Analyse en oplossingen voor hevelwerking in omgekeerde osmose- en ultrafiltratiesystemen
I. Oorzaken van hevelwerking
Het hevelwerkingseffect in membraansystemen wordt doorgaans veroorzaakt door systeemuitval of drukverschillen. Specifieke oorzaken zijn als volgt:
1. Aangedreven door vloeistofniveauverschil tijdens stilstand
Wanneer het systeem uitvalt, stopt de inlaatpomp met werken, waardoor de druk aan de inlaatzijde plotseling daalt. Als er een hoog reservoir in de productwaterleiding zit of als de uitlaat lager ligt dan de membraaneenheid (bijvoorbeeld als de productwatertank hoger is dan het membraan), zal het vloeistofniveauverschil een hevelwerking creëren (ΔP = ρgh, waarbij ρ de vloeistofdichtheid is, g de zwaartekrachtversnelling en h het vloeistofniveauverschil).
Als bijvoorbeeld het vloeistofniveauverschil tussen de productwatertank en de membraaneenheid 5 meter is, kan het drukverschil bij het hevelen oplopen tot ongeveer 0,5 bar (ρ ≈ 1000 kg/m³, g = 9,8 m/s², ΔP = 1000 × 9,8 × 5 ≈ 49.000 Pa ≈ 0,49 bar).
2. Gebrek aan tegendruk
Als er aan de productwaterzijde geen terugslagklep of drukregelaar is geïnstalleerd, kan de productwaterdruk na het uitschakelen onder de inlaatwaterdruk zakken, waardoor de volgende problemen kunnen ontstaan: Omgekeerde osmose Het membraan kan een omgekeerd drukverschil ondervinden. Een omgekeerd drukverschil van meer dan 0,5 bar op het RO-membraan kan ervoor zorgen dat de ontzoutingslaag van het membraan loslaat.
3. Ontwerpfouten in pijpleidingen
Als de productwaterleiding U-vormige bochten heeft of op de hoogste punten geen ontluchtingskleppen, kan er tijdens het afsluiten gas ophopen, waardoor een vacuüm ontstaat en hevelwerking wordt verergerd. Als het hoogste punt van de leiding bijvoorbeeld meer dan 2 meter hoog is, neemt het risico op hevelwerking aanzienlijk toe.
4. Kleplekkage
Als de inlaat- of productwaterklep niet goed gesloten is, kan langzame lekkage leiden tot een aanhoudend drukverschil. Een lekkagesnelheid van de klep van meer dan 1 l/min kan hevelwerking in stand houden.
II. Gegevens over de gevaren van hevelwerking voor membraansystemen
RO-membranen: Een omgekeerd drukverschil van 0,5 bar gedurende één uur zal de ontzoutingssnelheid met 5-8% verminderen. Als het drukverschil 1 bar bereikt, kan het membraan permanent beschadigd raken.
Uf-membraanTerugheveling verhoogt de vezelbreukfrequentie van hollevezelmembranen, waarbij de breukfrequentie verdrievoudigt bij een drukverschil van 0,3 bar.
III. Belangrijkste methoden voor het doorbreken van een sifon
1. Een sifononderbreker installeren
Installeer een klep op een hoog punt in de permeaatleiding. Wanneer de druk onder een ingestelde waarde zakt (bijvoorbeeld 0,2 bar), zuigt de klep automatisch lucht aan, waardoor het vacuüm wordt opgeheven.
2. Een terugslagklep installeren
Installeer een dubbele terugslagklep bij de permeaatuitlaat om ervoor te zorgen dat deze sluit wanneer het tegendrukverschil minder dan 0,1 bar bedraagt. Gebruik een veerondersteunde terugslagklep met een laag startdrukverschil (≤0,1 bar).
3. Drukhandhavingssysteem
Gebruik een elektrische regelklep of tegendrukklep om een hogere druk aan de permeaatkant te handhaven dan aan de inlaatkant. Een UF-systeem heeft bijvoorbeeld succesvol hevelwerking voorkomen door een tegendrukklep te installeren die een tegendruk van meer dan 0,3 bar handhaaft.
4. Optimalisatie van het leidingontwerp
Vermijd het plaatsen van de permeaatleiding op een hoog punt. Het maximale hoogteverschil wordt aanbevolen minder dan 1 meter te zijn. Indien een hoge plaatsing noodzakelijk is, voeg dan een automatische ontluchtingsklep (diameter ≥ DN15) toe op het hoogste punt.
5. Programmacontrole
Tijdens het uitschakelen wordt de waterinlaatklep met een vertraging gesloten (bijvoorbeeld 10 seconden opengehouden) en gecombineerd met een snelwerkende uitlaatklep (reactietijd