Causes et solutions du colmatage des éléments de membrane d'osmose inverse

1. 3 signes avant-coureurs d'un blocage de la membrane d'osmose inverse.

• Le volume de production a diminué de plus de 10 % par rapport à sa valeur initiale, et la pression a considérablement augmenté.
• Le taux de dessalement a diminué de 5 % et la valeur des solides dissous totaux (SDT) de l'eau produite a fortement augmenté.
• Lorsque la différence de pression du module à membrane dépasse 0,07 MPa, le bruit de fonctionnement devient plus fort.

2. 3 types courants de pollution.

• Pollution inorganique (la plus courante)
• Cause : Les ions calcium et magnésium, les carbonates, les sulfates, les ions fer et manganèse, etc. présents dans l'eau brute se déposent sur la surface de la membrane sous forme de tartre (comme le carbonate de calcium et le sulfate de baryum), en particulier lorsque le taux de récupération est trop élevé et que la température de l'eau varie beaucoup, ce phénomène est susceptible de se produire.
• Symptômes typiques : la différence de pression du module membranaire augmente rapidement, le volume d’eau produite diminue lentement, et l’effet est évident après un nettoyage à l’acide chlorhydrique.
• Scénarios à haut risque : traitement des eaux souterraines, systèmes d’eau brute à haute dureté.
• pollution organique
• Cause : Les substances organiques telles que l'acide humique, le tanin, l'huile et les tensioactifs présents dans l'eau brute adhèrent à la surface de la membrane, formant une saleté collante qui obstrue les canaux des pores de la membrane.
• Symptômes typiques : La qualité de l’eau traitée se détériore (augmentation de la teneur en TDS) et des dépôts collants jaunâtres, brunâtres ou noirs apparaissent à la surface de la membrane. Ces dépôts peuvent être efficacement éliminés par lavage alcalin.
• Scénarios à haut risque : traitement des eaux de surface, systèmes de réutilisation des eaux usées municipales.
• Contamination biologique
• Cause : Les micro-organismes présents dans l'eau brute, tels que les bactéries, les champignons et les algues, se multiplient à la surface de la membrane et forment un biofilm. Ce dernier obstrue les pores de la membrane et sécrète des produits métaboliques qui corrodent ses composants.
• Symptômes typiques : le module à membrane dégage une odeur désagréable, le débit d’eau produite chute brutalement et une quantité excessive de micro-organismes est constatée. Dans ces cas, il convient d’utiliser un désinfectant en complément du nettoyage.
• Scénarios à haut risque : Systèmes d’eau brute sans dispositifs de désinfection, environnements d’exploitation humides et sombres.

3. Méthode de nettoyage standard en 4 étapes

• Étape 1 : Prétraitement — Vidangez l’eau usée et préparez la solution de nettoyage
• Arrêtez le système d'osmose inverse, ouvrez la vanne de vidange de l'eau concentrée et vidangez complètement l'eau brute restante du module de membrane.
• Préparez-vous à nettoyer le réservoir d'eau et à préparer la solution de nettoyage dans les proportions prescrites (il est recommandé d'utiliser de l'eau déminéralisée ou de l'eau distillée pour éviter d'introduire de nouvelles impuretés) :
• Solution de nettoyage alcaline : 0,1 - 0,5 % d'hydroxyde de sodium (NaOH) + 0,05 - 0,1 % de tensioactif (tel que le dodécylbenzènesulfonate de sodium), avec une valeur de pH contrôlée à 10 - 11 ;
• Solution de décapage : 0,5 à 1 % d’acide citrique (ou 0,2 à 0,5 % d’acide chlorhydrique), avec une valeur de pH contrôlée entre 2 et 3 ;

• Étape 2 : Lavage alcalin – Trempage et circulation, pour dissoudre la contamination organique/biologique
• Injectez la solution de nettoyage alcaline préparée dans le réservoir d'eau de nettoyage, puis pompez-la dans le module de membrane à l'aide d'une pompe de surpression (avec une pression ≤ 0,2 MPa) pour vous assurer que les éléments de membrane sont entièrement immergés.
• Fermez la vanne d'évacuation et effectuez un cycle de nettoyage de 30 à 60 minutes. Pendant ce cycle, arrêtez la machine toutes les 10 minutes pour un trempage de 5 minutes afin de permettre à la solution de nettoyage de pénétrer complètement la saleté.
• Une fois le cycle terminé, ouvrez la vanne de vidange et videz complètement la solution de nettoyage alcaline. Rincez le module de membrane à l'eau claire 2 à 3 fois jusqu'à ce que l'effluent soit exempt de mousse et d'odeur.

