Membranes d'osmose inverse

Application des membranes d'osmose inverse

Comment prolonger la durée de vie des membranes d'osmose inverse

Le remplacement partiel de la membrane peut être suffisant
Dans de nombreux cas, le remplacement de la membrane peut être chirurgical. Dans le cas d'un encrassement permanent, il est possible que le nettoyage ait été inefficace uniquement avec les membranes les plus encrassées, telles que les membranes d'extrémité d'entrée, et que seules celles-ci devront être remplacées.

Lorsque la formation de tartre provoque une augmentation de la différence de pression du dernier étage de l'osmose inverse qui n'est pas restaurée par le nettoyage, seuls les éléments de membrane situés à l'extrémité du concentré devront être remplacés pour restaurer les performances d'origine.

La formation de tartre peut se produire rapidement en cas de défaillance des moyens utilisés pour empêcher cette formation de tartre ou si les conditions de l'eau doivent changer. Les causes courantes incluent la panne d'une pompe d'injection de produits chimiques ou une mauvaise régénération d'un adoucisseur en amont. De nombreux types de tartre entraîneront une augmentation de la différence de pression du dernier étage. Le nettoyage acide sur site sera souvent efficace si le tartre est principalement composé de carbonate de calcium, ce qui sera évident en cas d'augmentation substantielle de la conductivité du perméat provenant des vaisseaux à membrane concernés. Les tartres de sulfate et de silice sont beaucoup moins solubles que les carbonates et leur présence peut nécessiter le remplacement des membranes du concentré.

Façons de prolonger la durée de vie des membranes
La membrane en film mince en polyamide couramment utilisée pour l'osmose inverse peut tolérer de nombreux produits chimiques agressifs, mais a une tolérance minimale à la présence d'agents oxydants chimiques puissants dans son eau d'alimentation, le problème le plus courant étant le chlore libre. Même des concentrations aussi faibles que 0,05 milligrammes par litre (mg/L) de chlore libre endommageront le polymère de la membrane au fil du temps. Ces dommages oxydatifs sont cumulatifs, car chaque exposition entraîne une rupture accrue des liaisons polymères à mesure que les atomes de chlore se fixent dans le polymère. Un débit de perméat normalisé croissant, suivi d'une diminution du rejet de sel, signifie généralement qu'une oxydation de la membrane s'est produite.

L'ozone est un autre oxydant préoccupant s'il pénètre dans l'eau d'alimentation par osmose inverse. Même des concentrations infimes réagiront rapidement avec la membrane. Mais même si les membranes d'entrée seront rapidement détruites et devront être remplacées, l'ozone sera complètement épuisé avant d'atteindre les membranes d'extrémité concentrée.

Parce que le chlore libre est moins agressif, sa dégradation des membranes d'osmose inverse a tendance à être plus uniforme dans tout le système d'osmose inverse, et toutes les membranes d'osmose inverse devront être remplacées si le problème n'est pas rapidement corrigé. Les membranes d'entrée peuvent être plus sujettes à l'oxydation en raison d'une faible concentration de chlore libre ou de chloramines si du fer ou d'autres métaux de transition se trouvent dans l'eau d'entrée, qui ont tendance à se déposer dans ces membranes et catalyseront l'oxydation.

Lorsque les métaux ne sont pas sensiblement présents dans l’eau d’entrée de l’osmose inverse, il peut être possible d’obtenir une durée de vie raisonnable de la membrane, même en permettant la présence de chloramines dans l’eau d’entrée de l’osmose inverse. En fonction du pH de l’eau, les chloramines peuvent être stables et peu oxydantes pour la membrane. Si elles ne sont pas déjà présentes dans la source d’eau, des chloramines peuvent être ajoutées à l’eau d’entrée de l’osmose inverse à des fins de contrôle biologique. Avec une eau qui a un potentiel élevé d'activité biologique, l'autorisation des chloramines évite un taux d'encrassement élevé par osmose inverse qui pourrait autrement nécessiter des nettoyages fréquents par osmose inverse.

