روش شست و شوی ممبران های سیستم اسمز معکوس RO

شست و شوی ممبران RO از مهم ترین اقداماتی می باشد که به منظور افزایش طول عمر سیستم اسمز معکوس لازم است با مواد شیمیایی و غیره به صورت مرتب انجام شود. استفاده مکرر از سیستم اسمز معکوس و تصفیه آب باعث میشود تا حجم بالایی از مواد روی ممبران ها رسوب نموده و به مرور عملکرد دستگاه را با اختلال مواجه خواهد کرد. به همین دلیل با روش ها و ابزارهای مختلف لازم است سطح روی غشا به طور کامل پاکسازی شود. گروه صنعتی هفت در ادامه به چند روش برای شست و شوی غشا در RO و مواد شوینده CIP ممبران ها پرداخته و نکات مهم برای آن را معرفی خواهد نمود.

دلایل شست و شوی ممبران RO

دلایل زیادی برای استفاده از دستگاه RO وجود دارد و در تمام موارد به کار بردن این دستگاه، لازم است مرحله پیش تصفیه در نظر گرفته شود. انجام کارهای ابتدایی برای حذف حجم بالایی از مواد آلاینده که ممکن است به غشا و ممبران ها آسیب وارد کنند، باعث میشود تا کارایی دستگاه اسمز معکوس تا حد زیادی افزایش پیدا کند. علیرغم انجام مراحل ابتدایی برای حذف مواد شیمیایی و فلزات سنگین، مقدار زیادی از این مواد وارد مرحله اسمز معکوس شده و به همین دلیل بر روی غشا یا ممبران ها انباشته خواهند شد. لذا می توان به جرات بیان کرد که ایجاد رسوب بر روی ممبران ها کاملا اجتناب ناپذیر بوده و لازم است به شیوه های مختلف با آن مقابله شود.

عدم توجه به شست و شوی ممبران در RO باعث میشود تا به مرور لایه های رسوب تشکیل شده بر روی غشا ضخیم تر شده و در نهایت حتی با استفاده از مواد شیمیایی نیز نمی توان کارایی آن را در حد مطلوب و استاندارد رساند. لازم به ذکر است که وجود غشا با لایه های رسوب ضخیم به شدت بر کارایی سیستم اسمز معکوس RO تاثیر منفی ایجاد نموده و باعث میشود تا مقدار TDS افزایش پیدا نموده و مقدار دبی آب شیرین تولیدی دستگاه کاهش یابد.

زمان مناسب برای شستشو ممبران

در تعیین زمان مناسب برای شست و شوی ممبران RO عوامل متعددی نقش دارند و به طور مشخص نمی توان دوره های زمانی مشابهی را برای تمام غشاها اعلام نمود. با توجه به مدت زمان استفاده از غشا، تعداد دفعاتی که سیستم اسمز معکوس روشن بوده و مشغول به کار می باشد، نوع مواد آلاینده و فلزات موجود در آب و مقدار باکتری های موجود در آب یا TBC و همچنین ذرات کلوئیدی معلق در آب همگی می توانند در تعیین این زمان نقش داشته باشند.

بر اساس یک استاندارد همیشگی می توان گفت یک مرتبه شستشو ممبران RO در 3 تا 4 ماه استفاده از دستگاه کاملا طبیعی و لازم می باشد. علاوه براین، با توجه به اینکه ممکن است مقدار مواد آلاینده در آب زیاد باشد، به همین دلیل در صورت کاهش دبی آب خروجی و افزایش TDS نیز باید برای پاکسازی غشاها اقدام گردد. البته پیشنهاد میشود در صورت مشاهده رسوب گیری ممبران ها در بازه های زمانی کوتاه، نسبت به بهبود فرآیند پیش تصفیه و استفاده از تجهیزات بهتر و قوی تر اقدام شود.

مواد شوینده ممبران cip

استفاده از موادی از قبیل آنتی اسکالانت ها بیشتر برای جلوگیری از ایجاد رسوب در سطح ممبران بوده و به صورت روزانه در دستگاه اسمز معکوس استفاده میشود. تجمع مواد ذائد مختلف به مرور زمان که محلول های ضد رسوب قادر به ممانعت از تشکیل آنها بر روی غشا نمی باشند، از دیگر مشکلات موجود در سیستم های آب شیرین کن به شمار می رود. برای این منظور از شستشو در محل یا CIP  (Cleaning in Place) استفاده میشود.

