Under driften av et omvendt osmose (RO)-system kan uriktige driftsforhold forårsake skade på RO-membranelementene. Noen typer skader kan gjenopprettes gjennom kjemisk rengjøring, mens andre er permanente og ikke kan repareres. Når permanent skade oppstår, er den eneste løsningen å erstatte de skadede RO-membranelementene.
Generelt kan disse typer skader klassifiseres i to kategorier: fysisk skade og kjemisk skade.
1. Hva er fysisk skade?
Fysisk skade refererer til ødeleggelsen av membranens avsaltingslag forårsaket av mekaniske eller fysiske krefter. Når det først oppstår, er det vanligvis irreversibelt, og det skadede membranelementet må skiftes ut.
Vanlige typer fysisk skade inkluderer følgende:
1. Riper forårsaket av faste partikler
1.1 Partikkelskade forårsaket av svikt i patronfilter
Når patronfilteret (sikkerhetsfilteret) ikke er ordentlig forseglet, eller når filterelementet fungerer i lang tid under høyt differensialtrykk og blir skadet, kan faste partikler passere gjennom filteret og komme inn i RO-systemet.
Etter å ha blitt satt under trykk av høytrykkspumpen-, kan disse partiklene treffe membranoverflaten med høy hastighet. Denne påvirkningen kan ripe opp avsaltingslaget på overflaten av RO-membranelementet, noe som resulterer i en betydelig nedgang i saltavvisningsytelsen. I alvorlige tilfeller kan membranelementet bli helt ubrukelig.
Løsning:
Inspiser regelmessig forseglingstilstanden til filterelementene på patronen og unngå å bruke dem i lange perioder under for høyt differensialtrykk.
1.2 Partikkelriper under kjemisk rengjøring
Under den kjemiske renseprosessen til et RO-system, hvis rensestrømningshastigheten er for høy, kan oppløste eller løsnede faste partikler og avleiringer sirkulere inne i systemet og ripe opp membranoverflaten.
Løsning:
I det innledende stadiet av kjemisk rengjøring bør systemet drives med lav sirkulasjonsstrøm. Etter at forurensningene gradvis er oppløst, kan strømningshastigheten økes trinnvis for å forbedre rengjøringseffektiviteten samtidig som risikoen for skade på membranoverflaten minimeres.
2. Vannhammer
2.1 Hva er vannhammer?
Vannhammer er et fenomen forårsaket av plutselige endringer i væsketrykk eller trykksvingninger i en rørledning. Når vann strømmer gjennom en lang rørledning og en nedstrøms ventil plutselig stenges, fortsetter det strømmende vannet å bevege seg fremover på grunn av treghet. Dette resulterer i en rask økning i trykket inne i røret, og skaper et sjokk som påvirker rørledninger og relatert utstyr.
Intensiteten til vannhammeren er relatert til strømningshastigheten i rørledningen og høydeforskjellen (trykkforskjell mellom de to endene av rørledningen). Jo større strømningshastighet og trykkforskjell, desto sterkere er slagtrykket. I alvorlige tilfeller kan dette føre til skade på utstyret. Av denne grunn er systemer vanligvis utstyrt med trykkavlastningsanordninger eller buffersystemer for å redusere effekten av vannslag.
Vannhammer er ikke begrenset til vannsystemer. Lignende fenomener kan oppstå i enhver væskestrøm, inkludert væsker, gasser og gass-væskeblandinger, når trykket endres raskt i en rørledning.
I RO-systemer kan vannslag også forekomme hvis høytrykkspumpen starter eller stopper for raskt. Hodet på en RO-høytrykkspumpe er vanligvis 1 MPa eller høyere. Hvis pumpen ikke er utstyrt med en variabel-frekvensomformer (VFD) eller myk-startsystem, kan plutselige oppstarter- eller avstengninger forårsake raske trykkendringer. Disse trykksjokkene kan påvirke RO-membranelementene og tetningskomponentene, potensielt skade membranene og forårsake en betydelig nedgang i saltavvisningsytelsen.
Løsning:
Unngå hurtig ventildrift når du åpner eller lukker ventiler. Strømningshastigheten i rørledningen bør ikke endres brått for å minimere risikoen for vannslag.
3. Membranteleskopering
3.1 Dannelse av teleskopeffekten
Membranteleskopering refererer til en strukturell deformasjon av et omvendt osmose-membranelement forårsaket av for stor trykkforskjell mellom tilførselssiden og kraftfôrsiden. Når differensialtrykket overskrider designgrensen til membranelementet, kan det oppstå glidning mellom membranplatene eller mellom membranplatene og det sentrale permeatrøret. Dette fører til aksial forskyvning av membranlagene inne i elementet.
Når en RO-membran opererer i en lang periode under trykkforskjeller mellom-trinn som overstiger 0,35 MPa, opplever membranelementet sterkt trykk langs strømningsretningen (fra mateside til kraftfôrside). Som et resultat kan den ene enden av membranelementet presses innover mens den andre enden stikker utover.
Det generelle utseendet ligner et utvidet teleskop, med den ene enden konkav og den andre konveks, som vist i figuren nedenfor.
Under normale forhold forblir endene på et standard 8040 RO-membranelement flate og strukturelt stabile, som vist i figuren nedenfor.
Figuren nedenfor viser et YIME ultra-lavtrykksmembranelement i størrelsen 8040. Som vist er begge ender av elementet flate uten fremspring, noe som indikerer et membranelement i normal tilstand. Dette bildet viser sideriss av et riktig produsert membranprodukt.
3.2 Trykkforskjell under oppstart og avslutning av system-
Under oppstart- av et RO-system, hvis konsentratutløpsventilen åpnes mens høy-høytrykkspumpen allerede er i gang, kan trykket på kraftfôrsiden falle nær null mens matesiden fortsatt holder relativt høyt trykk. Denne situasjonen kan skape en stor øyeblikkelig trykkforskjell over membranelementet.
