Для обеспечения правильной и долгой работы мембранных элементов обратного осмоса и нанофильтрации должны соблюдаться условия по установленному давлению, температуре и скоростям потоков воды проходящей через мембраны. Но главным условием являются требования по качественному составу исходной воды, определяющие и устанавливающие предельные значения загрязнений и других параметров эксплуатации мембранных элементов.Должным образом работающая система предварительной очистки, состоящая из осветления, сорбции, ионного обмена и химической обработки, продлевает срок службы мембран обратного осмоса до десяти лет. Вода поступающая на установку обратного осмоса должна соответствовать следующим требованиям:
| Параметр | Допустимое значение |
|---|---|
| Мутность |
< 1,0 ЕМФ (NTU) (0,58 мг/литр) |
| Взвешенные вещества |
< 0,1 мг/л |
| Допустимый диапазон рН при эксплуатации | 2 - 11 |
| Допустимый диапазон рН при хим. промывке | 1 - 13 |
| Марганец общий | < 0,05 мг/л |
| Железо общее | < 0,05 - 0,2 мг/л |
| Индекс SDI | < 5,0 ед. |
| Нефтепродукты | < 0 - 0,5 мг/л |
| Сильные окислители (хлор, озон, KMnO4) | < 0,05 мг/л |
| Окисляемость перманганатная | < 3,0 мгО2/л |
| Органические загрязнения | < 3,0 мг/л по ТОС |
Взвешенные вещества:
Крупные взвешенные вещества, такие как песок и окалина, могут забивать каналы между рулонным мембранным полотном, блокируя пропускание воды. Кроме того, взвешенные вещества двигаясь с большой скоростью в напорном корпусе могут повредить мембранные элементы своим абразивным действием. Количество взвешенных веществ размером более 1 – 3 мкм контролируется по показателю мутности воды.
Крупные взвешенные вещества, такие как песок и окалина, могут забивать каналы между рулонным мембранным полотном, блокируя пропускание воды. Кроме того, взвешенные вещества двигаясь с большой скоростью в напорном корпусе могут повредить мембранные элементы своим абразивным действием. Количество взвешенных веществ размером более 1 – 3 мкм контролируется по показателю мутности воды.
Мелкая коллоидная взвесь и ил могут оседать на поверхности мембраны, приводя к забиванию и изменению потоков внутри мембраны, что в свою очередь приводит к другим необратимым последствиям. Измерение количества мелкой коллоидной взвеси происходит при помощи индекса SDI (Silt Density Index – индекс плотности осадка, иловый индекс). Измерение SDI происходит при помощи микрофильтра рейтингом фильтрации не более 0,45 мкм.
Минеральные отложения:
Другой причиной засорения мембран является увеличение содержания солей в процессе работы обратного осмоса. Исходная вода течет по касательной вдоль мембраны, создавая градиент концентрации (неравномерное распределение) солей по длине мембраны, причем последний элемент установленный в корпусе по ходу течения воды получает наиболее концентрированный объем рассола. Таким образом из исходной воды, проходящей по напорному корпусу загруженному последовательно установленными мембранами, постепенно отсеиваются молекулы воды образуя поток пермеата. Раствор солей при этом становится все более концентрированным, и при достижении предельных концентраций растворимости различных солей они начинают выпадать (кристаллизоваться) на поверхности мембранного полотна образуя нерастворимые отложения (англ. – scale).
Карбонат кальция (CaCO₃) является наиболее частой причиной образования минеральных отложений на мембранах обратного осмоса. Основной причиной его образования, помимо увеличения концентрации, является переход свободной углекислоты в пермеат, в результате чего происходит сдвиг углекислотного равновесия вправо (увеличение рН) с образованием избытка карбонатов, что приводит в выделению твердой фазы CaCO₃. Предел выпадения в осадок карбоната кальция с точностью определяется исходя из индекса Ланжелье (Langelier Saturation Index – LSI). Так при LSI < 0 образование отложений не происходит, а при LSI > 0 раствор склонен к образованию осадка, причем при больших значениях образование осадка происходит интенсивнее.
Сульфат кальция (CaSO₄) тоже является широко распространенным отложением ввиду того что большое количество кальция и сульфатов часто присутствуют в очищаемой воде. Природный гипсовый осадок образующийся в ходе увеличения концентрации CaSO₄ удаляется сложнее чем CaCO₃. Требуется использование подходящего антискалянта для предотвращения выпадения осадка.
Сульфат бария (BaSO₄) / стронция (SrSO₄) очень мало распространены ввиду редкого высокого содержания бария и стронция в воде.
Диоксид кремния (SiO2) является очень трудноудаляемый осадком, требуется особое внимание при наличия кремния в воде.
Соли железа (Fe) и марганца (Mn) являются распространенным загрязнением и относительно легко удаляются с поверхности мембранного полотна, однако лучше избежать загрязнения металлами использую систему предварительной фильтрации воды во избежании частых кислотных промывок.
