Большинство проблем на установках обратного осмоса диагностируется не приборами, которых нет, а руками монтажников и операторов. Если на этапе проекта не предусмотрены пробоотборные точки, манометры по ступеням, доступ к корпусам и маркировка элементов — каждая последующая попытка локализовать неисправность превращается в дорогую переделку обвязки.
Ниже — что заложить в проект промышленной установки обратного осмоса, чтобы её потом можно было обслуживать и диагностировать. Все рекомендации не являются обязательными для запуска системы, но без них повседневная эксплуатация и поиск неисправностей становятся медленнее, дороже и менее точными.
Зачем закладывать диагностику на этапе проектирования
Мембранные системы компактны, и часто возникает желание сэкономить ещё больше площади за счёт плотной компоновки оборудования, трубопроводов и опор. В итоге доступ к корпусам мембран ограничен — загрузить или выгрузить элемент нельзя без частичного демонтажа обвязки, а сделать пробоотбор и провести профилирование становится невозможно.
Все приведённые ниже решения — пробоотборники, приборы на ступенях, отдельная промывка каждой ступени, лабораторная зона, тестовая ячейка для одного элемента — не являются обязательными для штатной работы системы. Но именно они определяют, насколько быстро удастся локализовать проблему в случае ухудшения показателей и насколько эффективными будут промывки и регламентные работы.
Мембраны обратного осмоса, нанофильтрации и ультрафильтрации
Элементы 2540, 4040, 8040 — серии BW, SW, LP, ULP, XLP, FR, HOR.
Пробоотборные точки и манометры
Доступ для загрузки и диагностики
Идеальная компоновка — свободный, ничем не ограниченный доступ к торцам каждого корпуса мембран со стороны исходной воды и со стороны концентрата. Это нужно как для загрузки и выгрузки мембранных элементов, так и для отбора проб и установки зондов.
Минимальные требования к зазорам:
- со стороны входа исходной воды — не менее длины одного мембранного элемента между торцом корпуса и ближайшим оборудованием или опорой (нужно для загрузки);
- со стороны концентрата — обычно ещё больший зазор, чтобы поместилась деревянная доска или иное приспособление, которым стопку элементов сдвигают наружу при выгрузке.
Пробоотборники для локализации проблем с элементами
При диагностике первой задачей всегда становится локализация проблемы — до ступени, до корпуса или до конкретного мембранного элемента. Это сильно упрощается, если пробоотборники предусмотрены ещё на этапе проекта.
- Пробоотборные точки на пермеатных линиях каждого корпуса — главный инструмент локализации. В идеале конструкция точки должна позволять пропускать через неё зонд для профилирования по длине корпуса и по отдельным элементам.
- Дополнительные пробоотборники на входе, на концентрате и на межступенчатых коллекторах — позволяют локализовать проблему до ступени и провести материальный баланс по потокам, чтобы сверить показания расходомеров и в итоге настроить степень извлечения системы.
Пробоотборники для контроля микробиологии
Чтобы можно было считать микробиологический баланс и управлять биологической активностью, в системе должно быть как минимум шесть пробоотборных точек:
- На водозаборе (поверхностный источник или скважина) — до хлорирования, если оно есть.
- После осветлителя, отстойника, контактного осветлителя со взвешенным слоем осадка или иного процесса осаждения.
- После блока фильтрации (песок, многослойная загрузка, активированный уголь и т. п.).
- После дехлорирования (как правило, эта точка располагается после картриджных фильтров).
- На потоке концентрата.
- На потоке пермеата.
Приборы для контроля показателей по ступеням
Следующий уровень оснащённости — приборы на каждой ступени, чтобы собирать данные и считать нормализованные показатели относительно базового состояния (обычно — момент пуска). Минимально достаточный набор по каждой ступени:
- измерение электропроводности или солесодержания на входе, концентрате и пермеате;
- измерение давления на входе, концентрате и пермеате;
- измерение температуры;
- измерение расхода на входе, концентрате и пермеате.
