การวิเคราะห์และแนวทางแก้ไขปัญหาการเกิดการดูดกลับในระบบรีเวิร์สออสโมซิสและอัลตราฟิลเทรชัน

1. สาเหตุของการไหลย้อนกลับ

ปรากฏการณ์ไซฟอนในระบบเมมเบรนโดยทั่วไปเกิดจากการหยุดทำงานของระบบหรือความไม่สมดุลของความดัน สาเหตุเฉพาะมีดังต่อไปนี้:

1. ขับเคลื่อนด้วยความแตกต่างของระดับของเหลวระหว่างช่วงเวลาหยุดทำงาน

เมื่อระบบหยุดทำงาน ปั๊มทางเข้าจะหยุดทำงาน ทำให้ความดันด้านทางเข้าลดลงอย่างฉับพลัน หากมีอ่างเก็บน้ำระดับสูงในท่อส่งน้ำผลิตภัณฑ์ หรือทางออกอยู่ต่ำกว่าชุดเมมเบรน (ตัวอย่างเช่น ถังเก็บน้ำผลิตภัณฑ์สูงกว่าเมมเบรน) ความแตกต่างของระดับของเหลวจะสร้างแรงดูด (ΔP = ρgh โดยที่ ρ คือความหนาแน่นของของเหลว g คือความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง และ h คือความแตกต่างของระดับของเหลว)

ตัวอย่างเช่น หากความแตกต่างของระดับของเหลวระหว่างถังน้ำผลิตภัณฑ์และชุดเมมเบรนคือ 5 เมตร ความแตกต่างของแรงดันไซฟอนอาจสูงถึงประมาณ 0.5 บาร์ (ρ ≈ 1000 กก./ลบ.ม., g = 9.8 ม./วินาที², ΔP = 1000 × 9.8 × 5 ≈ 49,000 ปาสคาล ≈ 0.49 บาร์)

2. ขาดแรงดันย้อนกลับ

หากไม่มีการติดตั้งวาล์วกันกลับหรืออุปกรณ์รักษาแรงดันที่ด้านน้ำผลิตภัณฑ์ แรงดันน้ำผลิตภัณฑ์อาจลดลงต่ำกว่าแรงดันน้ำขาเข้าหลังจากปิดระบบ ซึ่งจะทำให้เกิดปัญหาต่างๆ ระบบรีเวิร์สออสโมซิส เมมเบรนอาจประสบกับความแตกต่างของแรงดันย้อนกลับ ความแตกต่างของแรงดันย้อนกลับที่เกิน 0.5 บาร์บนเมมเบรน RO อาจทำให้ชั้นแยกเกลือออกจากน้ำของเมมเบรนหลุดลอกได้

3. ข้อบกพร่องในการออกแบบท่อส่ง

หากท่อส่งน้ำผลิตภัณฑ์มีส่วนโค้งรูปตัวยูหรือจุดที่สูงที่สุดไม่มีวาล์วระบายอากาศ ก๊าซอาจสะสมในระหว่างการปิดระบบ ทำให้เกิดสุญญากาศและทำให้การไหลย้อนกลับรุนแรงขึ้น ตัวอย่างเช่น หากจุดที่สูงที่สุดของท่อเกิน 2 เมตร ความเสี่ยงของการไหลย้อนกลับจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

4. การรั่วของวาล์ว

หากวาล์วทางเข้าหรือวาล์วน้ำผลิตภัณฑ์ไม่ปิดสนิท การรั่วซึมเล็กน้อยอาจทำให้เกิดความแตกต่างของแรงดันอย่างต่อเนื่อง อัตราการรั่วซึมของวาล์วที่มากกว่า 1 ลิตร/นาที สามารถทำให้เกิดการไหลแบบไซฟอนได้

II. ข้อมูลเกี่ยวกับอันตรายของการใช้สายยางดูดของเหลวเข้าสู่ระบบเมมเบรน

เยื่อกรอง RO: ความแตกต่างของแรงดันย้อนกลับ 0.5 บาร์ เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง จะลดอัตราการแยกเกลือออกจากน้ำลง 5%-8% หากความแตกต่างของแรงดันย้อนกลับสูงถึง 1 บาร์ เยื่อกรองอาจเสียหายอย่างถาวร

เมมเบรน UFการไหลย้อนกลับจะเพิ่มอัตราการแตกหักของเส้นใยในเยื่อใยกลวง โดยอัตราการแตกหักจะเพิ่มขึ้นสามเท่าเมื่อความแตกต่างของแรงดันอยู่ที่ 0.3 บาร์

III. วิธีการสำคัญในการทำลายกลไกการดูดกลับ (Siphon Breaking)

1. การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันการไหลย้อนกลับ (Siphon Breaker)

ติดตั้งวาล์วที่จุดสูงสุดในท่อส่งสารละลาย เมื่อความดันลดลงต่ำกว่าค่าที่กำหนด (เช่น 0.2 บาร์) วาล์วจะดูดอากาศเข้าไปโดยอัตโนมัติ ทำให้สภาวะสุญญากาศหายไป

2. การติดตั้งวาล์วกันกลับ

ติดตั้งวาล์วกันกลับสองชั้นที่ทางออกของน้ำบริสุทธิ์เพื่อให้แน่ใจว่าวาล์วจะปิดเมื่อความแตกต่างของแรงดันย้อนกลับน้อยกว่า 0.1 บาร์ ควรใช้วาล์วกันกลับแบบมีสปริงช่วยที่มีความแตกต่างของแรงดันเริ่มต้นต่ำ (≤0.1 บาร์)

3. ระบบรักษาแรงดัน

ใช้ลิ้นควบคุมไฟฟ้าหรือลิ้นควบคุมแรงดันย้อนกลับเพื่อรักษาระดับแรงดันด้านสารละลายที่ผ่านเยื่อกรองให้สูงกว่าด้านสารละลายที่ไหลเข้า ตัวอย่างเช่น ระบบ UF สามารถกำจัดปัญหาการไหลย้อนกลับได้โดยการติดตั้งลิ้นควบคุมแรงดันย้อนกลับเพื่อรักษาระดับแรงดันย้อนกลับให้สูงกว่า 0.3 บาร์

4. การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบท่อ

ควรหลีกเลี่ยงการวางท่อส่งน้ำที่ผ่านการกรองไว้ในที่สูง แนะนำให้ความแตกต่างของระดับความสูงไม่เกิน 1 เมตร หากจำเป็นต้องวางในที่สูง ควรติดตั้งวาล์วระบายอากาศอัตโนมัติ (ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ≥ DN15) ที่จุดสูงสุด

5. การควบคุมโปรแกรม

ในระหว่างการปิดระบบ วาล์วทางเข้าของน้ำจะปิดโดยมีช่วงเวลาหน่วง (เช่น เปิดค้างไว้ 10 วินาที) และทำงานร่วมกับวาล์วระบายอากาศแบบเร็ว (เวลาตอบสนอง