Serviços de autópsia de membranas

Um teste de bolha é realizado para determinar a integridade mecânica da membrana. Enquanto a membrana está
completamente submersa em água, 3-5 psi de pressão de ar são introduzidos no tubo de permeado. O elemento é então
monitorado para escapar de bolhas de ar que indicariam danos mecânicos à membrana.

Exame do contêiner de embarque para verificação de possíveis danos ocorridos durante o transporte. Exame da
constituição externa do elemento, incluindo o invólucro de fibra de vidro, ATDs e vedação de salmoura, para danos
incorridos durante a operação e / ou transporte. Exame das extremidades de alimentação e concentrado do elemento
antes e após a remoção dos ATDs. Exame de cada folha de membrana individual para evidência de canalização,
incrustação, delaminação e / ou defeitos de fabricação. Exame do espaçador do permeado da membrana.

As amostras coletadas na superfície da membrana são testadas quanto à solubilidade em ácido concentrado e soluções
cáusticas. O resíduo “LOI”, que é a porção inorgânica do foulant, uma vez que os orgânicos foram volatilizados, também
é testado para solubilidade em soluções ácidas e cáusticas concentradas. São então coletadas informações sobre a
natureza do “foulant” com base em sua solubilidade ou dispersibilidade em diferentes produtos químicos e na cor
resultante da solução. Efervescência em a presença de ácido geralmente indica a presença de sais de carbonato, como
carbonato de cálcio.

O teste de células é realizado para determinar o desempenho da membrana. Amostras da membrana são coletadas do
elemento e testadas usando as condições de teste especificadas pelo fabricante. Rejeição de sal e as medições
de fluxo são comparadas com as especificações do fabricante e com dados de teste úmido quando acessível.

Neste teste, uma solução de corante rodamina é aplicada sob pressão ao lado de alimentação da folha de membrana. Se
a membrana estiver danificada, a cor do corante penetrará no lado do permeado da membrana. A imagem gerada pela
penetração do corante pode ser usada para determinar se a natureza do dano à membrana é química ou mecânica.

Este teste é realizado para determinar se a superfície da membrana foi oxidada por um halogênio, como o cloro ou o
bromo. É um procedimento padrão realizar um teste de Fujiwara em uma membrana que falha no teste de corante ou
mostra outras indicações de dano microestrutural.

A densidade da incrustação de superfície é usada para quantificar a extensão da incrustação e / ou incrustação na
superfície da membrana, calculando a razão da massa de incrustação para a área de superfície da qual foi coletada. O
cálculo é realizado no foulant logo após a coleta e novamente após a desidratação a 105°C.

Um teste de perda por ignição (LOI) é realizado para determinar o conteúdo orgânico / inorgânico do agente
incrustante. As percentagens de umidade, orgânicos e inorgânicos são então calculados com base na perda de massa.

Este teste é realizado para determinar a presença de ácidos húmicos e fúlvicos no agente incrustante da membrana. Os
ácidos húmico e fúlvico são produzidos a partir da biodegradação de matéria vegetal e, quando presentes na água,
podem contaminar a membrana. O foulant da membrana é adicionado a uma solução de pH alto para dissolver qualquer
material orgânico que esteja presente e filtrado para remover qualquer matéria insolúvel. O pH do filtrado é então
reduzido para precipitar os orgânicos dissolvidos. Os orgânicos solúveis e insolúveis são identificados com base na cor.

Os testes de resistência à tração e alongamento são realizados em membranas de fibra oca para determinar sua
resistência e ductilidade.

O teste do ângulo de contato é usado para determinar a hidrofobicidade de uma membrana. Ângulos de contato mais
altos estão diretamente correlacionados com uma superfície mais hidrofóbica. As membranas são menos propensas a
incrustação biológica e têm melhor produtividade quando são menos hidrofóbicas. Certos foulants podem tornar a
superfície da membrana mais hidrofóbica.

A Microscopia Eletrônica de Varredura é usada para determinar a topografia e a morfologia de uma amostra. A AEV
mostra imagens tridimensionais muito detalhadas com uma ampliação muito maior do que um microscópio óptico.

A análise de Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS) é geralmente realizada em conjunto com a
microscopia eletrônica para identificar e quantificar a composição elementar de uma superfície de amostra. O material
da amostra é bombardeado com elétrons de uma MEV que produzem raios-X. Os raios-X produzidos são então medidos
por um espectrômetro dispersivo de raios-X. Cada químico elemento tem seu próprio comprimento de onda
característico pelo qual pode ser identificado.