По этим данным контролируется работа ступени, и ранние признаки проблем легко увидеть на нормализованных графиках. Часть приборов теоретически можно заменить расчётом через материальный баланс, но если они есть все — материальный баланс используют для проверки внутренней согласованности данных и контроля состояния самих датчиков.
Онлайн-нормализация в реальном времени
Высшая ступень мониторинга — онлайн-приборы, данные которых поступают в постоянно работающую программу нормализации. Для очень крупных систем или для систем с сильно меняющимся качеством исходной воды может быть оправдано управление в реальном времени.
Отдельная промывка каждой ступени
На крупных установках предусматривают системы химической промывки на месте (CIP). Если в обвязке заложить достаточное число трубопроводов и арматуры, чтобы промывать каждую ступень по отдельности, эффективность промывки заметно вырастет. При совместной промывке нескольких ступеней грязь, отложения, биомасса и шлам приходится выдавливать через последующие ступени к выходу системы. CIP-система также должна обеспечивать достаточный расход промывочного раствора и иметь возможность нагревать его.
Промывка пермеатом
Снизить частоту химических промывок помогает периодическая промывка системы пермеатом. Её суть — рециркуляция пермеата (или продукта) через систему с высоким расходом, чтобы сорвать и вынести слой отложений до того, как он закрепится на поверхности мембраны. Особенно полезна на установках, работающих с очищенными сточными водами.
SDI и точки подключения по ступеням предподготовки
Прибор для измерения SDI — мощный диагностический инструмент, прежде всего для предподготовки. Так же, как профилирование и зондирование локализуют проблему среди мембранных элементов, SDI с подключениями по всему тракту предподготовки помогает быстро понять, на каком именно узле предподготовки происходит сбой.
Маркировка трубопроводов, корпусов и мембранных элементов
Исходный материал не приводит отдельных нормативов по цвету и формату табличек, поэтому ограничимся тем, что прямо вытекает из задач диагностики: чтобы пробоотборники, приборы по ступеням и зоны загрузки выполняли свою функцию, корпуса, ступени и линии должны быть однозначно идентифицированы. Без этого все собранные пробы и показания приборов нельзя сопоставить с конкретным корпусом, ступенью или элементом, а значит, локализация неисправности невозможна.
Доступ для профилирующих зондов и других диагностических процедур
Пробоотборники на пермеатных линиях корпусов нужны не только для отбора проб. Их конструкция должна допускать пропуск зонда внутрь корпуса — тогда можно профилировать по длине корпуса и сравнивать пермеат от разных элементов. Без этой возможности при подозрении на неисправность приходится разгружать корпус целиком, что увеличивает время диагностики.
К проектным решениям, поддерживающим диагностику, относятся также:
- Лаборатория на площадке — возможность делать анализы воды прямо на установке. Это упрощает контроль качества и облегчает настройку и поддержание химической предподготовки.
- Тестовая ячейка под один мембранный элемент. Подозрительные элементы можно быстро проверить и оценить их состояние, а также отрабатывать стратегии промывки на одном «грязном» элементе, прежде чем применять их на целой ступени установки.
Запасные элементы и расходники, чек-лист поставки
Исходный материал не содержит детального чек-листа запасных элементов и расходников по этому разделу. Из текста прямо следует только то, что для диагностики и промывок на площадке должны быть доступны:
- SDI-прибор и точки его подключения по тракту предподготовки;
- лабораторная зона для анализов воды;
- тестовая ячейка для одного мембранного элемента;
- система химической промывки с возможностью промывать каждую ступень отдельно и подогревать промывочный раствор;
- обвязка для промывки пермеатом — на установках, где это оправдано режимом работы.
Конкретный перечень запасных мембранных элементов, картриджей и реагентов в этом разделе исходного материала не приводится — его подбирают индивидуально под систему по другим документам.
Установки обратного осмоса АКВАПЛЕКС
Готовые промышленные и коммерческие системы 4040 и 8040 от 0,25 до 50 м³/ч.
