Инсталирането на омекотител за вода широко се счита за ефективен начин за предотвратяване на образуването на котлен камък в системите за обратна осмоза (RO). Много оператори на инсталации обаче откриват, че натрупването на котлен камък на RO мембраната все още се получава дори след омекотителната обработка. Диференциалното налягане продължава да нараства, честотата на почистване се увеличава и ефективността на мембраната постепенно намалява.
Причината е проста: омекотител за вода премахва само йони на твърдостта като калций и магнезий. Той не засяга всички вещества, образуващи котлен камък, нито елиминира сложната химия, която причинява замърсяването на мембраната с обратна осмоза.
Омекотяването не премахва силициев диоксид
Една от най-честите причини за замърсяване на мембраната е образуването на котлен камък от силициев диоксид. Омекотителите за вода работят чрез йонообмен, замествайки калция и магнезия с натриеви йони. Силициевият диоксид обаче съществува главно като разтворена силициева киселина или колоидни частици, а не заредени йони на твърдост. В резултат на това той преминава през омекотителя почти незасегнат.
Когато захранващата вода съдържа повече от 30–40 ppm силициев диоксид, концентрацията близо до повърхността на мембраната може да надхвърли границата на разтворимост, особено в системи с RO с високо -възстановяване. След това силициевият диоксид полимеризира и образува утайка, подобна на стъкло-, която силно прилепва към мембраната и е изключително трудна за отстраняване с конвенционално киселинно почистване.
| Параметър | Ефективност на омекотителя за вода |
|---|
| Калций и магнезий | Премахнато |
| Силициев диоксид (SiO₂) | Не е премахнато |
| Колоиден силициев диоксид | Не е премахнато |
| Риск от натрупване на силициев диоксид | Остава високо |
Ето защо източниците на подпочвени води с повишено съдържание на силициев диоксид често изпитват натрупване на RO мембрана, въпреки отличното отстраняване на твърдостта.
Сулфатното натрупване все още може да се развие
Премахването на твърдостта не премахва люспите,-свързани със сулфат. Индустриалните RO системи обикновено срещат отлагания като калциев сулфат (гипс), бариев сулфат и стронциев сулфат. Тези съединения се управляват от химията на насищане, а не само от твърдостта.
Дори вода с относително ниски концентрации на калций все още може да стане пренаситена със сулфатни соли вътре в RO системата. Докато водата преминава през мембранните елементи, разтворените твърди частици стават все по-концентрирани, създавайки идеални условия за утаяване на сулфати.
| Обикновена сулфатна скала | Характеристики |
| Калциев сулфат (CaSO₄) | Често срещан в промишлената фуражна вода |
| Бариев сулфат (BaSO₄) | Изключително ниска разтворимост |
| Стронциев сулфат (SrSO₄) | По-рядко срещани, но трудни за премахване |
Поради тази причина сулфатният котлен камък остава една от най-честите причини за замърсяване на мембраната за обратна осмоза в системи, използващи омекотена захранваща вода.
Високите нива на възстановяване засилват поляризацията на концентрацията
Качеството на предварителната обработка само по себе си не може да предотврати мащабиране, ако степента на възстановяване надвишава проектните ограничения.
По време на работа отхвърлените соли се натрупват близо до повърхността на мембраната и образуват концентрационен граничен слой. Концентрацията на сол в този слой може да бъде два до три пъти по-висока, отколкото в потока на насипния концентрат. В системите с високо -възстановяване концентрацията на прекурсорите за образуване на котлен камък вътре в крайните мембранни елементи може да достигне пет до десет пъти първоначалната концентрация на захранване.
При тези условия дори омекотената вода може да стане свръхнаситена, причинявайки утаяване на силициев диоксид, сулфатни соли или йони на остатъчна твърдост и образуване на отлагания от котлен камък.
Ефективността на омекотителя може да намалее с времето
Омекотителите за вода не изискват поддръжка-устройства. Изчерпването на смолата, солевите мостове, неизправностите на клапаните и непълната регенерация могат да доведат до изтичане на твърдост.
Дори малък пробив в твърдостта от само 2–3 ppm може да стане силно концентриран в RO система с високо-възстановяване. Веднъж концентрирани няколко пъти, тези остатъчни йони все още могат да причинят значително мембранно лющене.
Следователно редовното наблюдение на твърдостта на изхода на омекотителя е от съществено значение, но често се пренебрегва при ежедневните-за-работи на инсталацията.
Омекотената вода все още изисква правилно рН и антискалантен контрол
Друго често срещано погрешно схващане е, че омекотената вода вече не изисква корекция на рН или дозиране на антискалант. В действителност поведението при натрупване се променя с химията на водата:
- По-високото pH обикновено намалява разтворимостта на силициев диоксид и увеличава риска от образуване на котлен камък.
- По-ниското pH може да контролира определени метални хидроксиди, но може да насърчи други форми на утаяване.
- Генеричните антискаланти, предназначени предимно за контрол на калциев карбонат, могат да предложат ограничена защита срещу образуване на котлен камък от силициев диоксид или сулфат.
Поради това много промишлени RO системи постигат най-добри резултати чрез комбиниране на омекотяване на водата с внимателно подбрани RO антискаланти и оптимизиран контрол на pH.
Омекотител за вода е важен компонент от предварителната обработка на RO, но не е цялостно решение за предотвратяване на мембранния котлен камък. Силициев диоксид, сулфатни соли, прекомерни нива на възстановяване, проблеми с производителността на омекотителя и неправилно дозиране на химикали могат да допринесат за замърсяването на мембраната за обратна осмоза.
За да се увеличи максимално живота на мембраната и да се поддържа стабилна производителност на системата, операторите трябва да оценят цялата химия на захранващата вода, вместо да се фокусират единствено върху отстраняването на твърдостта. В много случаи най-ефективната стратегия е комбинация от омекотяване, дозиране на антискалант, подходящ дизайн за възстановяване и непрекъснат мониторинг на качеството на водата.
