La vita di una membrana ad osmosi inversa, parte 2

La parte 1 è stata pubblicata nel numero di maggio 2023 di Pumps & Systems.

I produttori di membrane per osmosi inversa (RO) forniscono linee guida su quando eseguire una pulizia basate sulla portata del permeato normalizzata (la portata del permeato corretta per le variazioni di pressione, concentrazione di sale e temperatura dell'acqua) e sul differenziale di pressione normalizzato (la portata di ingresso della membrana (differenziale di pressione -a-concentrato corretto per variazioni di portata e temperatura dell'acqua).

In genere concordano che l'RO dovrebbe essere pulito se la portata del permeato normalizzato diminuisce rispetto al valore di base pulito del 15% o se il differenziale di pressione normalizzato aumenta del 25% rispetto al valore di base. Poiché la capacità di ripristinare completamente le prestazioni RO originali sarà influenzata dal tipo di solidi che incrostano e da altre variabili, queste sono solo linee guida, ma servono come un modo conservativo per far funzionare il sistema RO che aumenta la probabilità che le prestazioni vengano completamente ripristinate utilizzando le normali prestazioni. procedure di pulizia con la maggior parte dei tipi di solidi incrostati.

Molti produttori di membrane e di sistemi RO offrono programmi di fogli di calcolo che aiutano nell'esecuzione di questi calcoli. Potrebbe anche consentire di tracciare un grafico di queste variabili, che offriranno informazioni eccellenti sullo stato di salute delle membrane RO, nonché sull'eventuale necessità di programmare una pulizia a causa dell'accumulo di incrostazioni. Alcune di queste aziende offrono programmi di monitoraggio e creazione di grafici online per l'andamento delle prestazioni RO per periodi di tempo prolungati.

Se dopo le pulizie continua ad esserci una tendenza al ribasso nella portata del permeato normalizzato o nella percentuale di reiezione dei sali disciolti (normalmente misurata utilizzando la conducibilità dell'acqua) o una tendenza all'aumento nel differenziale di pressione normalizzato, allora le membrane soffrono di un calo salute e un’altra linea d’azione dovrebbe essere presa in considerazione.

Ad esempio, le pulizie in loco inefficaci possono essere dovute a tempi di fermo RO insufficienti o a limitazioni chimiche dell'impianto. Si dovrebbe quindi prendere in considerazione la pulizia fuori sede da parte di terzi. Se anche la pulizia fuori sede è inefficace nel ripristinare le prestazioni originali di specifici elementi della membrana, è necessario pianificare la sostituzione delle membrane con prestazioni scadenti.

In molti casi, la sostituzione della membrana può essere chirurgica. Nel caso di incrostazioni permanenti, è possibile che la pulizia sia stata inefficace solo con le membrane più gravemente sporche, come le membrane dell'estremità di ingresso, e solo quelle dovranno essere sostituite.

Quando la formazione di incrostazioni provoca un aumento del differenziale di pressione dell'ultimo stadio RO che non viene ripristinato dalla pulizia, sarà necessario sostituire solo gli elementi della membrana all'estremità del concentrato per ripristinare le prestazioni originali.

La formazione di incrostazioni può verificarsi rapidamente se si verifica un guasto nei mezzi utilizzati per prevenire tali incrostazioni o se le condizioni dell'acqua dovessero cambiare. Le cause più comuni includono il guasto di una pompa di iniezione chimica o la scarsa rigenerazione di un addolcitore a monte. Molti tipi di incrostazioni provocano un aumento del differenziale di pressione dell'ultimo stadio. La pulizia acida in loco avrà spesso successo se le incrostazioni sono composte principalmente da carbonato di calcio, il che sarà evidente quando si verifica un aumento sostanziale della conduttività del permeato dai vasi della membrana interessati. Le scaglie di solfato e silice sono molto meno solubili dei carbonati e la loro presenza può comportare la necessità di sostituire le membrane all'estremità del concentrato.

La membrana a film sottile di poliammide comunemente utilizzata per l'osmosi inversa può tollerare molti prodotti chimici aggressivi ma ha una tolleranza minima alla presenza di forti agenti chimici ossidanti nell'acqua di alimentazione, il problema più comune è il cloro libero. Anche concentrazioni fino a 0,05 milligrammi per litro (mg/L) di cloro libero danneggeranno nel tempo il polimero della membrana. Questo danno ossidativo è cumulativo, poiché ogni esposizione provoca una maggiore rottura dei suoi legami polimerici poiché gli atomi di cloro si attaccano all'interno del polimero. Un aumento della portata del permeato normalizzato, seguito da una diminuzione del rigetto del sale, di solito significa che si è verificata l'ossidazione della membrana.