Fout door tegendruk en detectie van waterproductie tijdens omgekeerde osmose

I. Omgekeerde osmosemembraan structuur en mechanisme voor de vorming van tegendruk
Typische omgekeerde osmosemembraanelementen hebben een drielaagse composietstructuur: de onderste laag is een niet-geweven steunlaag met een dikte van ongeveer 100 μm, de middelste laag is een functionele polyamidelaag (PA-laag) met een dikte van 45 μm, en de bovenste laag is bedekt met een beschermende laag van 0,2 μm polysulfon. De PA-laag vormt een dicht verknoopt netwerk door middel van grensvlakpolymerisatie, wat de kernlaag vormt voor de ontzoutingsfunctie. Onder normale bedrijfsomstandigheden moet de inlaatdruk worden gehandhaafd op 1,0-1,5 MPa (afhankelijk van de waterkwaliteit), en moet de waterstroom van het membraanoppervlak naar de productieleiding sijpelen.
Als het systeem wordt uitgeschakeld of de waterproductieleiding verstopt raakt, en de tegendruk (druk aan de waterproductiezijde) de inlaatdruk van 0,05 MPa overschrijdt, treedt omgekeerde osmose op.
De experimentele gegevens tonen aan dat wanneer de tegendruk 0,1 MPa bereikt, de hechtsterkte tussen de PA-laag en de ondersteuningslaag met 40% afneemt, wat resulteert in een aanzienlijke toename van het risico op het loslaten van de tussenlagen. Dit fenomeen is met name uitgesproken aan het einde van het systeem: de osmotische druk die zich ophoopt op het eindmembraanelement kan tot 2-3 keer zo hoog zijn als op het voorste element, waardoor ongeveer 78% van de schade door de tegendruk zich eerst voordoet in het eindmembraanelement van het laatste segment.

II. Kenmerken van schade door tegendruk en detectiemethoden
Bij schade door tegendruk vertoont het systeem doorgaans de volgende kenmerken:
Abnormale afname van de ontzoutingssnelheid: de ontzoutingssnelheid van beschadigde membraanelementen kan dalen van 99,5% tot onder de 95%.
Toename van de waterproductie: Door schade aan de membraanstructuur kan de waterproductie van een enkel membraan met 30-50% toenemen.
Drukverschilschommeling: het drukverschil tussen segmenten schommelt met meer dan 0,02 MPa/h.
Een inspectie ter plaatse kan op twee manieren worden uitgevoerd:
Methode voor segmentisolatie: Isoleer het productiepijpleidinggedeelte sectie voor sectie, bewaak de verandering in de ontzoutingssnelheid en blokkeer het beschadigde gedeelte (foutmarge ±5%).
Methode met geleidende sonde: Met een gelijkstroom van 500 V wordt de geleidbaarheid van het membraanelement gemeten. De geleidbaarheid van het beschadigde punt zal 3 tot 5 keer hoger zijn dan de normale waarde.
Bij de demontage van het beschadigde membraanelement werd duidelijke fysieke schade geconstateerd: parallelle vouwen (met een tussenafstand van ongeveer 2-3 mm) waren zichtbaar aan de buitenkant van de productiebuis, de PA-laag vertoonde een "visschub"-achtige afschilfering (een afgeschilferd gebied van meer dan 30% werd beschouwd als schade door tegendruk) en er waren radiale scheuren in de ondersteuningslaag.

III. Preventie en behandeling van drukschade
Volgens de American Membrane Technology Association (AMTA) is 80% van de letsels door tegendruk te wijten aan ontwerpfouten in het systeem, die zich voornamelijk uiten in:
Onvoldoende diameter van de productieleiding (aanbevolen debiet Het is niet mogelijk om beschadigde membraanelementen volledig te repareren. Door het randhechtingsproces te versterken (20% meer epoxy), kan het nieuwe anti-terugdrukmembraanelement echter een weerstand tegen terugdruk van 0,15 MPa bereiken, met een bijbehorende kostenstijging van ongeveer 15%.
Door het systeemontwerp te optimaliseren en de operationele bewaking te versterken, kan het uitvalpercentage door tegendruk bij de omkeerbeweging worden verlaagd. Osmose-systeem Het verlies kan worden teruggebracht van 12% tot minder dan 3% per jaar, waardoor de levensduur van het membraanelement aanzienlijk wordt verlengd tot meer dan 5 jaar. Dit vereist de implementatie van een compleet beveiligingssysteem met voorbehandeling van de waterkwaliteit, drukregeling, onderhoud tijdens stilstand en andere schakels om de continue en efficiënte werking van de omgekeerde osmose-technologie te garanderen.