W dziedzinie nowoczesnego uzdatniania i oczyszczania wody system odwróconej osmozy, charakteryzujący się doskonałą wydajnością odsalania, stał się podstawową technologią pozwalającą na uzyskanie-wody o wysokiej czystości. Jednakże długoterminowe-stabilne działanie systemu zależy nie tylko od wydajności elementów membrany rdzenia, ale także od rygorystycznego i naukowego procesu obróbki wstępnej. Wśród wielu wpływających zanieczyszczeń często pomija się substancje oleiste ze względu na ich pozornie śladowe ilości, a mimo to ich wpływ na membrany odwróconej osmozy jest systematyczny i może być nawet śmiertelny. W tym artykule-dogłębna analiza czterech głównych zagrożeń stwarzanych przez substancje oleiste w wodzie zasilającej system odwróconej osmozy.
► I. Załamanie efektywności operacyjnej: bezpośredni wpływ na strumień permeatu
Ekonomiczna opłacalność systemu odwróconej osmozy znajduje bezpośrednie odzwierciedlenie w jego zdolności do produkcji wody, zwanej tzwstrumień przenikający. Substancje oleiste, jako hydrofobowa materia organiczna, wykazują silne powinowactwo do hydrofilowej powierzchni membrany. Po dostaniu się do układu, nawet przy niskich stężeniach, kropelki oleju będą szybko adsorbowane na powierzchni membrany, tworząc lepki film olejowy.
► Fizyczny mechanizm zanieczyszczania
Ten film olejowy bezpośrednio pokrywa mikropory na powierzchni membrany, fizycznie utrudniając przepływ cząsteczek wody i drastycznie zmniejszając efektywną powierzchnię membrany.W rezultacie, przy tym samym ciśnieniu roboczym, natężenie przepływu permeatu w systemie będzie ulegać znacznemu i ciągłemu spadkowi. Tego typu zanieczyszczenia membran spowodowane olejem rozwijają się znacznie szybciej niż konwencjonalne zanieczyszczenia zawieszonymi ciałami stałymi lub koloidami i mogą w krótkim czasie znacznie obniżyć wydajność produkcyjną całego systemu, bezpośrednio wpływając na osiągnięcie celów produkcyjnych.
►II. Nieodwracalne uszkodzenie warstwy oddzielającej rdzeń
Jeżeli spadek przepływu permeatu jest „szkodą zewnętrzną” na poziomie operacyjnym, wówczas spadek współczynnika odrzucenia soli jest „szkodą wewnętrzną”podstawowa funkcjasystemu odwróconej osmozy, a szkody te są często nieodwracalne.
► Korozja chemiczna i uszkodzenia strukturalne
Rdzeń membrany odwróconej osmozy leży w jejpoliamidowa warstwa oddzielająca, niezwykle cienką i precyzyjną strukturę odpowiedzialną za odrzucanie jonów soli. Niektóre składniki substancji oleistych mogą powoli pęcznieć lub nawet rozpuszczać ten materiał polimerowy, powodując korozję chemiczną. Początkowo proces ten może objawiać się jedynie niewielkim wzrostem przewodności permeatu. Jednakże z biegiem czasu warstwa oddzielająca ulegnie trwałemu uszkodzeniu, co prowadzi do ciągłego pogarszania się jej zdolności do odrzucania rozpuszczonych soli. W przeciwieństwie do zwykłego kamienia, który można przywrócić poprzez czyszczenie chemiczne,uszkodzenie materiału membrany spowodowane przez olej ma charakter strukturalny. Gdy to nastąpi, stopień odrzucenia soli trwale się zmniejszy, a jedynym rozwiązaniem jest kosztowna wymiana elementów membrany.
► III. Rosnące koszty konserwacji i krótsza żywotność zasobów
Inną poważną konsekwencją zanieczyszczenia olejem jest ogromne wyzwanie, jakie stanowi ono dla obsługi i konserwacji systemu, bezpośrednio zwiększając koszty operacyjne w całym cyklu życia.
► Trudności w czyszczeniu i przyspieszone starzenie
Ze względu na niepolarną-naturę substancji oleistych konwencjonalne protokoły czyszczenia kwasami i zasadami mają na nie niewielki wpływ.Usunięcie filmu olejowego wymaga użycia specjalistycznych środków czyszczących zawierających określone środki powierzchniowo czynne lub emulgatory. To nie tylko znacznie zwiększa koszty zakupu środków chemicznych, ale także wydłuża czas przestoju systemu wymagany do czyszczenia. Co ważniejsze, częste i agresywne czyszczenie chemiczne przyspiesza starzenie się i hydrolizę materiału membrany, znacznie skracając jej żywotność.Element membranowy w przemysłowym systemie odwróconej osmozy, pierwotnie zaprojektowany z myślą o kilkuletniej żywotności, może ulec skróceniu o połowę lub więcej w wyniku zanieczyszczenia olejem, co prowadzi do drastycznie przyspieszonego tempa amortyzacji aktywów.
► IV. Katalizator kombinowanych zanieczyszczeń: wywoływanie biofoulingu
Zanieczyszczenie olejem nie występuje samotnie; często działa jako „katalizator”, który powoduje bardziej złożone-i trudne-leczenie połączonych zanieczyszczeń, zwłaszcza zanieczyszczeń biologicznych.
► Tworzenie się systemu współzanieczyszczającego „-biofilmu olejowego”.
Film olejowy na powierzchni membrany zapewnia idealny punkt mocowania i bogate źródło węgla dla mikroorganizmów w wodzie. Bakterie będą się tu rozmnażać, wydzielając zewnątrzkomórkowe substancje polimerowe (EPS), tworząc gęsty biofilm (Biofilm). Ten biofilm może dodatkowo zatrzymywać kropelki oleju, zawieszone ciała stałe i kamień nieorganiczny, tworząc sięzłożona warstwa zanieczyszczeń w postaci „zgorzeliny-biofilmu-oleju”.Ten rodzaj warstwy zanieczyszczeń jest wyjątkowo stabilny i trudny do usunięcia, powodując gwałtowny wzrost różnicy ciśnień na elementach membrany w krótkim czasie, co ostatecznie wymusza awaryjne wyłączenie całego systemu odwróconej osmozy. Kiedy to błędne koło się utworzy, staje się ono jednym z najtrudniejszych do rozwiązania problemów w działaniu systemu. Konsekwencje są szczególnie poważne w przypadku zastosowań takich jak system odsalania która opiera się na stabilnym źródle wody lub zastosowaniu wody morskiej metodą odwróconej osmozy do oczyszczania złożonych ścieków.
Podsumowując, całkowite usunięcie oleju na etapie wstępnej obróbki systemu odwróconej osmozy nie jest opcjonalnym dodatkiem, ale ratunkiem zapewniającym długotrwałe,-terminowe, stabilne i ekonomiczne działanie systemu. Ryzyko obecności oleju w wodzie zasilającej należy w pełni uwzględnić już na etapie projektowania, a skuteczne urządzenia do usuwania oleju-takie jak te wykorzystujące zaawansowane technologie, takie jak wysokowydajne-membrana ceramiczna do separacji wody olejowej-należy zainstalować. Eliminacja substancji oleistych przedostających się do systemu membran rdzenia u źródła jest najbardziej podstawową ochroną tych-zasobów o wysokiej wartości.