Détection des défauts de contre-pression et de la production d'eau dans le fonctionnement de l'osmose inverse

JE. Membrane d'osmose inverse structure et mécanisme de formation de la contre-pression
Les éléments de membrane d'osmose inverse classiques adoptent une structure composite à trois couches : une couche de support non tissée d'environ 100 µm d'épaisseur (couche inférieure), une couche fonctionnelle en polyamide (couche PA) de 45 µm d'épaisseur (couche intermédiaire) et une couche protectrice en polysulfone de 0,2 µm d'épaisseur (couche supérieure). La couche PA forme un réseau réticulé dense par polymérisation interfaciale ; elle constitue la couche centrale assurant la fonction de dessalement. En conditions normales de fonctionnement, la pression d'entrée doit être maintenue entre 1,0 et 1,5 MPa (selon la qualité de l'eau), et l'eau doit s'écouler de la surface du film vers le tuyau de sortie.
Lorsque le système est arrêté ou que la conduite de production d'eau est obstruée, si la contre-pression (pression côté production d'eau) dépasse la pression d'entrée de 0,05 MPa, une osmose inverse se produira.
Les données expérimentales montrent que lorsque la contre-pression atteint 0,1 MPa, la résistance de l'adhérence entre la couche de PA et la couche support diminue de 40 %, ce qui accroît considérablement le risque de décollement de l'interface. Ce phénomène est particulièrement marqué à l'extrémité du système : l'accumulation de pression osmotique sur l'élément membranaire terminal peut être 2 à 3 fois supérieure à celle de l'élément frontal, de sorte qu'environ 78 % des dommages dus à la contre-pression se produisent d'abord sur l'élément membranaire terminal du dernier segment.

II. Caractéristiques et méthodes de détection des dommages causés par la contre-pression
En cas de dommages dus à la contre-pression, le système présente les caractéristiques typiques suivantes :
Diminution anormale du taux de dessalement : le taux de dessalement des éléments de membrane endommagés peut chuter de 99,5 % à moins de 95 %.
Augmentation soudaine de la production d'eau : en raison de dommages à la structure de la membrane, la production d'eau d'une seule membrane peut augmenter de 30 à 50 %.
Fluctuations de la différence de pression : la différence de pression entre les segments fluctue de plus de 0,02 MPa/h
L'inspection sur site peut être réalisée de deux manières :
Méthode d'isolation par segment : Isoler la section de la conduite de production par section, surveiller le changement du taux de dessalage et verrouiller la section endommagée (marge d'erreur ±5 %).
Méthode de la sonde conductrice : un courant continu de 500 V est utilisé pour détecter la conductivité de l’élément membranaire, et la conductivité du point endommagé augmentera de 3 à 5 fois la valeur normale.
Lorsque l'élément de membrane endommagé a été disséqué, des dommages physiques évidents ont été observés : des plis parallèles (espacés d'environ 2 à 3 mm) sont apparus à l'extérieur du tuyau de production, la couche PA a montré un pelage en « écailles de poisson » (la zone de pelage > 30 % a été considérée comme un dommage dû à la contre-pression), et des fissures radiales sont apparues dans la couche de support.

III. Prévention et traitement des lésions de pression
Selon l'American Membrane Technology Association (AMTA), 80 % des lésions dues à la pression dorsale sont imputables à des défauts de conception du système, principalement liés à :
Diamètre de la conduite de production inadéquat (débit recommandé La réparation complète des éléments de membrane endommagés est impossible. Cependant, grâce au renforcement du collage des bords (20 % d'époxy en plus), le nouvel élément de film anti-retour peut atteindre une résistance à la contre-pression de 0,15 MPa, moyennant une augmentation de coût d'environ 15 %.
En optimisant la conception du système et en renforçant la surveillance de son fonctionnement, le taux de défaillance de la contre-pression de l'inverseur a été réduit. Système d'osmose Le taux de dégradation peut être réduit de 12 % à moins de 3 % par an, prolongeant ainsi considérablement la durée de vie de la membrane à plus de 5 ans. Ceci nécessite la mise en place d'un système de protection complet pour le prétraitement de l'eau, le contrôle de la pression, la maintenance préventive et les autres étapes, afin de garantir le fonctionnement continu et efficace de la technologie d'osmose inverse.