Como reduzir danos químicos às membranas RO em sistemas RO

No artigo anterior, apresentamos os danos físicos que podem ocorrer às membranas de OR durante a operação do sistema, bem como métodos para evitar tais danos. A operação adequada pode ajudar a prolongar a vida útil das membranas.

"Dano químico" refere-se ao dano causado aos elementos da membrana RO através de ações químicas. Alguns tipos de danos químicos destruirão diretamente a camada de dessalinização da membrana. Uma vez ocorrido, o dano é irreversível e permanente, e a única solução é substituir os elementos da membrana RO. Outros tipos de danos químicos podem ser mitigados através da limpeza química para restaurar o desempenho da membrana até certo ponto.

1.1

A camada de dessalinização dos elementos da membrana RO pode ser danificada por substâncias oxidantes fortes, como cloro residual e outros halogênios. Quando hipoclorito de sódio excessivo é adicionado à água bruta, mas agente redutor insuficiente é dosado antes do sistema RO, o cloro residual entra no sistema RO e causa danos oxidativos aos elementos da membrana.

1.2

Se o filtro de carvão ativado for usado por muito tempo, sua capacidade de adsorção diminui, ou se operar além da vazão projetada, o cloro residual pode passar e entrar no sistema RO, causando danos por oxidação aos elementos da membrana.

1.3

Quando UF (ultrafiltração) e RO compartilham o mesmo sistema de limpeza química e tubulações, se hipoclorito de sódio for usado para limpeza de UF e as tubulações não forem completamente lavadas ou substituídas, a solução de limpeza residual poderá entrar no sistema de RO e causar oxidação da membrana.

1.4

A dosagem incorreta de produtos químicos fortemente oxidantes ou o uso de produtos químicos não qualificados (como anti-incrustantes de baixa-qualidade ou biocidas não-oxidantes-não compatíveis) pode resultar na entrada desses produtos químicos no sistema RO através de dispositivos de dosagem e tubulações, causando oxidação ou contaminação dos elementos da membrana.

1.5

O uso de produtos químicos oxidantes fortes durante a limpeza química (por exemplo, o uso equivocado de hipoclorito de sódio para limpar membranas de RO) pode resultar diretamente no desmantelamento de todo o conjunto de elementos de membrana de RO, causando perdas econômicas significativas.

1.6

Usar água contendo cloro residual (como água da torneira) para lavagem-de baixa pressão também pode causar danos contínuos por oxidação. Por exemplo, em um projeto, as membranas de OR sofreram uma queda na rejeição de sal para 90% em apenas duas semanas devido à lavagem com água da torneira.

Quando a água de alimentação RO contém uma grande quantidade de colóides ou matéria orgânica, o valor SDI excederá significativamente o padrão, resultando em um rápido aumento na diferença de pressão dos filtros de cartucho e na substituição frequente. Quando coloides ou matéria orgânica vazam para o sistema RO, eles serão retidos pelos elementos da membrana do-estágio frontal, causando um aumento na pressão diferencial, um aumento notável na pressão de alimentação e uma diminuição no fluxo de permeado.

Como a matéria orgânica pode fornecer nutrientes para o crescimento microbiano, a incrustação orgânica também pode levar à subsequente contaminação bacteriana e microbiana.

Sob condições de temperatura adequadas (20-35 graus) e fornecimento suficiente de nutrientes, bactérias e microrganismos podem reproduzir-se e crescer muito rapidamente, apresentando crescimento exponencial. A contaminação microbiana geralmente ocorre na primavera e no verão e é atenuada no inverno.

Em alguns projetos, após incidentes de oxidação, os operadores têm medo de usar hipoclorito de sódio e, em vez disso, overdose de agentes redutores na entrada de OR para controlar os valores de ORP (enquanto testam os níveis de cloro residual). Embora o cloro residual possa atender aos padrões, o excesso de agentes redutores pode criar condições anaeróbicas, que, em vez disso, promovem o crescimento de bactérias anaeróbicas.

Para clientes da indústria alimentícia, a contaminação microbiana é muito comum. Uma vez que a contaminação ocorre, a contagem bacteriana total e indicadores comoPseudomonas aeruginosapodem exceder os padrões, impossibilitando a produção normal e afetando seriamente a qualidade da água e a eficiência da planta.

Além disso, os sistemas OR na indústria alimentar são frequentemente iniciados e parados. Se a lavagem-de baixa pressão não for realizada após longos períodos de desligamento, a matéria orgânica concentrada e os sais inorgânicos no lado do concentrado se tornarão nutrientes para os microrganismos, levando ao rápido crescimento microbiano.

Para reduzir o impacto da contaminação microbiana nas membranas, membranas RO anti{0}incrustantes também podem ser usadas, como a série de membranas anti{1}}incrustantes YIME.

Se PAM (poliacrilamida) for dosado em excesso no sistema de pré-tratamento e não for totalmente precipitado, ele poderá entrar no sistema de membrana. Se um sistema de ultrafiltração estiver presente, ele primeiro obstruirá o sistema de UF, depois passará para obstruir o filtro de cartucho e, eventualmente, entrará no sistema de membrana RO.

Este tipo de incrustação é muito difícil de remover através de métodos convencionais de limpeza química ou lavagem. Mesmo que o desempenho seja parcialmente restaurado, ele não poderá retornar ao estado original dos elementos da membrana.

As superfícies da membrana RO são carregadas negativamente e tendem a adsorver cátions. Portanto, o uso de PAM catiônico não é recomendado. Ao usar PAM, a sobredosagem deve ser evitada e testes em frascos devem ser realizados para determinar a dosagem ideal.

A incrustação inorgânica é um dos fenômenos mais comuns em sistemas de membrana. Geralmente ocorre nos elementos-da extremidade da membrana no segundo ou terceiro estágio do sistema RO. Isto ocorre porque a água de alimentação nestes estágios já foi concentrada pelos elementos de membrana a montante. Por exemplo, quando a taxa de recuperação global é de 75%, a concentração de sal pode aumentar aproximadamente quatro vezes. Quando a concentração de um determinado íon excede seu produto de solubilidade, ocorrerá incrustação.

Após a ocorrência da incrustação, vários métodos, como inspeção visual, análise da qualidade da água bruta, testes de dissolução de ácidos e álcalis e análise elementar, podem ser usados ​​para determinar a natureza da incrustação.

Dependendo da qualidade da água de alimentação, possíveis tipos de incrustações inorgânicas incluem carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, sulfato de bário, fluoreto de cálcio, incrustações de sílica, etc. Às vezes, mais de um tipo de incrustações pode existir simultaneamente.

Entre eles, as incrustações de carbonato podem ser efetivamente limpas com ácido clorídrico ou ácido cítrico. No entanto, para incrustações como sulfato de cálcio, fluoreto de cálcio e sílica, que são muito difíceis de remover, a maioria dos agentes de limpeza apresenta eficácia limitada.