En l'àmbit del tractament i la purificació d'aigua moderns, el sistema d'osmosi inversa, amb el seu excel·lent rendiment de dessalinització, s'ha convertit en una tecnologia bàsica per obtenir aigua d'alta -puresa. Tanmateix, el funcionament estable-a llarg termini del sistema depèn no només del rendiment dels seus elements bàsics de membrana, sinó també d'un procés de pretractament rigorós i científic. Entre els molts contaminants influents, les substàncies olioses sovint es passen per alt a causa de les seves quantitats aparentment traces, però el seu impacte sobre les membranes d'osmosi inversa és sistemàtic i fins i tot pot ser fatal. Aquest article proporcionarà una-anàlisi en profunditat dels quatre riscos bàsics que representen les substàncies oleoses a l'aigua d'alimentació d'un sistema d'osmosi inversa.
► I. El col·lapse de l'eficiència operativa: impacte directe sobre el flux de permeat
La viabilitat econòmica d'un sistema d'osmosi inversa es reflecteix directament en la seva capacitat de producció d'aigua, coneguda comflux permeat. Les substàncies oleoses, com la matèria orgànica hidròfoba, tenen una forta afinitat per la superfície de la membrana hidròfila. Un cop entren al sistema, fins i tot a concentracions baixes, aquestes gotes d'oli s'adsorbiran ràpidament a la superfície de la membrana, formant una pel·lícula d'oli viscosa.
► Mecanisme de contaminació física
Aquesta pel·lícula d'oli cobreix directament els microporus de la superfície de la membrana, obstruint físicament el pas de les molècules d'aigua i reduint dràsticament l'àrea efectiva de la membrana.Com a resultat, a la mateixa pressió de funcionament, el cabal de permeat del sistema experimentarà un descens significatiu i continu. Aquest tipus d'incrustació de membrana causada pel petroli es desenvolupa molt més ràpidament que la contaminació convencional per sòlids en suspensió o col·loides i pot comprometre molt l'eficiència de producció de tot el sistema en un període curt, afectant directament l'assoliment dels objectius de producció.
► II. Dany irreversible a la capa de separació del nucli
Si la disminució del flux de permeat és una "lesió externa" a nivell operatiu, aleshores la disminució de la taxa de rebuig de sal és una "lesió interna" a lafunció bàsicadel sistema d'osmosi inversa, i aquest dany sovint és irreversible.
► Corrosió química i danys estructurals
El nucli d'una membrana d'osmosi inversa es troba en el seucapa de separació de poliamida, una estructura extremadament fina i precisa encarregada de rebutjar els ions de sal. Alguns components de les substàncies olioses poden inflar-se lentament o fins i tot dissoldre aquest material polimèric, provocant corrosió química. Inicialment, aquest procés només es pot manifestar com un lleuger augment de la conductivitat del permeat. Tanmateix, amb el temps, la capa de separació patirà danys permanents, provocant un deteriorament continu de la seva capacitat de rebutjar sals dissoltes. A diferència de l'escala habitual, que es pot restaurar mitjançant una neteja química,el dany al material de la membrana causat pel petroli és de naturalesa estructural. Un cop es produeixi, la taxa de rebuig de sal disminuirà permanentment i l'única solució és la costosa substitució dels elements de la membrana.
► III. Augment dels costos de manteniment i reducció de la vida útil dels actius
Una altra conseqüència greu de la contaminació del petroli és l'immens repte que suposa per al funcionament i el manteniment del sistema, augmentant directament els costos operatius del cicle de vida complet.
► Dificultats de neteja i envelliment accelerat
A causa de la naturalesa no-polar de les substàncies grasses, els protocols convencionals de neteja d'àcids i àlcalis tenen poc efecte sobre elles.L'eliminació de la pel·lícula d'oli requereix l'ús de productes de neteja especialitzats que continguin tensioactius o emulsionants específics. Això no només augmenta significativament els costos d'adquisició dels agents químics, sinó que també allarga el temps d'aturada del sistema necessari per a la neteja. Més críticament, les neteges químiques freqüents i agressives acceleren l'envelliment i la hidròlisi del material de la membrana, escurçant-ne significativament la vida útil.Un element de membrana d'un sistema d'osmosi inversa industrial, dissenyat originalment amb una vida útil de diversos anys, pot veure'n reduït a la meitat o més la seva vida efectiva després de patir contaminació per petroli, donant lloc a una taxa d'amortització d'actius dràsticament accelerada.
► IV. Un catalitzador per a l'incrustació combinada: induint la bioincrustació
La contaminació per petroli no existeix de manera aïllada; sovint actua com un "catalitzador" que desencadena una contaminació combinada-{-més complexa i difícil de tractar, especialment la contaminació biològica.
► Formació d'un sistema d'incrustació de co{-oli-biofilm".
La pel·lícula d'oli a la superfície de la membrana proporciona un punt de fixació ideal i una font rica de carboni per als microorganismes a l'aigua. Els bacteris proliferaran aquí, secretant substàncies polimèriques extracel·lulars (EPS) per formar un biofilm dens (Biofilm). Aquest biofilm pot atrapar encara més gotes d'oli, sòlids en suspensió i escala inorgànica, formant-seuna capa de contaminació composta d'"escala-biofilm-oli".Aquest tipus de capa d'incrustació és excepcionalment estable i difícil d'eliminar, fent que la pressió diferencial entre els elements de la membrana augmenti bruscament en poc temps, obligant finalment a l'aturada d'emergència de tot el sistema d'osmosi inversa. Un cop establert aquest cercle viciós, es converteix en un dels problemes més insolubles en el funcionament del sistema. Les conseqüències són especialment greus per a aplicacions com a sistema de dessalinització ro que es basa en una font d'aigua estable o una aplicació d'aigua de mar d'osmosi inversa per tractar aigües residuals complexes.
En conclusió, l'eliminació completa de l'oli durant l'etapa de pretractament d'un sistema d'osmosi inversa no és un complement opcional, sinó una línia de vida per garantir el funcionament a llarg-del sistema, estable i econòmic. El risc d'oli a l'aigua d'alimentació s'hauria de considerar completament des de la fase de disseny, i les unitats efectives d'eliminació d'oli-com les que utilitzen tecnologies avançades com una alta-eficiènciamembrana ceràmica per a la separació d'aigua d'oli-s'ha d'instal·lar. L'eliminació de les substàncies olioses que entrin al sistema de membrana central a la font és la protecció més fonamental per a aquests actius d'alt-valor.