Vee töötlemisel kasutatakse laialdaselt pöördosmoosi (RO) membraane. Rakendades osmootse rõhu ületamiseks kontsentreeritud söödavee küljele, võimaldavad need lahustist lahjendatud küljele, saavutades lahusti ja lahustunud aine eraldamise. RO töö ajal on kontsentratsiooni polarisatsioon ja membraani saastumine vältimatu, peamine tegur on membraani jõudlust ja kasutusaja.
Kuna RO membraanid käitlevad söödaveega, puutuvad nad kokku mitmesuguste saasteainetega. Aja jooksul viib see paratamatult ummistumise ja saastumiseni, põhjustades vee voolavuse langust, vähenenud töötlemisvõimsust, madalamat soola tagasilükkamist ja taastumise kiirust ning lühendades membraani eluiga.
Saastumistüübid
RO membraani saastumist võib üldiselt liigitada füüsiliseks saastumiseks, keemiliseks saastumiseks ja bioloogiliseks saastumiseks.
Füüsiline saastumine:
Põhjustatud suspendeeritud tahkete ainete ja kolloidsete osakeste (nt ränidioksiidi) põhjustatud söödavee ladestumisel membraani pinnale ja blokeerivatele membraani pooridele.
Keemiline saastumine:
Põhjustatud anorgaanilistest ja orgaanilistest ühenditest, mis on adsorsinud membraani pooridele või sellesse.
- Anorgaaniline saak: peamiselt metallidest ja metalloksiididest või sünnitult lahustuvatest sooladest nagu kaltsiumisoolad, baariumsoolad ja magneesiumisoolad.
- Orgaaniline saak: põhjustatud humiinhapetest, valgudest, süsivesikutest ja muudest orgaanilistest ainetest, mis moodustavad kile membraani pinnal.
Bioloogiline saastumine
Põhjustatud mikroorganismide nagu seente, vormide ja vetikate kasvu ja paljunemise tõttu. Mikroorganismid võivad settida membraani pinnale, vabastada orgaanilisi aineid, moodustades geelkihi, ja sekreteerida aineid, mis soodustavad anorgaaniliste ühendite kristalliseerumist ja orgaaniliste ainete adhesiooni. See kiirendab sageli kombineeritud orgaanilise - anorgaanilise saastumise esinemist.
Saastumise põhjused
Löögi moodustumine on tihedalt seotud söödavee kvaliteedi ja töötingimustega ning seda mõjutab peamiselt:
- Ioonide kontsentratsioon, pH ja söödavee temperatuur
- Saasteainete sadestumine: Kuna enamik söödavesi tungib läbi membraani tootevee küljele, hõlbustab järelejäänud kontsentreeritud vool saasteainete adsorptsiooni ja sadestumist membraani pinnale.
- Kontsentratsiooni polarisatsioon: Töö ajal suureneb lahustunud aine kontsentratsioon membraani pinna lähedal, luues kontsentratsiooni gradiendi ja piirkihi. Kui kohalikud kontsentratsioonid ületavad lahustuvuse piiranguid, toimub sademed, blokeerides vee läbipääsu ja vähendades voogu.
Kui saastumist ei käsitleta varajases staadiumis, võib see põhjustada olulist ja sageli pöördumatut membraani jõudluse halvenemist.
Saastumise progresseerumis- ja jaotusomadused
Saastumisprotsess järgib tavaliselt seda järjestust:
- Orgaanilised ained ladestavad kõigepealt membraani pinnale.
- Kui söödavee kontsentreeritumaks muutub, sadestuvad anorgaanilised ühendid orgaanilise kihi peal, moodustades orgaanilise -anorgaanilise komposiit.
- Bioloogiline saastumine võib areneda veelgi, süvendades ummistust.
Saastujaotus näitab sageli erinevaid mustreid:
- Juhtielemendid (sisselaskeosa): Rohkem kalduvus orgaanilisele saastumisele, metalloksiidi saastumisele ja kolloidsele saastumisele.
- Sabaelemendid (väljalaskeava): Tõenäolisemalt kogeb skaleerimist ja ränidioksiidi ladestumist.
Lisaks võivad membraanielementide kujundus, materjalid ja tootmisprotsess mõjutada saastumise arenemist.