På samme måte, før systemet slås av, hvis konsentratutløpsventilen åpnes på forhånd mens høytrykkspumpen fortsatt er i drift, kan det oppstå et lignende trykksjokk. Lang-drift under slike forhold kan lett føre til membranteleskopering.
Løsning:
Følg standard driftsprosedyrer når du starter eller slår av RO-systemet, og øk matetrykket gradvis for å minimere virkningen av plutselige trykkforskjeller på membranelementene.
4. Mottrykk
Mottrykk refererer til reverstrykket som genereres ved utløpet eller nedstrømsdelen av et system. Den beskriver vanligvis et trykk som virker motsatt av væskestrømningsretningen i en lukket rørledning på grunn av hindringer eller strukturelle endringer i rørsystemet. Det kan også referere til en trykktilstand ved systemutløpet som er høyere enn det lokale atmosfæriske trykket.
4.1 Mottrykk forårsaket av kryss-strømning mellom systemer
Når to eller flere RO-systemer deler samme permeathode eller konsentrathode, kan kryss-strøm oppstå hvis et system ikke er utstyrt med en tilbakeslagsventil, eller hvis tilbakeslagsventilen ikke tetter ordentlig.
Hvis kryss-strøm oppstår i permeatrørledningen, kan RO-enheten som ikke er i drift oppleve mottrykk på permeatsiden. I denne situasjonen kan trykket på permeatsiden bli høyere enn på kraftfôrsiden. Lang-drift under slike forhold kan forårsake delaminering av membranens avsaltingslag.
Hvis kryss-strøm oppstår i konsentratrørledningen, kan RO-enheten som ikke er i drift forbli i trykksatt tilstand, noe som også kan påvirke membranelementene negativt.
Løsning:
Installer pålitelige tilbakeslagsventiler på permeat- og konsentratrørledninger for å forhindre omvendt strømning mellom systemene. Inspiser regelmessig tetningstilstanden til tilbakeslagsventilene for å sikre riktig funksjon.
4.2 Fremover osmose
I systemer med høy saltholdighet i matevannet, for eksempel behandlingssystemer for rensevann for søppelfylling, gjenbrukssystemer for saltvann eller gjenvinningssystemer for avløpsvann, hvis RO-enheten stenges uten å utføre en lav-trykkspyling, kan det hende at vannet med høy-saltholdighet på konsentratsiden ikke blir fullstendig fortrengt.
Under slike forhold kan ikke bare organisk materiale og uorganiske salter avsettes på membranoverflaten, men fremadrettet osmose kan også forekomme.
Etter avstenging, fordi saltinnholdet på permeatsiden er relativt lavt, kan permeatvannet bevege seg tilbake mot konsentratsiden med høy-saltholdighet på grunn av osmotisk trykk. Denne strømningsretningen er motsatt av den normale permeatproduksjonsretningen til et RO-system. Langsiktig fremadgående osmose kan skade strukturen til membranavsaltningslaget og kan til og med føre til delaminering.
Løsning:
Etter at du har slått av RO-systemet, utfør en lav-spyling med rent vann eller forbehandlet matevann for å erstatte vannet med høy-saltholdighet på konsentratsiden. Dette bidrar til å forhindre membranbegroing og reduserer risikoen for fremadrettet osmose.
5. Membrantørking og sprekkdannelse
5.1 Sifoneffekt
Hvis konsentratrørledningen eller permeatrørledningen ikke er utstyrt med anti-hevertbeskyttelse, kan det oppstå en sifoneffekt under systemdrenering. Dette fenomenet kan delvis eller fullstendig drenere vannet inne i RO-membransystemet.
Når membranelementer forblir i vann-tilstand i en lengre periode, kan membranoverflaten tørke ut og sprekke, noe som resulterer i permanent skade på avsaltningslaget.
Løsning:
Installer anti-hevertenheter eller luft-bruddbeskyttelse i permeat- og konsentratrørledningene for å forhindre hevert. Unngå i tillegg å drenere membranelementene fullstendig under rutinemessig systemavstenging når det er mulig.
5.2 Menneskelig feil eller kontrollsystemfeil
Membrantørking kan også forekomme på grunn av operatørfeil eller feil i kontrollsystemet. For eksempel, hvis konsentratutløpsventilen og permeatutløpsventilen åpnes, men ikke stenges i tide, kan membranelementene forbli uten vann i en lengre periode, noe som kan føre til uttørking og sprekker.
Det er verdt å merke seg at enkelte RO-membranelementer leveres i tørr tilstand fra fabrikk, og i dette tilfellet vil tørkeskader ikke oppstå før første gangs bruk. Men etter at membranen har blitt hydrert og operert for første gang, kan langvarig dehydrering fortsatt forårsake sprekker og strukturelle skader.
I praktisk RO-systemdrift er mange membranfeil ikke forårsaket av selve membranproduktet, men snarere av feil systemdesign eller feil driftsprosedyrer.
Ved å kontrollere systemtrykkforskjellene på riktig måte, følge standard oppstarts--opp- og avstengningsprosedyrer, forbedre ytelsen til forbehandlingen og regelmessig inspisere kritisk utstyr, er det mulig å redusere fysisk skade på RO-membraner betydelig og forlenge levetiden til membranelementer.
Med tanke på disse praktiske driftsutfordringene, integrerer YIME intelligente kontrollsystemer når de designer RO-systemløsninger for å redusere risikoen for driftsfeil. I tillegg, når kunder kjøper YIME RO-membranprodukter, gir teamet vårt også profesjonell teknisk veiledning for å sikre riktig installasjon og drift.
