Czyszczenie membran osmotycznych to jedna z usług świadczona przy przemysłowych stacjach uzdatniania wody z odwróconą osmozą. Kiedy warto się na nią zdecydować? Czym dokładnie jest fouling membran? Jak wygląda czyszczenie membran osmotycznych w przemysłowej odwróconej osmozie? Ile kosztuje i trwa taki proces?
Przemysłowa odwrócona osmoza jest stacją uzdatniania wody, bez której nie mogłoby się obyć wiele zakładów przemysłowych. To urządzenie pozwala pozyskać ultraczystą wodę, niemal całkowicie pozbawioną zanieczyszczeń. Doskonale oczyszczona woda znajduje swoje zastosowanie w: kosmetologii, farmaceutyce, medycynie oraz wszędzie, gdzie w procesie produkcji lub do samych produktów niezbędne jest zastosowanie wody o najwyższej czystości. Temat przemysłowej odwróconej osmozy pojawił się między innymi w artykułach: Uzdatnianie wody do przemysłu farmaceutycznego, Uzdatnianie wody w przemyśle mleczarskim, Jakość wody do przemysłowych wytwornic i kostkarek lodu. Jeszcze więcej treści znajdziecie w starszych artykułach na blogu.
Dziś chciałbym poruszyć temat związany z konserwacją przemysłowych systemów odwróconej osmozy oraz zjawiskiem foulingu membran. Prawidłowy i regularny serwis tych urządzeń jest niezwykle ważny do utrzymania w dobrym stanie i odpowiedniej wydajności. Dzięki temu sama eksploatacja będzie bardziej ekonomiczna, a żywotność komponentów nie spadnie. Jednym z niezbędnych działań okazuje się często potrzeba czyszczenia membran osmotycznych. Z dzisiejszego artykułu dowiecie się jak może przebiegać taki proces, jakich środków chemicznych używa się do czyszczenia membran osmotycznych? Kiedy taki proces jest opłacalny dla przedsiębiorcy?
Czym jest fouling membran osmotycznych?
Fouling membran jest pojęciem, z którym mogą spotkać się wszyscy przedsiębiorcy decydujący się na montaż przemysłowego systemu odwróconej osmozy. Inaczej można o tym powiedzieć, że jest to zapychanie membran osmotycznych. W porach i na membranach mogą pozostawać różnego rodzaju osady. Do najpopularniejszych problemów należą: biofilm, krzemionka, oleje, osady mineralne. Po jakimś czasie zanieczyszczenia doprowadzają do obniżenia wydajności membran osmotycznych i skutecznie zmniejszają efekty uzdatniania wody. Aby temu zapobiec można podjąć dwa działania: wymienić membrany osmotyczne na nowe lub przeprowadzić ich serwis polegający na oczyszczeniu.
Duże i małe przemysłowe odwrócone osmozy
Już na samym początku warto napisać o tym, że zamówienie profesjonalnego serwisu do odczyszczenia membran w przemysłowej odwróconej osmozie nie zawsze się opłaca. Należy pamiętać, że w przemyśle odwrócona osmoza odwróconej osmozie nierówna. Praktycznie każda stacja uzdatniania wody „szyta” jest na miarę potrzeb danego przedsiębiorstwa. W niektórych więc najlepiej sprawdzą się małe modele, w innych niezbędny będzie montaż naprawdę rozbudowanych i wydajnych.
W przypadku niewielkich systemów odwróconej osmozy, gdzie wydajność jest niższa niż metr sześcienny, najczęściej wzywanie serwisu do czyszczenia membran jest nieopłacalne. Wynika to z faktu, że zakup nowych membran osmotycznych jest finansowo lepszy. Wynosi nieco więcej niż usługa czyszczenia lub nawet jest to podobna kwota. W tym przypadku często bardziej opłaca się po prostu dołożyć do zakupu nowych membran osmotycznych. Z czego to wynika? Otóż należy pamiętać, że oczyszczanie membran osmotycznych nigdy nie sprawi, że ich wydajność będzie w 100% taka sama jak na początku użytkowania. Jest to praktycznie niemożliwe do osiągnięcia. Przy małych systemach odwróconej osmozy kalkulacja wskazuje, że najczęściej jednak najlepszym wyjściem jest wymiana na nowe.
