Vesi voolab rõhu all läbi membraani, kuid soolad ja orgaaniline aine ei pääse läbi ning jäävad membraani pinnale kinni. Membraani pinnal lahustunud aine "akumulatsioon" on palju suurema kontsentratsiooniga kui veekogus; see on kontsentratsiooni polarisatsioon. Selle piirkihi moodustumisel on süsteemile igakülgne mõju.
Pöördosmoosisüsteemides määratletakse kontsentratsiooni polarisatsioonitegurina lahustunud aine kontsentratsiooni suhe membraani pinnal ja kontsentratsiooni veekogus. Inseneripraktikas kontrollitakse tavaliselt alla 1,2. Kui aga toitekanal on blokeeritud või voolukiirus väheneb, võib see kergesti tõusta 1,4 või isegi 1,5-ni. See tähendab, et soola kontsentratsioon membraani pinnal on 40–50% kõrgem kui meie mõõdetava kontsentraadi soola kontsentratsioon.
Näiteks tüüpilise riimvee korral, kui kontsentraadi soola kontsentratsioon on 5000 mg/l, võib lokaalne kontsentratsioon membraani pinnal ulatuda 7000–7500 mg/l. Osmootne rõhk on otseselt võrdeline soolsusega – iga 1000 mg/l soolsuse suurenemise korral suureneb osmootne rõhk ligikaudu 0,07 MPa (0,7 baari) võrra.
Pinnakontsentratsiooni suurenemine 2500 mg/l võrra toob kaasa osmootse rõhu täiendava ligi 0,18 MPa (1,8 baari). Riimvee membraanisüsteemide puhul, mis töötavad 1,0–1,2 MPa juures, tähendab see, et kontsentratsiooni polarisatsioon neelab 15–18% netosõidurõhust.
Permeaadi voolukiiruse ja magestamise kiiruse kvantifitseerimine:
Vastavalt membraanitootja tehnilistele juhenditele (kasutades näiteks DuPont FilmTec seeriat) väheneb etteande voolukiirus 15% võrra ja tõus 1,2-lt 1,4-le, väheneb süsteemi permeaadi voolukiirus konstantse rõhu režiimis 12% -18%. See ei ole tingitud membraani saastumisest, vaid pigem tõhusast liikumapanevast jõust.
Mis puudutab magestamiskiirust, siis iga 0,1 suurenemise korral suureneb NaCl läbilaskvus ligikaudu 20–30%. Kui tavalise riimveemembraani magestamise kiirus on 99,5%, on permeaadi juhtivus ligikaudu 10-15 µS/cm.
Kui kontsentratsiooni polarisatsioon on tõsine, võib permeaadi juhtivus tõusta 30-50 µS/cm. Segakihiga üheastmelise pöördosmoosisüsteemi puhul võib see tähendada, et segakihi regeneratsioonitsükkel surutakse 72 tunnilt alla 24 tunnile, kahekordistades happe ja leelise tarbimist.
Riski mastaap:
Kaltsiumkarbonaadi Langerile Saturation Index (LSI) on tavaliselt ette nähtud alla 1,8 (katlakivi inhibiitoritega). Kontsentratsiooni polarisatsioon suurendab kontsentratsiooni membraani pinnal, mille tulemuseks on tegelik LSI väärtus 0,5–1,0 suurem kui veekogus.
Reovee taaskasutusprojektis oli puistekontsentraadi LSI 1,6. Katlakivi inhibiitorite lisamine oleks konstruktsiooni kohaselt pidanud olema ohutu, kuid töötamise ajal suurenes rõhu erinevus terminali membraanielemendis kolme kuu jooksul 10 psi-lt 25 psi-le. Dissektsioon näitas membraani pinnal kaltsiumkarbonaadi kristalle, mille mõõdetud pinna LSI oli 2, 4–2, 7, mis on piirkihi kontsentratsiooni kogunemise otsene tagajärg.
Sulfaadi skaala on veelgi tundlikum. Kaltsiumsulfaadi lahustuvusprodukt (Ksp) on ligikaudu 2,4 × 10⁻5 (25 kraadi). Kui kontsentratsiooni polarisatsioonitegur on 1,4, võib pinnaioonide saadus kergesti ületada Ksp 1,2-1,5 korda, mis viib kristallide moodustumiseni. Kui kristallid sadestuvad, nõuab keemiline puhastamine sageli tsirkulatsiooni 6–8 tundi või kauem ning üks puhastus võib püsivalt vähendada magestamise määra 0,5–1%.
Tööparameetrite juhtimisstandardid:
Membraanielementide disainijuhistes on lõplik kontsentraadi voolukiirus põhijuhtindikaator. 8-tolliste membraanielementide puhul on kontsentraadi voolukiirus ühiku kohta tavaliselt vähemalt 3,6 m³/h.
Kui voolukiirus langeb alla 3,0 m3/h, väheneb membraani pinna nihkejõud ligikaudu 250-300 s-1-lt ligikaudu 150 s-1-ni, mille tulemuseks on piirkihi paksuse oluline suurenemine.
Tegelikud mõõtmisandmed näitavad, et praegusel hetkel võib väärtus hüpata normaalselt 1,15–1,2-lt üle 1,35-ni ja süsteemi magestamise määr näitab märgatavat langust 1–2 nädala jooksul.
Taastumiskiirus ja kontsentratsiooni polarisatsioon:
Üheastmelise -pöördosmoosisüsteemi puhul suurendab taastumiskiiruse suurendamine 50%-lt 75%-le lõpliku membraanielemendi väärtust ligikaudu 0,1–0,15 võrra. Seetõttu on süsteemid tavaliselt projekteeritud kahe või isegi kolme astmega, kusjuures iga etapi taastumismäär on 40–50%. Üldist taastumiskiirust suurendatakse rohkemate etappide lisamisega, selle asemel, et ühe etapi taastumismäära välja pigistada.
Paljud tööõnnetused juhtuvad seetõttu, et "rohkem vee tootmise" idee kohaselt suurendatakse taaskasutamise määra 75% -lt 80% -ni, mille tulemuseks on lõppväärtus üle 1,5, mis põhjustab häireid kuu aja jooksul.