ความผิดพลาดจากแรงดันย้อนกลับและการตรวจจับการผลิตน้ำในกระบวนการรีเวิร์สออสโมซิส

ฉัน. เยื่อรีเวิร์สออสโมซิส กลไกการก่อตัวของโครงสร้างและแรงดันย้อนกลับ
โดยทั่วไปแล้ว เยื่อกรองรีเวิร์สออสโมซิสจะมีโครงสร้างแบบผสมสามชั้น: ชั้นล่างสุดเป็นชั้นรองรับแบบไม่ทอที่มีความหนาประมาณ 100 ไมโครเมตร ชั้นกลางเป็นชั้นโพลีอะไมด์ (ชั้น PA) ที่มีความหนา 45 ไมโครเมตร และชั้นบนสุดเคลือบด้วยชั้นป้องกันโพลีซัลโฟนหนา 0.2 ไมโครเมตร ชั้น PA จะสร้างโครงสร้างเครือข่ายเชื่อมโยงกันอย่างหนาแน่นผ่านกระบวนการพอลิเมอไรเซชันที่ส่วนต่อประสาน ซึ่งเป็นชั้นหลักที่ทำให้เกิดฟังก์ชันการแยกเกลือออกจากน้ำ ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ ความดันขาเข้าควรคงอยู่ที่ 1.0-1.5 เมกะปาสคาล (ขึ้นอยู่กับคุณภาพน้ำ) และน้ำควรไหลผ่านจากพื้นผิวฟิล์มไปยังท่อผลิต
เมื่อระบบหยุดทำงานหรือท่อส่งน้ำอุดตัน หากแรงดันย้อนกลับ (แรงดันด้านส่งน้ำ) เกินแรงดันขาเข้าที่ 0.05 MPa จะทำให้เกิดปรากฏการณ์รีเวิร์สออสโมซิส
ข้อมูลจากการทดลองแสดงให้เห็นว่า เมื่อแรงดันย้อนกลับถึง 0.1 MPa ความแข็งแรงของพันธะระหว่างชั้น PA และชั้นรองรับจะลดลง 40% ส่งผลให้ความเสี่ยงต่อการหลุดลอกของชั้นระหว่างกันเพิ่มขึ้นอย่างมาก ปรากฏการณ์นี้เด่นชัดเป็นพิเศษที่ส่วนท้ายของระบบ – การสะสมของแรงดันออสโมติกบนองค์ประกอบเมมเบรนส่วนท้ายอาจสูงถึง 2-3 เท่าขององค์ประกอบส่วนหน้า ดังนั้นประมาณ 78% ของความเสียหายจากแรงดันย้อนกลับจึงเกิดขึ้นก่อนในองค์ประกอบเมมเบรนส่วนท้ายของส่วนสุดท้าย

II. ลักษณะความเสียหายจากแรงดันย้อนกลับและวิธีการตรวจจับ
เมื่อเกิดความเสียหายจากแรงดันย้อนกลับ ระบบจะแสดงลักษณะทั่วไปดังต่อไปนี้:
อัตราการกำจัดเกลือลดลงอย่างผิดปกติ: อัตราการกำจัดเกลือของเยื่อกรองที่เสียหายอาจลดลงจาก 99.5% เหลือต่ำกว่า 95%
ปริมาณน้ำที่ผลิตได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก: เนื่องจากการเสียหายของโครงสร้างเมมเบรน ปริมาณน้ำที่ผลิตได้จากเมมเบรนแต่ละแผ่นอาจเพิ่มขึ้น 30-50%
ความผันผวนของความแตกต่างของแรงดัน: ความแตกต่างของแรงดันระหว่างส่วนต่างๆ ผันผวนมากกว่า 0.02 MPa/h
การตรวจสอบ ณ สถานที่สามารถดำเนินการได้สองวิธี:
วิธีการแยกส่วน: แยกส่วนท่อผลิตทีละส่วน ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงอัตราการกำจัดเกลือ และล็อคส่วนที่เสียหาย (ช่วงความคลาดเคลื่อน ±5%)
วิธีตรวจวัดค่าการนำไฟฟ้า: ใช้กระแสตรง 500 โวลต์ตรวจวัดค่าการนำไฟฟ้าของชิ้นส่วนเมมเบรน โดยค่าการนำไฟฟ้าของจุดที่เสียหายจะเพิ่มขึ้น 3-5 เท่าของค่าปกติ
เมื่อทำการผ่าแยกชิ้นส่วนเมมเบรนที่เสียหาย พบความเสียหายทางกายภาพที่ชัดเจน ได้แก่ รอยพับขนาน (ระยะห่างประมาณ 2-3 มม.) ปรากฏอยู่ด้านนอกของท่อผลิต ชั้น PA แสดงลักษณะการลอกเป็น "เกล็ดปลา" (พื้นที่ลอกมากกว่า 30% ถูกตัดสินว่าเป็นความเสียหายจากแรงดันย้อนกลับ) และรอยแตกตามแนวรัศมีปรากฏในชั้นรองรับ

III. การป้องกันและการรักษาความเสียหายจากแรงกดทับ
จากข้อมูลของสมาคมเทคโนโลยีเมมเบรนแห่งอเมริกา (AMTA) พบว่า 80% ของอาการบาดเจ็บจากแรงดันย้อนกลับเกิดจากข้อบกพร่องในการออกแบบระบบ ซึ่งส่วนใหญ่พบในด้านต่างๆ ดังนี้:
ขนาดท่อส่งน้ำไม่เพียงพอ (อัตราการไหลที่แนะนำ ไม่สามารถซ่อมแซมชิ้นส่วนเมมเบรนที่เสียหายได้อย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ด้วยการเสริมความแข็งแรงของกระบวนการยึดติดขอบ (ใช้อีพ็อกซี่เพิ่มขึ้น 20%) ชิ้นส่วนฟิล์มป้องกันแรงดันย้อนกลับแบบใหม่สามารถเพิ่มความสามารถในการป้องกันแรงดันย้อนกลับเป็น 0.15 MPa โดยมีต้นทุนเพิ่มขึ้นประมาณ 15%
ด้วยการปรับปรุงการออกแบบระบบและเสริมสร้างการตรวจสอบการทำงาน อัตราความล้มเหลวจากแรงดันย้อนกลับของระบบจึงลดลง ระบบออสโมซิส สามารถลดอัตราการเสื่อมสภาพจาก 12% เหลือต่ำกว่า 3% ต่อปี ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของไส้กรองเมมเบรนได้นานกว่า 5 ปี ทั้งนี้จำเป็นต้องมีการสร้างระบบป้องกันที่สมบูรณ์แบบในขั้นตอนการปรับสภาพน้ำเบื้องต้น การควบคุมแรงดัน การบำรุงรักษาเมื่อปิดระบบ และส่วนอื่นๆ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าเทคโนโลยีรีเวิร์สออสโมซิสจะทำงานได้อย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