Жизнь мембраны обратного осмоса, часть 1

Новые мембранные элементы позволяют системе обратного осмоса (RO) работать оптимально с максимальным удалением растворенных солей (также известным как удаление солей) и максимальным производством проникающей воды при расчетном давлении. Со временем эти эксплуатационные характеристики снизятся до такой степени, что может потребоваться замена мембранных элементов обратного осмоса. Поскольку многие предприятия зависят от RO в удовлетворении своих потребностей в очищенной воде, прогнозирование того, когда мембраны потребуют замены, может иметь решающее значение для работы установки.

Производители мембран обычно пропорционально распределяют гарантию на мембрану на три года, хотя выход мембраны из строя из-за ее производства случается редко. Возможно, это связано с продолжительностью гарантии производителя: три года жизни стали обычным явлением при замене мембраны.

Следует отметить, что мембранный элемент обратного осмоса не является фильтром, а это означает, что это не одноразовое устройство, которое может загрязниться или изнашиваться в результате его использования. Хотя это правда, что мембрана обратного осмоса не прослужит вечно, бывают случаи, когда мембраны работают более 10 лет без существенных и постоянных изменений в своих характеристиках.

Мембрана обратного осмоса не работает как фильтр. Вся поступающая вода не проходит через мембранный лист, поэтому взвешенные твердые частицы всегда остаются на поверхности в виде частиц. В хорошо спроектированной системе обратного осмоса большая часть взвешенных твердых частиц во входящей воде пройдет через мембранные элементы и выйдет из системы вместе с потоком концентрата. Это можно проверить, измеряя содержание взвешенных твердых частиц в потоке концентрата относительно их концентрации во входящем потоке и отмечая, как их повышенная концентрация коррелирует с отношением коэффициента концентрации входящего потока, деленным на скорость потока концентрата.

Хорошо спроектированная система обратного осмоса – это система, в которой оборудование предварительной обработки удаляет крупные частицы и снижает концентрацию более мелких частиц настолько, чтобы поддерживать скорость загрязнения обратного осмоса на умеренно низком уровне. Устранение загрязнения RO путем проектирования системы водоснабжения с обширным оборудованием для фильтрации на входе и низкой скоростью потока пермеата RO может оказаться неэкономичным. Однако при высокой концентрации взвешенных веществ в сырой воде обычно целесообразно включать в ее предварительную очистку хотя бы мультимедийный фильтр. Возможно, можно оправдать включение системы мембранной фильтрации, такой как система микрофильтрации или ультрафильтрации, перед RO, которая затем позволит увеличить скорость потока пермеата RO и при этом снизить скорость загрязнения RO. В этом случае RO потребуется нечастая химическая очистка для поддержания его работоспособности.

Некоторые из взвешенных твердых веществ могут иметь биологическую природу, возникать в источнике воды или создаваться в самой системе предварительной очистки воды. Если биологическая активность не контролируется в трубопроводах и компонентах очистки перед RO, предварительная обработка RO может стать источником частиц биологического загрязнения. Эти биологические частицы часто имеют склонность прикрепляться к мембране обратного осмоса, что может затруднить предотвращение загрязнения ими мембран даже при низкой скорости проникновения. Может оказаться необходимым использовать метод контроля этой активности, например, с помощью частых шоковых обработок биоцидами или санитарной обработки источника этих биочастиц.

Распространенным методом мониторинга эффективности предварительной обработки является использование индекса плотности ила (SDI). Значение SDI во входящей воде обратного осмоса часто коррелирует с требуемой частотой очистки обратного осмоса. Обычная цель SDI составляет менее пяти, что приводит к необходимости очистки RO менее пяти раз в год.

Однако эта корреляция с SDI будет иметь место только в том случае, если RO спроектирован с умеренно низкой скоростью проникновения по всей системе. Наиболее критическая область системы обратного осмоса, где наиболее вероятно возникновение загрязнения взвешенными твердыми частицами, — это место, где вода впервые попадает в мембраны обратного осмоса, поскольку именно здесь скорость проникновения воды самая высокая. По мере прохождения питательной воды по поверхности мембраны и через мембранные элементы давление в мембране будет снижаться.