Jak zabezpieczyć membrany osmotyczne przed zarastaniem twardymi osadami oraz bakteriami

Dodano 29-10-2019 przez Jacek Gąsiorowski

Informacje techniczne dotyczące zastosowania chemii, antyskalanty do ochrony powierzchni membran osmotycznych.

Systemy odwróconej osmozy są bardzo prostym procesem separacji wody, na których można uzyskać wodę o bardzo małym zasoleniu pod warunkiem spełnienia norm stawianym dla błon osmotycznych gdzie z reguły index SDI wynosi 5. Wody z których przeważnie zasila się jednostki RO nie spełniają tych warunków dlatego też zachodzi potrzeba instalacji zawsze filtracji wstępnej oraz urządzeń zmiękczających lub chemii do ochrony membrany.

       W zależności od technologi stosuje się dla ochrony antyskalant (poziom opłacalności dozowania antyskalantu zaczyna się przy dużych systemach RO).

 Z reguły przyjmuje się opcjonalnie, że na system odwróconej osmozy podajemy wodę bez:

żelaza, manganu, twardości, chloru z indexem poniżej SDI 5 jest to dobry kierunek aczkolwiek nie raz kosztowny i niezastąpiony.

Dla dużych jednostek odwróconej osmozy gdzie stosuje się membrany 8" typu zwinięcia spiralnego niezastąpionym produktem wspomagającym i utrzymującym w bardzo dobrej kondycji membrany są antyskalanty oparte na bazie fosforanów lub polimerów nie należą do tanich produktów, ale biorąc pod uwagę koszty wymiany membran stają się opłacalne.

Antyskalanty przedłużają żywotność membran jak i powodują, że związki soli które podczas przestoju pracy systemu jak i w trakcie nie wytrącają się i nie powodują krystalizacji na powierzchniach błon.

Podczas kiedy to dojdzie do pierwszej krystalizacji wewnątrz membranowej to niejednokrotnie, kiedy nie ma obsługi serwisowe zaczopowanie całej powierzchni następuje w bardzo krótkim czasie. Można starać się odratować membrany poprzez kąpiele w odpowiednich preparatach dopuszczonymi przez producenta membran. W takich przypadkach możemy dokonać płukania membrany z twardych nalotów, ale nigdy nie ma na to gwarancji w 100%, że uzyskamy zadowalający efekt.

Inne problemy powstające na powierzchniach membran to bakterie, film bakteriologiczny potrafi też zaczopować membrany.
Nie należ dopuszczać do skażenia membrany od strony wody surowej. Jeżeli dojdzie do takiej sytuacji należy cały układu systemu RO i filtracji wstępnej zdezynfekować środkami przy zachowaniu ostrożności dla wymaganych komponentów z których zbudowany jest cały układ.          Link do preparatów dla systemów RO.  

Zamówienia chemii/Pomoc techniczna:

Adrian Nowak

tel: 535 202 101

e-mail: adrian@wigo.pl

Poniżej więcej informacji.

Jednostki osmozy dobiera się zawsze do zapotrzebowania godzinowego i technologiczna wydajność jest określana prawie zawsze w stosunku 75% permeatu do 25 odrzutu i to są prawidłowe parametry.

Bardzo dobrą opcją w systemach odwróconej osmozy jest sterowanie procesem płukania, zanim się zdecydujesz na zakup spytaj sprzedawcę o DTR i zabezpieczenia RO. Zakup dobrej firmy sterownika to spory wydatek, jeżeli zdecydowałeś się na tańszy system to możesz być pewny, że w tym układzie go nie ma.

Ogólnie RO można podłączyć pod pompę wysokociśnieniową i działa, ale jak długo, ponoć im prostsze rozwiązanie tym lepsze, ale nie w tym przypadku. 

Sterownik systemowy ma szereg opcji do wykonania, które zazwyczaj w większych systemach prawie zawsze się wykorzystuje, najważniejszym jest sterowanie nastawne dla płukania membran czasowe lub wymuszone pomaga to w utrzymaniu dobrej kondycji RO.

Drogi użytkowniku osmozy pamiętaj jeżeli posiadasz RO i chcesz z niej wycisnąć jak najwięcej wody czystej (permeatu) przy skręconym zaworze wody zrzutowej pamiętaj, że robisz to kosztem membran ponieważ nie zachowujesz ciągłości liniowej płukania membrany z odpowiednim przepływem zalecanym przez dostawcę membran.

