شستشوی ممبران صنعتی دستگاه ro

شستشوی ممبران های صنعتی دستگاه آب شیرین کن اسمز معکوس (RO)  دز زمان بموقع و روش صحیح در یک دستگاه آب شیرین کن ( صنعتی ، دریایی و یا کشاورزی ) ، یکی از مهمترین فعالیت هایی است که باعث افزایش طول عمر دستگاه RO و بهبود عملکرد دستگاه ها و سیستم های تصفیه آب صنعتی  می شود . در این مقاله، نکات و پیشنهادات مهمی در مورد شستشوی ممبران ها ( فیلتر ها ) نوشته شده است. اما در صورت در اختیار داشتن دفترچه راهنمای ممبرین ها ، استفاده از این دفترچه در اولویت است .

شستشوی ممبران صنعتی و اهمیت آن

ممبران های دستگاه اسمز معکوس RO ، با مرور زمان و با کارکردن و تصفیه آب ، به تدریج توسط رسوبات معدنی، مواد بیولوژیکی، ذرات کلوئیدی و مواد آلی غیر محلول، دچار گرفتگی می شوند. با جمع شدن لایه های رسوب روی سطح ممبران ها ، شاهد کاهش جریان خروجی آب تصفیه شده، کاهش میزان نرمال دفع املاح و یا هر دو مورد خواهیم بود. مشاهده ی برخی نشانه ها در دستگاه اسمز معکوس RO به معنی این است که ممبران ها نیاز به شستشوی دارند .

عدم شستشوی منظم ممبران می‌تواند تا ۴۰٪ از راندمان سیستم را کاهش دهد و هزینه‌های انرژی و نگهداری را به شدت افزایش دهد.

دلایل اصلی نیاز به شستشو:

• افزایش فشار در سیستم RO
• کاهش دبی آب تولیدی
• افزایش میزان TDS آب خروجی
• افت عملکرد پمپ فشار بالا
• تغییر رنگ یا بوی نامطلوب آب

بنابراین، انجام منظم شستشو نه تنها باعث بازگرداندن کارایی ممبران می‌شود بلکه از تعویض زودهنگام و هزینه‌بر فیلتر جلوگیری می‌کند.

زمان مناسب شستشوی ممبران صنعتی دستگاه RO

از مهم ترین سوالاتی که در این باره مطرح میشود این است که چه زمانی باید فیلتر ممبران را شستشو داد؟

پاسخ به این سوال به پارامترهای مختلفی بستگی دارد، اما در حالت کلی:

• وقتی فشار اختلافی (ΔP) بیش از ۱۵٪ نسبت به مقدار اولیه افزایش یابد.
• وقتی دبی آب تولیدی بیش از ۱۰–۱۵٪ کاهش یابد.
• وقتی کیفیت آب خروجی (TDS) به طور قابل توجهی افزایش یابد.

اگر سیستم RO شما به‌صورت ۲۴ ساعته کار می‌کند، پیشنهاد می‌شود هر ۳ تا ۶ ماه یک‌بار ممبران‌ها شستشو داده شوند تا از تجمع رسوبات جلوگیری شود.

ممبران دستگاه اسمز معکوس RO ،در صورت وجود هر یک از شرایط زیر ، باید توسط مواد شیمیایی مناسب شستشوی شوند :

• کاهش جریان خروجی آب تصفیه شده به میزان 10%
• افزایش مقدار نرمال عبور نمک از دستگاه اسمز معکوس به میزان 5% تا 10%
• افزایش میزان افت فشار (فشار آب ورودی منهای فشار پساب ) نرمال شده به میزان 10% تا 15%

در صورت بوجود آمدن هر کدام از شرایط فوق در دستگاه و تاخیر در شستشوی ممبران های دستگاه اسمز معکوس RO ، این احتمال را به وجود می آورد که دیگر ممبران به عملکرد اولیه خود برنگشته و ضمناً مدت زمان بین شستشوی ها کوتاه شده و میزان گرفتگی ممبران ها نیز سرعت بیشتری پیدا کند.

میزان افت فشار هر مرحله (Stage) از سیستم تصفیه آب اسمز معکوس، می بایست بصورت منظم اندازه گیری و ثبت شود. در صورت وجود گرفتگی منافذ ورودی ممبران، مقدار این افت فشار، افزایش پیدا خواهد کرد.

نکته ای که می بایست در نظر داشت، این است که جریان آب تصفیه شده خروجی دستگاه در صورت کاهش دمای آب ورودی، افت می کند. در این شرایط، این یک پدیده طبیعی است و الزاماً نشان دهنده نیاز ممبران به شستشو نیست.

