na tlakovou podmínku na výstupu systému, která je vyšší než místní atmosférický tlak.
4.1 Zpětný tlak způsobený křížovým-tokem mezi systémy
Když dva nebo více systémů RO sdílí stejný sběrač permeátu nebo sběrač koncentrátu, může dojít ke křížovému{0} toku, pokud systém není vybaven zpětným ventilem nebo pokud zpětný ventil správně netěsní.
Pokud v potrubí permeátu dojde ke křížovému toku, jednotka RO, která není v provozu, může vykazovat zpětný tlak na straně permeátu. V této situaci může být tlak na straně permeátu vyšší než na straně koncentrátu. Dlouhodobý-provoz za takových podmínek může způsobit delaminaci odsolovací vrstvy membrány.
Pokud v potrubí koncentrátu dojde ke křížovému toku, jednotka RO, která není v provozu, může zůstat pod tlakem, což může také negativně ovlivnit membránové prvky.
Řešení:
Nainstalujte spolehlivé zpětné ventily na potrubí pro permeát a koncentrát, abyste zabránili zpětnému toku mezi systémy. Pravidelně kontrolujte stav těsnění zpětných ventilů, abyste zajistili správnou funkci.
4.2 Dopředná osmóza
V systémech s vysokou slaností napájecí vody, jako jsou systémy na úpravu výluhů ze skládek, systémy opětovného použití solanky nebo systémy rekultivace odpadních vod, pokud je jednotka RO odstavena bez provedení nízko{0}}tlakového propláchnutí, nemusí být vysoce-slaná voda na straně koncentrátu zcela vytlačena.
Za takových podmínek se na povrchu membrány mohou ukládat nejen organické látky a anorganické soli, ale může také nastat dopředná osmóza.
Po vypnutí, protože salinita na straně permeátu je relativně nízká, se permeátová voda může v důsledku osmotického tlaku přesunout zpět ke straně koncentrátu s vysokou -slaností. Tento směr toku je opačný než normální směr produkce permeátu RO systému. Dlouhodobá-dopředná osmóza může poškodit strukturu membránové odsolovací vrstvy a může dokonce vést k delaminaci.
Řešení:
Po vypnutí systému RO proveďte nízkotlaké{0}}propláchnutí čistou vodou nebo předupravenou napájecí vodou, abyste nahradili vodu s vysokým-slaným obsahem na straně koncentrátu. To pomáhá předcházet zanášení membrány a snižuje riziko dopředné osmózy.
5. Sušení a praskání membrán
5.1 Sifonový efekt
Pokud potrubí koncentrátu nebo potrubí permeátu není vybaveno anti{0}}sifonovou ochranou, může během odvodnění systému dojít k sifonovému efektu. Tento jev může částečně nebo úplně odvádět vodu uvnitř membránového systému RO.
Pokud membránové prvky zůstanou ve stavu-vyčerpané vody po delší dobu, povrch membrány může vyschnout a prasknout, což má za následek trvalé poškození odsolovací vrstvy.
Řešení:
Nainstalujte do potrubí permeátu a koncentrátu zařízení proti{0}}sifonu nebo vzduchovou-ochranu, abyste zabránili nasávání. Kromě toho, kdykoli je to možné, vyhněte se úplnému vypuštění membránových prvků během rutinního vypínání systému.
5.2 Lidská chyba nebo selhání řídicího systému
Vysušení membrány může také nastat v důsledku chyby obsluhy nebo nesprávné funkce řídicího systému. Například, pokud se ventil pro vypouštění koncentrátu a ventil pro vypouštění permeátu otevře, ale neuzavře se včas, membránové prvky mohou zůstat bez vody po delší dobu, což může vést k vysychání a praskání.
Je třeba poznamenat, že některé prvky RO membrány jsou z výroby dodávány v suchém stavu a v tomto případě nedojde k poškození vysycháním před prvním uvedením do provozu. Avšak i poté, co byla membrána hydratována a poprvé uvedena do provozu, může prodloužená dehydratace stále způsobit praskání a poškození struktury.
V praktickém provozu RO systému není mnoho selhání membrán způsobeno samotným membránovým produktem, ale spíše nesprávným návrhem systému nebo nesprávnými provozními postupy.
Správným řízením tlakových rozdílů v systému, dodržováním standardních postupů spouštění{0}}a vypínání, zlepšováním výkonu předúpravy a pravidelnou kontrolou kritického zařízení je možné výrazně snížit fyzické poškození membrán RO a prodloužit životnost membránových prvků.
S ohledem na tyto praktické provozní výzvy integruje YIME při navrhování systémových řešení RO inteligentní řídicí systémy, aby se snížilo riziko provozních chyb. Kromě toho, když si zákazníci zakoupí membránové produkty YIME RO, náš tým také poskytne profesionální technické pokyny, které pomohou zajistit správnou instalaci a provoz.