مواد شوینده ممبران CIP در دو گروه کلی اسیدی و قلیایی تقسیم بندی میشوند که هر یک برای از بین بردن نوع خاصی از مواد انباشته شده بر روی سطوح غشا مورد استفاده قرار میگیرند. کارایی و راندمان این روش و مواد استفاده شده به شدت تحت تاثیر دما و غلظت محلول، مدت زمان تماس آنها با غشا و همچنین میزان فشار پمپ در حین شستشو می باشد.

انواع مواد شوینده ممبران CIP

نوع مواد انباشته شده بر روی غشاهای اسمز معکوس متفاوت می باشد و با توجه به نوع آب و مواد محلول در آن، انواع نمک و روغن و حتی میکروارگانیسم ها را شامل میشود. به همین دلیل لازم است از مواد شوینده با ویژگی های متفاوت برای از بین بردن و پاکسازی ممبران استفاده شود. در حالت کلی مواد شوینده ممبران CIP را می توان در دو گروه کلی زیر تقسیم بندی نمود:

مواد اسیدی شوینده ممبران CIP

این مواد به دلیل خاصیت اسیدی بالا و PH پایین، قادرند رسوبات ایجاد شده بر روی غشا که به دلیل تجمع نمک ها و اکسیدهای فلزی شکل گرفته اند را از بین ببرند. در این مواد از برخی اسیدها از قبیل اسید سیتریک استفاده میشود که غلظت آن با توجه به میزان گرفتگی های ممبران تعیین می گردد.

مواد قلیایی شوینده ممبران CIP

به منظور حذف و شستشوی روغن و مواد آلی تجمع یافته بر روی ممبران ها از مواد قلیایی با PH بالا استفاده میشود که در محلول آنها در اغلب مواقع از سود پرک استفاده میشود.

مراحل شستشوی ممبران با مواد CIP

به طور خلاصه فرآیند و مراحل پاکسازی سطح غشا اسمز معکوس RO را می توان به صورت زیر بیان نمود:

• با توجه به نوع مواد انباشته شده بر روی غشای اسمز معکوس، محلول اسیدی یا قلیایی با غلظت مناسب باید انتخاب شود.
• پس از تعیین و آماده سازی محلول شستشو، پمپاژ با جریان آرام در داخل دستگاه باید صورت گرفته و در تمام بخش های ممبران محلول به حرکت درآید.
• با توجه به اینکه رسوبات روی ممبران چسبندگی بالایی دارند، به همین دلیل لازم است مدت زمانی را برای خیس خوردن آنها اختصاص دهید. در این بازه زمانی دستگاه می تواند خاموش باشد.
• پس از خیس خوردن رسوبات، شستشو با سرعت و فشار بالا به مدت 30 تا 60 دقیقه انجام میشود تا تمام بخش های ممبران به طور کامل تمیز شوند.

شستشوی ممبران اسمز معکوس با ضد رسوب

آنتی اسکالانت ها از مهمترین و کاربردی ترین مواد ضد رسوبی می باشند که شستشوی دوره ای و روزانه اسمز معکوس با این مواد از تشکیل رسوب ها بر روی ممبران تا حد زیادی جلوگیری می کند. این مواد که پایه فسفاته و پلیمری دارند قادرند تا از ایجاد رسوب های سولفات استرونیوم (SrSO₄)، سولفات باریوم (BaSO₄)، کربنات کلسیم (CaCO₃) و سولفات کلسیم (CaSO₄) و همچنین رسوبات سیلیکا (SiO₂)بر روی غشا در دستگاه های آب شیرین کن صنعتی جلوگیری شود.

مواد شوینده و ضد رسوب ممبران ها که در گروه آنتی اسکالانت ها قرار دارند را می توان در گروه های مختلف اسیدی، قلیایی و خنثی تقسیم بندی نمود که هر یک از تجمع رسوبات متعددی جلوگیری می کنند. نکته بسیار مهم اینکه، شستشوی ممبران با مواد ضد رسوب نامرغوب می تواند به سطح غشا آسیب جدی وارد نماید و لازم است در زمان انتخاب و خرید به این مساله توجه شود.

