Les membranes d'osmosi inversa (RO) estan dissenyades per proporcionar un rendiment estable de purificació d'aigua durant un llarg període de servei. Tanmateix, algunes membranes experimenten una disminució significativa del rendiment molt abans del previst. Un flux de permeat més baix, un augment del TDS de permeat, un rebuig de sal reduït i una pressió de funcionament més alta són signes comuns de fallada prematura de la membrana RO. En la majoria dels casos, el problema no és només la membrana en si. La qualitat de l'aigua-de l'alimentació, el pretractament, les condicions de funcionament, l'exposició a productes químics, les pràctiques de neteja i la instal·lació poden afectar la vida útil de la membrana.
Què significa un fracàs precoç de la membrana RO?
Normalment, una membrana RO no falla tota alhora. El rendiment generalment es deteriora gradualment. Al principi, el canvi pot ser només una petita reducció del flux de permeat o un lleuger augment de la conductivitat. Si el problema subjacent no s'identifica i corregeix, la disminució pot arribar a ser cada cop més greu i, finalment, afectar la producció i la qualitat de l'aigua.
Com es mostra a la imatge de l'esquerra, el flux de permeat de la membrana RO disminueix gradualment amb el temps.
La vida útil esperada de la membrana RO depèn de molts factors, de manera que no hi ha una vida útil única que s'apliqui a cada aplicació. Una membrana que funciona amb un bon pretractament i unes condicions d'aigua d'alimentació estables-poden durar molt més que una exposada a una contaminació severa, descamació, clor o condicions de funcionament inestables. Per tant, quan una membrana RO funciona malament abans del que s'esperava, és important diagnosticar la causa abans de simplement substituir-la.
Si una membrana RO experimenta una disminució del rendiment abans del previst, com ara en un any, la seva fallada prematura es pot atribuir a diverses causes principals:
1. Un pretractament deficient pot provocar una incrustació greu de la membrana
Un dels motius més comuns per a la fallada prematura de la membrana RO és un pretractament inadequat. Els sòlids en suspensió, els col·loides, els microorganismes, la matèria orgànica, el ferro, el manganès i altres contaminants poden arribar a la superfície de la membrana quan el pretractament no es dissenya ni es manté correctament. Aquestes substàncies poden acumular-se a la superfície de la membrana i formar una capa de contaminació, restringint el flux d'aigua a través de la membrana.
La contaminació biològica pot ser especialment difícil de gestionar perquè els microorganismes es poden multiplicar i formar un biofilm. Un cop es desenvolupa un biofilm estable, pot ser que el funcionament normal ja no sigui suficient per controlar el problema. Per tant, un pretractament adequat, la filtració, la gestió de la desinfecció i la neteja oportuna són importants per controlar l'encrassement de la membrana RO.
Podeu triar unmembrana RO anti-incrustacions, com el que es mostra a la imatge de la dreta, per reduir l'impacte del creixement microbià en l'element de membrana.
2. L'escala pot reduir el cabal i augmentar la pressió
L'escala és una altra de les principals causes de la pèrdua de rendiment de la membrana RO. Quan els minerals dissolts es concentren prop de la superfície de la membrana i superen els seus límits de solubilitat, es poden formar dipòsits sòlids. El carbonat de calci, el sulfat de calci, la sílice i altres compostos minerals són fonts habituals d'escala de membrana RO.
L'escala augmenta la resistència al flux d'aigua i pot provocar que el flux de permeat disminueixi mentre augmenta la pressió de funcionament o la pressió diferencial. En casos greus, l'escala pot ser difícil d'eliminar i pot afectar permanentment el rendiment de la membrana. Per tant, són essencials l'anàlisi-de l'aigua d'alimentació i el control adequat de la recuperació. Depenent de la química de l'aigua, també pot ser necessari la dosificació d'antiincrustantes o altres mètodes de control de-escala.
