ممبران های اسمز معکوس(RO) پس از گذشت مدت زمانی از بهره برداری با توجه به شرایط بهره برداری دچار گرفتگی یا فولینگ (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.
دلایل گرفتگی(فولینگ) ممبران
ممبرانها در واحدهای آب شیرین با سیستم اسمز معکوس پس از یک دوره زمان کارکرد با توجه به شرایط عملیاتی و کیفیت آب ورودی به دلیل وجود انواع آلاینده ها در آب خوراک دچار گرفتگی خواهند شد که از جمله این آلاینده ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- رسوبات کربنات کلسیم
- رسوبات سولفات کلسیم، باریم و یا استرونتیوم
- اکسیدهای فلزی و آهن، منگنر، مس، نیکل، آلومینیوم،…)
- رسوبات سلیس پلیمر شده
- ذرات کلوییدی آلی / معدنی
- آلاینده های بیولوژیکی
- ذرات آلی با منشاء طبیعی
سرعت و میزان گرفتگی ممبران ها همانگونه که قبلا اشاره شد، به کیفیت ، تعداد فاکتورهای آلایندهی موجود در آب ورودی و بازدهی سیستم بستگی دارد. اغلب گرفتگیها در ممبران در صورت عدم کنترل به موقع، به تدریج ازدیاد یافته و باعث آسیبهای جدی در عملکرد ممبران در مدت زمان کوتاه 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
همچنین شایان ذکر است، در صورت عدم بهره برداری سیستم در شرایط عملیاتی نرمال و پایدار، مقادیر اساسی نظیر شدت جریان تولیدی، فشار برگشتی جریان تولیدی (Permeate back- pressure)، بازدهی سیستم، دما و TDS ورودی دچار نوسان خواهد شد بنابراین به منظور امکان تشخیص به موقع و صحیح وقوع گرفتگی در ممبرانها بایستی فاکتورهای عنوان شده ثابت نگه داشته شوند. در غیر این صورت امکان بررسی علل تغییر در این مقادیر وجود نخواهد داشت.
شناسایی نوع گرفتگی ممبران RO
جدول زیر خلاصه ای از اثرات مخرب برخی از آلاینده های معمول و عوامل ناخواسته را بر عملکرد ممبرانها نشان می دهد:
| میزان عبور نمک | فشار ورودی | افت فشار | محل وقوع احتمالی | دلایل احتمالی (آلاینده) |
| افزایش سریع | افزایش سریع | افزایش سریع | مرحله اولممبرانهای جلو | اکسیدهای فلزی(Fe, Mn, Cu, Ni, Zn) |
| افزایش جزئی | افزایش تدریجی | افزایش تدریجی | مرحله اول ممبرانهای جلو | ذرات کلوییدی آلی/ معدنی |
| افزایش قابل توجه | افزایش جزئی | افزایش نسبی | مرحله آخرممبرانهای انتهایی | رسوبات معدنی(Ca, Mg, Ba,..) |
| نرمال- افزایش | افزایش | نرمال- افزایش | مرحله آخر ممبرانهای انتهایی | سلیس پلیمر شده |
| نرمال- افزایش | افزایش قابل توجه | افزایش قابل توجه | کلیه مراحل ممبرانهای انتهایی | گرفتگی بیولوژیکی |
| کاهش | افزایش | افزایش تدریجی | کلیه مراحل | گرفتگی آلی(Dissolved NOM) |
| نرمال- افزایش | افزایش | نرمال- افزایش | درمرحله دوم اغلب شدیدتر | رسوب آنتی اسکالانت |
| افزایش | کاهش | نرمال افزایش | در مرحله اول اغلب شدیدتر | آسیب های سایشی (ذرات کربنی …) |
| افزایش | نرمال- افزایش | نرمال- افزایش | تصادفی(معمولا در آداپتور ورودی) | نشتی O-ring(اتصالات و آداپتور) |
| افزایش | نرمال- کاهش | نرمال- کاهش | شدیدتر در مرحله اول | نشتی Glue line(در اثر فشار برگشتی جریان تولیدی در سرویس و Standby ) |
| افزایش | افزایش(پیرو گرفتگی های قبلی و افزایش اختلاف فشار) | افزایش(پیرو گرفتگی های قبلی و افزایش اختلاف فشار) | ممبرانهای انتهایی در هر مرحله | نشتی Glue line(در اثر بسته بودن شیر در جریان تولیدی در زمان شستشو و یا فلاشینگ) |
مطلب مهم قابل توجه در سیستمهای اسمز معکوس ملاحظات مربوط به محلول شستشو میباشد. ممبران های پلی آمیدی نبایستی در هیچ شرایطی در تماس با آب حاوی کلر قرار گیرند در غیر این صورت دچار آسیبهای غیر قابل برگشت خواهند شد. بنابراین ضرورتی است که در زمان گندزدایی خطوط لوله، مخازن و سایر تجهیزات مراقبتهای لازم جهت جلوگیری از رسیدن کلر به ممبرانها انجام شود. و در صورت وجود هر گونه ذرات کلر در آب ورودی به ممبرانها عملیات خنثی سازی صورت گیرد که این کار توسط محلول متا بیسولفات سدیم SMBS در مدت زمان کافی و اختلاط کامل انجام پذیر است.
شرکت مهندسی فران مشاور تخصصی و تأمین کننده انواع محلولهای شستشوی شیمیایی(CIP) برای رفع فولینگ، احیای ممبران و فروشنده ممبرانهای اسمز معکوس است.