پیش تصفیه نامناسب سیستم دستگاه اسمز معکوس Ro ، عدم کنترل فشار و یا افزایش بازیافت، عواملی هستند که می توانند باعث کاهش جریان آب تصفیه شده و یا افزایش عبور نمک شوند. لذا با مشاهده این علائم، پیش از اقدام به شستشوی ممبران ها ، می بایست ابتدا علل فوق را بررسی نمود. چه بسا با بررسی و رفع مشکلات فوق الذکر، نیازی به شستشوی ممبران نباشد.

روش های شستشوی ممبران صنعتی

شستشوی ممبران به‌طور کلی در دو مرحله انجام می‌شود:

۱. شستشوی فیزیکی

در این روش از آب بدون املاح یا Permeate Water برای شستشوی سطح ممبران استفاده می‌شود. هدف اصلی حذف ذرات معلق و رسوبات سطحی است.

مزایا این روش شامل:

• ایمن و ساده
• بدون استفاده از مواد شیمیایی
• مناسب برای گرفتگی‌های سطحی

۲. شستشوی شیمیایی

در این مرحله از مواد شیمیایی مخصوص برای حل رسوبات و آلودگی‌ها استفاده می‌شود. بسته به نوع آلودگی، از محلول‌های اسیدی یا بازی استفاده می‌شود.

همیشه از مواد شیمیایی مورد تأیید شرکت سازنده ممبران (مانند DOW، Toray، Hydranautics) استفاده کنید تا از آسیب احتمالی جلوگیری شود.

نکاتی مهم در خصوص شستشوی ممبران های دستگاه RO

1- از هر ماده شیمیایی که برای شستشوی ممبران ها استفاده می کنید، به نکات ایمنی بیان شده توسط شرکت سازنده آن در زمان حمل، نگهداری، استفاده و حتی دور ریز توجه کرده و آنها را به دقت رعایت کنید.

2- پیش از شروع شستشوی ممبران ها و سیرکوله شدن مواد شیمیایی در سیستم، اطمینان حاصل کنید که ماده شیمیایی مورد استفاده به صورت کاملاً محلول در آمده باشد.

3- توصیه می شود که ممبران های RO ، پس از شستشو با مواد شیمیایی، با آب با کیفیت بالا و عاری از کلر و با دمای بالاتر از 20 درجه سانتیگراد شسته شوند. برای این منظور، می توان از آب تصفیه شده شده سیستم (Permeate) و یا آب مقطر استفاد نمود. برای انجام این کار، ممبرانها پس از شستشو با مواد شیمیایی، ابتدا با دبی و فشار کم با آب تمیز شستشو داده شوند تا در این بخش، عمده مواد شیمیایی از سیستم خارج شود. سپس با جریان و فشار نرمال، این فلاشینگ ادامه پیدا کند. لازم به ذکر است حتی با انجام عملیات فلاشینگ، باز هم احتمال حضور مواد شیمیایی در بخش آب تصفیه شده (Permeate) دستگاه RO وجود خواهد داشت. لذا، پس از شستشوی ممبرانها با مواد شیمیایی، آب تصفیه شده تولیدی (Permeate) دستگاه به مدت زمان حداقل 30 دقیقه می بایست به مجرای تخلیه فاضلاب (Drain) هدایت شده و سپس دستگاه RO در مدار قرار گیرد.

4- در طول سیرکولاسیون مواد شیمیایی در دستگاه اسمز معکوس، باید از عدم افزایش دما از حد مجاز مراقبت نمود. حداکثر دمای مجاز، بستگی به PH و نوع ممبران دارد. جدول زیر، اطلاعات لازم را در این خصوص ارائه می دهد:

جدول شماره (1) – بازه دما و PH قابل قبول در زمان شستشوی ممبرانها

5- برای المنت های با قطر بیش از 6 اینچ، جهت جریان شستشوی ممبران می بایست با جهت جریان در حالت نرمال کارکرد دستگاه یکسان باشد. این قاعده، به جهت جلوگیری از تلسکوپی شدن ممبران تعیین شده است. حتی برای ممبرانهای با قطر کمتر از 6 اینچ هم رعایت این نکته توصیه شده است.

تجهیزات سیستم شستشوی ممبرانهای RO صنعتی

تجهیزات مختلف برای سیستم شستشوی دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس (RO) در شکل زیر نشان داده شده اند:

نکاتی در مورد انتخاب و طراحی تجهیزات سیستم شستشو را در نظر داشته باشید:

– مخزن محلول ماده شیمیایی می بایست از جنس پلی پروپیلن و یا FRP باشد.

– در نظر گرفتن درب و یا کاور متحرک و نیز گیج دما برای این مخزن از الزامات است.

