Cách giảm thiệt hại hóa học cho màng RO trong hệ thống RO

Ở bài viết trước, chúng tôi đã giới thiệu những hư hỏng vật lý có thể xảy ra với màng RO trong quá trình vận hành hệ thống cũng như các phương pháp để tránh những hư hỏng đó. Vận hành đúng cách có thể giúp kéo dài tuổi thọ của màng.

“Hư hỏng do hóa chất” dùng để chỉ những hư hỏng gây ra cho các thành phần màng RO thông qua các hoạt động hóa học. Một số loại hư hỏng do hóa chất sẽ trực tiếp phá hủy lớp khử muối của màng. Một khi nó xảy ra thì đó là hư hỏng vĩnh viễn và không thể khắc phục được, giải pháp duy nhất là thay thế các thành phần màng RO. Các loại thiệt hại hóa học khác có thể được giảm thiểu thông qua việc làm sạch bằng hóa chất để khôi phục hiệu suất màng ở một mức độ nhất định.

1.1

Lớp khử muối của các thành phần màng RO có thể bị phá hủy bởi các chất oxy hóa mạnh như clo dư và các halogen khác. Khi natri hypochlorite được thêm quá nhiều vào nước thô nhưng lượng chất khử không đủ được định lượng trước hệ thống RO, clo dư sẽ xâm nhập vào hệ thống RO và gây ra tổn thương oxy hóa cho các thành phần màng.

1.2

Nếu bộ lọc than hoạt tính được sử dụng quá lâu, khả năng hấp phụ của nó giảm hoặc nếu nó hoạt động vượt quá tốc độ dòng thiết kế, clo dư có thể đi qua và xâm nhập vào hệ thống RO, gây hư hỏng quá trình oxy hóa cho các thành phần màng.

1.3

Khi UF (siêu lọc) và RO dùng chung hệ thống làm sạch hóa học và đường ống, nếu natri hypochlorite được sử dụng để làm sạch UF và đường ống không được xả hoặc thay thế kỹ lưỡng, dung dịch tẩy rửa còn sót lại có thể xâm nhập vào hệ thống RO và gây ra quá trình oxy hóa màng.

1.4

Việc định lượng hóa chất oxy hóa mạnh không đúng cách hoặc sử dụng hóa chất không đủ tiêu chuẩn (chẳng hạn như-chất chống cặn chất lượng thấp hoặc-chất diệt khuẩn oxy hóa không{2}}không tuân thủ) có thể khiến các hóa chất này xâm nhập vào hệ thống RO thông qua thiết bị định lượng và đường ống, gây ra quá trình oxy hóa hoặc ô nhiễm các thành phần màng.

1.5

Việc sử dụng hóa chất oxy hóa mạnh trong quá trình làm sạch bằng hóa chất (ví dụ sử dụng nhầm natri hypochlorite để làm sạch màng RO) có thể trực tiếp dẫn đến việc thải bỏ toàn bộ bộ phần tử màng RO, gây thiệt hại đáng kể về kinh tế.

1.6

Sử dụng nước có chứa clo dư (chẳng hạn như nước máy) để xả áp suất thấp cũng có thể gây hư hỏng do oxy hóa liên tục. Ví dụ, trong một dự án, màng RO đã giảm tỷ lệ loại bỏ muối xuống 90% chỉ trong vòng hai tuần do xả bằng nước máy.

Khi nước cấp RO chứa một lượng lớn chất keo hoặc chất hữu cơ, giá trị SDI sẽ vượt tiêu chuẩn đáng kể, dẫn đến chênh lệch áp suất của bộ lọc lõi lọc tăng nhanh và phải thay thế thường xuyên. Khi chất keo hoặc chất hữu cơ rò rỉ vào hệ thống RO, chúng sẽ bị giữ lại bởi-các thành phần màng phía trước, gây ra sự gia tăng chênh lệch áp suất, áp suất cấp tăng đáng kể và giảm lưu lượng thấm.

Bởi vì chất hữu cơ có thể cung cấp chất dinh dưỡng cho sự phát triển của vi sinh vật, nên sự ô nhiễm hữu cơ cũng có thể dẫn đến ô nhiễm vi khuẩn và vi sinh vật sau đó.

