Integrität von Umkehrosmose Membranen
Man kann den pH-Unterschied zwischen Feed- und Permeatseite als Kriterium zur Überwachung der Integrität von Umkehrosmosemembranen (RO) verwenden, sofern der pH-Wert auf beiden Seiten unter definierten Bedingungen (Reinigungsmittelkonzentration, Temperatur, Druck) regelmässig gemessen wird. Eine abnehmende pH-Differenz weist auf eine nachlassende Rückhaltung von Ionen hin und kann auf Membranverschleiss, Schäden oder Undichtigkeiten hindeuten.
Konzept
Verfolgung des Rückhaltes in (%) mit alkalischen Reinigungsmitteln:
Rückhalt (%) = [(pH_Zulauf - pH_Permeat) / pH_Zulauf] × 100
Ein stabiler Rückhalt über die Zeit weist auf eine intakte Membran hin. Wenn jedoch der pH-Wert des Permeats mit der Zeit ansteigt, deutet dies darauf hin, dass mehr OH⁻-Ionen durchgelassen werden, was auf eine zunehmende Durchlässigkeit der Membran, O-Ring-Verschleiss u.a. hinweist.
Anleitung
Messe und protokolliere regelmässig den pH-Wert auf beiden Seiten der Umkehrosmosemembran unter den gleichen Betriebsbedingungen. Vergleiche die Abweisungstrends über die Zeit. Lege einen Schwellenwert fest (z. B. wenn der Rückhalt um mehr als 10 % sinkt, führe eine Inspektion durch. Führe zur vollständigen Diagnose Gegenprüfungen mit anderen Integritätstests durch, wie z. B. Leitfähigkeitsmessungen oder Salzdurchgangstests.
Wenn die Umkehrosmose-Membran beschädigt oder abgebaut ist, ändert sich der Rückhalt auch für die Reinigungslösungen. Eine ordnungsgemässe Überwachung ist daher wichtig, um eine Beschädigung der Umkehrosmose-Membranen zu erfassen. Der pH-Wert einer alkalischen Lösung (z. B. NaOH) ist bei 50 °C höher als bei 20 °C.
Temperatureinfluss auf die pH-Messung
pH-Messgeräte mit Temperaturkompensation passen die Reaktion der Elektrode auf Temperaturänderungen an, ändern jedoch nicht den tatsächlichen pH-Wert der Lösung. Die Dissoziation von Wasser nimmt mit der Temperatur zu, wodurch der neutrale pH-Wert von 7,00 bei 25 °C auf etwa 6,63 bei 50 °C sinkt. p class="focus">
Da der pH-Wert eine relative Skala ist, erscheint der tatsächliche pH-Wert von NaOH bei einer höheren Temperatur höher, da sich die Referenz (neutraler pH-Wert) nach unten verschiebt. Dissoziation und Ionenaktivität NaOH ionisiert vollständig in Wasser als NaOH → Na⁺ + OH⁻. Höhere Temperaturen erhöhen die Aktivität der OH⁻-Ionen, was den gemessenen pH-Wert leicht erhöhen kann.
Erwarteter pH-Trend bei pH-Messung von Basen: Bei 20 °C ist der pH-Wert etwas niedriger. Bei 50 °C ist der pH-Wert aufgrund der erhöhten Ionenaktivität und der Verschiebung des Neutralpunkts von Wasser höher. Bei der Messung einer sauren Lösung mit einem pH-Messgerät mit Temperaturkompensation ist der pH-Wert bei 50 °C niedriger als bei 20 °C. Warum ist das so?
Verstärkte Ionisierung der Säure
Viele Säuren ionisieren bei höheren Temperaturen stärker, was zu einer höheren Konzentration von H₃O⁺-Ionen führt. Mehr H₃O⁺ bedeutet einen niedrigeren pH-Wert.
Temperatureinfluss auf den neutralen pH-Wert von Wasser Der neutrale pH-Wert von Wasser nimmt mit steigender Temperatur ab (von 7,00 bei 25 °C auf ~6,63 bei 50 °C). Da der pH-Wert eine logarithmische Skala in Bezug auf den neutralen pH-Wert ist, scheinen saure Lösungen bei höheren Temperaturen niedrigere pH-Werte zu haben.
Erwarteter Trend bei pH-Messung von Säuren: Bei 20 °C: Der pH-Wert ist höher. Bei 50 °C: Der pH-Wert ist aufgrund der erhöhten H₃O⁺-Ionenaktivität niedriger.