Ters Ozmoz İşleminde Geri Basınç Arızası ve Su Üretiminin Tespiti
BEN. Ters Ozmoz Membranı yapı ve geri basınç oluşum mekanizması
Tipik ters ozmoz membran elemanları üç katmanlı kompozit bir yapıya sahiptir: alt katman yaklaşık 100 μm kalınlığında dokunmamış bir destek katmanıdır, orta katman 45 μm kalınlığında bir poliamid fonksiyonel katmandır (PA katmanı) ve üst katman 0,2 μm kalınlığında polisülfon koruyucu bir katmanla kaplıdır. PA katmanı, arayüzey polimerizasyon işlemi yoluyla yoğun bir şekilde çapraz bağlı bir ağ yapısı oluşturur ve tuzdan arındırma işlevini gerçekleştiren çekirdek katmandır. Normal çalışma koşullarında, giriş basıncı 1,0-1,5 MPa'da (su kalitesine bağlı olarak) tutulmalı ve su akışı film yüzeyinden üretim borusuna doğru sızmalıdır.
Sistem kapatıldığında veya su üretim borusu tıkandığında, geri basınç (su üretim tarafı basıncı) 0,05 MPa'lık giriş basıncını aşarsa, ters ozmoz meydana gelir.
Deneysel veriler, geri basıncın 0,1 MPa'ya ulaştığında PA katmanı ile destek katmanı arasındaki bağ dayanımının %40 azaldığını ve bunun da katmanlar arası soyulma riskinde önemli bir artışa yol açtığını göstermektedir. Bu fenomen özellikle sistemin sonunda belirgindir; uç membran elemanındaki ozmotik basınç birikimi, ön elemana göre 2-3 kat daha fazla olabilir, bu nedenle geri basınç hasarının yaklaşık %78'i ilk olarak son segmentin uç membran elemanında meydana gelir.
II. Geri basınç hasarının özellikleri ve tespit yöntemleri
Geri basınç hasarı meydana geldiğinde, sistem aşağıdaki tipik özellikleri gösterir:
Tuzdan arındırma oranında anormal düşüş: Hasarlı membran elemanlarının tuzdan arındırma oranı %99,5'ten %95'in altına düşebilir.
Su üretiminde ani artış: Membran yapısının hasar görmesi nedeniyle, tek bir membranın su üretimi %30-50 oranında artabilir.
Basınç farkı dalgalanması: segmentler arasındaki basınç farkı saatte 0,02 MPa'dan fazla dalgalanıyor.
Yerinde inceleme iki şekilde gerçekleştirilebilir:
Segment izolasyon yöntemi: Üretim borusunu bölüm bölüm izole edin, tuzdan arındırma hızındaki değişimi izleyin ve hasarlı bölümü kilitleyin (hata aralığı ±%5).
İletkenlik ölçüm yöntemi: Membran elemanının iletkenlik değerini tespit etmek için 500V doğru akım kullanılır ve hasarlı noktanın iletkenlik değeri normal değerin 3-5 katına çıkar.
Hasar görmüş membran elemanı incelendiğinde, belirgin fiziksel hasarlar görüldü: üretim borusunun dış yüzeyinde paralel kıvrımlar (yaklaşık 2-3 mm aralıklarla) oluştu, PA tabakasında "balık pulu" şeklinde soyulmalar (soyulma alanının > %30'u geri basınç hasarı olarak değerlendirildi) ve destek tabakasında radyal çatlaklar ortaya çıktı.
III. Basınç yaralanmalarının önlenmesi ve tedavisi
Amerikan Membran Teknolojisi Birliği'ne (AMTA) göre, bel basıncı yaralanmalarının %80'i, esas olarak şu alanlarda kendini gösteren sistem tasarım kusurlarından kaynaklanmaktadır:
Yetersiz üretim borusu çapı (önerilen akış hızı Hasar görmüş membran elemanlarının tamamen onarılması mümkün değildir. Bununla birlikte, kenar yapıştırma işleminin güçlendirilmesiyle (%20 daha fazla epoksi), yeni geri basınç önleyici film elemanı, geri basınç önleme kapasitesini 0,15 MPa'ya çıkarabilir; bu da yaklaşık %15'lik bir maliyet artışına karşılık gelir.
Sistem tasarımının optimize edilmesi ve çalışma izlemesinin güçlendirilmesiyle, ters yöndeki geri basınç arıza oranı azaltılabilir. Ozmoz Sistemi Yıllık kayıp oranı %12'den %3'ün altına düşürülebilir ve bu da membran elemanının hizmet ömrünü 5 yıldan fazla bir süreye önemli ölçüde uzatır. Bu, ters ozmoz teknolojisinin sürekli ve verimli çalışmasını sağlamak için su kalitesi ön arıtma, basınç kontrolü, durdurma bakımı ve diğer bağlantı noktalarında eksiksiz bir koruma sistemi kurulmasını gerektirir.
