Membranas de ósmosis inversa

Aplicación de membranas de ósmosis inversa

Cómo prolongar la vida útil de las membranas de ósmosis inversa

El reemplazo parcial de la membrana puede ser suficiente
En muchos casos, el reemplazo de membranas puede ser quirúrgico. En el caso de incrustaciones permanentes, es posible que la limpieza haya sido ineficaz solo con las membranas más sucias, como las membranas del extremo de entrada, y solo esas necesitarán ser reemplazadas.

Cuando la formación de incrustaciones provoca un aumento en el diferencial de presión de la última etapa de ósmosis inversa que no se restablece mediante la limpieza, solo será necesario reemplazar los elementos de la membrana del extremo del concentrado para restaurar el rendimiento original.

La formación de incrustaciones puede ocurrir rápidamente si hay una falla en los medios utilizados para prevenir esas incrustaciones o si las condiciones del agua cambian. Las causas comunes incluyen la falla de una bomba de inyección de químicos o la mala regeneración de un ablandador aguas arriba. Muchos tipos de incrustaciones harán que aumente el diferencial de presión de la última etapa. La limpieza ácida in situ suele tener éxito si las incrustaciones están compuestas principalmente de carbonato de calcio, lo que será evidente cuando haya un aumento sustancial en la conductividad del permeado de los vasos de membrana afectados. Las incrustaciones de sulfato y sílice son mucho menos solubles que los carbonatos y su presencia puede resultar en la necesidad de reemplazar las membranas del extremo del concentrado.

Formas de prolongar la vida útil de la membrana
La membrana de película delgada de poliamida que se usa comúnmente para la ósmosis inversa puede tolerar muchos químicos agresivos, pero tiene una tolerancia mínima a la presencia de agentes oxidantes químicos fuertes en el agua de alimentación; la preocupación más común es el cloro libre. Incluso concentraciones tan bajas como 0.05 miligramos por litro (mg/L) de cloro libre dañarán el polímero de la membrana con el tiempo. Este daño oxidativo es acumulativo, ya que cada exposición produce más roturas de los enlaces poliméricos a medida que los átomos de cloro se unen dentro del polímero. Un caudal de permeado normalizado creciente, seguido de una disminución del rechazo de sal, generalmente significa que se ha producido oxidación de la membrana.

El ozono es otro oxidante preocupante si ingresa al agua de alimentación de la ósmosis inversa. Incluso concentraciones mínimas reaccionarán rápidamente con la membrana. Pero si bien las membranas del extremo de entrada se destruirán rápidamente y requerirán reemplazo, el ozono se agotará por completo antes de llegar a las membranas del extremo del concentrado.

Debido a que el cloro libre es menos agresivo, su degradación de las membranas de ósmosis inversa tiende a ser más uniforme en todo el sistema de ósmosis inversa, y será necesario reemplazar todas las membranas de ósmosis inversa si el problema no se corrige rápidamente. Las membranas del extremo de entrada pueden ser más propensas a la oxidación por una baja concentración de cloro libre o cloraminas si hay hierro u otros metales de transición en el agua de entrada, que tienden a depositarse en esas membranas y catalizarán la oxidación.

Cuando los metales no están presentes de manera apreciable en el agua de entrada de ósmosis inversa, puede ser factible obtener una vida útil razonable de la membrana, incluso permitiendo que haya cloraminas presentes en el agua de entrada de ósmosis inversa. Dependiendo del pH del agua, las cloraminas pueden ser estables y sólo mínimamente oxidativas para la membrana. Si aún no están presentes en la fuente de agua, se pueden agregar cloraminas al agua de entrada de ósmosis inversa para control biológico. Con agua que tiene un alto potencial de actividad biológica, permitir las cloraminas evita una alta tasa de contaminación por ósmosis inversa que, de otro modo, podría resultar en la necesidad de limpiezas frecuentes de ósmosis inversa.

No inyecte demasiado el bisulfito de sodio
Un método común utilizado para descomponer el cloro en el agua de entrada de la ósmosis inversa es bombear un agente reductor químico, como el bisulfito de sodio. Una falla en el funcionamiento de la bomba de inyección, o simplemente quedarse sin solución de bisulfito, puede provocar pérdidas significativas en el rendimiento de la ósmosis inversa en cuestión de horas si no se detecta y resuelve antes. La mezcla incompleta del bisulfito en la corriente de entrada, o no ajustar adecuadamente la velocidad de inyección de la bomba para la concentración de cloro entrante, puede provocar pérdidas de rendimiento acumuladas durante un período prolongado.

La preocupación por el daño del cloro puede llevar a que el personal operativo tienda a configurar la bomba de inyección de bisulfito para una concentración de inyección excesivamente alta para asegurarse de que el cloro se descomponga por completo. Es probable que se produzca una sobreinyección si el objetivo de control para la configuración de la bomba de inyección de bisulfito se basa en tratar de lograr un resultado analítico de cloro libre de 0.00, especialmente dada la mejor sensibilidad analítica para muchos de estos métodos de prueba. es 0.02 mg/L. Apuntar a una medición de potencial de oxidación-reducción (ORP) baja para la configuración de inyección también puede conducir a una sobreinyección, ya que una mayor inyección de bisulfito puede reducir el pH del agua de alimentación y hará que la lectura de ORP aumente. La mejor práctica sería configurar la inyección de bisulfito basándose en un sulfito residual que garantice la destrucción completa del bisulfito sin excesos innecesarios. Si la concentración de cloro entrante es constante, así como la concentración de la solución de bisulfito de sodio, podría ser seguro mantener una concentración objetivo de bisulfito de sodio de 2 mg/L para el residuo1 sin peligro de que esta concentración de bisulfito disminuya a cero.

La sobreinyección de bisulfito de sodio puede resultar en una reducción en la concentración de oxígeno disuelto en el agua de ósmosis inversa, lo que luego hará que el agua sea más propicia para el crecimiento intenso de especies bacterianas productoras de limo, que pueden contaminar rápidamente el sistema de ósmosis inversa con Materiales biológicos estables que serán difíciles de eliminar con limpieza química. El ensuciamiento biológico es uno de los problemas de ensuciamiento más comunes que pueden reducir la vida útil de la membrana. Si la fuente de materiales biológicos está aguas arriba de la ósmosis inversa, los elementos de la membrana del extremo de entrada se verán gravemente afectados y es posible que sea necesario reemplazarlos.

Membranas de bajo rendimiento que requieren reemplazo
Cuando hay una disminución en el rechazo de sal de la ósmosis inversa, el aumento en la conductividad del permeado a menudo se puede aislar en una ubicación particular dentro del sistema de ósmosis inversa midiendo primero la conductividad del agua del permeado de cada recipiente a presión, un método llamado perfilado. Si hay una alta conductividad del permeado en un solo recipiente, el problema puede ser una junta tórica dañada.

Sondear los recipientes de mala calidad aislará aún más las regiones donde entra exceso de sal en la corriente de permeado. Esto implica insertar tubos en las interconexiones de permeado dentro del recipiente a presión para desviar el agua de la corriente masiva y medir la conductancia del agua proveniente de ubicaciones específicas dentro del recipiente. Al probar el agua permeada proveniente de diferentes distancias dentro del recipiente a presión sospechoso, puede ser posible aislar el problema en un interconector particular o en un elemento de membrana específico dentro de ese recipiente. La sustitución de las juntas tóricas de interconexión, o de un elemento de membrana sospechoso, puede ser suficiente para restablecer el rendimiento original.