Monitoraggio delle membrane

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Migliora le prestazioni delle membrane di filtrazione dell'acqua

Aumenta l'efficienza e controlla i costi associati alle membrane di filtrazione

Le membrane RO (a "osmosi inversa") hanno probabilmente un impatto maggiore sulle operazioni rispetto a qualsiasi altro processo di trattamento delle acque. Sono estremamente efficaci nel rimuovere i contaminanti inorganici ma sono anche altamente soggette a sporco, ossidazione e incrostazioni. La mancanza di un monitoraggio preciso dello stato delle membrane RO in tempo reale può portare a costi significativi in termini di rimozione dei bio-accumuli, uso eccessivo di sostanze chimiche, interventi di pulizia e manutenzione più frequenti, arresti dell'impianto e sostituzione precoce delle membrane.

Aria FLEX

Costi causati dalle incrostazioni delle membrane RO

Secondo un recente studio scientifico pubblicato su Desalination, i costi causati dallo sporco prodotto da RO in un singolo stabilimento di desalinizzazione nei Paesi Bassi rappresentano circa il 24% delle spese operative totali dello stabilimento stesso. La maggior parte di queste spese viene sostenuta per la sostituzione precoce delle membrane.[1]

Come funzionano le membrane RO?

L'osmosi inversa si verifica quando l'acqua ad alta pressione incontra una membrana semipermeabile che consente il passaggio delle molecole d'acqua man mano che i composti inorganici disciolti vengono convogliati nello scarico. Il flusso incrociato separa l'acqua in due direzioni: permeato e rifiuto.

Trattamento e analisi dell'acqua con il sistema RO

Reverse Osmosis Diagram

Key

  • Applicabile alla maggior parte dei clienti RO
  • Applicabile ad alcuni clienti RO
  • Ausilio filtro
  • Prefiltrazione (opzionale)
  • Clorazione
  • Filtro a cartuccia
  • Antiprecipitante
  • Declorazione
  • Detergente membrana
  • Biocida e Detergente membrana
  • Rifiuto
  • Permeato

Obiettivi del gestore di sistemi RO

1. Eliminare particelle, ioni e molecole per produrre acqua adatta ai processi a valle;

2. Garantire efficienza e prestazioni elevate delle membrane gestendo efficacemente, e a costi contenuti, l’intorbidimento, la pulizia e la manutenzione

3. Prolungare la durata e l'affidabilità delle membrane grazie a una buona gestione dello sporco;

4. Reagire con tempestività alle variazioni dell’acqua di origine che possono avere un impatto sui punti precedenti.

Declorazione e monitoraggio delle membrane

Esistono numerosi parametri di cui è importante tener conto in merito al monitoraggio delle prestazioni delle membrane RO, e uno dei più critici è il cloro. Il cloro è infatti indispensabile per la disinfezione ma una quantità eccessiva di questa sostanza può danneggiare le membrane. Pertanto, la clorazione e la declorazione sono passaggi fondamentali in quasi tutti i processi di trattamento industriale o comunale quando si utilizzano membrane RO. Poiché è difficile misurare i livelli più bassi di residui di cloro, gli operatori degli impianti spesso preferiscono rimuoverli completamente. Laddove il risultato finale di questo approccio è la totale assenza di cloro residuo, il che permette di ottenere un'ottima protezione delle membrane, una declorazione eccessiva o insufficiente può costringere a una serie di conseguenze e spese non necessarie.

1

Vi è il costo potenzialmente evitabile delle sostanze chimiche utilizzate per la rimozione totale del cloro.

2

L'assenza di questa sostanza può portare a contaminazione organica che richiede, quindi, ulteriori operazioni di pulizia e manutenzione, o l'uso di costosi biocidi non ossidanti.

3

La presenza di cloro in eccesso può influire negativamente sull'efficienza delle membrane, obbligando a sostituirle in anticipo di mesi rispetto a quanto normalmente necessario.

Esempio 1:

Estendere la vita delle membrane

Molte membrane vengono classificate con una capacità di filtrazione di 1.000 ppm (parti per milione) per ora di esposizione al cloro libero prima che il passaggio dei sali raddoppi. Esponendo le RO di primo stadio a una media continua di 38 ppb (parti per miliardo), si raggiungono le 1.000 ppm per ora in 36 mesi. Aumentando l'esposizione media di appena 10 ppb fino a 48 ppb, si raggiungono le stesse 1.000 ppm per ora in 28,5 mesi. Ciò significa essere potenzialmente costretti a sostituire le membrane RO di primo stadio sette mesi e mezzo prima per un solo incremento medio di esposizione al cloro libero di 10 ppb.

