از آن جا که در تصفیه آب صنعتی ناخالصی ها و املاح آب لازم است تا کاملا از بین بروند، ممبران تصفیه آب صنعتی (اسمز معکوس) نقش مهم و قابل توجهی در تصفیه آب صنعتی دارد. این ممبران ها به برخی از از مواد موجود در آب اجازه عبور می دهند و از عبور بسیاری از املاح و مواد موجود در آب جلوگیری می کند.
ممبران های تصفیه آب از کاربردهای گسترده ای برخوردار می باشند مانند آب رودخانه ها، دریاچه ها، تصفیه آب زیر زمینی و آب دریا. این دسته از ممبران ها (RO) در ظرفیت های مختلفی و در دو نوع ممبران لب شور و ممبران دریایی وجود دارند. درهنگام انتخاب ممبران تصفیه آب برای یک دستگاه آب شیرین کن باید به میزان آلودگی، نوع آلاینده آب و ظرفیت مورد نظر جهت تولید آب تصفیه شده، توجه کرد.
ممبران های تصفیه آب بیشتر در سایزهای ۴ اینچ و ۸ اینچ موجود می باشند.
عملکرد اسمز معکوس به چه صورت است ؟
از یک پمپ فشار بالا جهت ایجاد فشار در سمت محلول غلیظ در فرایند ممبران تصفیه آب (اسمز معکوس) به کار گرفته می شود. با ایجاد فشار آب از سمت محلول غلیظ به طرف محلول رقیق حرکت می کند.
اسمز معکوس می تواند نمک و املاح موجود در آب را تا ۹۵ الی ۹۹ درصد از بین ببرد. میزان فشاری که لازم است به این جریان وارد شود، به آب ورودی وابسته است، به این صورت که هر مقدار که آب غلیظ تر باشد، نیاز به فشار بیشتری جهت غلبه بر فشار اسمزی دارد.
پس از گذشت آب از غشای اسمز معکوس، دو جریان آب خواهیم داشت. یکی آب تصفیه شده تمیز و بدون املاح و آلاینده، دو آب غلیظ و آلوده تحت عنوان آب خروجی. از آب تصفیه شده استفاده کرده و آب آلوده را تحت عنوان پساب فرایند ممبران تصفیه آب دور ریخته می شود.
از آن جا که آب ورودی به غشای ممبران تصفیه آب با فشار وارد می شود، مولکول های آب از غشای نیمه تراوا عبور کرده و مانع دیگر آلاینده ها، نمک ها و املاح می شود، از این رو این مواد به طرف پساب حرکت کرده و دور ریخته می شوند.
آبی که از غشا تصفیه آب عبور می کند، آب تصفیه شده و یا Permeat نامیده می شود که این حدودا ۹۵ الی ۹۹ درصد نمک این آب ها از بین رفته است.
همانطور که در بالا به آن اشاره کردیم تکنولوژی قوی که ممبران تصفیه آب (اسمز معکوس) دارد توانسته ۹۹ درصد نمک ها، مواد آلی، ذرات کلوئیدی، باکتری ها، املاح، رسوبات و دیگر جامدات محلول در آب (TDS) را حذف کند.
عملکرد غشای اسمز معکوس به این صورت است که آلودگی های موجود در آب را متناسب با سایز آن ها از بین می برد. آلاینده های با وزن مولکولی بزرگ تر از ۲۰۰ توسط فرایند اسمز معکوس از آب حذف می شوند. بنابراین واضح است که مولکول های آب با وزن مولکولی ۱۸ به آسانی از غشا عبور می کنند.
قابل به ذکر است که علاوه بر اندازه، آلاینده ها با بار یونی بزرگ تر نسبت به آب نمی توانند از غشای نیمه تراوا عبور کنند.
از آن جا که اسمز معکوس از قدرت بالایی در فرایند تصفیه آب برخوردار می باشد، از آن جهت تصفیه آب های شور مانند آب دریا، آب سطحی یا در اصطلاح لب شور و آب های زیرزمینی استفاده میشود.
