رسوب فیلتر ممبران شایع ترین مشکلی است که سیستم های میکروفیلتراسیون (MF)، اولترافیلتراسیون (UF)، اسمز معکوس (RO) و نانوفیلتراسیون (NF) با آن مواجه هستند. در حالی که همیشه نمی توان رسوب غشایی را به طور کامل از بین برد، معمولاً اقداماتی برای کاهش شدت آن وجود دارد.
سیستم های فیلتر ممبران با حذف مواد جامد آلوده از جریان خوراک (حفظ شده) مواد تصفیه شده (فیلتر) را از جریان زباله جدا می کند. آلاینده ها در حالت ایده آل باید با جریان محفوظ شسته شوند یا در طول یک چرخه تمیز کردن منظم از واحد فیلتر ممبران خارج شوند. با این حال، عناصر موجود در جریان حجیم می‌توانند در خارج از محلول رسوب کنند، متبلور شوند، به فیلتر ممبران جذب شوند، یا در شرایط خاصی مانع از جریان نفوذ از طریق واحد فیلتر شوند.
چه چیزی باعث ایجاد رسوب در فیلتر ممبران می شود؟
میکروفیلتراسیون (MF)، اولترافیلتراسیون (UF)، اسمز معکوس (RO) و نانوفیلتراسیون (NF) همگی تکنیک های فیلتراسیون فیلتر ممبران هستند که از فیلتر ممبران نیمه تراوا برای جذب ذرات از مایعات استفاده می کنند. رسوب غشایی زمانی اتفاق می‌افتد که آلاینده‌ها روی سطح فیلتر ممبران فیلتر رسوب می‌کنند و از عبور مایعات از منافذ جلوگیری می‌کنند. رسوب می تواند به دلیل شرایط مختلفی از جمله وجود ذرات بیولوژیکی، کلوئیدی و/یا آلی بیش از حد در آب منبع، انتخاب نادرست مواد فیلتر ممبران ، و/یا شرایط نامناسب فرآیند از جمله سرعت جریان، دما و فشار ایجاد شود.
مشکلات رسوب فیلتر ممبران می تواند به تدریج یا ناگهانی ظاهر شود. علائمی مانند افزایش هزینه های انرژی و کاهش جریان فیلتر ممبران در اوایل فرآیند رایج هستند. همانطور که رسوبات روی سطح فیلتر ممبران ایجاد می شوند، فشار بیشتری برای عبور آب مورد نیاز است که به طور بالقوه باعث آسیب غیرقابل برگشت به فیلتر ممبران و سایر اجزای سیستم می شود.
burkle 5201-1000_pump-it_gebrauchsanleitung
راه حل های بالقوه فیلتر ممبران
بسته به روش، ممکن است با تنظیم پایداری جریان تغذیه، رسوب فیلتر ممبران را کاهش داد. پایداری و واکنش پذیری اجزای تشکیل دهنده در جریان خوراک تحت تأثیر متغیرهایی مانند pH، دما و/یا غلظت مواد جامد محلول یا معلق در جریان خوراک است.
این می تواند به مشکلات زیر کمک کند:
- 1. با تنظیم pH، دما و غلظت جریان خوراک می توان از بارش و پوسته پوسته شدن جلوگیری کرد. این امر به جلوگیری از بارش نمک کمک می کند، که می تواند منجر به رسوب رسوب بر روی فیلتر ممبران شود.
- 2. تنظیم دما و/یا pH می تواند به حداقل رساندن دناتوره شدن پروتئین و مشکلات آلودگی مرتبط در جریان هایی با محتوای پروتئین قابل توجه، به ویژه آنهایی که در تولید لبنیات استفاده می شوند، کمک کند.
- 3. رسوب زیستی: میکروارگانیسم ها، گیاهان، جلبک ها و سایر آلاینده های بیولوژیکی در شرایط گرم و کم جریان رشد می کنند، جایی که می توانند یک بیوفیلم روی عناصر فیلتر ممبران بسازند. تنظیم دمای جریان خوراک، سرعت جریان یا pH می‌تواند رشد آلاینده‌های بیولوژیکی را محدود کرده و رسوب زیستی را در برخی شرایط کاهش دهد.