– شستشوی ممبرانها در دمای بالاتر، اثربخشی آن را افزایش می دهد. توصیه می شود که میزان PH و دمای محلول شستشو مطابق معیارهای راهنمای جدول شماره (1) رعایت شود. از استفاده از محلول شستشو در دمای زیر 20 درجه سانتیگراد اجتناب شود. زیرا در این دما، اثربخشی محلول شستشو کاهش می یابد. ضمن اینکه برخی مواد شوینده با فرمولهای شیمیایی مشخص (مانند Sodium Lauryl Sulfate) در دمای پایین ممکن است رسوب کنند.

– در برخی مناطق جغرافیایی، ممکن است نیاز به سرمایش محلول شستشو داشته باشیم. بنابراین برای طراحی کامل سیستم شستشوی ممبرانها، می بایست هم الزامات گرمایش و هم الزامات سرمایش را در صورت نیاز در نظر داشته باشیم.

– به عنوان یک قاعده سرانگشتی برای تخمین حجم مخزن ذخیره محلول شستشو، می بایست حجم کل محفظه های تحت فشار ممبران (Pressure Vessel) ها را با کل حجم داخلی لوله و اتصالات مسیر رفت و برگشت سیستم شستشو جمع کنیم. به عنوان مثال، فرض کنید که یک سیستم RO شامل 10 پرشر وسل 8 اینچ که 6 المنت در هر کدام از آنها جای می گیرد، بوده و طول کل مسیر لوله کشی حدود 50 فوت و با سایز 4 اینچ یاشد. محاسبه تخمین حجم مخزن محلول شستشو به شرح زیر خواهد بود:

بنابراین برای مثال ذکر شده، حجم مخزن محلول شستشو را حدود 550 گالن (2.1 متر مکعب) در نظر می گیریم.

– سایز پمپ شستشوی ممبران های RO باید بر اساس دبی و فشارهای مشخص شده در جدول شماره (2) تعیین شود. فشارهای مشخص شده، با در نظر گرفتن فشار لازم برای غلبه بر افت فشارهای ناشی از لوله کشی و کارتریج فیلترها محاسبه شده اند. جنس قطعات به کار رفته شده در دستگاه پمپ باید از جنس استنلس استیل 316 و یا جنس کامپوزیت پلی استر غیر فلزی باشد.

جدول شماره (2) – دبی جریان توصیه شده برای هر پرشر وسل در زمان شستشوی ممبرانها

– شیرالات، فلومتر و گیج فشار به تعداد مناسب و در محلهای مورد نیاز می بایست در نظر گرفته شده و نصب شوند. خطوط سیستم شستشوی RO می توانند از جنس لوله و یا شیلنگ باشد. اما به هر صورت، دبی جریان شستشو می بایست حداکثر 10 فوت بر ثانیه (3 متر بر ثانیه) باشد.

نحوه شستشوی فیلتر ممبران صنعتی

فرآیند شستشوی فیلتر ممبران صنعتی شامل چند مرحله حساس است که باید با دقت و طبق دستورالعمل‌های استاندارد انجام شود تا عملکرد سیستم اسمز معکوس (RO) به حالت اولیه بازگردد. در گام نخست، دستگاه باید از مدار خارج شود و خطوط ورودی و خروجی جدا گردند، در حالی که ممبران‌ها در جای خود باقی می‌مانند. سپس محلول شستشو در مخزن مخصوص با دمایی بین ۲۵ تا ۳۰ درجه سانتی‌گراد آماده شده و میزان pH آن با استفاده از ابزار دقیق تنظیم می‌شود تا شرایط لازم برای انحلال رسوبات و آلودگی‌ها فراهم گردد. این آماده‌سازی اهمیت زیادی دارد، زیرا محلول ناهماهنگ یا با pH نامناسب می‌تواند به ساختار ممبران آسیب برساند.

در مرحله بعد، محلول با استفاده از پمپ سیرکولاسیون به مدت ۳۰ تا ۶۰ دقیقه از میان ممبران عبور داده می‌شود و جهت جریان هر ۱۵ دقیقه تغییر می‌یابد تا تمام سطوح فیلتر به‌طور کامل شسته شوند. پس از پایان فرآیند شستشو، سیستم با آب خالص و بدون املاح (Permeate) شستشو داده می‌شود تا آثار مواد شیمیایی از مدار حذف گردد. در پایان، دستگاه مجدداً به مدار اصلی بازگردانده شده و عملکرد آن بررسی می‌شود تا از بازگشت راندمان اطمینان حاصل شود. طبق تجربیات صنعتی، انجام صحیح این مراحل می‌تواند تا ۹۰ درصد از عملکرد اولیه ممبران را بازیابی کرده و عمر مفید آن را به‌طور چشمگیری افزایش دهد.