عملیات شستشوی ممبران اسمز معکوس صنعتی
ممبران تصفیه آب یا غشای اسمز معکوس (RO) در شیرین سازی آب های شور و آب دریا با روش اسمز معکوس مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از مسائلی که در سیستم‌های غشایی نظیر RO وجود دارد بحث گرفتگی غشا یا ممبران است. به طور کلی به دلیل عبور آب خوراک از روی سطح غشا و تصفیه آن توسط ممبران، ذرات کلوئیدی، رسوبات و املاح محلول در آب باعث ایجاد گرفتگی می شوند که لازم است عملیات شستشوی ممبران اسمز معکوس در زمان مشخص و به صورت دوره‌ای صورت گیرد.
یکی از مهمترین و اساسی ترین کارهایی که باید صورت گیرد، شستشوی ممبران RO است که منجر به افزایش طول عمر و کیفیت کار دستگاه تصفیه آب صنعتی می شود. شستشوی ممبران ها در آب شیرین کن های اسمز معکوس به طور اختصار عملیات CIP نامیده می شود.
مراحل دستورالعمل CIP
واژه CIPمخفف عبارت Cleaning in Place و به معنای شستشو در محل می باشد. سیستم CIP روشی برای تمیز کردن سطوح داخلی لوله‌ها، مجراها، تجهیزات فرآوری، فیلترها و اتصالات مرتبط در کارخانجات، بدون نیاز به جداسازی بخش‌هایی از دستگاه است. به طور معمول سیستم های CIP انواع متفاوتی دارند که تفاوت آن ها در درصد سود و اسید cip آنها است. اما به طور عام مراحل دستورالعمل cip به شرح زیر است:
- استفاده از آب با فشار بالا
- تمیز کردن با مواد قلیایی
- شستشو با آب
- تمیز کردن با مواد اسیدی
- آبکشی نهایی با آب سرد
مراحل اسید شویی ممبران های اسمز معکوس RO
۱. انتخاب محلول شستشوی ممبران RO
انواع متفاوتی از مواد شستشوی شیمیایی ممبران جهت نگهداری غشاهای اسمز معکوس در بازار موجود است. انتخاب نوع موادی که برای شستشوی شیمیایی ممبران اسمز معکوس مورد استفاده قرار می‌گیرد، براساس نوع و شدت فولینگ یا گرفتگی که روی سطح غشا صورت گرفته، انجام می‌شود. انواع مواد شوینده ممبران به صورت زیر است:
محلول اسیدی تمیز کننده ممبران
محلولی با مقدار PH پایین است که برای حذف نمک های معدنی مانند کربنات کلسیم، ترکیبات فلزی، اکسید فلزات (مانند آهن) و فولینگ های کلوییدی معدنی از ممبران های دستگاه اسمز معکوس و سیستم های نانو فیلتراسیون مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع با این کار اسید شویی ممبران انجام می شود.
محلول قلیایی تمیز کننده ممبران
ترکیبی منحصر به فرد از مواد سورفکتانت فعال سطحی در یک محلول کاستیک است. این شوینده قابلیت حذف مواد آلی، اجزاء بیولوژیکی، روغن، رنگ، لیگنین و گریس را از سطح ممبران دارد.
۲. پمپاژ با جریان آرام
در این مرحله نخست آب داخل پرشروسل‌های اسمز معکوس را تخلیه می‌کنیم. بدین منظور، محلول را با یک فلوی بسیار ملایم (حدود ۱۰% فلوی شستشو) وارد سیستم کرده تا آب داخل وسل‌ها به طور کامل تخلیه شده و محلول شستشو جایگزین آن شود.
۳. گردش محلول شستشو
پس از اینکه محلول شستشو به صورت کامل جایگزین آب داخل سیستم شد، محلول شستشوی غلیظ شده وارد می شود. باید این محلول غلیظ درون سیستم به گردش در بیاید تا منجر به ایجاد واکنش بین رسوبات و محلول شستشو گردد. در این فرایند، لازم است اقدامات ضروری برای کنترل دما و pH محلول شستشوی ممبران صورت گیرد.