• Étape 3 : Lavage acide – Circulation + Neutralisation, pour éliminer les dépôts inorganiques
• jeInjectez la solution de nettoyage acide préparée et effectuez un nettoyage cyclique à une pression ≤ 0,2 MPa pendant 20 à 40 minutes. Durant ce processus, un trempage de 10 minutes doit être respecté.
• Concentrez-vous sur le nettoyage de l'extrémité d'entrée du module de membrane (la zone où le tartre est concentré), et vous pourrez ainsi prolonger le temps de circulation.
• Une fois le décapage terminé, rincez immédiatement à l'eau claire jusqu'à ce que le pH de l'eau redevienne neutre (6,5 à 7,5). Évitez tout résidu acide susceptible de corroder les éléments de la membrane.

• Étape 4 : Post-traitement – ​​Essai pilote, vérification de l’effet de nettoyage
• Mettez en marche le système d'osmose inverse et effectuez un essai à basse pression (0,3 à 0,5 MPa). Observez des indicateurs tels que le volume d'eau produite et le taux de dessalement.
• Si le volume de production d'eau revient à plus de 90 % de sa valeur initiale et que le taux de dessalement revient à la normale, cela indique que le processus de nettoyage a été couronné de succès.
• Si le résultat n'est pas satisfaisant, vous pouvez répéter une fois le processus « lavage alcalin → lavage acide ». Ne pas dépasser deux lavages (un excès de lavages risque d'endommager la porosité de la membrane).
• Après une heure de fonctionnement à titre d'essai, mesurez la teneur en TDS, le débit et la différence de pression de l'eau produite, consignez les données et comparez-les avec celles mesurées avant le nettoyage. Ensuite, établissez un dossier de maintenance.

Points clés :

• L'utilisation de solutions de nettoyage contenant du chlore ou des oxydants (comme le désinfectant 84) est strictement interdite tout au long du processus, car elles peuvent oxyder les éléments du film.
• Lors du nettoyage, la pression ne doit pas dépasser 0,3 MPa et le débit doit être contrôlé à 50-70 % du débit nominal afin d'éviter un impact de haute pression sur les pores de la membrane.
• En cas de contamination biologique importante, il est possible de tremper la membrane dans du peroxyde d'hydrogène à 0,1 % (H₂O₂) ou dans un biocide spécial pour membrane d'osmose inverse pendant 10 minutes avant le lavage alcalin, puis de procéder au nettoyage régulier.

4. 3 conseils pour réduire l'obstruction de la membrane

• Renforcer le prétraitement de l'eau brute : Installez des préfiltres et des filtres à charbon actif pour éliminer les grosses particules, les substances organiques et le chlore résiduel de l'eau brute.
• Paramètres de contrôle de fonctionnement : Il est recommandé de maintenir le taux de récupération en dessous de 75 %. Rincez régulièrement les modules à membrane (pendant 5 minutes avant chaque démarrage et pendant 10 minutes après l'arrêt).
• Entretien régulier : Nettoyer tous les 3 à 6 mois (les zones plus fortement contaminées nécessitent un nettoyage tous les 1 à 2 mois). Lors d'un arrêt prolongé, immerger les modules de membrane dans une solution de bisulfite de sodium à 1 % afin de prévenir la prolifération de micro-organismes.

5. Dans ces cas, il est recommandé de remplacer directement les éléments de la membrane !

• Si l'une des situations suivantes se produit, cela indique que l'élément filtrant a subi des dommages irréversibles et qu'un nettoyage ne peut le réparer. Il est nécessaire de le remplacer rapidement :
• Après nettoyage, le débit d'eau est resté inférieur à 70 % de sa valeur initiale et le taux de dessalement a diminué de plus de 10 %.
• Les composants de la membrane ont subi des dommages ou des fuites (détectés par des tests de pression) ;
• Les éléments de membrane ont une durée de vie supérieure à 3 ans (la durée de vie conventionnelle), mais leurs performances continuent de se détériorer.