W odniesieniu do dużych systemów odwróconej osmozy, czyli w tym rozumieniu takich, których wydajność przekracza metr sześcienny, jest to metoda, która jak najbardziej się opłaca i przynosi naprawdę dobre efekty. Specjaliści oceniają, że korzystając z takiej usługi można zyskać jeszcze nawet dodatkowe 2 lata eksploatacji membran osmotycznych, bez dużej straty na samej wydajności oczyszczania wody.
Eksperci wskazują, że czyszczenie membran osmotycznych najczęściej realnie opłaca się od momentu, kiedy w systemie odwróconej osmozy znajdują się przynajmniej trzy duże membrany osmotyczne lub jest w nim duża ilość małych.
Kiedy zakłady decydują się na czyszczenie membran osmotycznych?
Najczęściej przedsiębiorstwa decydują się na czyszczenie membran osmotycznych, jeśli: obserwowany jest wzrost ciśnienia transmembranowego, przewodność wody wzrasta o około 10%, przepływ strumienia filtratu jest mniejszy o około 10%.
Sposoby czyszczenia membran w przemysłowej odwróconej osmozie
Wybór konkretnych metod i przebiegu procesu oczyszczania membran osmotycznych jest kwestią bardzo indywidualną, zależną od różnego rodzaju zmiennych. Z tego względu dokładne wytyczne są dobierane na podstawie testów praktycznych. Najlepiej działa tu niezawodna metoda prób i błędów.
Płukanie w przód
Płukanie w przód ma za zadanie usunięcie z membrany osmotycznej warstwy zanieczyszczeń z pomocą wytworzonych turbulencji. Duże zróżnicowanie ciśnień hydraulicznych pozostaje zachowane. Woda dostarczana jest w przepływie w kierunku przód. Strumień wody jest silniejszy niż w normalnym trybie produkcyjnym. Cząsteczki, które zaabsorbowały pory membrany nie ulegają w takim procesie odprowadzeniu. W ich usunięciu pomocne może być płukanie zwrotne.
Płukanie zwrotne
Płukanie zwrotne jest odwróconym procesem filtracji. Strumień filtratu jest kierowany na stronę, po której znajduje się oczyszczona woda pod wpływem obecnego w tym trybie ciśnienia. Stosuje się dwa razy większy strumień niż podczas standardowej pracy. W taki sposób można usunąć z membrany osmotycznej znacznie większą ilość zanieczyszczeń, niż przy płukaniu do przodu. Nie zawsze jest to jednak proces w pełni skuteczny. Wtedy najlepiej jest sięgnąć po środki chemiczne. Permeat musi być używany w płukaniu zwrotnym, ponieważ zbiornik na magazynowanie wody powinien pozostać wolny od wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń. Minusem tej metody jest więc to, że podczas płukania zwrotnego spada odzysk wody oczyszczonej.
Płukanie w systemie powietrze/woda
Metoda płukania powietrze/woda jest stosunkowo świeża. Polega na płukaniu w przód, podczas którego powietrze przedostaje się w rurę doprowadzającą. To system cechujący się bardzo dużą turbulencyjnością. Niewątpliwą zaletą metody w porównaniu ze standardowym płukaniem w przód, jest mniejsza pojemność pompy w trakcie przeprowadzania zabiegu.
Chemiczne czyszczenie membran osmotycznych
Chemiczne czyszczenie membran osmotycznych polega na nasączeniu tych komponentów środkiem chemicznym odpowiednim do znajdujących się na membranie osmotycznej zanieczyszczeń. Komponenty są nasączane preparatem przez kilkanaście-kilkadziesiąt minut, a następnie przepłukiwane zwrotnie lub w przód. W taki sposób zanieczyszczenia z wnętrza są wypłukiwane. Inną metodą jest prowadzenie płukania roztworem chemicznym, pozostawienie go na jakiś czas, a następnie ponowne płukanie obiegowe.
Jakie środki chemiczne stosuje się do czyszczenia membran osmotycznych?
Najczęściej są to antyskalanty. Środki takie wprowadza się podczas działania membrany. Jeśli przed przemysłową odwróconą osmozą nie ma zmiękczacza wody, antyskalantu należy dozować naprawdę dużo. Obecność przemysłowego zmiękczacza wody jest najczęściej bardzo pożądana i niezwykle wspomaga odwróconą osmozę w działaniu (więcej o zmiękczaczach wody: Przemysłowe zmiękczanie wody – jakie urządzenia zastosować?). Woda oczywiście powinna zostać odpowiednio przygotowana zanim trafi na odwróconą osmozę. Oprócz tego, że nie powinna charakteryzować się wysoką twardością wody, to nie może mieć przekroczeń żelaza i manganu, nie powinna mieć zbyt dużego stężenia chloru.
