MEMBRÁNY REVERSNÍ OSMÓZY

Základní popis

 Membrány určené pro použití v přístrojích na reversní osmózu dodávané naší firmou, jsou spirálovitě vinuté membrány typu TF (thin film). Tento typ vyniká vysokým odsolením, vysokým průtokem a velkou stabilitou daných parametrů. Základem těchto membrán je speciálně vyválcovaná polyesterová síť s tvrdým hladkým povrchem bez jakýchkoliv volných vláken. Odsolovací bariéra vznikne nanesením mikroporézní vrstvy polysulfonu na polyesterovou síť. Takto vzniklá bariéra obsahuje póry, jejichž průměr nepřesahuje 325 Å. Tloušťka této bariéry je pouze 2300 Å. Při této tloušťce bariéry má membrána maximální průtok vody při vysoce efektivním odsolení a vynikající mechanické a chemické odolnosti.

 Vliv chemického složení solí ve vodě na odsolení

 Odsolení je definováno pro NaCL. Jiné typy solí mají jiné hodnoty odsolení.Typické procentuální odsolení ukazuje tabulka A.

 Přítomnost CaCO4 a CaSO4 ve vstupní vodě                                                                                                                                              Tyto sloučeniny, obsažené ve vstupní vodě mohou výrazně omezit výkon membrány v případě saturace. Tyto uhličitany ve stavu saturace tvoří šupinovitou usazeninu, která snižuje výkon membrány. Langelierův saturační index vstupní vody musí být i po zhuštění vstupní vody v membráně negativní, aby byly dodrženy garantované hodnoty membrán.

 Přítomnost slídy ve vstupní vodě

 Slída může ovlivnit výkon membrány v koncentracích vyšších než 150PPM.  Kombinace železa, hliníku a slídy musí být snížena předúpravou vody, aby nedošlo ke krystalizaci na povrchu membrány a tím ke snížení životnosti.

Přítomnost sloučenin síry ve vstupní vodě

 Při PH < 6 reagují siřičitany s vodou na sírany a vylučuje se vodík, který membrána nepropustí. Znehodnocení membrány sírany nelze již žádným čistícím procesem napravit.

 Vliv teploty vstupní vody

 Teplota vstupní vody výrazně ovlivní průtok membránou. Závislost výkonu membrány na teplotě vstupní vody ukazuje tabulka B.

 Vliv tlaku vstupní vody

 Tlak vstupní vody výrazně ovlivní průtok membránou. Nižší tlak vody snižuje výkon a zároveň zhoršuje odsolení. Maximální tlak vody na membránu nesmí překročit 0,8 MPa.

 Předúprava vody

 Ve většině případů, hlavně u menších přístrojů stačí upravit  vodu pomocí mechanického a karbonového filtru. Maximální velikost částic nesmí překročit 5µm. Uhlík odstraňuje chlór, který by napadal povrch membrány.

 Osmotický tlak vody

 Přítomnost různých rozpustných solí může změnit osmotický tlak a tím při konstantním vstupním tlaku změnit výkon a odsolení membrány. Osmotický tlak roztoků některých solí je patrný z tabulky C.

Návrh systému a podmínky pro dlouhou životnost

 Při návrhu RO systému musíme vždy uvažovat o možnosti zhoršení podmínek (teplota, tlak, zvýšený obsah kalů vlivem opravy vodovodního řadu apod.). 

-Velký vliv na výkon a životnost membrány mají také odstávky z provozu. Nedoporučuje se membránu ponechávat v nečinnosti déle jak 5dní.

-Velice důležité pro životnost membrány je množství oplachové vody (koncetrátu). Poměr permeát – koncentrát musí být  minimálně 1:3.

-Při uvedení nového přístroje do provozu a po výměně uhlíkového filtru se do vody uvolňují prachové částice aktivního uhlí, proto je vhodné v těchto případech nechat odtéct vodu do odpadu po dobu alespoň 10 minut, nebo po tuto dobu otevřít proplachový ventil.

 Balení membrán

 Membrány jsou výrobcem baleny do hermeticky uzavřeného  plastikového obalu. Membrána je impregnována 2% roztokem dvojsiřičitanu sodného a 20% glycerinu. Tento roztok ochraňuje membránu proti biologickému znečištění po dobu minimálně 1 roku. Roztok musí být z membrány vypláchnut při uvádění do provozu, aby membrána dosáhla specifikovaný výkon a odsolení. V zimním období je nutno zaručit, aby teplota neklesla pod 0ºC.

