شستشوی ممبران (CIP)

 

شستشو دهنده هاي متنوعي را براي حذف کليه عوامل ايجاد کننده گرفتگي اعم از فلزات ، رسوبات معدني ، مواد آلي و عوامل بيولوژيکي استفاده مي کنند  تمامي اين مواد مي بايست به صورت رقيق بکار برده شود که براي رقيق سازي بايد از آب خروجي  RO يا آب سبک استفاده گردد .

 

شستشوي ممبران ها در آب شيرين کن هاي اسمز معکوس بطور اختصار CIP ، عمليات CIP ناميده مي شود (CIP مخفف Clean In Place مي باشد).

 

کيپ شدن يا گرفتگي فيلتر ممبران (غشاء) در سيستم هاي تصفيه آب به روش اسمز معکوس (RO)  يک امر بسيار عادي و طبيعي است و با شستشوي دوره اي اين ممبران ها (CIP)  بيشتر گرفتي و کيپ شدگي ها از سطح فيلتر ممبران برطرف شده و سطح غشاء پاک مي شود.براي افزايش طول عمر فيلتر ممبران ها بايد در زمان مناسب آن ها را شستشو (CIP)  داد، شستشوي به موقع از ايجاد کريستال يا رسوب گذاري بر روي ممبران ها جلوگيري مي کند.

زمان شستشو (CIP) بستگي به نوع آب خام و آلودگي موجود در آب هست.ولي به طور متوسط شستشوي فيلتر ممبران سيستم تصفيه آب به روش اسمز معکوس (RO) بين 6 تا يک سال مي باشد.

 

نکته مهم اينجاست که اگر گرفتگي در فيلتر ممبران  و فيلتر دستگاه تصفيه آب زود به زود رخ مي دهد و شما مجبور به CIP دستگاه RO هستيد بايد نسبت به سيستم پيش تصفيه خود تجديد نظر کنيد. زيرا باعث از بيين رفتن فيلتر ممبران مي شود.

 

اگر منشا گرفتگي فيلتر ها عواملي نظير گل و لاي و لجن باشد راندمان دستگاه خيلي کم مي شود و عوامل شيميايي براي شستشوي اين فيلتر ها تغيير مي کند.دانستن اين نکته ضروري است که اکثرا گرفتگي ممبران ها به صورت لايه هاي مختلف اتفاق مي افتد. و بايد ابتدا محلول شيميايي براي از بين بردن رسوب لايه بالايي مورد استفاده قرار گيرد . اگر لايه هاي اوليه به نحو صحيح پاک سازي شود ،شستشو و پاک سازي لايه هاي بعدي به صورت بهتري انجام مي شود.

 

 

شستشوي ممبران ها در آب شيرين کن هاي اسمز معکوس بطور اختصار CIP ، عمليات CIP ناميده مي شود (CIP مخفف Clean In Place مي باشد). هنگامي واحد RO نيازمند CIP است که ظرفيت آبدهي 10-15 کاهش پيدا کرده و يا DP (تفاضل فشار آب قبل و بعد از ممبران ) به بيش از 4-5 بار افزايش يابد و يا با افزايش يکباره EC مشاهده گردد. .

در اينصورت سيستم نيازمند CIP مي باشد ، گرچه لازم است قبل از انجام CIP ، کاهش دما ، ميزان تزريق مواد بهسازي آب ، سلامت فيلتر کارتريج ها و ساير تجهيزات و پارامترها کنترل گردد.

در حالت عادي چنانچه سيستم RO بدون هرگونه تغيير حاد پارامترهاي فوق در حال بهره برداري باشد ، نيز توصيه ميگردد در فاصله زماني 3 ماه يکبار ، CIP ملايم صورت پذيرد. بر اساس منابع شرکت هاي سازنده ممبران ، مواد شيميايي جهت CIP پيشنهاد ميگردد ، گرچه مواد توصيه شده توانايي شستشوي ممبران ها را دارند ليکن ، مواد مذکور براي آب هاي نرمال پيشنهاد شده و براي آب هايي با آلودگي هاي گسترده ممکن است کارايي 100% نداشته باشند.

 گرچه عوامل رسوبگزار بر پايه کاتيون ها نظير يون کلسيم ، منيزيم ، آهن وساير فلزات متداول و همچنين آنيون هاي سولفات و کربنات ، رسوب هاي عمومي در ممبران ها مي باشند ، ليکن با توجه به نفوذ پساب هاي صنعتي به آب هاي سطحي و حضور ترکيبات آلي و برداشت از آب هاي آلوده ( Intake) برخي ترکيبات غيرمحلول و پيچيده (Complex ) در ممبران ها ايجاد نموده که به با مواد شيميايي مرسوم قابل شستشوي کامل نمي باشند.

 از طرف ديگر ورود باکتري ها به سيستم RO و رشد توده هاي باکتريايي بدليل وجود محيط مناسب رشد و تکثير باکتري ها ، ايجاد Biofouling ها شديد در ممبران ها نموده که با عمليات CIP با کمک ترکيبات اسيدي و قليايي عمومي ، بطور کامل قابل شستو نيستند و لازم است از مواد ضد باکتري کش (بايوسايد) استفاده نمود.

 نکته بسيار مهم و قابل توجه در فرآيند CIP آن است که بايد دقت داشت کليه مواد شيميايي مورد استفاده غير اکسيد کننده و باعث آسيب به ممبران ها نگردد. لذا کنترل pH و غلظت مواد مورد مصرف در بهينه سازي اثرگزاري بر رسوبات و کاهش اثرات تخريبي بر ممبران و پرشر وسل ها بسيار حائز اهميت است.