تمیز کردن به صورت منظم فیلتر ممبران
یک برنامه منظم تمیز کردن می تواند به جلوگیری از تجمع رسوب روی فیلتر ممبران کمک کند. برای به دست آوردن بیشترین مزیت، چرخه های تمیز کردن باید به طور منظم یا در فواصل منظم دیگر برنامه ریزی شوند. روش‌های نگهداری بر اساس نوع آلاینده‌ها و معماری سیستم فیلتراسیون فیلتر ممبران متفاوت است و می‌تواند شامل یک یا چند فرآیند تمیز کردن باشد، مانند:
- 1. استفاده از نیروی فیزیکی برای خارج کردن آلاینده ها از فیلتر ممبران و خارج کردن آنها از سیستم به عنوان تمیز کردن مکانیکی شناخته می شود . شستشوی عقب یا جلو، که در آن آب یا محلول تمیزکننده با سرعت یا فشار بیشتر نسبت به یک چرخه سرویس معمولی از طریق دستگاه پمپ می‌شود، تلاطمی ایجاد می‌کند که رسوب‌ها را از فیلتر ممبران حذف می‌کند. برای افزایش اغتشاش، هوا به محلول شستشوی معکوس/فلوش به جلو در فرآیندی به نام شستشوی هوا وارد می شود.
- 2. مواد شوینده، سوزاننده، اسیدها، ضد اسکلت ها و پخش کننده ها برای شل کردن و حذف مواد رسوب از سطوح فیلتر ممبران در طول تمیز کردن شیمیایی استفاده می شود . مواد شیمیایی پاک کننده بر اساس آلاینده های موجود انتخاب می شوند و مواد فیلتر ممبران نیز در نظر گرفته می شوند تا اطمینان حاصل شود که مواد شیمیایی به کار رفته به آن آسیب نمی رسانند.
طراحی سیستم فیلتر ممبران
با برنامه ریزی و طراحی دقیق بهتر است از رسوب فیلتر ممبران جلوگیری شود. هنگام تغییر یک فیلتر ممبران یا نصب یک سیستم جدید، متغیرهای زیادی وجود دارند که در عملکرد صحیح سیستم برای یک سیستم فیلتراسیون فیلتر ممبران نقش دارند. هر یک از این متغیرها باید در هنگام تعویض یک فیلتر ممبران یا نصب یک سیستم جدید در نظر گرفته شود. اینها بخشی از آنها هستند:
- 1. مواد فیلتر ممبران : فیلتر ممبران فیلتراسیون را می توان از طیف گسترده ای از پلیمرهای مصنوعی، سرامیک ها و فلزات ساخت. ویژگی های فیلتر ممبران مانند بار یونی سطحی، آب گریزی و محدوده تحمل pH تعیین می کند که آیا فیلتر ممبران در برابر رسوب مقاوم خواهد بود و تا چه حد شرایط فرآیند و رژیم نگهداری مورد نیاز را تحمل می کند.
- 2. اندازه منافذ فیلتر ممبران : اندازه منافذ مهم‌ترین مؤلفه در حصول اطمینان از حذف مؤثر آلاینده‌های مشخص توسط واحد فیلتر فیلتر ممبران است. علاوه بر این، با به حداکثر رساندن شار نفوذ در پرتو جنبه‌های دیگر مانند کیفیت آب خوراک، دما و غلظت نمک، انتخاب اندازه مناسب منافذ فیلتر ممبران می‌تواند به جلوگیری از رسوب کمک کند.
- 3. شرایط استفاده : دما، pH، فشار فیلتر ممبران ، و سرعت جریان همه عواملی هستند که می توانند رسوب فیلتر ممبران را تشدید کنند. اگر این متغیرها در یک سیستم به خوبی طراحی شده متعادل شوند، رسوبات روی سطح فیلتر ممبران جمع نمی شوند.
به دلیل پیچیدگی های این جنبه ها، به طور کلی ترجیح داده می شود که با یک متخصص تصفیه آب مشورت کنید تا به طور کامل نیازها و شرایط فرآیند خود را ارزیابی کنید. برای ایجاد یک راه حل جداسازی ایده آل که رسوب فیلتر ممبران را به حداقل می رساند، یک متخصص می تواند مطالعات قابلیت درمان، کالبد شکافی فیلتر ممبران و آزمایش آزمایشی را انجام دهد.