W temacie antyskalantów polecam przeczytać poświęcony im artykuł: Antyskalanty – jaki wybrać? Cena, gdzie kupić? Szczególnie polecane są produkty firmy Transhelsa, które wyróżniają się jakością i bardzo dobrymi efektami. Przy dużych membranach osmotycznych (około 8’) o zwinięciu spiralnym szczególnie polecane jest dozowanie antyskalantów na bazie fosforanów lub polimerów. Te środki nie należą do najtańszych, jednak przynoszą bardzo dobre efekty.
Membrany osmotyczne mogą zapychać się złogami organicznymi oraz olejami. W takim wypadku konieczne jest zastosowanie środków zasadowych. Problemem przemysłowych membran osmotycznych mogą być również złogi krzemionki. Przy takim kłopocie niezbędne jest czyszczenie silnie żrącymi środkami o odczynie zasadowym. O krzemionce można dowiedzieć się więcej z tego artykułu: Po co i jak usuwać krzemionkę z wody?
Dużym i poważnym problemem jest również fouling membran przez bakterie, film biologiczny. W takim wypadku nie wolno dopuścić do skażenia membrany ze strony wody surowej. Niezbędna może okazać się dezynfekcja nie tylko przemysłowej odwróconej osmozy, ale i całej stacji filtracji wstępnej. Więcej przeczytacie tutaj: Biocydy – jaki wybrać? Cena, gdzie kupić?
Odradzane jest mieszanie ze sobą preparatów przeznaczonych do usuwania osadów różnego pochodzenia. Może to skutkować obniżeniem ich skuteczności lub spowolnieniem działania. Jeśli występuje kilka rodzajów zanieczyszczeń, proces musi być przeprowadzany etapami aż do skutku. Tylko w taki sposób można doprowadzić do dokładnego oczyszczenia membran osmotycznych i odzyskania w jak największym stopniu ich wydajności.
Z jakim kosztem należy się liczyć?
Koszt takiej usługi ustalany jest indywidualnie na podstawie wielu czynników oraz wybranej metody. Przy oczyszczaniu z udziałem środków chemicznych, czyli kondycjonowania wody, to może być koszt rzędu 2-3 tysięcy złotych. Najlepiej jednak jest się dowiadywać u wybranej firmy, przedstawiając dokładnie warunki panujące w danym przedsiębiorstwie i potrzeby.
W jaki sposób ustala się metodę czyszczenia membran osmotycznych?
Tutaj bardzo duże znaczenie ma kilka informacji. Zazwyczaj przedsiębiorstwa same mniej więcej są w stanie ocenić, z czego może wynikać problem z zapychaniem się membrany osmotycznej. Wizja lokalna oraz otwarcie membrany również są w stanie wskazać na przyczyny takiego stanu rzeczy. Cenną informacją jest też oczywiście profesjonalna analiza wody. Te wszystkie czynniki dają ogląd sytuacji i szansę na dobór optymalnych środków i metody oczyszczania membran osmotycznych.
Jak wygląda proces czyszczenia membran w odwróconej osmozie?
Po ustaleniu terminu wizyty w przedsiębiorstwie stawia się ekipa serwisowa z odpowiednim osprzętem. Jeśli używane są środki chemiczne, jest to pompa wraz z dozownikiem odpowiednich preparatów. System jest podłączany pod membrany osmotyczne i tak pracuje przez jakiś czas. Najczęściej jest to około godziny. Konieczne jest przepłukanie, odpowiednia regulacja odwróconej osmozy. Cały proces zajmuje najczęściej około 3-4 godzin. Następnie stacja uzdatniania wody jest już gotowa do dalszej pracy.
Obserwacja odwróconej osmozy jest niezwykle ważna
Działaniem, które jest istotne praktycznie zawsze, jest stała obserwacja przemysłowego systemu odwróconej osmozy. Pod stałą kontrolą powinny być parametry pracy urządzenia, ciśnienie, wydajność, przewodność pozyskiwanej wody. Zaniedbanie tych obserwacji może doprowadzić do katastrofy w postaci zablokowania membran osmotycznych na dobre. To doprowadzi do dużych, nieoczekiwanych kosztów eksploatacyjnych, które często są też po prostu niepotrzebne. Obserwacja i kontrola stacji uzdatniania wody to najlepsze rozwiązanie, by zapobiegać niekorzystnym skutkom foulingu membran i móc zareagować na czas.