Z doświadczenia mieliśmy już takie przypadki, że woda odrzutowa była skręcona na max i klient się cieszył, że ma dużo wody czystej ale zadowolenie trwało bardzo krótko. Dlatego, też zawsze postępuj zgodnie z otrzymaną dokumentacją techniczną.

Wprowadziliśmy ostatnimi czasy tzw. koncentrator, który stosuje się przy dużych jednostkach odwróconej osmozy, aby odzyskać z koncentratu jeszcze 75% wody (woda zrzutowa nie jest tania ponieważ różne procesy przed odwróconą osmozą pracują w przygotowaniu wody przed RO). Koncentratory dobiera: jacek@wigo.pl 601724015

Dezynfekuj systemy RO z ostrożnością

Większość utleniaczy może uszkadzać elementy membrany.

Większość zajmujących się zawodowo uzdatnianiem wody spotyka się z faktem, że elementy RO oraz filtry są zanieczyszczone przez mikroorganizmy. Odpowiedzią na to jest dezynfekcja wody i systemów, która jednak sama ze swej natury tworzy nowe problemy.

Mikroorganizmy mogą się rozmnażać w każdym miejscu i w każdym czasie z szybkością, która przechodzi ludzką wyobraźnię. Większość z nich to bakterie. Inne to glony wyróżniające się zielonym kolorem oraz grzyby.

Niektóre bakterie w sprzyjających warunkach temperatury i pożywienia mogą reprodukować się co 15 do 20 minut.
Teoretycznie jedna bakteria - dzieląca się połowicznie co 20 minut tworzy następną generację, która reprodukuje się w tym samym tempie - może wyprodukować 17 milionów bakterii w ciągu ośmiu godzin.
           W 16 godzin może wyhodować się 281 trylionów bakterii. W 24 godzinach liczba osiąga pięć sekstylionów tzn. 5 i 21 zer.

Gdyby bakterie mogły osiągnąć taką liczbę wtedy ich waga wyrażała by się w tonach.

Czynnikiem hamującym taki wzrost jest brak przestrzeni do rozwijania się oraz brak pożywienia. Mimo to do poziomu na jaki zezwalają aktualne warunki, bakterie rozwijają się tak szybko jak to tylko możliwe.
Wzrost bakterii stwarza problemy na kilku płaszczyznach.
W systemach uzdatniania wody przejawiają się one najczęściej w trzech kategoriach: chorobotwórczość, zatykanie oraz zwiazki organiczne.

• Chorobotwórczość (patogeneza) odnosi się do zdolności pewnych mikroorganizmów do wywoływania chorób wśród ludzi. Dlatego kontrolowanie mikroorganizmów w wodzie stanowi główną troskę w procesie wytwarzania wody pitnej.

• Zatykanie powstaje w momencie, gdy bakterie ograniczają przepływ lub całkowicie zatykają urządzenia lub membrany. Cienkowarstwowe membrany RO są szczególnie podatne na zapychanie się przez bakterie. Dodatkowe problemy powoduje przyczepność bakterii do materiałów filtracyjnych w filtrach.

• Związki organiczne, bakterie wydzielają związki organiczne takie jak enzymy, proteiny, lipidy i wielocukry. Ich ciała są także zbudowane ze związków organicznych. Niektóre z tych związków powodują problemy w przemyśle mikroelektronicznym i farmaceutycznym.

W ostatnim stuleciu większość problemów mikrobiologicznych było kontrolowanych przez dodawanie do wody chloru w różnych formach.

Chlor jako środek utleniający zabiera elektrony z innych związków chemicznych włączając w to krytyczne molekuły mikroorganizmów. Powoduje to ich zabicie lub przynajmniej ogranicza ich wzrost i reprodukcję.


Inne często spotykane utleniacze to ozon, nadtlenek wodoru oraz chlorowce jak brom lub jod. Tam gdzie utleniacze są stale dodawane do systemów uzdatniania wody i gdzie utrzymuje się pewien ich poziom szczątkowy prawie nie ma problemów z mikroorganizmami.

Jednak wiele membran RO nie toleruje utleniaczy dlatego ich resztki muszą być usunięte przed urządzeniem RO.
Dlatego urządzenia RO są podatne na szybki wzrost mikroorganizmów. Jeśli urządzenie RO zostanie zainfekowane to powinno zostać z reguły poddane dezynfekcji razem z urządzeniem do wstępnego uzdatniania.

