Мій фільтр

Фоулінг і хімія для мембран

Час читання: 0 хв.
Фоулінг і хімія для мембран

Забруднення або фоулінг мембран — це процес осадження розчинів або частинок на поверхні або в порах матеріалу, внаслідок якого зменшується продуктивність установки. Такі процеси відбуваються у всіх мембранних технологіях очищення води, зокрема зворотного осмосу, ультрафільтрації, нанофільтрації та мікрофільтрації.

Наслідками фоулінгу є зниження продуктивності мембранних елементів і збільшення солевмісту на виході з мембрани.

Процеси утворення відкладень бувають оборотними та необоротними залежно від сили закріплення частинок на поверхні мембранного полотна.

Оборотні передбачають під собою те, що забруднення може змиватися водою при підвищеному тиску або зворотній промивці.

Коли ж осад міцно закріплюється на поверхні мембранного полотна внаслідок тривалої експлуатації мембран, то оборотні забруднення перетворюються в незворотні. Для їх видалення потрібна хімічна промивка.

Типи фоулінгу

Типы отложений.jpg
  1. Колоїдний — викликається дрібними зваженими частинками силікатів, глини, мулу і призводить до різкого зниження продуктивності.
  2. Біофоулінг являє собою розмноження на поверхні мембран бактерій, грибів, водоростей, ціанобактерій.
  3. Органічний, коли масла, поліелектроліти, гумінові речовини утворюють слиз в міжлистовому просторі мембранного елемента.
  4. Скейлінг утворюється мінеральними відкладеннями — солі твердості, залізо, марганець і інші метали.
Фоулинг мембран.png

Як запобігати відкладенням?

1. Попереднє очищення води

Вимоги до води, яка подається на мембрани, обгрунтовані, в першу чергу, фоулінгом. Тому попередня водопідготовка є обов'язковою.

Одним з важливих показників, який може характеризувати якість вхідної води — це індекс SDI. Він визначає індекс щільності завислих часток в одиниці об'єму рідини.

PD - індекс показує вплив органічних речовин на процеси фоулінгу. Індекс визначається споживанням перманганату калію одиницею обсягу вихідної води.

LSI - індекс, який визначає вплив на мембрану солей твердості.

Вимоги до води, що подається на комерційні системи зворотного осмосу Ecosoft

Параметр

Значення

Температура вхідної води, °С

4–30

SDI

до 5

Залишковий хлор, мг/л

до 0,1

Твердість, мг-экв/л

до 3 (30*)

Залізо, мг/л

до 0,1 (0,5*)

Манган, мг/л

до 0,05 (0,1*)

Силікати, мг/л

до 20 (250*)

Окиснюваність, мгО2

до 4


* при застосуванні антискаланта

2. Своєчасне гідравлічне і хімічне промивання.

Частота обслуговування мембран залежить від режимів експлуатації системи та якості вихідної води.

Гідравлічна промивка передбачає механічний вплив на мембрану, під час якого осади відстають від її поверхні та виводяться в каналізацію. Типові методи можуть передбачати пряму і зворотну промивку потоком води з підвищеним тиском, вібрацію, додавання повітря для розпушення відкладень.

Хімічна промивка передбачає застосування поверхнево-активних засобів, лугів, кислот, антискалантів, які здатні розчиняти та змивати відкладення. Хімія для мембран вибирається відповідно до типу забруднень мембранного елемента з урахуванням безпечності реагентів для матеріалу мембранного полотна та обладнання.

3. Дозування реагентів

Для запобігання утворенню колоїдних і сольових відкладень використовуються антискаланти — речовини, які здатні диспергувати колоїдні домішки. Що стосується біологічних обростань, тут знадобляться неокиснювальні дезінфектанти з хорошою бактерицидною, фунгіцидною та альгіцидом дією.

4. Конструкційні особливості

Часто фоулінг можна попередити простими рішеннями в параметрах технологічного режиму або конструкції.

Важливі чинники, які потрібно враховувати в проєктуванні мембранних систем:

  • правильний вибір матеріалу мембрани в залежності від складу води;
  • правильний розмір пор — мембранні установки повинні вибиратися не тільки з точки зору якості отриманої води, а й з якості вихідної;
  • оптимізація робочих параметрів;
  • контроль температури та pH вихідної води.

