شستشوی ممبران های اسمز معکوس – الزام، تجهیزات مورد نیاز و مراحل آن

بهره برداری٬ تجهیزات_مکانیکی٬ فرآیند membrane٬ ro٬ الزام٬ الزامات شستشو٬ تجهیزات شستشو٬ شستشو٬ مراحل شستشو٬ ممبران های اسمز معکوس

شستشوی بموقع و صحیح ممبرانهای اسمز معکوس (RO) در یک دستگاه تصفیه آب صنعتی، یکی از مهمترین فعالیت هایی است که باعث افزایش طول عمر کارکرد و سطح عملکرد دستگاه تصفیه آب دارد. در این مقاله، نکات و پیشنهادات مهمی در مورد شستشوی ممبرانها که توسط شرکت DOW در خصوص ممبرانهای تولید این شرکت که با برند FILMTEC در بازار وجود داشته و از پرمصرف ترین ممبرانهای صنعت هستند، ارائه خواهد شد. البته این موارد، برای ممبرانهای سایر برندها نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

الزامات شستشوی ممبرانها

ممبرانهای اسمز معکوس، در طول زمان کارکرد، 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، شاهد کاهش جریان نرمال شده آب تصفیه شده، کاهش میزان نرمال دفع املاح و یا هر دو مورد خواهیم بود.

المانهای ممبران اسمز معکوس، با تحقق هر کدام از شرایط زیر، می بایست توسط مواد شیمیایی مناسب شستشو شوند:

– کاهش جریان نرمال شده آب تصفیه شده (Normalized Permeate Flow) به میزان 10%

– افزایش مقدار نرمال عبور نمک (Normalized Salt Passage) به میزان 5% تا 10%

– افزایش میزان افت فشار (تفاضل فشار آب ورودی و فشار پساب) نرمال شده (Normalized Pressure Drop) به میزان 10% تا 15%

در صورت بوجود آمدن هر کدام از شرایط فوق و تعلل در شستشوی ممبرانها، احتمال این موضوع وجود خواهد داشت که دیگر ممبران به عملکرد اولیه خود برنگشته و ضمناً مدت زمان بین شستشوها کوتاه شده و میزان گرفتگی ممبرانها 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، 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، می بایست ابتدا علل فوق را بررسی نمود. چه بسا با بررسی و رفع مشکلات فوق الذکر، نیازی به شستشوی ممبران نباشد.

نکاتی مهم در خصوص شستشوی ممبرانها

1- از هر ماده شیمیایی که برای شستشوی ممبرانها 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 ممبرانها، 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

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 ممبرانها می بایست 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 پمپ می بایست 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.

شش مرحله شستشوی ممبران های اسمز معکوس

1- آماده کردن محلول شستشو

2- پمپاژ با جریان کم (Low flow pumping)

محلول شستشوی ممبران را ضمن انجام گرمایش، با نرخ جریان کم (حدود نصف مقادیر مشخص شده در جدول شماره 1) و فشار پایین به داخل پرشر وسل ها پمپاژ کرده تا این محلول جایگزین آب موجود در آنها شود. فشار پمپ باید تنها به اندازه افت فشار آب ورودی (Feed) نسبت به آب تغلیظ شده (Concentrate) باشد. عملاً در این فشار، محلول تغلیظ شده بسیار ناچیزی تولید خواهد شد. در این حالت، محلول تغلیظ شده خروجی را به فاضلاب هدایت کرده و از برگشت آن به مخزن محلول شوینده جلوگیری کنید.

جدول شماره (1) – دبی جریان توصیه شده برای هر پرشر وسل در زمان شستشوی ممبرانها

3- سیرکولاسیون (Recycle)

بعد از اینکه محلول شستشو بصورت کامل، جایگزین آب داخل سیستم شد، محلول غلیظ شده در جریان Concentrate وارد شده و قابل مشاهده خواهد بود. پس از رسیدن به این وضعیت، اجازه دهید تا خروجی محلول شستشو در هر دو جریان Permeate و Concentrate مجداً به سمت مخزن محلول سیرکوله شود. در این پروسه، اقدامات لازم برای کنترل دما و PH محلول شستشوی ممبران را انجام دهید.