بطور مثال استفاده از مواد قليايي قوي در CIP باعث آسيب به سطح داخلي پرشر وسل هاي FRP شده و با از بين بردن ماتريس پلس استز يا اپوکسي سازنده پرشر وسل ها ، الياف شيشه آزاد شده که خود باعث ايجاد گرفتگي و آسيب به ممبران ها مي گردند. الياف مذکور در دهانه ممبران ها تجمع يافته و باعث گرفتگي فيلترها مي شوند.

 گاهي اين الياف به اشتباه به عنوان الياف تخريب شده فيلتر کارتريج فرض مي گردد و با تعويض مدلهاي گوناگون فيلتر کارتريج سعي بر رفع اين مشکل مي نمايند ، چراکه در اغلب موارد ممبران ها از درون پرشروسل ها خارج نمي شوند و اين معضل فقط هنگام تعويض ممبرانه ها قابل مشاهده مي باشد .

براي اطمينان از شستشوي کامل ممبران ها ، استفاده از مواد شيميايي مناسب و بدون ايجاد آسيب به تجهيزات RO توصيه ميشود.

مواد شيميايي شوينده ممبران ها ،در سه نوع پايه اسيدي ، قليايي و بايوسايد-دترجنت ، تضمين کننده شستشو و CIP کامل RO مي باشد. استفاده از سه ماده در هر CIP الزاميست و مواد شيميايي مذکور از نوع ملايم با حداکثر توانايي شستشو و غير اکسيد کننده مي باشند. غلظت مناسب ، محلول سازي آسان ، عدم نياز به تنظيم pH در طي عمليات CIP ، ايمني و بدون خطر براي کاربر از مزاياي عمده اين دسته مواد شيميايي مي باشد. همچنين مواد مذکور براي RO هاي آب شيرين تا RO هاي آب دريا بسيار موثر و کارآمد مي باشند.

 

شستشوي ممبران (CIP)

 

شستشو دهنده هاي ممبران به دو نوع تقسيم مي شوند :

 

•شستشو دهنده ممبران نوع اسيدي :

 

ماده اي است با مقدار PH پايين (اسيدي) که به منظور حذف رسوبات غير آلي مانند هيدروکسيد ها ، کربنات کلسيم  و آهن بر روي فيلتر ممبران استفاده مي شود .

 

• شستشو دهنده ممبران نوع قليايي :

 

ماده اي است با مقدار PH بالا ( قليايي ) که بمنظور از بين بردن مواد کلوئيدي و آلي و نيز حذف رسوبات ناشي از ميکروارگانيزمها از ممبران هاي دستگاه اسمز معکوس استفاده مي شود . اين ماده در حذف هيدروکسيد ها و اکسيدهاي آهن زماني که با شستشو دهنده اسيدي استفاده مي شود ، بسيار موثر خواهد بود .

 

 

شستشو دهنده ممبران در دستگاه ههاي RO زماني که توليد آب از دستگاه کاهش و يا TDS آب خروجي تصفيه شده افزايش مي يابد قبل از تعويض ممبران ها شستشوي شيميايي دستگاه انجام ميگردد. در صورتي که شستشوي شيميايي تاثير نداشت زمان تعويض ممبران ها فرا رسيده است . مواد شيميايي RO-Cleaner يا شستشو دهنده ممبران به دو شکل زير عرضه مي گردد. شستشو دهنده ممبران نوع اسيدي : ماده اي است با مقدار PH پايين که به منظور حذف رسوبات غير آلي مانند هيدروکسيد ها ، کربنات کلسيم و آهن بر روي ممبران استفاده مي شود . شستشو دهنده ممبران نوع قليايي : ماده اي است قليايي که بمنظور از بين بردن مواد کلوئيدي و آلي و نيز حذف رسوبات ناشي از ميکروارگانيزمها از ممبران هاي دستگاه اسمز معکوس استفاده مي شود . اين ماده در حذف هيدروکسيد ها و اکسيدهاي آهن زماني که با شستشو دهنده اسيدي استفاده مي شود ، بسيار موثر خواهد بود .

 

 

نحوه تميز کردن و شست و شوي ممبران هاي سيستم اسمزمعکوس RO:

 

شستشو فيلتر ممبران در سيستم هاي اسمز معکوس (RO) کوچک به صورت سعي و خطا صورت مي گيرد. به عنوان مثال اگر آزمايش آب شامل مواد غير آلي نظير آهن و يا منگنز باشد بايد از محلولي استفاده شود که قبليت حذف رسوب فلزات باشد. و اگر گرفتگي شامل مواد جامد معلق در آب باشد نشان دهنده آلودگي بيولوژيکي است و بايد از محلول بازي براي پاک سازي استفاده گردد. اگر از مواد اسيدي يا بازي استفاده گردد که سبب باز شدن منافذ فيلتر نشود ممکن است سبب گرفتگي هاي جديدي در فيلتر ممبران شود.

 

براي سيستم هاي تصفيه آب اسمز معکوس (RO) بزرگ ديگر نمي توان با روش سعي و خطا پيش رفت چون ممکن است باعث صدمات جبران ناپذيري گردد.

 

هنگامي که رسوبات بر روي سطح ممبران ها تشکيل مي شود سبب مي گردد فلوي خروجي آب تصفيه شده (Permeate)  کاهش يابد يا اينکه کيفيت آب خروجي کاهش مي يابد.

 

هرگاه با کاهش فلوي آب تصفيه شده يا کاهش کيفيت آب تصفيه شده و يا زياد شدن اختلاف فشار (تفاوت فشار بين آب رودي به ممبران ها و خروجي ) از آن ها مواجه شديد بايد عمل شستشو روي ممبران ها صورت گيرد.اگر عمليات پاک سازي رسوبات به تاخير بيوفتد مقدار ريکاوري (Recovery)  سيستم کاهش مي يابد.