Fallo de contrapresión y detección de la producción de agua en el funcionamiento de la ósmosis inversa.

I. Membrana de ósmosis inversa estructura y mecanismo de formación de contrapresión
Los elementos típicos de membrana de ósmosis inversa adoptan una estructura compuesta de tres capas: la capa inferior es una capa de soporte no tejida con un espesor de aproximadamente 100 μm, la capa intermedia es una capa funcional de poliamida (capa PA) con un espesor de 45 μm, y la capa superior está cubierta con una capa protectora de polisulfona de 0,2 μm. La capa PA forma una estructura de red densamente reticulada a través del proceso de polimerización interfacial, que es la capa central para lograr la función de desalación. En condiciones normales de funcionamiento, la presión de entrada debe mantenerse entre 1,0 y 1,5 MPa (dependiendo de la calidad del agua), y el flujo de agua debe permear desde la superficie de la película hasta la tubería de producción.
Cuando el sistema se apaga o la tubería de producción de agua se bloquea, si la contrapresión (presión en el lado de producción de agua) supera la presión de entrada de 0,05 MPa, se producirá ósmosis inversa.
Los datos experimentales muestran que cuando la contrapresión alcanza los 0,1 MPa, la fuerza de unión entre la capa de PA y la capa de soporte disminuye un 40 %, lo que conlleva un aumento significativo del riesgo de desprendimiento entre capas. Este fenómeno es particularmente pronunciado al final del sistema: la acumulación de presión osmótica en el elemento de membrana final puede ser hasta 2 o 3 veces mayor que en el elemento frontal, de modo que aproximadamente el 78 % del daño por contrapresión se produce primero en el elemento de membrana final del último segmento.

II. Características de los daños por contrapresión y métodos de detección.
Cuando se produce un daño por contrapresión, el sistema presenta las siguientes características típicas:
Disminución anormal de la tasa de desalación: la tasa de desalación de los elementos de membrana dañados puede caer del 99,5 % a menos del 95 %.
Aumento en la producción de agua: Debido a daños en la estructura de la membrana, la producción de agua de una sola membrana puede aumentar entre un 30 y un 50 %.
Fluctuación de la diferencia de presión: la diferencia de presión entre segmentos fluctúa más de 0,02 MPa/h.
La inspección in situ se puede realizar de dos maneras:
Método de aislamiento por segmentos: Aísle la tubería de producción sección por sección, supervise el cambio en la tasa de desalación y bloquee la sección dañada (margen de error ±5%).
Método de sonda conductiva: se utiliza una corriente continua de 500 V para detectar el valor de conductividad del elemento de membrana, y el valor de conductividad del punto dañado aumentará de 3 a 5 veces el valor normal.
Al diseccionar el elemento de membrana dañado, se observaron daños físicos evidentes: aparecieron pliegues paralelos (con una separación de aproximadamente 2-3 mm) en la parte exterior del tubo de producción, la capa de PA presentaba un desprendimiento en forma de "escamas de pez" (un área de desprendimiento superior al 30 % se consideró daño por contrapresión) y aparecieron grietas radiales en la capa de soporte.

III. Prevención y tratamiento de las lesiones por presión
Según la Asociación Estadounidense de Tecnología de Membranas (AMTA), el 80% de las lesiones por presión en la espalda se deben a defectos en el diseño del sistema, que se reflejan principalmente en:
Diámetro inadecuado de la tubería de producción (caudal recomendado No existe posibilidad de reparación completa de los elementos de membrana dañados. Sin embargo, al reforzar el proceso de unión de los bordes (con un 20 % más de epoxi), el nuevo elemento de película anti-contrapresión puede aumentar su capacidad a 0,15 MPa, con un incremento de coste de aproximadamente el 15 %.
Al optimizar el diseño del sistema y fortalecer la supervisión de la operación, la tasa de fallas de contrapresión de la reversa Sistema de ósmosis Puede reducirse del 12 % a menos del 3 % anual, lo que prolonga significativamente la vida útil del elemento de membrana a más de 5 años. Esto requiere establecer un sistema de protección integral en el pretratamiento de la calidad del agua, el control de presión, el mantenimiento preventivo y otros aspectos para garantizar el funcionamiento continuo y eficiente de la tecnología de ósmosis inversa.