4- غوطه ور سازی (Soak)

پمپ را خاموش کرده و اجازه دهید تا ممبرانها در محلول شستشوی موجود در پرشر وسل ها بصورت غوطه ور باقی بمانند. در شرایط عادی، مدت زمان یک ساعت برای این مرحله مناسب است. اما در صورتی که میزان و نوع رسوب و گرفتگی بالا باشد، این مدت زمان می تواند به 10 تا 15 ساعت هم برسد. در این صورت، این کار را در نیمه شب انجام دهید. برای پایدار نگه داشتن دمای محلول شستشو، این جریان را با سرعت بسیار کم (حدود 10 درصد مقادیر نشان داده شده در جدول شماره 1) در مدار شستشو سیرکوله کنید.

5- پمپاژ با جریان بالا (High flow pumping)

محلول شستشو را با فشار مشخص شده در جدول شماره (1) به مدت 30 – 60 دقیقه در داخل سیستم پمپاژ کنید. جریان و فشار بالای محلول در این حالت باعث می شود تا رسوبات جدا شده از سطوح ممبران، شسته شده و از سیستم خارج شوند. در صورت گرفتگی شدید ممبرانها، شاید لازم باشد تا نرخ شستشو را تا 50% بیش از مقادیر جدول شماره (1) هم افزایش داد. البته در صورت شستشو با این دبی های بالا، باید مراقب افت فشار جریان محلول شستشو در سیستم بود. در این حالت، حداکثر افت فشار مجاز برای هر ممبران 15 psi و برای هر پرشر وسل چند المانه 50 psi (هر کدام زودتر محقق شد) می باشد. افت فشار بیش از این مقادیر، احتمال صدمه دیدگی ممبران ها را در پی خواهد داشت.

6- فلاشینگ (Flash out)

توصیه می شود برای فلاشینگ سیستم، از آب مقطر یا آب تصفیه شده خروجی دستگاه اسمز معکوس استفاده شود. از آب خام تصفیه نشده برای انجام فلاشینگ می بایست اجتناب شود. زیرا املاح موجود در آب خام ممکن است با محلول شستشو واکنش شیمیایی داده و باعث رسوب گذاری مجدد روی ممبرانها شود. حداقل دمای آب مورد استفاده در فلاشینگ، 20 درجه سانتیگراد می باشد.

چند نکته مهم در مورد شستشوی ممبرانهای RO

– توصیه جدی می شود که هر مرحله (Stage) دستگاه اسمز معکوس (و یا دستگاه نانو فیلتراسیون)، بصورت جداگانه شستشو شود. این توصیه، به جهت جلوگیری از ورود رسوبات جدا شده از ممبران در هر مرحله به مرحله بعد و کاهش عملکرد شستشو می باشد. البته برای دستگاه های دارای چند مرحله، می توان عملیات “غوطه ور ساختن” و “فلاشینگ” را بصورت همزمان برای تمامی Stage ها انجام داد. در صورت کدر شدن و یا تغییر رنگ محلول شستشو، لازم است تا محلول جدید آماده و مورد استفاده قرار گیرد. عملیات پمپاژ با فشار بالا می بایست حتماً برای هر مرحله دستگاه بصورت جداگانه انجام شود. برای انجام این کار، می توان با یک پمپ شستشو هر مرحله را شستشو داده و سپس به سراغ مرحله بعد رفت و یا با چند پمپ جداگانه برای هر Stage، این کار را همزمان برای همه مراحل انجام داد.

– توصیه Filmtec برای شستشو این است که ممبران ها ابتدا با شوینده های قلیایی شسته شوند. تنها در مواقعی ممبران ها ابتدا با مواد شوینده اسیدی شسته می شود که مطمئن باشیم که گرفتگی ممبران ها به دلیل رسوب کربنات کلسیم یا اکسید / هیدروکسید آهن باشد.

در صورتیکه گرفتگی ممبرانها ناشی از ترکیب عوامل مختلفی از جمله عوامل کلوئیدی، مواد آلی، میکروارگانیسم ها به همراه رسوب کربنات کلسیم باشد، می بایست از شستشوی دو مرحله ای استفاده کرد. در این حالت، می بایست ابتدا شستشو با شوینده قلیایی و سپس با شوینده اسیدی انجام گیرد. شستشو با شوینده قلیایی باعث حذف رسوبات آلی، کلوئیدی و بیوفیلم شده و در ادامه، شوینده اسیدی، رسوبات کربنات کلسیم را از روی ممبرانها شسته و از سیستم خارج خواهد نمود.

