رسوب کربنات کلسیم در ممبران

رسوب گذاری کربنات کلسیم و سولفات کلسیم یکی از انواع گرفتگی ها و فولینگهای متداول در ممبرانهای اسمز معکوس است. بالا بودن غلظت نمکهای کربنات و یون کلسیم، بالا بودن PH آب و عدم استفاده از آنتی اسکالانت مناسب از عوامل رسوب گذاری کربنات کلسیم در غشاهای اسمز معکوس است. 

فرایند شناسایی نوع گرفتگی و رسوب گذاری ممبران برای اتخاذ راهکار مناسب برای احیای ممبران بسیار نقش کلیدی دارد. از اینرو عیب یابی ممبرانهای اسمز معکوس نیازمند تخصص و تجربه در این زمینه است. 

رسوب کربنات کلسیم

کربنات کلسیم رسوب کریستالی است که معمولا در مرحله دوم یا سوم فرایند اسمز معکوس که در آن آب خام ورودی به صورت اشباع برای رسوب نمک ها می رسد تشکیل می شود. رسوب کربنات کلسیم مثل سولفات کلسیم بلورهای سفید تشکیل می دهد. رسوبات ناشی از کربنات کلسیم، اغلب سنگین هستند. این رسوبات در ممبرانهای دچار آسیب سبب اختلاف فشار بالا و جریان کم ممبران می شوند. علاوه بر این، کربنات کلسیم می تواند به سرعت و یا به مرور زمان موجب کاهش جریان و افزایش فشار در المان انتهایی vessel حتی در مرحله اول شود.

روش شناسایی

یک روش سریع برای تشخیص رسوب گرفتگی کربنات کلسیم، ریزش اسید رقیق بر روی کریستال است. در صورت به وجود آمدن حبابهای گاز، وجود کربنات محرز است. کربنات کلسیم مانند رسوب سولفات کلسیم به صورت کریستالهای تیز رسوب می کنند که می تواند موجب آسیب فیزیکی به سطح فعال ممبران شود.

رسوب گذاری کربنات کلسیم 

مطالعه ممبرانهای دچار  گرفتگی در یک فعالیت پژوهشی نشان می دهد که  4% از ممبرانهای دچار فولینگ به گرفتگی کربنات کلسیم دچار هستند. متوسط جریان گرفتگی کربنات کلسیم ممبران پیش از شستشوی شیمیایی 33.6% نسبت به جریان معمول است. عملیات CIP موجب افزایش متوسط جریان از 33.6% به 80.3% نسبت به جریان معمول شده است. البته به دلیل آسیب فیزیکی ناشی از رسوبات کربنات کلسیم، 50% المان های دارای گرفتگی کربنات کلسیم بازیابی نمی‌شوند.

درصد حذف نمک متوسط (rejection) و اختلاف فشار پیش از شستشو به دلیل وجود تعداد زیاد المان های با جریان غیر قابل اندازه گیری قابل تعیین نیست. درحالی که داده های پس از شستشوی شیمیایی درصد حذف نمک متوسط 96.5% واختلاف فشار 6 psi (0.41 bar) را نشان می دهند.

بسیاری از المان ها آسیب دیده بیشتر از 47 pound (21.3 kg) وزن داشته اند. سنگین ترین ممبران 8 اینچی دارای  وزن65 pound (29.5 kg) شامل 30 pound (13.6 kg) گرفتگی کربنات کلسیم است. همچنین این المان دارای اسیب تلسکوپی شدن، ترک خردگی در پوسته و سایش پس از شستشو با 97.5% درصد حذف نمک متوسط است.

از ممبران های دارای گرفتگی کربنات کلسیم مورد مطالعه 38% دچار تلسکوپی شده، 38% اسیب مکانیکی و 63% دچار اسیب سایش ممبران شده اند.

عملیات CIP المان های دارای گرفتگی کربنات کلسیم نسبتا دشوار است. ممبران ها را نباید به مدت طولانی و بدون کنترل در معرض محلول شستشو قرار داد. مقدار pH محلول شستشو باید در طول تمیز کردن به طور مداوم تحت نظارت قرار گیرد تا رسوبات دیگر از قبیل کلسیم سیترات یا سولفات کلسیم را از بین ببرد. علاوه بر این، اغلب مدت زمان تماس محلول شستشو بالا بوده و به شدت وابسته به میزان گرفتگی ممبران دارد. در مقایسه زمان تماس مواد شستشو دهنده بین ممبران‌ها با گرفتگی بیشتر (گرفتگی بین20-30 پوند) و ممبران های با گرفتگی کمتر (3 تا 4 پوند) نشان می‌دهد که ممبران های با گرفتگی بیشتر نیاز به 6 تا 18 ساعت گردش ثابت مواد شستشوی شیمیایی دارد. در حالیکه ممبران‌های با گرفتگی کمتر، نیاز به 1 تا 2 ساعت زمان تماس دارند. علاوه بر این، بسیاری از ممبران ها با گرفتگی بالا پس از گذراندن عملیات CIP نتایج ضعیفی در بازیابی(جریان کم، درصد حذف نمک کم) را نشان می دهند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.