 Sanitace a konzervace RO membrán

 Pro konzervaci i sanitaci RO membrán lze použít formaldehyd 0,5-3% roztok, max 25ºC.

POZOR: Formaldehyd(HCHO) je jed, a proto musí být při manipulaci dbáno příslušných předpisů a po uvedení do provozu musí být provedena zkouška na přítomnost formaldehydu s negativním výsledkem.

Pro okamžitou sanitaci RO membrán lze použít peroxid vodíku a kyselinu peroctovou s maximální koncentrací 0,2%, okyseleno na pH 3-4, max.25ºC, 60minut působit.

 Čištění membrán

 Během normálního provozu při včasné výměně předfiltrů dochází zřídka ke znečištění membrán. Životnost může být prodloužena čištěním. Čistící proces se skládá z kyselého čištění (od minerálů) a zásaditého čištění (od bakterií). 

 Tabulka A:

sodík                                                            90-95%

vápník                                                          93-98%

hořčík                                                          93-98%

draslík                                                           90-95%

železo                                                          93-98%

mangan                                                        93-98%

hliník                                                             93-98%

měď                                                              93-98%

nikl                                                                93-98%

zinek                                                             93-98%

stroncium                                                     93-98%

kadmium                                                      93-98%

stříbro                                                           93-98%

rtuť                                                               93-98%

barium                                                          93-98%

Chrom                                                          93-98%

olovo                                                             93-98%

chlor                                                             90-95%

dusičnan                                                      85-90%

fluor                                                              90-95%

fosfát                                                            93-98%

chrom                                                           90-95%

kyanid                                                           90-95%

sulfát                                                            93-98%

bor                                                                55-60%

arzén                                                            70-80%

selen                                                            93-98%

radioaktivita                                                  93-98%

bakterie                                                        >99%

prvoci                                                           >99%

lamblie                                                          >99%

azbest                                                          >99%

kaly                                                               >99%

 Stupeň odstranění organických molekul s menší molekulovou hmotností než 100, závisí na velikosti a tvaru molekuly. Aktivní uhlí za RO pojistí odstranění menších organických molekul.

Tabulka B:

Teplotní korektura

 

ºC	koeficient	Výpočet průtoku při teplotách jiných než 25ºC   1) Změřte teplotu vstupní vody. 2) Určete odpovídající korekční faktor z tabulky. 3) Změřte průtok v naměřené teplotě. 4) Určete korekční faktor pro požadovanou teplotu. 5) podělte korekční faktor naměřené teploty vstupní vody korekčním faktorem            požadované teploty z dosaženého poměru průtoku požadované teploty k naměřené teplotě. 6) Násobte poměr získaný v bodě 5 průtokem v naměřené teplotě k dosažení    průtoků v požadované teplotě.   Příklad zjednodušeného výpočtu teoretického průtoku:   Membrána 36gal/den – výkon při 25ºC/7bar = 136,3 ℓ/den = 5,68 ℓ/h Teplota vstupní vody 15ºC = koef. 1,47 36 : 1,47= 24,49 gal/den = 92,7 ℓ/den = 3,86 ℓ/h   1gal= 3,785 litru
1	3,64
2	3,23
3	3,03
4	2,78
5	2,58
6	2,38
7	2,22
8	2,11
9	2,00
10	1,89
11	1,78
12	1,68
13	1,61
14	1,54
15	1,47
16	1,39
17	1,34
18	1,29
19	1,24
20	1,19
21	1,15
22	1,11
23	1,08
24	1,04
25	1,00

 

 

Tabulka C:

Typické hodnoty osmotických tlaků některých látek (10PSI=70kPa)

 

Látka	Koncentrace (mg/l)	Koncentrace (mol/l)	Osmotický tlak (PSI)
NaCL	35	0,600	2789,7
NaCL	1	0,0171	80,2
NaHCO3	1	0,119	90,8
Na2SO4	1	0,00705	42,2
MgSO4	1	0,00831	25,3
MgC12	1	0,0105	68,2
CaC12	1	0,009	58,4
glukóza	1	0,0055	14,1