– همواره PH را در طول فرآیند شستشو اندازه گیری کنید. در صورت افزایش PH بیش از 0.5 واحد، از اسید و در صورت کاهش PH بیش از 0.5 واحد، از هیدروکسید سدیم استفاده و به محلول شوینده اضافه شوند.

– در صورت طولانی شدن بیش از حد زمان “غوطه ور سازی” و ثابت ماندن محلول شستشو، احتمال اشباع محلول شوینده و رسوب کردن مجدد مواد محلول در آن روی سطح ممبران و نیز کاهش دما وجود خواهد داشت. به همین دلیل، توصیه شده است که محلول شستشو در طول زمان غوطه ور سازی، با سرعت کم سیرکوله شده و مواد شیمیایی لازم برای تنظیم PH در طول فرآیند شستشو به محلول اضافه شود.

– محلول شستشو در صورت کدر و یا تیره شدن، می بایست با محلول شستشوی تازه جایگزین شده و عملیات شستشو با محلول شوینده تازه تکرار شود.

– در صورتیکه به هر دلیل لازم باشد تا سیستم به مدت بیش از 24 ساعت خاموش ( در حالت Shut down) باشد، می بایست ممبرانها را در محلول 1% متا بی سولفیت سدیم نگهداری نمود.

انواع ممبران اسمز معکوس- RO

تجهیزات_مکانیکی٬ فرآیند Brackish Water٬ BW٬ Fortilife٬ FW٬ membrane٬ ro٬ Sea Water٬ SW٬ Tap Water٬ TW٬ اسمز معکوس٬ ممبران

با پیشرفت تکنولوژی بشر به این فکر افتاد تا برای مقابله با کم آبی و استفاده بهینه از آبهای چشمه ها و دریاها دستگاهی را اختراع کنند . در سال 1960 در آمریکا دو دانشمند آمریکایی موفق به ساخت فیلتر اسمز معکوس شدند که ساختار کاری آن همانند ساقه درختان و گیاهان می باشد .غشاهای اسمز معکوس برای حذف نمک های حل شده از آب طراحی شده اند. در حالی که آب به راحتی از طریق غشای RO عبور می کند، نمک حل شده خیلی آهسته از آن عبور می کند. در شرایط طبیعی اسمز، آب از طریق یک غشای نیمه نفوذ به سمت ناحیه ای از غلظت نمک بالاتر پخش می شود تا قدرت محلول در هر دو طرف غشاء برابر شود. به منظور غلبه و معکوس کردن این گرایش اسمزی، فشار به آب خوراک وارد می شود و بدین ترتیب یک خالص تولید می شود .این نوع فیلتر دارای غشایی است که می تواند آب شور و شیرین را از هم جدا کند. غشای این نوع فیلترها به دلیل منافذ ریزی که دارد مانع عبور موادی با قطر مولکولی بیشتر از 0.00001 میکرون ( یک صد هزارم میکرون ) می شود.در حال حاضر این نوع فیلترها در ابعاد و ظرفیت های مختلف برای کاربرد گوناگون ساخته می شوند. از فیلترهایی برای مصارف خانگی گرفته تا تصفیه آب دریا .هم اکنون این فیلتر در بیش ده کشور از آمریکا و ژاپن گرفته تا چین و کره جنوبی در مارک های مختلف ساخته شده و روانه بازار می شوند.در دستگاه های تصفیه آب با ظرفیت اسمی بیش از 5 هزار لیتر در شبانه روز تا دستگاه های تصفیه آب با 300 هزار لیتر در شبانه روز استفاده می شوند. باید توجه داشته باشید که این فیلترها در ظرفیت های مختلفی و اندازه های مختلف از 2 اینچ الی 8 اینچ تولید می شوند و برای اهداف کاری مناسب شما باید از فیلتر مناسب آن کار استفاده کنید که در زیر به آن می پردازیم.