Ne pas trop injecter le bisulfite de sodium
Une méthode couramment utilisée pour décomposer le chlore dans l’eau d’entrée de l’osmose inverse consiste à pomper un agent réducteur chimique, comme le bisulfite de sodium. Une défaillance dans le fonctionnement de la pompe d'injection, ou simplement un manque de solution de bisulfite, peut entraîner des pertes significatives dans les performances de l'osmose inverse en quelques heures si elle n'est pas détectée et résolue plus tôt. Un mélange incomplet du bisulfite dans le flux d'entrée, ou un réglage incorrect du débit d'injection de la pompe pour la concentration de chlore entrant, peut entraîner des pertes de performances accumulées sur une période prolongée.

Les préoccupations concernant les dommages causés par le chlore peuvent conduire le personnel opérationnel à régler la pompe d'injection de bisulfite sur une concentration d'injection excessivement élevée afin de s'assurer que le chlore est complètement dégradé. Une surinjection est probable si l'objectif de contrôle pour le réglage de la pompe d'injection de bisulfite est basé sur la tentative d'obtenir un résultat analytique de 0.00 pour le chlore libre, en particulier compte tenu de la meilleure sensibilité analytique pour bon nombre de ces méthodes de test. est 0,02 mg/L. Cibler une mesure de faible potentiel d'oxydo-réduction (ORP) pour le réglage d'injection peut également conduire à une surinjection, car une injection accrue de bisulfite peut réduire le pH de l'eau d'alimentation et entraîner une augmentation de la lecture ORP. La meilleure pratique consisterait à régler l’injection de bisulfite sur la base d’un résidu de sulfite garantissant une destruction complète du bisulfite sans excès inutile. Si la concentration de chlore entrant est constante, ainsi que la concentration de la solution de bisulfite de sodium, il peut être sûr de maintenir une concentration cible de bisulfite de sodium de 2 mg/L pour le résidu1 sans risque que cette concentration de bisulfite ne descende jusqu'à zéro.

Une surinjection de bisulfite de sodium peut entraîner une réduction de la concentration d'oxygène dissous dans l'eau osmosée inverse, ce qui rendra l'eau plus propice à la croissance importante d'espèces bactériennes productrices de mucus, ce qui peut rapidement encrasser le système d'osmose inverse avec des matériaux biologiques stables qui seront difficiles à éliminer avec un nettoyage chimique. L’encrassement biologique est l’un des problèmes d’encrassement les plus courants pouvant réduire la durée de vie des membranes. Si la source des matériaux biologiques se trouve en amont de l'osmose inverse, les éléments de membrane d'entrée seront les plus gravement touchés et pourront nécessiter un remplacement.

Membranes peu performantes nécessitant un remplacement
Lorsqu'il y a une diminution du rejet de sel d'osmose inverse, l'augmentation de la conductivité du perméat peut souvent être isolée à un endroit particulier du système d'osmose inverse en mesurant d'abord la conductivité de l'eau du perméat de chaque récipient sous pression, une méthode appelée profilage. Si la conductivité du perméat est élevée dans un seul récipient, le problème peut provenir d'un joint torique endommagé.

Sonder les récipients de mauvaise qualité isolera davantage les régions où un excès de sel pénètre dans le flux de perméat. Cela implique l'insertion de tubes dans les interconnexions de perméat à l'intérieur du récipient sous pression pour détourner l'eau du flux en vrac afin de mesurer la conductance de l'eau provenant d'emplacements spécifiques à l'intérieur du récipient. En testant l'eau de perméation provenant de différentes distances à l'intérieur du récipient sous pression suspect, il peut être possible d'isoler le problème d'un interconnecteur particulier ou d'un élément de membrane spécifique à l'intérieur de ce récipient. Le remplacement de ses joints toriques d'interconnecteur, ou d'un élément de membrane suspect, peut alors suffire à restaurer les performances d'origine.