گرفتگی ممبران تصفیه آب
یکی از مشکلات بزرگی که در ممبران ها رخ می دهد، گرفتگی ممبران ها می باشد که این مشکل به سبب رسوب گرفتگی مواد معدنی و ترکیبات عالی در آب ورودی به ممبران و گرفتگی سطح و منافذ ممبران می باشد. این مشکل موجب افت تولید و گرفتگی در ممبران می شود.
گرفتگی های به وجود آمده در ممبران ها به سه دسته فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی تقسیم می شوند.
از ذرات جامد معلق، میکروارگانیسم ها، چربی ها، مواد معدنی، پروتین ها می توان تحت عنوان موادی نام برد که موجب ایجاد گرفتگی در ممبران ها می شوند. یکی از معایب گرفتگی ممبران کند شدن جریان گذر آب و توقف دستگاه برای شستشوی مجدد است که این امر موجب کاهش راندمان کاری سیستم غشایی می شود.
از دیگر عوامل ایجاد گرفتگی در ممبران ها عبور مواد شیمیایی و کلر از سیستم پیش تصفیه غشایی می باشد که امری مضر و مخرب در سطح ممبران می باشد.
چگونه گرفتگی ممبران را رفع کنیم ؟
برای از بین بردن گرفتگی ایجاد شده در ممبران در ابتدا باید به این موضوع توجه کنید که به چه دلیلی این گرفتگی ایجاد شده است. شستشوی ممبران دستگاه تصفیه آب با استفاده از مواد شیمیایی و بیولوژیکی از رایج ترین روش ها برای شستشو می باشد که این روش به وسیله اسید و قلیا انجام می شود.
در سیستم های اسمز معکوس یک سیستم تهویه تحت عنوان CIP وجود دارد که این سیستم از یک مخزن، المنت (جهت تنظیم دمای آب شستشو) و پمپ انتقال مواد با هدف تنظیم دمای آب شستشو برخوردار می باشد.
ممبران های تصفیه آب چگونه شست و شو داده می شوند؟
استفاده دراز مدت از ممبران ها سبب ایجاد گرفتگی و بسته شدن روزنه های ممبران می شود. رسوب فلزات، رسوبات معدنی، مواد آلی و عوامل بیولوژیکی از موارد تاثیر گذار در ایجاد انسداد در روزنه های ممبران می باشند. به دو روش ممبران ها شستشو داده می شوند، روش اول شیمیایی است که با به کارگیری از اسیدها و قلیا ها موجب احیا شدن ممبران ها می شود، روش دوم مغناطیسی می باشد که با به کارگیری امواج با طول موج مشخص موجب می شوند تا رسوباتی که در روزنه های ممبران وجود دارند را از بین ببرند.
در نظر داشته باشید زمانی باید از روش شستشو با اسید استفاده شود که روزنه های ممبران به طور کامل مسدود شده باشند.
مراحل شست و شوی ممبران تصفیه آب
- آماده کردن محلول شست و شو
- سیرکوله کردن اولیه در محلول شست و شو
- غوطه ور کردن ممبران در اسید
- سیرکوله کردن ثانویه درمحلول شست و شو
- فلاشینگ ممبران
چه زمانی مناسب شست و شوی ممبران می باشد؟
از آن جا که ما می دانیم شستشوی ممبران ها یک امر ضروری و لازم است اما باید حتما توجه داشته باشید که در هر زمانی نباید نسبت به این موضوع اقدام کنید و ممبران ها باید در زمان مناسب خود احیا شود. با توجه به این موضوع و اقدام به احیای ممبران ها در زمان مناسب موجب جلوگیری از به وجود آمدن هزینه های اضافی می شوید.
با در نظر گرفتن موارد زیر شما می توانید نسبت به احیای ممبران در زمان مناسب اقدام کنید :
- کاهش آبدهی آب خروجی توسط دستگاه تصفیه
- افزایش میزان TDS موجود در آب خروجی
- اختلاف فشار ورودی و خروجی در دستگاه