۴. خیس خوردن رسوبات
اکنون در این مرحله باید پمپ را خاموش کرده و اجازه دهیم تا ممبران ها به طور کامل در محلول شستشوی موجود در پرشر وسل ها خیس بخورند. در شرایط عادی، برای این مرحله مدت یک ساعت زمان مناسبی است اما اگر میزان رسوبات و گرفتگی خیلی بیشتر باشد گاهی ۱۰ تا ۱۵ ساعت نیز این مرحله ادامه پیدا می کند.
۵. پمپاژ با جریان بالا
در این مرحله عملیات شستشو را با ۱۰۰% فلو یا جریان انجام داده که مدت زمان انجام آن حدود ۳۰ تا ۶۰ دقیقه می باشد. در این حالت، جریان و فشار بالای محلول باعث می شود تا رسوبات خیس خورده در مرحله قبل از سطوح ممبران جدا شده، شسته شده و از سیستم خارج شوند.
۶. خنثی کردن
بعد از اینکه عملیات شستشوی ممبران، اسید شویی و شستشو با کاستیک به پایان رسید، خنثی کردن کامل محلول هایی که برای شستشو ساخته و استفاده شدند حائز اهمیت است. به طور معمول، محلول های اسیدی توسط کاستیک (NaOH) و محلول های بازی توسط اسید سولفوریک تحت شرایط کنترل شده خنثی می شوند. پس از رسیدن PH محلول به ۷ محلول خنثی سازی شده آماده دفع در فاضلاب خواهد بود.
عوامل موثر بر دستورالعمل CIP
۱. دمای محلول شستشوی ممبران اسمز معکوس
یکی از مواردی که در انجام عملیات CIP حتما باید مورد توجه قرار گیرد، افزایش دما است. در واقع، با افزایش دما مواد ضدعفونی کننده با شدت و سرعت بیشتری آلودگی ها و میکروارگانیسم ها را از بین می برند. در نتیجه می‌توان گفت با افزایش دمای محلول‌های شستشو دهنده می‌توان سرعت انجام عملیات CIP را افزایش داد.
۲. غلظت محلول شستشوی ممبران ro
درصد سود و اسید cip از اهمیت ویژه ای برخوردار است ؛ به عبارتی غلظت ماده ای که برای شستشو و تمیز کردن درعملیات CIP به کار می رود، در کیفیت انجام این فرایند و نتیجه نهایی آن می تواند تاثیر بسزایی داشته باشد. افزایش غلظت می تواند منجر به تمیزتر شدن دستگاه شود ؛ زیرا این امر باعث افزایش سرعت و قدرت از بین رفتن آلودگی ها می شود.
۳. زمان تماس محلول شستشو دهنده با تجهیزات
افزایش زمان تماس، کارایی فرایند تمیز کردن را افزایش داده و در نتیجه اسیدشویی ممبران به صورت بهتری انجام می شود.
۴. فشار پمپ طی عملیات شستشوی ممبران
مانند درصد سود و اسید cip هر چقدر مواد شوینده ممبران با فشار بیشتری درون سیستم به گردش در بیایند، عملکرد بهتری داشته و قدرت از بین رفتن آلودگی ها افزایش می یابد. زیرا فشار بالا یک نیروی سایشی روی سطح ممبران ایجاد میکند، محلی که آلودگیها چسبیده‌اند، و می تواند تقریبا به طور کامل منجر به از بین رفتن آلودگیها گردد.
در این مقاله سعی کردیم روشی کاربردی برای شستشوی ممبران صنعتی به شما ارائه دهیم. برای یادگیری درست و اصولی احیای ممبران اسمز معکوس صنعتی لازم است آموزش‌های کامل‌تری ببینید.
