По време на работа на система за обратна осмоза (RO), неправилните работни условия могат да причинят повреда на RO мембранните елементи. Някои видове повреди могат да бъдат възстановени чрез химическо почистване, докато други са постоянни и не могат да бъдат поправени. След като настъпи трайна повреда, единственото решение е да се сменят повредените RO мембранни елементи.
Като цяло, тези видове щети могат да бъдат класифицирани в две категории: физически щети и химически щети.
1. Какво е физическо увреждане?
Физическото увреждане се отнася до разрушаването на обезсоляващия слой на мембраната, причинено от механични или физически сили. Веднъж възникнала, тя обикновено е необратима и повреденият мембранен елемент трябва да се смени.
Често срещаните видове физически щети включват следното:
1. Драскотини, причинени от твърди частици
1.1 Повреда от частици, причинена от повреда на патронния филтър
Когато патронният филтър (предпазен филтър) не е правилно запечатан или когато филтърният елемент работи дълго време при високо диференциално налягане и се повреди, твърдите частици могат да преминат през филтъра и да навлязат в RO системата.
След като бъдат поставени под налягане от-помпата за високо налягане, тези частици могат да ударят повърхността на мембраната с висока скорост. Това въздействие може да надраска слоя за обезсоляване на повърхността на RO мембранния елемент, което води до значителен спад в ефективността на отхвърляне на сол. В тежки случаи мембранният елемент може да стане напълно неизползваем.
Решение:
Редовно проверявайте състоянието на уплътнението на патронните филтърни елементи и избягвайте да ги използвате за дълги периоди при прекомерно диференциално налягане.
1.2 Драскотини от частици по време на химическо почистване
По време на процеса на химическо почистване на RO система, ако скоростта на почистващия поток е твърде висока, разтворени или отделени твърди частици и отлагания от котлен камък могат да циркулират в системата и да надраскат повърхността на мембраната.
Решение:
В началния етап на химическо почистване системата трябва да работи при ниска циркулационна скорост. След постепенното разтваряне на замърсителите, скоростта на потока може да се увеличи стъпка по стъпка, за да се подобри ефективността на почистване, като същевременно се минимизира рискът от увреждане на повърхността на мембраната.
2. Воден чук
2.1 Какво е воден чук?
Водният удар е явление, причинено от внезапни промени в налягането на флуида или колебания в налягането в тръбопровод. Когато водата тече през дълъг тръбопровод и клапанът надолу по течението внезапно се затвори, течащата вода продължава да се движи напред поради инерция. Това води до бързо повишаване на налягането вътре в тръбата, създавайки удар, който въздейства върху тръбопроводите и свързаното с тях оборудване.
Интензивността на водния удар е свързана с дебита в тръбопровода и разликата в напора (разликата в налягането между двата края на тръбопровода). Колкото по-големи са дебитът и разликата в налягането, толкова по-силен е ударният натиск. В тежки случаи това може да доведе до повреда на оборудването. Поради тази причина системите обикновено са оборудвани с устройства за освобождаване на налягането или буферни системи за намаляване на ефектите от водния удар.
Водният чук не се ограничава до водните системи. Подобни явления могат да възникнат във всеки флуиден поток, включително течности, газове и смеси газ-течност, когато налягането се променя бързо в тръбопровода.
В RO системи може също да възникне воден удар, ако-помпата за високо налягане започне или спре твърде бързо. Напорът на RO помпа с високо-налягане обикновено е 1 MPa или повече. Ако помпата не е оборудвана с-задвижване с променлива честота (VFD) или система за плавен-старт, внезапното стартиране-или изключването може да причини бързи промени в налягането. Тези удари на налягането могат да повлияят на RO мембранните елементи и уплътнителните компоненти, като потенциално увреждат мембраните и причиняват значителен спад в ефективността на отхвърляне на сол.
Решение:
Когато отваряте или затваряте вентили, избягвайте бързото им задействане. Скоростта на потока в тръбопровода не трябва да се променя рязко, за да се сведе до минимум рискът от воден удар.
3. Телескопиране на мембраната
3.1 Формиране на телескопичния ефект
Телескопирането на мембраната се отнася до структурна деформация на мембранен елемент за обратна осмоза, причинена от прекомерна разлика в налягането между страната на захранването и страната на концентрата. Когато диференциалното налягане превиши проектната граница на мембранния елемент, може да възникне плъзгане между мембранните листове или между мембранните листове и централната пермеатна тръба. Това води до аксиално изместване на мембранните слоеве вътре в елемента.
Когато RO мембрана работи за дълъг период при между-разлики в налягането между етапите, надвишаващи 0,35 MPa, мембранният елемент изпитва силно налягане по посока на потока (от страната на захранването към страната на концентрата). В резултат на това единият край на мембранния елемент може да се компресира навътре, докато другият край стърчи навън.
Цялостният външен вид прилича на разширен телескоп, като единият му край е вдлъбнат, а другият - изпъкнал, както е показано на фигурата по-долу.
При нормални условия краищата на стандартен мембранен елемент 8040 RO остават плоски и структурно стабилни, както е показано на фигурата по-долу.
Фигурата по-долу показва мембранен елемент с ултра{0}}ниско налягане YIME в размер 8040. Както е показано, двата края на елемента са плоски без издатини, което показва мембранен елемент в нормално състояние. Това изображение показва страничен изглед на правилно произведен мембранен продукт.