دستگاه های اسمز معکوس بر حسب نوع ممبرین به 3 دسته تقسیم میشوند:
1- TW.RO (Tap Water) برای تصفیه آبهای شهری تا TDS 3000 ppm
2-BW.RO (Brackish Water) برای تصفیه آبهای لب شور تا TDS 5000 ppm

3- FW.RO (Fortilife) برای تصفیه آبهای نیمه شور تا TDS 15000 ppm
4- SW.RO (Sea Water) برای تصفیه اب دریا TDS 45000 ppm

این فیلترها در انواع مختلف ساخته می شوند:

نوع TW که مخفف کلمه TAP WATER یا همان آب شیر می باشد و برای دستگاه های تصفیه آب خانگی ساخته می شوند و از ظرفیت 50 گالن یا 200 لیتر در روز تا 200 گالن در روز یعنی 800 لیتر ساخته می شوند و ظرفیت تولید آب آنها محدود است.

مشخصات عملکرد این فیلترها به شرح زیر می باشد:

نوع غشای فیلتر: پلی آمید

حد اکثر دمای کارکرد:45 درجه سانتیگراد

حداکثر فشار آب:300 PSI یا 21 BAR

نوع BW که مخفف کلمه BRACKISH WATER یا همان آب شور می باشد .منظور از آب شور آبی است که حد وسط آب شیر و آب دریا تا سختی 4000 باشد.این نوع فیلتر دارای بالاترین سطح غشای فعال است که در صنعت هزینه استفاده را به حداقل رسانده است.بدین معنی که این فیلتر با این سطح از غشای فعال می تواند تا 10 درصد آب بیشتری نسبت به مدل های مشابه تولید کند که خود می تواند هزینه تامین انرژی برای تولید آب را کاهش دهد.این فیلتر معمولا برای تصفیه آب چاه ها ، دریاچه ها و رودخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد و در مدل های BW30-365–BW30-400–BW30-440 ساخته می شود که نشان دهنده ظرفیت تصفیه آب این فیلترها می باشد.

نوع SW که مخفف کلمه SEA WATER یا همان آب دریا می باشد.این ممبران ها برای تصفیه آب های خیلی شور دریا تا 100 گرم نمک در هر لیتر ساخته شده اند.این فیلترها قادرند تا10 هزار لگالن آب را در روز تصفیه کنند.این فیلترها در مدلهای SW30HRLE-400-440-440i ساخته می شوند که نشان دهنده ظرفیت آنها می باشد.عمر مفید ممبرانهای صنعتی بسته به کیفیت آب ورودی، نوع فیلترهای پیش تصفیه و طراحی با توجه به اعلام شرکت سازنده بین ۳تا ۷ سال است.این نوع فیلتر ها را می توان شستشو داد و احیاء کرد که این کار را بوسیله اسید آنتی اسکالانت انجام می دهند و این عمل باعث می شود تا دوباره فیلتر ممبران بتواند آب را همانند گذشته تصفیه کند.باید به دو نکته اساسی در مورد استفاده بهینه از ممبران توجه کرد.اول این که این ممبران ها نباید هیچگاه خشک شوند و باید سطح آنها مرطوب باشد و دوم اینکه باید به موقع این فیلترها را شستشو داد تا از آسیب جدی که باعث خرابی و تعویض آنها می شود جلوگیری کرد

فیلمتک دو نوع مختلف از غشاهای پلی آمید را برای استفاده در تصفیه آب تولید می کند. اولین ماده شیمیایی FT30 است که یک پلی آمید معطر است و در تمام غشاهای اسمز معکوسفیلمتکو غشای نانو فیلتر NF90 که توسطجان کادوتدر شرکت فیلمتک در سال 1969 به ثبت رسیده است، استفاده می شود. نوع دوم یک پلی آمید آروماتیک آلیفاتیک مخلوط است که در تمام غشاهای نانوفیلتراسیون مورد استفاده قرار می گیرد .سی سال نوآوری بیشتر در فیلمتک منجر به گسترده ترین طیف وسیعی از غشاهای نانو فیلتراسیون و اسمز معکوس در صنعت شده است.