Trong điều kiện nhiệt độ thích hợp (20–35 độ ) và được cung cấp đủ chất dinh dưỡng, vi khuẩn và vi sinh vật có thể sinh sản và phát triển rất nhanh, thể hiện sự tăng trưởng theo cấp số nhân. Ô nhiễm vi sinh vật thường xảy ra vào mùa xuân và mùa hè và giảm bớt vào mùa đông.

Trong một số dự án, sau sự cố oxy hóa, người vận hành ngại sử dụng natri hypochlorite và thay vào đó sử dụng quá liều chất khử ở đầu vào RO để kiểm soát giá trị ORP (đồng thời kiểm tra nồng độ clo dư). Mặc dù clo dư có thể đáp ứng tiêu chuẩn, nhưng chất khử quá mức có thể tạo ra điều kiện kỵ khí, thay vào đó thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn kỵ khí.

Đối với khách hàng trong ngành thực phẩm, việc nhiễm vi sinh vật là rất phổ biến. Khi ô nhiễm xảy ra, tổng số vi khuẩn và các chỉ số nhưPseudomonas aeruginosacó thể vượt quá tiêu chuẩn, khiến việc sản xuất bình thường không thể thực hiện được và ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nước cũng như hiệu suất của nhà máy.

Ngoài ra, hệ thống RO trong ngành thực phẩm thường xuyên được khởi động và dừng lại. Nếu-không thực hiện xả áp suất thấp sau thời gian tắt máy kéo dài thì chất hữu cơ đậm đặc và muối vô cơ ở phần cô đặc sẽ trở thành chất dinh dưỡng cho vi sinh vật, dẫn đến vi sinh vật phát triển nhanh chóng.

Để giảm tác động của ô nhiễm vi khuẩn lên màng, bạn cũng có thể sử dụng màng RO chống bám bẩn, chẳng hạn như dòng màng chống bám bẩn YIME-.

Nếu lượng PAM (polyacrylamide) quá mức được đưa vào hệ thống tiền xử lý và không kết tủa hoàn toàn, nó có thể xâm nhập vào hệ thống màng. Nếu có hệ thống siêu lọc, đầu tiên nó sẽ làm tắc nghẽn hệ thống UF, sau đó đi qua bộ lọc hộp mực và cuối cùng đi vào hệ thống màng RO.

Loại cặn bám này rất khó loại bỏ bằng các phương pháp tẩy rửa hoặc xả nước bằng hóa chất thông thường. Ngay cả khi hiệu suất được khôi phục một phần, nó cũng không thể trở lại trạng thái ban đầu của các thành phần màng.

Bề mặt màng RO tích điện âm và có xu hướng hấp phụ cation. Vì vậy, việc sử dụng PAM cation không được khuyến khích. Khi sử dụng PAM, phải tránh dùng quá liều và nên tiến hành thử nghiệm bình để xác định liều lượng tối ưu.

Sự đóng cặn vô cơ là một trong những hiện tượng phổ biến nhất trong các hệ thống màng. Nó thường xảy ra ở phần cuối màng-ở giai đoạn thứ hai hoặc thứ ba của hệ thống RO. Điều này là do nước cấp trong các giai đoạn này đã được cô đặc bởi các thành phần màng phía thượng nguồn. Ví dụ, khi tỷ lệ thu hồi tổng thể là 75%, nồng độ muối có thể tăng khoảng bốn lần. Khi nồng độ của một ion nhất định vượt quá tích số hòa tan của nó, sự co giãn sẽ xảy ra.

Sau khi xảy ra cặn, có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như kiểm tra trực quan, phân tích chất lượng nước thô, kiểm tra độ hòa tan axit và kiềm và phân tích nguyên tố để xác định bản chất của cặn.

Tùy thuộc vào chất lượng nước cấp, các loại cặn vô cơ có thể bao gồm canxi cacbonat, canxi sunfat, bari sunfat, canxi florua, cặn silica, v.v. Đôi khi, nhiều loại cặn có thể tồn tại đồng thời.

Trong số đó, cặn cacbonat có thể được làm sạch hiệu quả bằng axit clohydric hoặc axit xitric. Tuy nhiên, đối với các loại cặn như canxi sunfat, canxi florua và silica rất khó loại bỏ thì hầu hết các chất tẩy rửa đều cho thấy hiệu quả hạn chế.