 

Esempio 2:

Ridurre i costi operativi

Il costo della pulizia delle membrane, in un sistema sottoposto a una corretta manutenzione, potrebbe essere di € 0,22 al metro cubo.
In caso di cattiva manutenzione, potrebbe volerci fino a € 1 al metro cubo.
I costi approssimativi tipici delle sostanze chimiche includono:

  • Membrane pulite correttamente: da 0,1 a 0,22 € al m³ per un sistema in buone condizioni;
  • Membrane pulite in modo improprio: fino a 0,9 € al m³.

Quando le membrane si sporcano, i costi sono notevolmente più alti. Le spese per i lavori potrebbero aumentare dal 50% fino al 100% e, per un impianto che opera tipicamente a circa € 1-3 al metro cubo, ciò potrebbe comportare un aumento di altri € 3 per ogni metro cubo. Se si pompano 4.000 metri cubi all'anno, questo equivale a € 10.000 in più per il funzionamento con membrane sporche.

"Quanto costa mantenere correttamente i sistemi di filtrazione a membrana rispetto al trattamento delle membrane sporche?" Febbraio 2019. https://www.samcotech.com/cost-to-properly-maintain-membrane-filtration-systems

Monitoraggio del cloro online preciso e affidabile

La gamma ultra-bassa CL17sc di Hach è in grado di rilevare i livelli di cloro più bassi che mai, aiutando gli operatori degli impianti a ridurre al minimo l'incrostazione delle membrane, le spese operative e a soddisfare con sicurezza i requisiti normativi di segnalazione.

ULR CL17sc

Caratteristiche e vantaggi della gamma ultra-bassa CL17sc:

  • Limiti più bassi di rilevamento, quantificazione e accuratezza:
    • Limite di rilevamento di 8 ppb;
    • ± 5% o ± 0,01 mg/L (a seconda del valore superiore) nell’intervallo 0 - 4 mg/L; ± 10% nell’intervallo 4 - 5 mg/L
    • Precisione di 3 ppb;
  • Contatore di cloro cumulativo:
    • Rilevamento dell'esposizione al cloro nel tempo;
  • Applicazioni: declorazione, monitoraggio del cloro residuo per proteggere le membrane e controllare la qualità dell’acqua prodotta;
    • Controllo efficiente del processo di declorazione;
    • Prolungamento della longevità delle membrane RO;
    • Rispetta limiti di cloro residuo più restrittivi.

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Campione accurato e affidabile monitoraggio del cloro e dei solfiti

I test a fluorescenza DR1300 FL di Hach ® possono rilevare livelli di cloro e solfito più bassi che mai, aiutare gli operatori dell'impianto a minimizzare lo sporcamento della membrana ridurre le spese operative e soddisfare con sicurezza i requisiti di qualità dell'acqua.

DR1300FL

Prodotto da Pyxis ®

Caratteristiche e vantaggi del DR1300 FL:

  • Limite di rilevamento più basso con maggiore accuratezza grazie a test semplificati:
    • Cloro totale = intervallo di misura 3-100 ppb
    • Cloro libero = intervallo di misura 2-100 ppb
    • Solfito = intervallo di misura 6-500ppb
      • Precision (95% confidence interval) 50.0 ± 1.0 µg/L - Free and Total Chlorine
      • Precision (95% confidence interval) 250.0 ± 5.0 µg/L Sulfite
  • Nuova tecnologia con test facili da eseguire test a intervallo di misura ultra-basso per cloro totale, cloro libero cloro e solfito
    • I nuovi test per il solfito eliminano il dubbio su quanto bisolfito di sodio dosare nella vostra declorazione!
    • Risparmi sui costi e riduzione dei rischi
  • Applicazioni - Declorazioni fisiche e chimiche, monitoraggio del cloro residuo per proteggere le membrane e controllare la qualità  dell'acqua
    • Controllare il processo di declorazione in modo efficiente
    • Prolungare la vita della membrana RO (osmosi inversa)

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Per saperne di più

1Jafari, M. et al. “Cost of fouling in full-scale reverse osmosis and nanofiltration installations in the Netherlands.” Desalination, March 2021. https://doi.org/10.1016/j.desal.2020.114865

2SAMCO. “How Much Does It Cost to Properly Maintain Membrane Filtration Systems vs. Treat Fouled Membranes?” February 2019. https://www.samcotech.com/cost-to-properly-maintain-membrane-filtration-systems