اسمز معکوس - گرفتگی ممبران - Fouling

اسمز معکوس - گرفتگی ممبران (Fouling)

ممبران های اسمز معکوس پس از گذشت مدت زمانی از بهره برداری با توجه به شرایط بهره برداری دچار گرفتگی(fouling) می شوند که بر راندمان کارکرد ممبران ها تأثیر منفی دارد. شدت و نوع گرفتگی با توجه به شرایط کارکرد و مدت زمان گذشته از آخرین CIP متفاوت می باشد. شناسایی نوع گرفتگی جهت انتخاب محلول مناسب برای عملیات CIP از اهمیت بالایی برخوردار است. شرکت مهندسی فران با تکیه بر متخصصین زبده در زمینه بهره برداری از واحدهای اسمز معکوس و ارتباط نزدیک با صاحبان فناوری، در زمینه شستشوی شیمیایی مناسب، شناسایی نوع گرفتگی ممبرانها و راهکارهای جبرانی به صنایع مختلف خدمات مشاوره ارائه می نماید. 

ممبرانها در واحدهای آب شیرین با سيستم اسمز معكوس پس از یک دوره زمان كاركرد با توجه به شرايط عملياتي و كيفيت آب ورودي به دليل وجود انواع آلايندهها در آب خوراك دچار گرفتگي خواهند شد كه از جمله اين آلاينده ها ميتوان به موارد زیر اشاره كرد:

  • رسوبات كربنات كلسيم
  • رسوبات سولفات كلسيم، باريم و يا استرونتیوم
  • اكسيدهاي فلزي و آهن، منگنر، مس، نيكل، آلومينيوم،...)
  • رسوبات سليس پليمر شده
  • ذرات كلوييدي آلی / معدنی
  • آلاينده هاي بيولوژيكي
  • ذرات آلي با منشاء طبيعي

سرعت و ميزان گرفتگی ممبران ها همانگونه كه قبلا اشاره شد، به كيفیت ، تعداد فاكتورهاي آلايندهي موجود در آب ورودي و بازدهي سيستم بستگي دارد. اغلب گرفتگيها در ممبران در صورت عدم كنترل به موقع، به تدريج ازدياد يافته و باعث آسيبهاي جدي در عملكرد ممبران در مدت زمان كوتاه خواهد شد.

زمان شستشوی شیمیایی را با توجه به عوامل ذیل می توان تعیین نمود:

  • کاهش دبی جریان آب تولیدی (10 تا 15 درصد)
  • افزایش TDS جریان آب تولیدی (10 تا 15 درصد کاهش کیفیت)
  • افزایش افت فشار بین ورودی و خروجی

همچنين شايان ذكر است، در صورت عدم بهره برداري سيستم در شرايط عملياتي نرمال و پایدار، مقادير اساسي نظير شدت جريان توليدي، فشار برگشتي جريان توليدي (Permeate back- pressure)، بازدهي سيستم، دما و TDS ورودي دچار نوسان خواهد شد بنابراين به منظور امكان تشخيص به موقع و صحيح وقوع گرفتگي در ممبرانها بايستي فاكتورهاي عنوان شده ثابت نگه داشته شوند. در غير اين صورت امكان بررسي علل تغيير در اين مقادير وجود نخواهد داشت.

جدول زير خلاصه اي از اثرات مخرب برخي از آلاينده هاي معمول و عوامل ناخواسته را بر عملكرد ممبرانها نشان مي دهد:

ميزان عبور نمك

فشار ورودي

افت فشار

محل وقوع احتمالي

دلايل احتمالي (آلاينده)

افزايش سريع

افزايش سريع

افزايش سريع

مرحله اول

ممبرانهاي جلو

اكسيدهاي فلزي

(Fe, Mn, Cu, Ni, Zn)

افزايش جزئي

افزايش تدريجي

افزايش تدريجي

مرحله اول

 ممبرانهاي جلو

ذرات كلوييدي آلي/ معدني

افزايش قابل توجه

افزايش جزئي

افزايش نسبي

مرحله آخر

ممبرانهاي انتهايي

رسوبات معدني

(Ca, Mg, Ba,..)

نرمال- افزايش

افزايش

نرمال- افزايش

مرحله آخر

 ممبرانهاي انتهايي

سليس پليمر شده

نرمال- افزايش

افزايش قابل توجه

افزايش قابل توجه

كليه مراحل

 ممبرانهاي انتهايي

گرفتگي بيولوژيكي

كاهش

افزايش

افزايش تدريجي

كليه مراحل

گرفتگي آلي

(Dissolved NOM)

نرمال- افزايش

افزايش

نرمال- افزايش

درمرحله دوم اغلب شديدتر

رسوب آنتي اسكالانت

افزايش

كاهش

نرمال افزايش

در مرحله اول اغلب شديدتر

آسيب های سايشي (ذرات كربني ...)

افزايش

نرمال- افزايش

نرمال- افزايش

تصادفي

(معمولا در آداپتور ورودي)

نشتي O-ring

(اتصالات و آداپتور)

افزايش

نرمال- كاهش

نرمال- كاهش

شديدتر در مرحله اول

نشتي Glue line

(در اثر فشار برگشتي جريان توليدي در سرويس و Standby  )

افزايش

افزايش

(پيرو گرفتگي هاي قبلي و افزايش اختلاف فشار)

افزايش

(پيرو گرفتگي هاي قبلي و افزايش اختلاف فشار)

ممبرانهاي انتهايي در هر مرحله

نشتي Glue line

(در اثر بسته بودن شير در جريان توليدي در زمان شستشو و يا فلاشينگ)

 

مطلب مهم قابل توجه  در سيستمهاي اسمز معكوس ملاحظات مربوط به محلول شستشو میباشد.  ممبران های پلی آمیدی نبايستي در هيچ شرايطي در تماس با آب حاوي كلر قرار گيرند در غير اين صورت دچار آسيبهاي غير قابل برگشت خواهند شد. بنابراين ضرورتی است که در زمان گندزدايي خطوط لوله، مخازن و ساير تجهيزات مراقبتهاي لازم جهت جلوگيري از رسيدن كلر به ممبرانها انجام شود. و در صورت وجود هر گونه ذرات كلر در آب ورودي به ممبرانها عمليات خنثي سازي صورت گيرد كه اين كار توسط محلول  متا بيسولفات سديم SMBS در مدت زمان كافي و اختلاط كامل انجام پذير است.

 بخش‌های دیگر