25 yleistä ratkaisua käänteisosmoosikalvotekniikan ongelmiin (osa 4)

19. Miten pH vaikuttaa poistonopeuteen, vedentuotantoon ja kalvon käyttöikään?

Käänteisosmoosikalvotuotteiden pH-alue on yleensä 2–11, eikä pH:lla ole juurikaan vaikutusta itse kalvon suorituskykyyn, mikä on yksi merkittävistä eroista muihin kalvotuotteisiin verrattuna. Monien veden ionien ominaisuuksiin pH vaikuttaa kuitenkin suuresti. Esimerkiksi kun heikot hapot, kuten sitruunahappo, ovat ionittomassa tilassa alhaisessa pH-arvossa, ne dissosioituvat ja muuttuvat ionisiksi korkeissa pH-arvoissa. Saman ionin korkean varaustason vuoksi kalvon poistonopeus on korkea. Jos varaustaso on alhainen tai ei lainkaan, kalvon poistonopeus on alhainen. Siksi pH:lla on merkittävä vaikutus tiettyjen epäpuhtauksien poistonopeuteen.

20. Mikä on tulevan veden TDS:n ja johtavuuden välinen suhde?

Sisääntuloveden johtavuusarvoa määritettäessä se on muunnettava TDS-arvoksi, jotta se voidaan syöttää ohjelmistosuunnittelun aikana. Useimmilla vesilähteillä johtavuuden ja TDS:n suhde on 1,2–1,7. ROSA-suunnittelussa merivedelle käytetään suhdetta 1,4 ja murtovedelle suhdetta 1,3, mikä yleensä antaa hyvän likimääräisen muuntoasteen.

21. Mistä tietää, onko kalvo saastunut?

Seuraavat ovat yleisiä saastumisen oireita:

1. Normaalipaineessa veden tuotanto vähenee
2. Normaalin vedentuotannon saavuttamiseksi on tarpeen nostaa käyttöpainetta v
3. Painehäviö tuloveden ja väkevöidyn veden välillä kasvaa v:llä
4. Kalvokomponenttien paino kasvaa v:llä
5. Merkittävät muutokset kalvonpoistonopeudessa (lisääntyminen tai hidastuminen)
6. Kun komponentti irrotetaan paineastiasta, kaada vettä pystysuoran kalvokomponentin tulopuolelle. Vesi ei pääse virtaamaan kalvokomponentin läpi ja vain vuotaa yli päätypinnasta (mikä osoittaa tulokanavan täydellisen tukoksen).

22. Kuinka estää mikro-organismien kasvu kalvokomponenttien alkuperäispakkauksissa?

Kun suojaliuos sameutuu, se johtuu todennäköisesti mikro-organismien kasvusta. Natriumbisulfiitilla suojatut kalvokomponentit tulee tarkastaa kolmen kuukauden välein. Kun suojaliuos sameutuu, komponentit tulee poistaa suljetusta säilytyspussista ja liottaa uudelleen uudessa suojaliuoksessa, jonka pitoisuus on 1 painoprosenttia elintarvikelaatuista natriumbisulfiittia (ei aktivoitu koboltilla), liottaa noin tunnin ajan ja sulkea uudelleen. Komponentit tulee tyhjentää ennen uudelleenpakkaamista.

23. Mitkä ovat käänteisosmoosikalvokomponenttien vedenottoaukkoon liittyvät vaatimukset?

Teoriassa RO- ja IX-järjestelmiin tulevan nesteen ei pitäisi sisältää seuraavia epäpuhtauksia:

1. Suspendoituneet kiinteät aineet, kolloidit, kalsiumsulfaatti, levät, bakteerit, hapettimet, kuten jäännöskloori jne.
2. Öljy- tai lipidiaineet (laitteen alemman havaitsemisrajan alapuolella)
3. Orgaanisen aineen ja rautaorgaanisen aineen kromikompleksit
4. Metallioksidit, kuten raudan, kuparin ja alumiinin korroosiotuotteet

23. Mitä epäpuhtauksia RO-kalvot voivat poistaa?

RO-kalvo poistaa tehokkaasti ioneja ja orgaanista ainesta. Käänteisosmoosikalvon poistonopeus on suurempi kuin nanosuodatuskalvon. Käänteisosmoosi poistaa yleensä 99 % syöttöveden suolasta, ja orgaanisen aineksen poistonopeus syöttövedessä on ≥ 99 %.

24. Mistä tiedät, mitä puhdistusmenetelmää kalvojärjestelmällesi tulisi käyttää?

Parhaan puhdistustehon saavuttamiseksi on erittäin tärkeää valita kohdennetut puhdistusaineet ja puhdistusvaiheet. Väärä puhdistus voi itse asiassa heikentää järjestelmän suorituskykyä. Yleisesti ottaen epäorgaanisten kalkkikertymien poistamiseen suositellaan happamia puhdistusliuoksia, mikrobien tai orgaanisten epäpuhtauksien poistamiseen emäksisiä puhdistusliuoksia.

Miksi käänteisosmoosimenetelmällä tuotetun veden pH-arvo on alhaisempi kuin sisääntulevan veden pH-arvo?

Kun CO2:n, HCO3-:n ja CO3=:n välinen tasapaino ymmärretään, tähän kysymykseen löytyy paras vastaus. Suljetussa järjestelmässä CO2:n, HCO3-:n ja CO3=:n suhteellinen pitoisuus vaihtelee pH-arvon mukaan. Alhaisessa pH-arvossa CO2 muodostaa suurimman osan, HCO3-:n ollessa hallitseva keskisuurella pH-alueella ja CO3=:n ollessa hallitseva korkealla pH-alueella. Koska käänteisosmoosikalvo pystyy poistamaan liukoisia ioneja, mutta ei kaasuja, käänteisosmoosituotantoveden CO2-pitoisuus on periaatteessa sama kuin käänteisosmoosivirtauksessa. HCO3- ja CO3=-pitoisuudet voivat kuitenkin usein pienentyä 1–2 kertaluokkaa, mikä voi rikkoa CO2:n, HCO3-:n ja CO3=:n välisen tasapainon tulovedessä. Reaktiosarjassa CO2 yhdistyy H2O:n kanssa ja käy läpi seuraavan reaktiotasapainon siirtymän, kunnes uusi tasapaino saavutetaan.

Jos sisään tuleva vesi sisältää CO2:ta, käänteisosmoosilla tuotetun veden pH-arvo laskee aina. Useimmissa käänteisosmoosilla tuotetuissa järjestelmissä käänteisosmoosilla tuotetun veden pH-arvo laskee 1–2 kertaa. Kun sisään tulevan veden alkaliteetti ja HCO3--pitoisuus ovat korkeat, tuotetun veden pH-arvo laskee vielä enemmän.

Hyvin pieni määrä tulevaa vettä, joka sisältää vähemmän CO2-, HCO3- tai CO3=-pitoisuuksia, johtaa pienempään vaihteluun tuotetun veden pH-arvossa. Joissakin maissa ja alueilla on juomaveden pH-arvolle määräyksiä, jotka yleensä vaihtelevat välillä 6,5–9,0. Käsityksemme mukaan tällä pyritään estämään vesijohtojen korroosiota. Alhaisen pH:n omaavan veden juominen itsessään ei aiheuta terveysongelmia. Kuten hyvin tiedetään, monien kaupallisesti saatavilla olevien hiilihapotettujen juomien pH-arvo on 2–4.