Ознаки фоулінгу

Великий перепад тиску

Манометр

Якщо ви спостерігаєте різкі або плавні стрибки перепаду тиску на мембрані, це свідчить про погіршення якості вихідної води або про фоулінг.

Зниження якості води

Якщо на виході мембранного елементу спостерігається високий рівень TDS (іноді зі зниженням виходу пермеата), причиною найчастіше є забруднення мембран. Рідше це може бути ознакою неякісного попереднього очищення води. Тому варто перевіряти склад стоків — якщо вони містять велику кількість механічних частинок, швидше за все необхідно поліпшити передочищення.

Якщо поганий рівень видалення солей супроводжується перепадом тиску, тобто ймовірність скейлінгу, який може вимагати більш частої хімічної промивки, дозування антискаланта тощо.

Поява запахів і цвілі

Найчастіше, якщо мембрана почала виділяти неприємний запах, причиною цьому є біологічні обростання. В даному разі часто можна спостерігати скупчення слизу на поверхні та появі цвілі на видимих частинах мембрани.

Запобігати біологічним обростанням часто можна контролем температури води, що очищається, але частіше ці проблеми вирішуються підбором біоцидів або додатковим лужним промиванням.

Наліт в кінцях мембрани

Якщо ви помітили наліт на краях мембранного елемента, це часто ознака того, що щось пішло не так. Іноді осади, в тому числі іржа та вапно починають накопичуватися на кінцях рулону. Це може бути нормальним явищем, але часто свідчить про підвищене забруднення мембран.

Залежно від того, який наліт спостерігається, можливо буде необхідна додаткова кислотна промивка під час стандартної гідравлічної. Для прийняття такого рішення, рекомендуємо додатково проконсультуватися з фахівцем.

Реагенти

Реагенты для мембран

Реагенти для промивки мембран

Це ті речовини, які застосовуються для планових і позапланових хімічних промивок. Тут все відносно просто, оскільки існують тільки два типи реагентів.

  1. Лужні — призначені для відмивання з поверхні мембран колоїдних відкладень, слизу утворених органічними домішками води, кремнію та біоплівки.
  2. Виробляються вони на базі лужних буферних розчинів, поверхнево-активних речовин і хелатів.

  3. Кислотні реагенти забезпечують переважно розчинення неорганічних домішок — карбонатів кальцію і магнію, заліза, марганцю й алюмінію.
  4. Виробляються на базі кислотних буферів і комплексоутворювачів.

Антискаланти

Що таке антискаланти? Це речовини, які постійно дозуються в потік вихідної води перед подачею на мембрану для запобігання утворенню стійких відкладень. Переважно ефективні проти неорганічних забруднень — вапняних відкладень, заліза, марганцю.

Сучасні антискаланти виробляються переважно на базі полімерів або співполімерів акрилової кислоти, дешевшим варіантом є реагенти на базі фосфатів.

Біоциди

Це речовини, які призначені для запобігання утворенню мікробіологічних обростань. Вони використовуються як для постійного або періодичного дозування в потік води, так і для промивання мембран.

Біоциди повинні володіти неокиснювальною бактерицидною дією, оскільки окислювачі здатні руйнувати мембранне полотно.

Неокислювальні реагенти працюють за принципом руйнування клітинної структури мікроорганізму. Проводять їх на основі складних органічних реагентів, переважно ДБНПА та ізотіазолінонів. Вони не агресивні стосовно матеріалу різних мембран та решти обладнання, в концентраті швидко розпадаються з виділенням нетоксичних сполук.

Висновки

Фоулінг є серйозною проблемою в мембранних технологіях. Для якісної та безперервної роботи сучасні системи вимагають здійснення планових гідравлічних і хімічних промивок.

Якщо у вас щось пішло не так, ви побачили підозрілі ознаки надмірного фоулінгу, зверніться в сервісну службу за консультацією, оскільки для розуміння реальної проблеми необхідні результати аналізу води та профільні знання.

Перегляди: 4531
0 голос(а/ів)
Поділитися: