Bij een groot staalbedrijf in het zuiden van Europa was door een leverancier van membraaninstallaties – als onderdeel van een hele waterbehandelings”trein”- een installatie met PES ultrafiltratie membranen geleverd (inside-out). Na verloop van tijd liep de drukval over de membranen steeds verder op en werd de capaciteit van de installatie niet meer gehaald, ondanks veelvuldig terugspoelen. We werden gevraagd om te onderzoeken wat hiervan de oorzaak was.
Onderzoek
Op ons verzoek werd een filter uit de installatie verwijderd en naar ons opgestuurd. We hebben vervolgens een klein circulatiesysteem met tussentankje samengesteld en in eerste instantie het filter getracht met water terug te spoelen, zonder enig resultaat. Bij het monteren viel het ons al op dat het filter wel erg zwaar was, en werd een afzetting op de membranen vermoed.
Testen
Vervolgens hebben we een zuuroplossing over het membraan gecirculeerd. Bij een pH-waarde van 1 begon het uittredende water uit het filter te schuimen, een zeer duidelijke indicatie dat er kalkafzetting in het filter aanwezig was. Als gevolg van oplossen van calciumcarbonaat in (sterk) zuur zal namelijk CO2-gas vrijkomen. Daarom is het ook erg belangrijk om dit in een circulatiesysteem met open tank te doen, om te voorkomen dat een te grote drukopbouw in het filter optreedt, met mogelijk ernstige gevolgen.
Oplossing
De zuurconcentratie werd steeds gemeten en het zuur werd zonodig aangesterkt. Na herhaling van de zuurstap werd van beide eindvloeistoffen het calciumgehalte bepaald. Terugrekenend bleek dat er maar liefst 10 kg calciumafzetting verwijderd was bij een filter met 60 m2 membraanoppervlak ! Na verwijdering van de afzetting (die zich dus in de poreuze schuimstructuur achter de scheidende laag genesteld had), lukte het pas om het membraan zelf goed terug te spoelen. Daarna was het filter weer geheel in orde. Dat is namelijk het voordeel van UF-PES membranen ten opzichte van bijvoorbeeld omgekeerde osmose membranen; ze zijn met sterk zuur en trouwens ook loog, goed reinigbaar en kunnen tot een bepaalde hoogte ook tegen desinfectie met bijvoorbeeld chloor.
Oorzaak
De oorzaak van de kalkafzetting was trouwens een slecht ingeregelde pH-verhogingsstap in de voorbehandeling, waardoor af en toe kalkafzettende condities in het ingaande water van de UF-installatie ontstaan, met afzetting in de schuimstructuur van het membraan (achter de scheidende laag) als gevolg. Normaliter kan dit redelijk verwijderd worden door een goed uitgevoerde CEB-reiniging van de membranen die normaliter met zuur en loog wordt uitgevoerd, maar juist deze reiniging faalde.
Advies
Aangezien de installatie in zeecontainers gemonteerd was, CIP-aansluitingen ontbraken en er een grote tijdsdruk was, is besloten de membraanelementen te vervangen. De klant is geadviseerd de regeling van de pH-verhoging te verbeteren en vooral het geadviseerde CEB-regime van de membranen te respecteren. Het optreden van afzetting is namelijk in eerste instantie niet merkbaar. Pas bij een forse vervuiling kan het filter niet goed meer teruggespoeld worden, waarna de drukval in rap tempo oploopt. Uitsluitend een uitgebreide CIP-reiniging door een gespecialiseerd bedrijf – of vervanging – van de membraanfilters zijn dan onontkoombaar.
