V oblasti moderní úpravy a čištění vody se systém reverzní osmózy se svým vynikajícím výkonem odsolování stal základní technologií pro získávání vysoce-čisté vody. Dlouhodobý-stabilní provoz systému však nezávisí pouze na výkonu jeho jádrových membránových prvků, ale také na přísném a vědeckém procesu předúpravy. Mezi mnoha přitékajícími kontaminanty jsou olejové látky často přehlíženy kvůli jejich zdánlivě stopovému množství, přesto je jejich dopad na membrány reverzní osmózy systematický a může být dokonce smrtelný. Tento článek poskytne-hloubkovou analýzu čtyř hlavních rizik, která představují olejové látky v napájecí vodě pro systém reverzní osmózy.
► I. Kolaps provozní účinnosti: Přímý dopad na tok permeátu
Ekonomická životaschopnost systému reverzní osmózy se přímo odráží v jeho kapacitě výroby vody, známé jakopermeátový tok. Olejové látky jako hydrofobní organické látky mají silnou afinitu k povrchu hydrofilní membrány. Jakmile se tyto olejové kapičky dostanou do systému, a to i při nízkých koncentracích, rychle se adsorbují na povrch membrány a vytvoří viskózní olejový film.
► Mechanismus fyzického znečištění
Tento olejový film přímo pokrývá mikropóry na povrchu membrány, fyzicky brání průchodu molekul vody a drasticky snižuje účinnou plochu membrány.Výsledkem je, že při stejném provozním tlaku bude průtok permeátu v systému výrazně a trvale klesat. Tento typ znečištění membrány způsobené olejem se vyvíjí mnohem rychleji než konvenční znečištění suspendovanými pevnými látkami nebo koloidy a může v krátké době značně ohrozit efektivitu výroby celého systému, což má přímý vliv na dosažení výrobních cílů.
► II. Nevratné poškození hlavní separační vrstvy
Pokud je pokles průtoku permeátu „vnějším zraněním“ na provozní úrovni, pak pokles míry odmítnutí soli je „vnitřním zraněním“základní funkcesystému reverzní osmózy a toto poškození je často nevratné.
► Chemická koroze a poškození konstrukce
Jádro membrány reverzní osmózy spočívá v jehopolyamidová separační vrstva, extrémně tenká a přesná struktura zodpovědná za odmítání iontů soli. Některé složky v olejových látkách mohou pomalu bobtnat nebo dokonce rozpouštět tento polymerní materiál, což způsobuje chemickou korozi. Zpočátku se tento proces může projevit pouze jako mírné zvýšení vodivosti permeátu. V průběhu času však separační vrstva utrpí trvalé poškození, což vede k neustálému zhoršování její schopnosti odmítat rozpuštěné soli. Na rozdíl od běžného vodního kamene, který lze obnovit chemickým čištěním,poškození materiálu membrány způsobené olejem je strukturální povahy. Jakmile k němu dojde, míra odmítnutí soli se trvale sníží a jediným řešením je nákladná výměna membránových prvků.
► III. Nárůst nákladů na údržbu a zkrácení životnosti aktiv
Dalším závažným důsledkem kontaminace oleje je nesmírná výzva, kterou představuje pro provoz a údržbu systému a přímo zvyšuje provozní náklady celého životního cyklu.
► Potíže s čištěním a zrychlené stárnutí
Kvůli nepolární{0}}povaze olejových látek na ně mají běžné postupy čištění kyselin a zásad malý vliv.Odstranění olejového filmu vyžaduje použití speciálních čisticích prostředků obsahujících specifické povrchově aktivní látky nebo emulgátory. To nejen výrazně zvyšuje pořizovací náklady na chemické prostředky, ale také prodlužuje dobu odstávky systému potřebnou k čištění. Ještě důležitější je, že časté a agresivní chemické čištění urychluje stárnutí a hydrolýzu materiálu membrány, což výrazně zkracuje její životnost.Membránový prvek v průmyslovém systému reverzní osmózy, původně navržený s životností několika let, může mít po znečištění olejem sníženou jeho efektivní životnost o polovinu nebo více, což vede k drasticky zrychlenému odpisování majetku.
► IV. Katalyzátor pro kombinované znečištění: Vyvolání biologického znečištění
Kontaminace olejem neexistuje izolovaně; často funguje jako „katalyzátor“, který spouští složitější a obtížnější{0}}{1}}léčbu kombinovaného znečištění, zejména biologického.
► Vytváření systému spoluzanášení „Oil-Biofilm“-
Olejový film na povrchu membrány poskytuje ideální místo uchycení a bohatý zdroj uhlíku pro mikroorganismy ve vodě. Bakterie se zde budou množit, vylučovat extracelulární polymerní látky (EPS), aby vytvořily hustý biofilm (Biofilm). Tento biofilm může dále zachycovat kapičky oleje, suspendované pevné látky a anorganické usazeniny, které se tvoříkompozitní znečišťující vrstva „olejového-biofilmu-vodního kamene“.Tento typ znečišťující vrstvy je výjimečně stabilní a obtížně se odstraňuje, což způsobuje, že rozdíl tlaku mezi membránovými prvky v krátké době prudce stoupne, což si nakonec vynutí nouzové vypnutí celého systému reverzní osmózy. Jakmile je tento začarovaný kruh ustaven, stává se jedním z nejneřešitelnějších problémů v provozu systému. Důsledky jsou zvláště závažné pro aplikace, jako je např odsolovací ro systém který se spoléhá na stabilní zdroj vody nebo aplikaci mořské vody s reverzní osmózou upravující komplexní odpadní vodu.
Závěrem lze říci, že úplné odstranění oleje během fáze předúpravy systému reverzní osmózy není volitelný doplněk, ale záchranné lano pro zajištění dlouhodobého,{0}}stabilního a ekonomického provozu systému. Riziko oleje v napájecí vodě by mělo být plně zohledněno již ve fázi návrhu a měly by být použity účinné jednotky pro odstraňování oleje-, jako jsou ty, které využívají pokročilé technologie, jako je vysoká-účinnostkeramická membrána pro separaci oleje a vody-by měl být nainstalován. Nejzákladnější ochranou těchto vysoce-hodnotných aktiv je odstranění olejových látek ze vstupu do membránového systému jádra u zdroje.