A vida de uma membrana de osmose reversa, parte 2

A Parte 1 foi publicada na edição de maio de 2023 da Pumps & Systems.

Os fabricantes de membranas de osmose reversa (RO) fornecem diretrizes sobre quando realizar uma limpeza com base na taxa de fluxo de permeado normalizada (a taxa de fluxo de permeado corrigida para mudanças nas pressões, concentração de sal e temperatura da água) e no diferencial de pressão normalizado (a entrada da membrana -diferencial de pressão entre concentrado corrigido para alterações na vazão e na temperatura da água).

Eles geralmente concordam que o RO deve ser limpo se a vazão normalizada do permeado diminuir em 15% em relação ao seu valor de linha de base limpo ou se o diferencial de pressão normalizado aumentar em 25% em relação ao seu valor de linha de base. Como a capacidade de restaurar totalmente o desempenho original do RO será impactada pelo tipo de sólidos incrustantes e outras variáveis, estas são apenas diretrizes, mas servem como uma forma conservadora de operar o sistema RO que melhora a probabilidade de o desempenho ser totalmente restaurado usando o normal. procedimentos de limpeza com a maioria dos tipos de sólidos incrustantes.

Muitos fabricantes de membranas e fabricantes de sistemas RO oferecem programas de planilhas que ajudarão na realização desses cálculos. Também pode permitir que você represente graficamente essas variáveis, o que oferecerá excelentes informações sobre a saúde das membranas de OR, bem como se uma limpeza deve ser agendada devido a incrustações acumuladas. Algumas dessas empresas oferecem programas on-line de monitoramento e gráficos para tendências de desempenho de RO durante longos períodos de tempo.

Se após as limpezas continuar a existir uma tendência decrescente no caudal normalizado do permeado ou na percentagem de rejeição de sais dissolvidos (normalmente medida utilizando a condutividade da água) ou uma tendência crescente no diferencial de pressão normalizado, então as membranas estão a sofrer de declínio. saúde e outro curso de ação deve ser considerado.

Por exemplo, limpezas ineficazes no local podem ser devidas a tempo de inatividade insuficiente de RO ou limitações químicas da planta. A limpeza externa por terceiros deve então ser considerada. Se a limpeza externa também for ineficaz na restauração do desempenho original de elementos específicos da membrana, então devem ser feitos planos para substituir as membranas de baixo desempenho.

Em muitos casos, a substituição da membrana pode ser cirúrgica. No caso de incrustações permanentes, é possível que a limpeza tenha sido ineficaz apenas com as membranas mais sujas, como as membranas da extremidade de entrada, e apenas estas necessitarão de substituição.

Quando a formação de incrustações causa um aumento no diferencial de pressão do último estágio de RO que não é restaurado pela limpeza, apenas os elementos da membrana da extremidade do concentrado precisarão ser substituídos para restaurar o desempenho original.

A formação de incrustações pode ocorrer rapidamente se houver uma falha nos meios utilizados para evitar essa incrustação ou se as condições da água mudarem. As causas comuns incluem a falha de uma bomba de injeção química ou a má regeneração de um amaciante a montante. Muitos tipos de incrustações farão com que o diferencial de pressão do último estágio aumente. A limpeza ácida no local será frequentemente bem-sucedida se a incrustação for composta principalmente de carbonato de cálcio, o que será evidente quando houver um aumento substancial na condutividade do permeado dos vasos da membrana afetados. As incrustações de sulfato e sílica são muito menos solúveis que os carbonatos e sua presença pode resultar na necessidade de substituição das membranas da extremidade do concentrado.

A membrana de película fina de poliamida comumente usada para osmose reversa pode tolerar muitos produtos químicos agressivos, mas tem tolerância mínima à presença de fortes agentes oxidantes químicos em sua água de alimentação – a preocupação mais comum é o cloro livre. Mesmo concentrações tão baixas quanto 0,05 miligramas por litro (mg/L) de cloro livre danificarão o polímero da membrana ao longo do tempo. Este dano oxidativo é cumulativo, pois cada exposição resulta em mais quebras nas suas ligações poliméricas à medida que os átomos de cloro se fixam no polímero. Uma taxa de fluxo de permeado normalizada crescente, seguida por uma rejeição decrescente de sal, geralmente significa que ocorreu oxidação da membrana.