Delineação Elemental Prismática PED®
Delineação Elemental Prismática usa um microscópio eletrônico de varredura (MEV) e um sistema de energia
Detector de espectrometria de raios-X dispersiva (EDS) para identificar elementos químicos individuais incorporados nas
membranas.

PED é o resultado de raios-X que são liberados de elementos quando bombardeados por um feixe de elétrons do SEM,
produzindo imagens de dados mapeados de alta resolução. Cada imagem é então codificada por cores, criando um
mapa visual dos elementos inorgânicos. O processo permite a identificação mais fácil de contaminantes da membrana
através de um procedimento de isolamento elementar visual.

Sobreposição de imagens elementais – SEI^®

Nossos serviços de imagem irão ajudá-lo a identificar a natureza exata das incrustantes em suas membranas, para que possamos fornecer recomendações para limpeza e prevenção eficazes.

“Superimposed Elemental Imaging – SEI®” é uma análise baseada no espectro de excitação de raios-X com s imagens correspondentes mostrando a composição de partículas inorgânicas específicas. O processo é usado como parte de uma autópsia e análise para a determinação de escamas e incrustantes em um sistema de membrana.

O uso desta técnica para autópsias de membrana foi iniciado em 2009 pela American Water Chemicals em combinação com “Prismatic Elemental Delineation® (PED)”

Microscopia Óptica

Os testes são realizados diretamente no “foulant” para identificar os tipos de microrganismos presentes e para
diferenciar entre incrustação biológica devido a bactérias, fungas ou algas. Os testes de coloração de Gram são
realizados em culturas obtidas a partir de amostras do “foulant”. As amostras são secas em chama, coloridas e
analisadas em microscópio óptico para determinar se as bactérias são Gram-positivas ou Gram-negativas. As bactérias
Gram- negativas têm uma membrana externa que as torna mais resistentes a detergentes e biocidas.

Teste de reação de atividade biológica (BART)

Um teste de reação de atividade biológica é um método eficaz para monitorar o tamanho da população e a
atividade de grupos específicos de bactérias. Um teste “BART” geralmente leva de 2 a 8 dias de incubação em
temperatura ambiente. O BART bio- detector aproveita os interesses individuais dos microrganismos para revelar sua
identidade e população. Diferentes microorganismos gostam de crescer em alturas diferentes em uma coluna de água
contendo nutrientes. Organismos aeróbicos crescem ao redor da bola e os organismos anaeróbios crescerão nas
profundezas da coluna de água. Os resultados são determinados por observando a taxa de mudança de cor do teste
conforme os microrganismos na parte inferior da coluna de água consomem os nutrientes. Diferentes organismos são
incentivados a crescer com diferentes nutrientes no fundo do tubo.

São realizados testes para verificação de bactérias relacionadas ao ferro (ferrobactérias), bactérias formadoras de limo,
bactérias redutoras de sulfato (BRS), bactérias aeróbicas heterotróficas, e testes de bactérias desnitrificantes. Quando os
testes BART são realizados em biofilme em vez de água amostras, as contagens da população são usadas apenas
comparativamente para determinar os tipos de bactérias mais dominantes.

XRD: Difração de raios-X

A análise de difração de raios-X (XRD) é uma técnica usada para caracterizar a estrutura cristalográfica e o tamanho do
grão de uma amostra. O material desconhecido pode ser identificado comparando sua estrutura cristalina com a de uma
base de dados estabelecida. O XRD também pode ser usado para identificar a presença de várias fases onde coexistem
diferentes compostos cristalinos.

As técnicas de difração de raios X são técnicas analíticas não destrutivas que revelam informações sobre a estrutura
cristalina, composição química e propriedades físicas de materiais e filmes finos. Essas técnicas são baseadas na
observação da intensidade de um feixe de raios-X que atinge uma amostra em função do ângulo incidente e espalhado,
polarização e comprimento de onda ou energia. O espalhamento de raios-X é diferente da difração de raios-X.

FTIR: Espectrômetro de Infravermelho com transformada de Fourier

No processo de autópsia de membrana, o FTIR é uma ferramenta poderosa para identificar tipos de ligações químicas
(grupos funcionais). O comprimento de onda da luz absorvida é característico da ligação química. O material testado
pode ser identificado comparando seu espectro com os espectros de compostos documentados no banco de dados.

A espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) é usada para obter um espectro infravermelho
de absorção, emissão, espalhamento de fotocondutividade de um sólido, líquido ou gás. Um espectrômetro FTIR coleta
simultaneamente dados espectrais em uma ampla faixa espectral.