انواع ممبران اسمز معکوس – محدویت ها و طول عمر ماژول و شرکتهای مطرح سازنده

تجهیزات_مکانیکی membrane٬ ro

در واحدهای تصفیه آب غشایی نظیر اسمز معکوس از ممبران (Membrane) به عنوان قلب سیستم تصفیه یاد می شود. این ممبران ها برای تصفیه آب شور و آب دریا، و نیز بازیابی پساب های صنعتی و شهری استفاده می شوند. امروزه شرکت های متعددی این المان ها را تولید و به بازار جهانی عرضه می کنند. ولی نوع ممبران مورد استفاده در فرایند تصفیه بر کیفیت محصول نهایی تاثیر بسیار زیادی دارد. در این مطلب در مورد انواع ممبران اسمز معکوس، محدودیت های آن و طول عمر این ماژول ها بحث می کنیم.

انواع ممبران اسمز معکوس

ماژول های اسمز معکوس بر اساس نوع آب خوراکی که قرار است تصفیه کنند، در انواع مختلفی عرضه می شوند. ماژول های SW برای تصفیه آب دریا مناسب هستند و ماژول های BW برای آب های شور. ولی معیار اصلی ما در تعیین نوع مناسب ممبران برای خوراکی که قرار است تصفیه کنیم میزان TDS است. اگر TDS آب خوراک کمتر از ۱۰ هزار میلی گرم بر لیتر باشد از ماژول‌های BW استفاده می‌کنیم، و اگر TDS بالاتر از این عدد باشد بهتر است ماژول‌های SW که مخصوص تصفیه آب دریا هستند، بکار برده شوند. این تقسیم بندی به طور کلی می باشد و در مابین این دسته بندی کلی شرکتها انواع دیگری نیز تولید کرده اند.

همچنین، ممبران های اسمز معکوس بر اساس ظرفیت سیستم تصفیه آب، در ابعاد مختلفی به بازار عرضه می شوند. این ماژول ها را می‌توان در قطر ۲/۵، ۴ و ۸ تهیه کرد. ماژول‌های ۴ و ۸ اینچ برای مصارف صنعتی هستند، و ماژول های ۲/۵ اینچ بیشتر در سیستم های تصفیه آب خانگی بکار برده می شوند.

ماژول اسپایرال ممبران اسمز معکوس در اندازه های مختلف

محدودیت‌های عملیاتی ممبران اسمز معکوس

هر ممبران RO بسته به نوع و شرکت سازنده دارای محدودیت‌های عملیاتی است که باید مورد توجه قرار گیرد. این محدودیت ها را می توان از کاتالوگ همراه ماژول یا وبسایت شرکت سازنده مشاهده کرد. ولی یک سری محدودیت های عمومی وجود دارد که برای تمام ممبران ها صادق است. در ادامه به چند مورد اشاره می کنیم:

محدودیت pH و دما

المان های ممبرین می توانند در محدوده pH بین ۲ تا ۱۲ بخوبی کار کنند. دما یکی دیگر از پارامترهای فرآیندی است که بر عملکرد و کیفیت فیلتراسیون ممبران تاثیر گذار است. حداکثر دمای مجاز آب ورودی به ممبران تا ۴۵ درجه سانتی گراد است.

کلر (هیپوکلریت)

تزریق کلر درون آب یکی از عملیات‌های پیش تصفیه اسمز معکوس است که برای جلوگیری از گرفتگی بیولوژیکی ممبران، استفاده می‌شود. لایه انتخابگر ممبران اسمز معکوس معمولا از جنس پلی آمید ساخته شده است و این لایه، که وظیفه اصلی حذف مواد و آلودگی‌ها را از آب انجام می دهد، در در برابر حضور کلر آسیب پذیر است. حد مجاز کلر آزاد برای ممبران کمتر از ۰/۱ میلی گرم در لیتر می باشد، و بیشتر از این مقدار می‌تواند لایه پلی آمیدی غشا را تخریب کرده و عملکرد آن را با مشکلات جدی مواجه کند.

افزایش طول عمر ممبران اسمز معکوس صنعتی

به طور معمول، انتظار می رود ممبران RO حداقل ۲ سال عمر مفید داشته باشد. ولی عوامل زیادی بر طول عمر آن تاثیر دارد. یکی از مهمترین عامل ها کیفیت آب خوراک است. برای جلوگیری از آسیب به ممبران و افزایش طول عمر آن، همیشه قبل از ورود آب خوراک به سیستم RO از پیش تصفیه های مختلفی استفاده می شود. همچنین طراحی درست و اصولی یک سیستم تصفیه آب از مهم‌ترین مواردی است که می‌تواند دوام ممبران‌ها را تضمین کند. البته به اهمیت نگهداری و شستشوی ممبران‌ها نیز باید توجه ویژه‌ای داشت.