3.2 Разлика в налягането по време на-стартиране и изключване на системата
По време на стартиране-на RO система, ако изпускателният клапан за концентрат се отвори, докато помпата за високо-налягане вече работи, налягането от страната на концентрата може да спадне близо до нула, докато страната на захранването все още поддържа относително високо налягане. Тази ситуация може да създаде голяма моментна разлика в налягането през мембранния елемент.
По същия начин, преди изключване на системата, ако клапанът за изпускане на концентрата се отвори предварително, докато помпата за високо{0}}налягане все още работи, може да възникне подобен удар под налягане. Дългосрочната-работа при такива условия може лесно да доведе до телескопиране на мембраната.
Решение:
Следвайте стандартните оперативни процедури при стартиране или изключване на RO системата и увеличавайте постепенно захранващото налягане, за да сведете до минимум въздействието на внезапни разлики в налягането върху мембранните елементи.
4. Обратно налягане
Обратното налягане се отнася до обратното налягане, генерирано на изхода или надолу по веригата на системата. Обикновено описва налягане, действащо обратно на посоката на потока на флуида в затворен тръбопровод поради препятствия или структурни промени в тръбопроводната система. Може също да се отнася до състояние на налягане на изхода на системата, което е по-високо от местното атмосферно налягане.
4.1 Обратно налягане, причинено от кръстосан-поток между системите
Когато две или повече RO системи споделят един и същ колектор за пермеат или колектор за концентрат, може да възникне напречен-поток, ако системата не е оборудвана с възвратен клапан или ако възвратният клапан не уплътнява правилно.
Ако възникне напречен-поток в тръбопровода за пермеат, RO модулът, който не работи, може да изпита обратно налягане от страната на пермеата. В тази ситуация налягането от страната на пермеата може да стане по-високо от това от страната на концентрата. Дългосрочната-работа при такива условия може да причини разслояване на обезсоляващия слой на мембраната.
Ако възникне напречен-поток в тръбопровода за концентрат, RO модулът, който не работи, може да остане в състояние под налягане, което също може да повлияе отрицателно на мембранните елементи.
Решение:
Инсталирайте надеждни възвратни клапани на тръбопроводите за пермеат и концентрат, за да предотвратите обратния поток между системите. Редовно проверявайте състоянието на уплътнението на възвратните клапани, за да осигурите правилна работа.
4.2 Права осмоза
В системи с висока соленост на захранващата вода, като системи за третиране на инфилтрат от сметища, системи за повторно използване на солен разтвор или системи за рекултивация на отпадъчни води, ако RO модулът бъде спрян без извършване на промиване с ниско-налягане, водата с висока-соленост от страната на концентрата може да не бъде напълно изместена.
При такива условия не само органичната материя и неорганичните соли могат да се отложат върху повърхността на мембраната, но може също да възникне осмоза напред.
След спиране, тъй като солеността от страната на пермеата е сравнително ниска, водата от пермеата може да се върне обратно към страната на концентрата с висока-соленост поради осмотичното налягане. Тази посока на потока е противоположна на нормалната посока на производство на пермеат на RO система. Дългосрочната-осмоза напред може да увреди структурата на слоя за обезсоляване на мембраната и може дори да доведе до разслояване.
Решение:
След като изключите RO системата, извършете промиване под ниско-налягане с чиста вода или предварително обработена захранваща вода, за да замените водата с висока-соленост от страната на концентрата. Това помага за предотвратяване на замърсяването на мембраната и намалява риска от осмоза напред.
5. Изсъхване и напукване на мембраната
5.1 Сифонен ефект
Ако тръбопроводът за концентрат или тръбопроводът за пермеат не е оборудван с анти-сифонна защита, може да възникне сифонен ефект по време на дренажа на системата. Това явление може частично или напълно да източи водата вътре в RO мембранната система.
Когато мембранните елементи останат в-изчерпано състояние за продължителен период от време, повърхността на мембраната може да изсъхне и да се напука, което води до трайно увреждане на слоя за обезсоляване.
Решение:
Инсталирайте анти{0}}сифонни устройства или защита от-въздух в тръбопроводите за пермеат и концентрат, за да предотвратите сифониране. Освен това избягвайте пълното източване на мембранните елементи по време на рутинно изключване на системата, когато е възможно.
5.2 Човешка грешка или повреда на системата за управление
Изсъхването на мембраната може да възникне и поради грешка на оператора или неизправност на системата за управление. Например, ако вентилът за изпускане на концентрата и вентилът за изпускане на пермеата са отворени, но не затворени навреме, мембранните елементи могат да останат без вода за продължителен период от време, което може да доведе до изсушаване и напукване.
Струва си да се отбележи, че някои RO мембранни елементи се доставят в сухо състояние от фабриката и в този случай няма да настъпи повреда от сушенето преди първоначалната експлоатация. Въпреки това, след като мембраната е била хидратирана и използвана за първи път, продължителната дехидратация все още може да причини напукване и структурни повреди.
При практическата работа на RO система много повреди на мембраната не са причинени от самия мембранен продукт, а по-скоро от неправилен дизайн на системата или неправилни работни процедури.
Чрез правилно контролиране на разликите в налягането в системата, следвайки стандартни процедури за стартиране-и изключване, подобряване на производителността на предварителната обработка и редовна инспекция на критично оборудване, е възможно значително да се намалят физическите щети на RO мембраните и да се удължи експлоатационният живот на мембранните елементи.
Имайки предвид тези практически оперативни предизвикателства, YIME интегрира интелигентни системи за контрол при проектирането на RO системни решения, за да намали риска от оперативни грешки. В допълнение, когато клиентите закупуват YIME RO мембранни продукти, нашият екип предоставя и професионални технически насоки, за да помогне за осигуряване на правилна инсталация и работа.