Typowe środki dezynfekyjące do systemów wstępnego uzdatniania to związki utleniające, ciepło oraz biocydy tzn. substancje do niszczenia mikroflory i mikrofauny.

               Typowe środki dezynfekujące do membran cienkowarstwowych to nadtlenki wodoru o wysokim pH wolne od metali ciężkich oraz specjalnie przygotowane preparaty zgodne z założeniem producenta membran.

Naiczęściej używane środki utleniające zawierają chlor, brom, jod, nadtlenek wodoru i ozon. Najbardziej popularnym z nich jest chlor.
 Resztkowa pozostałość wolnego chloru na poziomie od 0,3 do 0,5 ppm w systemie wstępnego uzdatniania z reguły nie stwarza problemów mikrobiologicznych. 

Jednak dla większości cienkowarstwowych membran RO pozostałość chloru powinna być wyeliminowana!
Wyjątkiem są membrany, które mają dopuszczenia do wody z utleniaczami(ale nie są odporne na bakterie).

Odchlorowanie wody zwykle przeprowadzane się przy pomocy węgla aktywownego w postaci kolumn węglowych sterowanych procesem płukania automatycznie lub bloku umieszczonego przed elementem RO dla mniejszych systemów. 
     

Bez względu na to ile chloru lub innego środka dezynfekującego zostało użyte, infekcja pojawi się w punkcie odchlorowywania oraz powyżej.Jest to tylko kwestią czasu.

Przykładowo większość środków dezynfekujących może zabić lub unieszkodliwić 99,9 % mikroorganizmów obecnych w wodzie. Jeśli woda miejska zawiera 30 żyjących bakterii jakiegokolwiek rodzaju w 100 ml, każdy litr będzie odpowiednio zawierał 300 żywych bakterii, a galon około 1200.
         Jeśli do systemu wpływa jeden galon 3,785L na minutę, w ciągu dnia dostarczone będzie 1,7 miliona bakterii. Nawet jeśli 99,9 % zostanie zabite lub unieszkodliwione, każdego dnia pozostanie żywych 1700 bakterii zdolnych do reprodukcji w niezwykłym tempie.  
    

Dlatego elementy RO jak i systemy wstępnego uzdatniania muszą być okresowo dezynfekowane lub odkażane. Częstość odkażania zależy od obserwowanych problemów z wydajnością. System wstępnego uzdatniania znajdujący się przed membraną RO może być odkażany przy użyciu względnie dużych ilości związków utleniających.

         Skuteczność działania wszystkich środków odkażających zależy zarówno od dawki jak i czasu. Dlatego używając 1 ppm wolnego chloru można osiągnąć taki sam skutek jak przy 10 ppm jeśli czas działania będzie 10 razy dłuższy.
Aby oszczędzać czas najlepiej stosować możliwie dużą koncentrację środka odkażającego.
 W zależności od materiałów konstrukcyjnych system wstępnego uzdatniania może być także odkażany przy użyciu gorącej wody. Temperatura powinna wynosić co najmniej 82 °C w ciągu godziny lub wyższa przy krótszych okresach.
      Większość cienkowarstwowych membran RO nie toleruje środków utleniających lub ciepła wystarczającego do zabicia lub unieszkodliwienia bakterii.

    Aby odkazić tę część wstępnego systemu uzdatniania należy oczyścić chemicznie system membran.
W zależności od obecności metali konstrukcyjnych systemu można użyć środków o niskim pH, a następnie o wysokim pH z domieszką detergentu lub czynnika chelatującego. Dobrze jest po czyszczeniu chemicznym zastosować odkażanie przy użyciu ogólnie dostępnych biocydów lub firmowych dopuszczanych przez wytwórcę membrany.
 Przed odkażaniem dowolnego urządzenia należy się upewnić, że koncentracja środka odkażającego lub temperatura nie uszkodzą materiałów konstrukcyjnych.

Zamówienia chemii/pomoc techniczna---- link do naszej chemii 

Adrian Nowak

tel: 535 202 101

e-mail: adrian@wigo.pl

Dobór technologii systemów odwróconej osmozy---- link do systemów membranowych

tel. 669 061616

e-mail: biuro@wigo.pl 

Tagi