Causes i solucions per a l'incrustació de la membrana d'osmosi inversa

1. Principals causes de l'incrustació de la membrana d'osmosi inversa

Segons els agents incrustants, l'incrustació de la membrana d'osmosi inversa es classifica principalment en quatre tipus:

• Incrustació inorgànica (incrustació química): Durant el procés de concentració d'osmosi inversa, les sals poc solubles com el calci, el magnesi, els carbonats, els sulfats i els silicats de l'aigua d'alimentació superen els seus límits de solubilitat. Cristal·litzen i es dipositen a la superfície de la membrana, formant una capa de calç dura.
• Incrustació orgànica i col·loïdal (incrustació viscosa): La matèria orgànica natural (per exemple, l'àcid húmic), els olis, els tensioactius o les partícules en suspensió i els col·loides eliminats incompletament a l'aigua d'alimentació s'adhereixen a la superfície de la membrana. Això forma una capa viscosa d'incrustació que no només bloqueja els porus de la membrana, sinó que també adsorbeix altres impureses.
• Incrustació biològica (incrustació reproductiva): Quan la desinfecció de l'aigua d'alimentació és inadequada, els microorganismes com ara bacteris, fongs i algues es multipliquen ràpidament a la superfície de la membrana. Formen un biofilm tenaç i secreten metabòlits que poden degradar els elements de la membrana.
• Incrustació de partícules (incrustació física): Les partícules sòlides en suspensió com la sorra i el rovell a l'aigua d'alimentació solen entrar al sistema a causa d'un pretractament inadequat o fallit. Es dipositen a la superfície de la membrana o als punts de creuament dels separadors d'alimentació.

2. Com determinar si cal netejar

Generalment cal netejar el sistema quan aquest presenta les condicions següents:

• Disminució del flux de permeat: El flux de permeat normalitzat disminueix entre un 10% i un 15% en comparació amb la línia de base inicial.
• Augment de la caiguda de pressió: La caiguda de pressió entre etapes augmenta significativament (per exemple, més d'un 15%, o la caiguda de pressió de la primera etapa supera els 0,25 MPa).
• Disminució del rebuig de sal: La qualitat de l'aigua permeada es deteriora, i el pas de sal normalitzat augmenta entre un 10% i un 15%.

3. Solucions i protocols de neteja

La solució principal per a l'incrustació de membranes és Neteja in situ (CIP), que inclou tant la neteja física com la química.

Neteja física

S'utilitza principalment per eliminar les incrustacions soltes de la superfície de la membrana (per exemple, incrustacions de partícules lleus). Implica el rentat amb aigua pura a baixa pressió i alt cabal, utilitzant la força de cisallament hidràulica per eliminar les incrustacions. La neteja mixta aire-aigua també es pot utilitzar per millorar l'efecte.

Neteja química

Cal seleccionar els agents químics adequats per a la circulació i la immersió en funció del tipus específic d'incrustació:

• Per a l'escalat inorgànic: Ús netejadors àcids (per exemple, 0,2%~1% d'àcid cítric o àcid clorhídric, pH controlat a 2-3) per dissoldre eficaçment els carbonats i els òxids metàl·lics.
• Per a compostos orgànics, col·loides i incrustacions biològiques: Ús netejadors alcalins (per exemple, hidròxid de sodi al 0,1%~0,5% combinat amb tensioactius o EDTA, pH controlat a 10-12) per dissoldre la brutícia viscosa i eliminar els biofilms.
• Per a incrustacions compostes: La neteja alcalina se sol realitzar primer per eliminar la brutícia orgànica/biològica, seguida d'una neteja àcida per eliminar les incrustacions inorgàniques.

Procediment de neteja estàndard

1. Pre-esbandida: Apagueu el sistema i renteu-lo a baixa pressió amb permeat d'osmosi inversa per drenar l'aigua d'alimentació residual dels mòduls de membrana.
2. Preparació i circulació de la solució: Prepareu la solució de neteja en la proporció especificada. Bombeu-la al sistema a baixa pressió (normalment ≤0,2~0,3 MPa) i a la meitat del cabal de neteja normal. Circuleu-la durant 30-60 minuts.
3. Remull: Atureu la circulació i deixeu que la solució de neteja s'impregni dins de la membrana durant un període (per exemple, feu circular durant 10 minuts, després atureu-vos i deixeu-la en remull durant 5 minuts) per permetre que l'agent penetri completament a la capa d'incrustació.
4. Després de l'esbandida: Buideu la solució de neteja i renteu a fons el sistema amb permeat fins que el pH de l'efluent sigui neutre i lliure d'escuma ni olor.
5. Verificació del rendiment: Reinicieu el sistema per a una prova de baixa pressió per observar si el flux de permeat i el rebuig de sal s'han recuperat a més del 90% dels valors inicials.

4. Recomanacions de prevenció i manteniment rutinari

• Optimitzar el pretractament: Millorar els processos de pretractament com la coagulació, la filtració i el suavització per garantir que l'índex de densitat del llim (SDI) de l'aigua d'alimentació sigui
• Buidat física regular: Si les condicions ho permeten, feu una neteja diària a baixa pressió i alt cabal. Això és més eficaç que esperar que s'acumuli la brutícia abans de dur a terme una neteja química.
• Dosificació química adequada: Dosificar quantitats adequades d'antiincrustants, dispersants i biocides especialitzats en funció de la qualitat de l'aigua d'alimentació per inhibir l'incrustació i el creixement microbià.
• Operació estandarditzada: Eviteu sobrecarregar el sistema. Renteu sempre el sistema abans d'apagar-lo per evitar que les incrustacions s'estanquin a la superfície de la membrana.

⚠️ Precaucions: No utilitzeu mai a cegues concentracions elevades d'àcids o àlcalis forts, ni allargueu els temps de neteja, ja que això causarà danys irreversibles a la capa activa de la membrana. Si la neteja en línia és ineficaç o la brutícia és extremadament greu, considereu la possibilitat de treure els elements de la membrana per a una neteja professional fora de línia o substituir-los completament.