¿Por qué es necesario “agregar álcali” al sistema de ósmosis inversa?

Introducción

En la operación y mantenimiento diario de ósmosis inversa En los sistemas de tratamiento de agua, agregar álcali al agua de alimentación es una tarea frecuente. Sin embargo, mucha gente se pregunta: ¿Cuál es el propósito de agregar álcali? ¿Cómo podemos evitar la contaminación de las membranas y garantizar la estabilidad del sistema? Hoy explicaremos la lógica central y los aspectos operativos clave de agregar álcali al agua de alimentación de ósmosis inversa.

¿Por qué agregamos álcali al agua?

El objetivo principal de agregar álcali es controlar con precisión el pH del afluente entre 8,0 y 8,5. Dentro de este rango, se logran dos beneficios clave:

Prevención de escala: Las membranas de ósmosis inversa son vulnerables a las incrustaciones de carbonato de calcio. Cuando el valor del pH es inferior a 8,0, los iones de calcio y magnesio en el agua se combinan fácilmente con los iones de carbonato para formar incrustaciones duras en la superficie de la membrana, lo que resulta en una disminución en la producción de agua y una fuerte caída en la tasa de desalinización. Ajustar el pH a 8,0-8,5 inhibe efectivamente la precipitación de carbonato de calcio, reduciendo la contaminación de la membrana en la fuente.

Mejorando la eficiencia: Este rango de pH mejora la retención de materia orgánica (como ácido húmico y coloides) en el agua por parte de la membrana, al tiempo que reduce la adsorción de ciertos contaminantes a la membrana, lo que extiende indirectamente la vida útil de la membrana.

Clave para el funcionamiento práctico: elegir el reactivo adecuado y controlar los parámetros

¿Cómo elegir un agente dosificador alcalino? Comparación de dos opciones principales.

Hidróxido de sodio (NaOH): El agente preferido. Ajusta eficazmente el pH, se disuelve rápidamente y no introduce iones incrustantes como el calcio y el magnesio. Su riesgo de contaminación secundaria de la membrana es extremadamente bajo, lo que lo hace adecuado para escenarios de calidad del agua.

Carbonato de sodio (Na₂CO₃): Una opción secundaria. Además de ajustar el pH, reacciona con los iones de calcio y magnesio del agua para formar precipitados de carbonato de calcio (que deben eliminarse mediante un prefiltro). Esto es adecuado para situaciones en las que la dureza del agua de entrada es ligeramente alta (pero sin exceder el estándar), logrando dos objetivos a la vez.

Tres parámetros clave a tener en cuenta

pH: ¡Importancia! Monitorízalo en tiempo real con un medidor de pH online. Si cae por debajo de 8,0 o sube por encima de 8,5, ajuste inmediatamente la bomba dosificadora. Un valor inferior a 8,0 es propenso a sufrir incrustaciones, mientras que un valor superior a 8,5 puede acelerar la hidrólisis y el envejecimiento de la membrana, lo que aumenta el consumo de energía del sistema.

Dosis: No existe un estándar fijo. Debe calcularse en función del pH y la dureza del agua bruta. (Por ejemplo, la dosis para agua cruda con un pH de 7,0 y una dureza de 150 mg/L diferirá significativamente de la de agua cruda con un pH de 6,5 y una dureza de 250 mg/L.) La dosificación manual está estrictamente prohibida. Se recomienda utilizar un medidor de pH y una bomba dosificadora automática para controlar las fluctuaciones.

Dureza Influente: Si la dureza del afluente es >200 mg/L, la adición de álcali por sí sola es insuficiente. Se debe utilizar un inhibidor de incrustaciones junto con la adición de álcali para evitar que los precipitados finos de carbonato de calcio se adhieran a la superficie de la membrana.

Guía para evitar hoyos: si no presta atención a estos 3 puntos, la membrana se desechará pronto

El tratamiento previo es esencial

Si se forman finos precipitados en el agua después de agregar álcali (especialmente cuando se usa carbonato de sodio), se deben filtrar a través de un filtro de 5 μm. De lo contrario, los precipitados entrarán en el módulo de la membrana y obstruirán rápidamente los poros de la membrana, provocando un aumento repentino de la presión diferencial. Inspeccione periódicamente el elemento filtrante y reemplácelo si está sucio.

La detección y el tratamiento tempranos son cruciales para la contaminación de las membranas

Un signo directo de una adición inadecuada de álcali es la incrustación de la membrana. Esté atento si ocurren las siguientes condiciones:

El rendimiento de agua cae más del 10% en comparación con lo normal;

La presión diferencial del sistema (agua de alimentación - agua de rechazo) aumenta en más del 20%;

Disminución significativa del rechazo de sal.

Si esto ocurre, apague el sistema inmediatamente y realice una limpieza química con una solución de ácido cítrico (1%-2%) para evitar que las incrustaciones se endurezcan y se vuelvan irremovibles.

Verifique la compatibilidad química con anticipación

Los productos químicos alcalinos no deben entrar en conflicto con floculantes, biocidas u otros agentes de pretratamiento. Por ejemplo, mezclar ciertos floculantes catiónicos con hidróxido de sodio puede producir precipitados floculantes que pueden contaminar la membrana. Antes de agregar álcali, consulte las instrucciones del químico o realice una pequeña prueba para confirmar la compatibilidad antes de la puesta en servicio.

Resumen

Agregar álcali al agua de alimentación de ósmosis inversa no es un ejercicio de "adición aleatoria"; requiere un control preciso. Elegir el producto químico adecuado, controlar el pH y realizar un tratamiento previo son cruciales para prevenir la formación de incrustaciones, proteger la membrana y garantizar un funcionamiento estable del sistema a largo plazo.