3.L'exposició al clor pot causar danys irreversibles
El clor s'utilitza àmpliament per a la desinfecció de l'aigua perquè pot controlar eficaçment bacteris i altres microorganismes. Tanmateix, les membranes convencionals de poliamida RO són sensibles al clor lliure i a determinats agents oxidants. Si l'aigua clorada entra a la membrana RO sense una decloració efectiva, la capa activa de la membrana es pot oxidar.
A diferència de la contaminació reversible, el dany pel clor és generalment irreversible. La membrana pot continuar produint aigua, però el seu rebuig de sal pot disminuir gradualment. És per això que el control del clor s'ha de tractar com una part important del disseny i funcionament del sistema RO. Segons el sistema, es pot utilitzar carbó actiu o agents reductors com el metabisulfit de sodi per a la decloració.
4. La pressió i la recuperació incorrectes poden estresar la membrana
Les membranes RO requereixen una pressió suficient per superar la pressió osmòtica i conduir l'aigua a través de la membrana. Tanmateix, una pressió més alta no sempre significa un millor rendiment. El funcionament a pressió excessiva pot augmentar l'estrès mecànic, el consum d'energia i el risc de problemes del sistema.
La recuperació és igual d'important. Si la taxa de recuperació és massa alta, les sals dissoltes es concentren cada cop més al corrent de concentrat, augmentant la possibilitat d'escalar i altres problemes de rendiment. Per tant, la pressió i la recuperació s'han de seleccionar segons la qualitat de l'aigua-d'alimentació, les especificacions de la membrana, el disseny del sistema i les condicions de funcionament reals.
5. Una neteja incorrecta pot escurçar la vida útil de la membrana RO
La neteja és una part important del manteniment de la membrana RO, però una neteja inadequada de vegades pot causar més mal que bé. Els diferents tipus de contaminació requereixen diferents estratègies de neteja. Els netejadors àcids s'associen generalment amb l'eliminació d'escales inorgàniques, mentre que la neteja alcalina s'utilitza sovint per a la contaminació orgànica o biològica.
L'ús d'un producte químic inadequat, una concentració excessiva, una temperatura inadequada o un temps de neteja incorrecte poden danyar la membrana. Els operadors haurien d'identificar la possible contaminació abans de seleccionar un mètode de neteja i seguir els límits químics i operatius recomanats pel fabricant de la membrana. La neteja també s'ha de basar en el rendiment real de la membrana en lloc d'una neteja freqüent innecessària.
Com prevenir el fracàs precoç de la membrana RO?
La manera més eficaç d'allargar la vida de la membrana RO és controlar les condicions al voltant de la membrana. Un bon pretractament hauria de reduir els sòlids en suspensió, els col·loides, els microorganismes i les substàncies que formen-incrustació abans que l'aigua entri al sistema d'OI. Al mateix temps, els operadors haurien de controlar la pressió d'alimentació, el flux de permeat, el rebuig de sal, la conductivitat, la pressió diferencial, la temperatura i la qualitat-de l'aigua d'alimentació.
Una comparació de rendiment normalitzada pot ajudar a determinar si el problema és causat per la contaminació, l'escala, els canvis de temperatura, la variació de pressió o el deteriorament real de la membrana. Si el problema és reversible, una neteja adequada pot recuperar part del rendiment perdut. Si la membrana ha patit oxidació irreversible o dany físic, la substitució sol ser la solució més pràctica.
Si el flux de permeat i el rebuig de sal romanen fora del rang acceptable després d'una neteja adequada i una inspecció del sistema, s'hauria de considerar la substitució.
Per als sistemes RO industrials, és especialment útil mantenir registres històrics d'operacions. La comparació de les dades actuals amb les dades de posada en marxa originals pot revelar canvis graduals abans que es facin greus. Això permet als operadors abordar problemes d'incrustació, escalat, pretractament o anormalitats de funcionament en una etapa anterior.