اهمیت طراحی در افزایش طول عمر و دوام ممبران اسمز معکوس

متأسفانه در ایران به اهمیت طراحی سیستم تصفیه آب کمتر توجه می‌شود و این نه‌تنها باعث می‌شود سیستم به‌درستی کار نکند، بلکه عمر و دوام ممبران‌ اسمز معکوس را هم بشدت کاهش می‌دهد. پس برای اینکه بتوانیم از ماژول‌های دستگاه تصفیه آب صنعتی به مدت طولانی استفاده کنیم و در هزینه‌ها صرفه جویی کنیم، اولین قدم ما باید اطمینان از طراحی سیستم باشد.

افزایش طول عمر فیلتر ممبران RO از طریق کاهش فولینگ یا گرفتگی

ماژول های اسمز معکوس وقتی عملیات تصفیه را انجام می‌دهند، به مرور عملکرد خود را از دست می دهند. فولینگ (Fouling) یا گرفتگی اصلی ترین دلیل کاهش عملکرد غشا است. اگر چه استفاده از پیش تصفیه RO می‌تواند تا حد زیادی این گرفتگی ها را کاهش دهد، ولی فولینگ در تمام فرآیندهای غشایی امری اجتناب ناپذیر است. مواد جامد معلق، میکروارگانیسم ها و دیگر ذرات روی سطح غشای RO ایجاد رسوب می‌کنند و باعث فولینگ می‌شوند.

شستشوی ممبران اسمز معکوس

همان‌طور که گفتیم فولینگ در سیستم اسمز معکوس پدیده‌ای اجتناب ناپذیر است. حتی اگر بهترین طراحی را انجام دهیم و از پیشرفته‌ترین پیش تصفیه‌ها نیز استفاده کنیم باز هم فولینگ و گرفتگی روی سطح ممبران‌‌ ایجاد می‌شود. ولی عملیات شستشو می‌تواند راه‌ گشا باشد و این رسوبات ایجاد شده روی سطح غشا را تمیز کند. شستشوی دوره‌ای ممبران RO یکی دیگر از راه کارهای کم هزینه است، که اگر به طور منظم انجام شود می تواند باعث افزایش هر چه بیشتر طول عمر ممبران شود.

شرکت های تولید کننده ممبران اسمز معکوس

تا چند سال پیش تکنولوژی ساخت ممبران در انحصار چند کشور خاص شامل آمریکا، آلمان و ژاپن بود. ولی امروزه کشورهای دیگری به این تکنولوژی دست یافته اند و یا امتیاز آن را خریداری کرده اند.

شرکت DOW (ایالات متحده آمریکا)

شرکت DOW در زمینه های مختلفی فعالیت می کند که یکی از فعالیت‌های آن تولید ممبران اسمز معکوس برای سیستم‌های تصفیه آب در همه ابعاد خانگی و صنعتی است. این شرکت ماژول های غشایی خود را با نام تجاری FilmTec به بازار عرضه می‌کند. امروزه کیفیت بسیار بالای ماژول‌های FilmTec، آن‌ها را به محبوب‌ترین فیلترهای ممبران RO در دنیا تبدیل کرده است.

شرکت Toray (ژاپن)

فعالیت اصلی این شرکت طراحی سیستم های تصفیه آب و تولید ممبران است. شرکت Toray در سراسر دنیا دفتر نمایندگی دارد که یکی از آن ها در خاورمیانه قرار دارد.

شرکت Koch (آمریکا)

این شرکت آمریکایی طیف وسیعی از غشاهای (UF، MF، RO، NF) و سیستم های مختلف را برای استفاده در تصفیه آب آشامیدنی، فاضلاب صنعتی و شهری، صنایع لبنی، و … به بازار عرضه می‌کند. همچنین، راه حل هایی برای صنایع مختلف از جمله مواد غذایی، خودرو، صنایع نساجی، صنایع دارویی و زیستی و … با استفاده از فرایندهای غشایی ارائه می دهد.

شرکت CSM (کره جنوبی)

این شرکت ممبران های خود را تحت لیسانس شرکت FilmTec آمریکا ولی با برند خود به بازار عرضه می کند.