روش های شست و شوی ممبران RO

پس از مشخص شدن زمان مناسب برای شست و شوی غشای RO حال این سوال وجود دارد که این فرآیند با چه چیزی و چه نوع محلولی باید انجام شود؟ در انتخاب روش های مختلف برای انجام این کار در مرحله اول لازم است نوع رسوب و گرفتگی ها تشخیص داده شود و بر همین اساس از محلول و مواد شیمیایی مناسب استفاده شود. به عنوان مثال، رسوب های چند لایه تشکیل شده بر روی ممبران های RO را باید با مواد شیمیایی که PH بالا یا پایین داشته باشند از بین ببرید. مقدار PH با توجه به نوع رسوب مشخص میشود! از رایج ترین رسوبات تشکیل شده بر روی ممبران ها می توان به رسوب کربنات کلسیم، رسوب سولفات سدیم، رسوب سیلیس، سولفات باریم و استرانتیوم اشاره نمود.

پس از تعیین نوع مواد شیمیایی و محلول های مناسب برای شست و شوی ممبران RO، گام و مراحل زیر باید به ترتیب طی شوند:

• محلول و مواد شیمیایی مورد نظر را آماده کنید. به عنوان مثال، گرفتگی با رسوب منگنز را می توان با سدیم بیسولفیت برطرف نمود.
• پس از تعیین و آماده سازی محلول شیمیایی، لازم است این مواد با فشار پایین پمپاژ شده تا به درون وسل ها وارد شوند. پمپاژ با جریان کم این مواد منجر به ایجاد محلول تغلیظ شده به مقدار کم شده و در نهایت خروجی دستگاه را به سمت فاضلاب هدایت خواهد کرد.
• با انجام مراحل فوق، محلول شستشو به طور کامل در داخل دستگاه قرار گرفته و به عبارت دیگر جایگزین آب موجود در آن خواهد شد. در این مرحله باید صبر کنید تا محلول در دو جریان Premeate و concentrate قرار گرفته و این چرخه تکرار شود.
• در این مرحله باید ممبران ها برای مدت زمان تقریبا یک ساعت در این محلول غوطه ور باشد تا رسوب های موجود در آنها به طور کامل از بین بروند. لازم به ذکر است که این مدت زمان با توجه به نوع رسوب و ضخامت لایه های آن متغییر خواهد بود.
• پس از گذشت زمان غوطه ور شدن ممبران ها در محلول شستشو، لازم است این مواد با جریان بالا و با فشار زیاد پمپاژ شوند. در صورت پمپاژ با جریان بالا رسوبات از تمام منافذ غشاها جدا و از سیستم خارج میشوند.
• به عنوان آخرین مرحله از شست و شوی ممبران RO، با آب مقطر یا آب های تصفیه شده فلاشینگ صورت گیرد.

نکات مهم در شست و شوی ممبران RO

برای شستشوی بهتر و عدم آسیب رسانی به ممبران ها لازم است چند نکته مهم را مد نظر قرار دهید که عبارتند از:

• برای افزایش طول عمر ممبران ها بهتر است از مواد شوینده با PH بالا استفاده شود. این مواد خاصیت قلیایی داشته و به همین دلیل منجر به افزایش طول عمر غشا خواهند شد. البته در شرایطی که رسوبات کربنات کلسیم بر روی غشا انباشته شده باشند، لازم است از مواد شیمیایی با PH پایین و خاصیت اسیدی استفاده شود.
• در سیستم های اسمز معکوس با اندازه و ابعاد کوچک بهتر است با آزمون و خطا در نهایت بهترین شونده را انتخاب نمایید. اما برای اسمز معکوس در سایزهای بزرگ و صنعتی بهتر است از ابزارها و تجزیه و تحلیل نتایج آزمایشات بهترین ماده شوینده انتخاب شود.
• مدت زمان غوطه ور شدن ممبران ها در محلول شوینده باید بدرستی انتخاب شود، در غیر این صورت احتمال رسوب گذاری مجدد وجود دارد.
• برای حذف رسوبات معدنی بهتر است از مواد شوینده با PH پایین استفاده شود، مانند اسید سیتریک
• به منظور حذف توده های بیولوژیکی و باکتری ها و لجن بهتر است از محلول های شوینده با PH بالا و حدود 11.5 استفاده شود.
• به منظور شست و شوی ممبران RO که اکسیدهای فلزی و رسوبات سولفات کلسیم بر روی آنها انباشته شده اند، از مواد شوینده یا PH بالا و حدود 11.5 استفاده شود