Cómo lidiar con la suciedad en las membranas de ósmosis inversa

El ensuciamiento de la membrana se refiere al fenómeno irreversible en el cual las partículas, partículas coloidales o macromoléculas de soluto en la solución de alimentación en contacto con la membrana se adsorben y depositan en la superficie de la membrana o en los poros debido a interacciones físicas o químicas con la membrana, o polarización de la concentración que hace que ciertos solutos excedan su solubilidad y efectos mecánicos, lo que resulta en una disminución en el tamaño o bloqueo de los poros de la membrana y una disminución significativa en el flujo de la membrana y las características de separación.

Contaminación microbiana

1）Razones de su formación

La contaminación microbiana se refiere al fenómeno por el cual los microorganismos se acumulan en la interfaz membrana-agua, afectando así el rendimiento del sistema. Estos microorganismos se multiplican y crecen utilizando las membranas de ósmosis inversa como portadores y nutrientes de la sección de agua concentrada, formando una biopelícula en la superficie de la membrana. Esto provoca un rápido aumento de la diferencia de presión entre la entrada y la salida del sistema de ósmosis inversa, una rápida disminución de la producción de agua y la tasa de desalinización, y la contaminación del agua producida. Las biopelículas compuestas por microorganismos pueden degradar directamente (mediante la acción enzimática) o indirectamente (a través del pH local o el potencial reductor) los polímeros de la membrana u otros componentes de la unidad de ósmosis inversa, lo que resulta en una reducción de la vida útil de la membrana, daños en la integridad de su estructura e incluso fallos importantes del sistema.

2) El método de control

El control de la contaminación biológica se logra mediante la esterilización y desinfección continua o intermitente del agua entrante. Se deben instalar dispositivos de esterilización y dosificación para el agua cruda recolectada de la superficie y del subsuelo poco profundo, y se deben añadir fungicidas clorados. La dosificación generalmente se basa en que el contenido de cloro residual en el afluente sea superior a 1 mg/L.

Incrustaciones químicas

1) Razones de su formación

Las causas comunes de contaminación química son la deposición de incrustaciones de carbonato en los componentes de la membrana, principalmente debido a un funcionamiento incorrecto, un sistema de dosificación incompleto del inhibidor de incrustaciones y la interrupción de la dosificación durante el funcionamiento. Si no se detecta a tiempo, en pocos días se producirá un aumento de la presión de funcionamiento, una mayor diferencia de presión y una disminución de la producción de agua. Si el inhibidor de incrustaciones seleccionado no se ajusta a la calidad del agua o la dosis es insuficiente, también se producirá la formación de incrustaciones en el elemento de la membrana. Una formación leve de incrustaciones en el elemento de la membrana puede restaurar su funcionamiento mediante una limpieza química; en casos graves, también puede provocar el desguace de elementos de membrana muy contaminados.

2) El método de control

El método de control para prevenir la formación de incrustaciones en el elemento de membrana consiste, en primer lugar, en seleccionar un inhibidor de incrustaciones de ósmosis inversa adecuado para la calidad del agua de la fuente del sistema y determinar la dosis óptima. En segundo lugar, es necesario reforzar la monitorización del sistema de dosificación, vigilar de cerca los cambios sutiles en los parámetros de funcionamiento e identificar rápidamente la causa de cualquier anomalía. Además, el alto contenido de Fe₃₄ en el agua se debe principalmente a las tuberías. Por lo tanto, se deben utilizar tuberías de plástico con revestimiento de acero en la medida de lo posible en las tuberías del sistema, incluidas las tuberías de la fuente de agua, para reducir el contenido de Fe₃₄.

Partículas en suspensión y contaminación coloidal

1) Razones de su formación

Las partículas en suspensión y los coloides son las principales sustancias que obstruyen las membranas de ósmosis inversa y son también las principales razones por las que se excede el SDI (índice de densidad del lodo) del efluente. Debido a las diferencias en las fuentes de agua y las regiones, existen variaciones significativas en la composición de las partículas en suspensión y los coloides. Los principales componentes de las aguas superficiales no contaminadas y las aguas subterráneas poco profundas son bacterias, arcilla, sílice coloidal, óxidos de hierro, productos de ácido húmico, así como la entrada excesiva artificial de coagulantes y coagulantes (como sales de hierro, sales de aluminio, etc.) en el sistema de pretratamiento. Además, la precipitación formada por la combinación de polímeros con carga positiva en el agua cruda e inhibidores de incrustaciones con carga negativa en los sistemas de ósmosis inversa también es una de las causas de dicha contaminación.

2) El método de control

Cuando el contenido de sólidos en suspensión en el agua cruda supera los 70 mg/L, se suelen emplear métodos de pretratamiento de coagulación, clarificación y filtración; cuando el contenido de sólidos en suspensión es inferior a 70 mg/L, se suele emplear la filtración por coagulación; y cuando el contenido de sólidos en suspensión es inferior a 10 mg/L, se suele emplear el método de pretratamiento de filtración directa. Además, la microfiltración o ultrafiltración es un método eficaz de tratamiento con membranas para la turbidez y la materia orgánica insoluble, de reciente aparición. Permite eliminar todos los sólidos en suspensión, bacterias, la mayoría de los coloides y la materia orgánica insoluble, y es un proceso de pretratamiento ideal para sistemas de ósmosis inversa.