Причини та способи усунення забруднення мембрани зворотного осмосу

1. Основні причини забруднення мембран RO

Залежно від забруднень, забруднення мембран зворотного осмосу в основному класифікуються на чотири типи:

• Неорганічне накипування (хімічне обростання): Під час процесу концентрування RO, вміст важкорозчинних солей, таких як кальцій, магній, карбонати, сульфати та силікати у живильній воді, перевищує їх межі розчинності. Вони кристалізуються та осідають на поверхні мембрани, утворюючи твердий шар накипу.
• Органічні та колоїдні обростання (в'язкі обростання): Природні органічні речовини (наприклад, гумінова кислота), олії, поверхнево-активні речовини або неповністю видалені зважені частинки та колоїди з живильної води прилипають до поверхні мембрани. Це утворює в'язкий шар забруднення, який не тільки блокує пори мембрани, але й адсорбує інші домішки.
• Біологічне обростання (репродуктивне обростання): Коли дезінфекція живильної води недостатня, мікроорганізми, такі як бактерії, грибки та водорості, швидко розмножуються на поверхні мембрани. Вони утворюють міцну біоплівку та виділяють метаболіти, які можуть руйнувати елементи мембрани.
• Обростання твердими частинками (фізичне забруднення): Зважені тверді частинки, такі як пісок та іржа, у живильній воді зазвичай потрапляють у систему через недостатню або невдалу попередню обробку. Вони осідають на поверхні мембрани або в місцях з'єднання прокладок подачі.

2. Як визначити, чи потрібне очищення

Зазвичай очищення потрібне, коли система демонструє такі стани:

• Зменшення потоку пермеату: Нормалізований потік пермеату падає на 10%~15% порівняно з початковим базовим рівнем.
• Збільшений перепад тиску: Міжступеневе падіння тиску значно збільшується (наприклад, більш ніж на 15%, або падіння тиску на першому ступені перевищує 0,25 МПа).
• Зменшення відторгнення солі: Якість пермеату погіршується, при цьому нормалізований прохід солей збільшується на 10%~15%.

3. Розчини та протоколи очищення

Основним рішенням для боротьби з забрудненням мембран є Очищення на місці (CIP), що включає як фізичне, так і хімічне очищення.

Фізичне очищення

В основному використовується для видалення вільних забруднень з поверхні мембрани (наприклад, незначних забруднень твердими частинками). Це передбачає промивання чистою водою під низьким тиском та високою швидкістю потоку з використанням гідравлічної зсувної сили для змивання забруднень. Для посилення ефекту також може використовуватися змішане очищення повітрям і водою.

Хімічне очищення

Відповідні хімічні засоби для циркуляції та замочування необхідно вибирати залежно від конкретного типу забруднення:

• Для неорганічного накипу: Використання кислотні засоби для чищення (наприклад, 0,2%~1% лимонна кислота або соляна кислота, pH контролюється на рівні 2-3) для ефективного розчинення карбонатів та оксидів металів.
• Для органічних, колоїдних та біологічних обростань: Використання лужні засоби для чищення (наприклад, 0,1%~0,5% гідроксиду натрію в поєднанні з поверхнево-активними речовинами або ЕДТА, pH контролюється на рівні 10-12) для розчинення в'язкого бруду та видалення біоплівок.
• Для композитного обростання: Лужне очищення зазвичай виконується спочатку для видалення органічних/біологічних забруднень, а потім кислотне очищення для видалення неорганічного накипу.

Стандартна процедура очищення

1. Попереднє ополіскування: Вимкніть систему та промийте її під низьким тиском пермеатом зворотного осмосу, щоб злити залишки живильної води з мембранних модулів.
2. Приготування та циркуляція розчину: Приготуйте мийний розчин у зазначеному співвідношенні. Закачайте його в систему під низьким тиском (зазвичай ≤0,2~0,3 МПа) та з половиною звичайної швидкості потоку для миття. Циркулюйте протягом 30-60 хвилин.
3. Замочування: Зупиніть циркуляцію та дайте миючому розчину вбратися всередині мембрани протягом певного часу (наприклад, поциркулюйте протягом 10 хвилин, потім зупиніться та замочіть на 5 хвилин), щоб засіб повністю проник у шар забруднення.
4. Після полоскання: Злийте очисний розчин і ретельно промийте систему пермеатом, доки pH стічних вод не стане нейтральним і не зникне піна чи запах.
5. Перевірка продуктивності: Перезапустіть систему для випробувального запуску за низького тиску, щоб перевірити, чи відновилися потік пермеату та відторгнення солі до понад 90% від початкових значень.

4. Рекомендації щодо профілактики та планового обслуговування

• Оптимізація попередньої обробки: Покращити процеси попередньої обробки, такі як коагуляція, фільтрація та пом'якшення, щоб забезпечити індекс щільності мулу (SDI) живильної води
• Регулярне фізичне промивання: Якщо дозволяють умови, щодня виконуйте промивання під низьким тиском та високою швидкістю потоку. Це ефективніше, ніж чекати, поки накопичиться забруднення, перш ніж проводити хімічне очищення.
• Правильне дозування хімікатів: Дозуйте відповідну кількість антискалантів, дисперсантів та спеціалізованих біоцидів залежно від якості живильної води, щоб запобігти утворенню накипу та росту мікробів.
• Стандартизована операція: Уникайте перевантаження системи. Завжди промивайте систему перед вимиканням, щоб запобігти застою забруднень на поверхні мембрани.

⚠️ Запобіжні заходи: Ніколи не використовуйте сліпо високі концентрації сильних кислот або лугів і не збільшуйте час очищення, оскільки це призведе до незворотного пошкодження активного шару мембрани. Якщо онлайн-очищення неефективне або забруднення надзвичайно сильне, подумайте про видалення мембранних елементів для професійного офлайн-очищення або повну заміну.