علل خرابی ممبران

شناسایی علل خرابی ممبرانهای صنعتی اسمز معکوس برای اتخاذ راهکارهای مناسب برای شستشوی شیمیایی یا روشهای دیگر احیای ممبران حایز اهمیت است. 

کارایی المانهای اسمز معکوس در طول عمر ممبران ممکن است که دستخوش تغییراتی شود. مشاهدات نشان می دهد که یکی از عوامل متداول توقف تولید واحدهای آب شیرین کن صنعتی، خرابی ممبرانهای فرایند اسمز معکوس است. خرابی ممبرانهای اسمز معکوس در بسیاری از مواقع به صورت برگشت پذیر بوده و با انجام اقدامات اصلاحی مرتفع می شود. ولی شناسایی به موقع و صحیح نوع خرابی و علل آن در تشخیص راه حل های اصلاحی نقش کلیدی دارد. 

ممبرانهای اسمز معکوس(RO) به طور معمول از لایه های پلی استر به ضخامت حدودی 200 میکرومتر، لایه تقویت کننده پلی سولفون به ضخامت حدودی 50 میکرومتر و لایه فعال از جنس پلی آمید(PA) به ضخامت حدودی 40 تا 260 نانومتر تشکیل شده اند. ساختار آسیب پذیر ممبران اسمز معکوس، احتمال خرابی و کاهش کارایی عملکرد آن را در شرایط مختلف بهره برداری بالا می برد. به طور کلی عوامل آسیب و خرابی ممبران به سه دسته عوامل فیزیکی، شیمیایی و فولینگ(گرفتگی) تقسیم می شود که معمولاً منجر به کاهش دبی آب تولیدی، کاهش حذف نمک یا افزایش افت فشار المان می شود.  

خرابی ممبرانهای اسمز معکوس در سه گروه عوامل فیزیکی، شیمیایی و فولینگ طبقه بندی می شود که ذیلاً هر یک از گروه ها تشریح می شود:

علل فیزیکی خرابی ممبران

عوامل فیزیکی نقصان و خرابی ممبران، به رخدادهایی که منجر به تغییر یا آسیب به ساختار فیزیکی ممبران می شود، اطلاق می شود. این عوامل فیزیکی را می توان به عناوین زیر برشمرد:

  • خراشیدگی یا سایش بافت ممبران ناشی از برخی از انواع فولینگ
  • جابجایی یا بیرون زدگی Spacer های ممبران
  • آسیب دیدگی spacer های ممبران
  • آسیب لایه پلی آمید ناشی از گرفتگی های شدید و غیر قابل بازگشت
  • آسیب دیدگی حبابی لایه پلی آمید ناشی از فشار بالای permeate
  • تلسکوپی شدن ممبران به دلیل فولینگ شدید یا عوامل هیدرولیکی
  • فشردگی ممبران
  • آسیب مکانیکی ناشی افزایش غیر مجاز دما یا فشار

بروز هر یک نواقص بالا در ممبران، وابسته به میزان آسیب دیدگی منجر به کاهش کارایی ممبران یا آسیب دیدگی غیر قابل بازگشت  می شود.

علل شیمیایی خرابی ممبران

عوامل شیمیایی دومین گروه از عوامل آسیب رسان به ممبران به شمار می روند که با تغییر ساختار شیمیایی ممبران باعث خرابی یا کاهش کارایی ممبران می شوند. مهمترین عوامل شیمیایی آسیب رسان به ممبران را می توان به دسته های زیر طبقه بندی نمود:

  • اکسیداسیون لایه پلی آمید-پلی سولفون توسط اکسید کننده ها نظیر کلر، ازن و …
  • استفاده از شستشودهنده های شیمیایی با قدرت بالا
  • افزایش یا کاهش PH از مقادیر مجاز بهره برداری

بروز نواقص شیمیایی در ممبران های تصفیه آب همانند بسیاری از عوامل فیزیکی آسیب به ممبران، عمدتاً غیر قابل بازگشت می باشد. به طوریکه با افزایش میزان آسیب، ممبران به طور کامل غیر قابل استفاده خواهد شد.

خرابی ممبران به دلیل فولینگ

گرفتکی یا فولینگ شایع ترین عامل خرابی یا آسیب به ممبرانهای 8 اینچ و 4 اینچ صنعتی است.. المانهای  اسمز معکوس پس از استفاده در یک دوره زمانی وابسته به شرایط بهره برداری دچار گرفتگی می شوند که بر کارایی عملکرد ممبران ها تأثیر گذار بوده و موجب کاهش جریان، افزایش اختلاف فشار و آسیب فیزیکی به ممبران ها می شود. با توجه به تنوع مواد محلول و نامحلول موجود در آب شور ورودی و شرایط بهره برداری واحد آب شیرین کن، طیف وسیعی از گرفتگی در ممبران محتمل است که به گروه های ذیل تقسیم می شود:

  • فولینگ آلی(Bio fouling)فولینگ ممبران
  • رسوبات سیلیسی (Silica Scale)
  • گل و لای (Clay)
  • فولینگ مواد فلزی (Metal)
  • فولینگ ترکیب مواد معدنی و آلی (Organic/Inorganic Mix)
  • فولینگ یا گرفتگی سولفات کلسیوم (Calcium Sulfate
  • گرفتگی کربنات کلسیم (Calcium Carbonate)
  • ترکیبی از گرفتگی کربنات کلسیم و سیلیس (Mixed Scale- Calcium Carbonate and Silica Scale)
  • فولینگ اکسید های هالوژن (Halogen Oxidation)

خوشبختانه بسیاری از آسیبهای ناشی از فولینگ در مراحل ابتدایی با شستشوی شیمیایی و انجام عملیات  CIP قابل برگشت می باشند.

شرکت فران با تکیه بر سابقه طراحی، اجرا و بهره برداری واحدهای آب شیرین کن اسمز معکوس، آمادگی ارائه مشاوره در زمینه ممبرانهای اسمز معکوس را در مراحل طراحی، اجرا و بهره برداری دارد. 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.