شستشوی ممبران (CIP)

 

شستشو دهنده های متنوعی را برای حذف کلیه عوامل ایجاد کننده گرفتگی اعم از فلزات ، رسوبات معدنی ، مواد آلی و عوامل بیولوژیکی استفاده می کنند  تمامی این مواد می بایست به صورت رقیق بکار برده شود که برای رقیق سازی باید از آب خروجی  RO یا آب سبک استفاده گردد .

 

شستشوی ممبران ها در آب شیرین کن های اسمز معکوس بطور اختصار CIP ، عملیات CIP نامیده می شود (CIP مخفف Clean In Place می باشد).

 

کیپ شدن یا گرفتگی فیلتر ممبران (غشاء) در سیستم های تصفیه آب به روش اسمز معکوس (RO)  یک امر بسیار عادی و طبیعی است و با شستشوی دوره ای این ممبران ها (CIP)  بیشتر گرفتی و کیپ شدگی ها از سطح فیلتر ممبران برطرف شده و سطح غشاء پاک می شود.برای افزایش طول عمر فیلتر ممبران ها باید در زمان مناسب آن ها را شستشو (CIP)  داد، شستشوی به موقع از ایجاد کریستال یا رسوب گذاری بر روی ممبران ها جلوگیری می کند.

زمان شستشو (CIP) بستگی به نوع آب خام و آلودگی موجود در آب هست.ولی به طور متوسط شستشوی فیلتر ممبران سیستم تصفیه آب به روش اسمز معکوس (RO) بین 6 تا یک سال می باشد.

 

نکته مهم اینجاست که اگر گرفتگی در فیلتر ممبران  و فیلتر دستگاه تصفیه آب زود به زود رخ می دهد و شما مجبور به CIP دستگاه RO هستید باید نسبت به سیستم پیش تصفیه خود تجدید نظر کنید. زیرا باعث از بیین رفتن فیلتر ممبران می شود.

 

اگر منشا گرفتگی فیلتر ها عواملی نظیر گل و لای و لجن باشد راندمان دستگاه خیلی کم می شود و عوامل شیمیایی برای شستشوی این فیلتر ها تغییر می کند.دانستن این نکته ضروری است که اکثرا گرفتگی ممبران ها به صورت لایه های مختلف اتفاق می افتد. و باید ابتدا محلول شیمیایی برای از بین بردن رسوب لایه بالایی مورد استفاده قرار گیرد . اگر لایه های اولیه به نحو صحیح پاک سازی شود ،شستشو و پاک سازی لایه های بعدی به صورت بهتری انجام می شود.

 

 

شستشوی ممبران ها در آب شیرین کن های اسمز معکوس بطور اختصار CIP ، عملیات CIP نامیده می شود (CIP مخفف Clean In Place می باشد). هنگامی واحد RO نیازمند CIP است که ظرفیت آبدهی 10-15 کاهش پیدا کرده و یا DP (تفاضل فشار آب قبل و بعد از ممبران ) به بیش از 4-5 بار افزایش یابد و یا با افزایش یکباره EC مشاهده گردد. .

در اینصورت سیستم نیازمند CIP می باشد ، گرچه لازم است قبل از انجام CIP ، کاهش دما ، میزان تزریق مواد بهسازی آب ، سلامت فیلتر کارتریج ها و سایر تجهیزات و پارامترها کنترل گردد.

در حالت عادی چنانچه سیستم RO بدون هرگونه تغییر حاد پارامترهای فوق در حال بهره برداری باشد ، نیز توصیه میگردد در فاصله زمانی 3 ماه یکبار ، CIP ملایم صورت پذیرد. بر اساس منابع شرکت های سازنده ممبران ، مواد شیمیایی جهت CIP پیشنهاد میگردد ، گرچه مواد توصیه شده توانایی شستشوی ممبران ها را دارند لیکن ، مواد مذکور برای آب های نرمال پیشنهاد شده و برای آب هایی با آلودگی های گسترده ممکن است کارایی 100% نداشته باشند.

 گرچه عوامل رسوبگزار بر پایه کاتیون ها نظیر یون کلسیم ، منیزیم ، آهن وسایر فلزات متداول و همچنین آنیون های سولفات و کربنات ، رسوب های عمومی در ممبران ها می باشند ، لیکن با توجه به نفوذ پساب های صنعتی به آب های سطحی و حضور ترکیبات آلی و برداشت از آب های آلوده ( Intake) برخی ترکیبات غیرمحلول و پیچیده (Complex ) در ممبران ها ایجاد نموده که به با مواد شیمیایی مرسوم قابل شستشوی کامل نمی باشند.

 از طرف دیگر ورود باکتری ها به سیستم RO و رشد توده های باکتریایی بدلیل وجود محیط مناسب رشد و تکثیر باکتری ها ، ایجاد Biofouling ها شدید در ممبران ها نموده که با عملیات CIP با کمک ترکیبات اسیدی و قلیایی عمومی ، بطور کامل قابل شستو نیستند و لازم است از مواد ضد باکتری کش (بایوساید) استفاده نمود.

 نکته بسیار مهم و قابل توجه در فرآیند CIP آن است که باید دقت داشت کلیه مواد شیمیایی مورد استفاده غیر اکسید کننده و باعث آسیب به ممبران ها نگردد. لذا کنترل pH و غلظت مواد مورد مصرف در بهینه سازی اثرگزاری بر رسوبات و کاهش اثرات تخریبی بر ممبران و پرشر وسل ها بسیار حائز اهمیت است.

بطور مثال استفاده از مواد قلیایی قوی در CIP باعث آسیب به سطح داخلی پرشر وسل های FRP شده و با از بین بردن ماتریس پلس استز یا اپوکسی سازنده پرشر وسل ها ، الیاف شیشه آزاد شده که خود باعث ایجاد گرفتگی و آسیب به ممبران ها می گردند. الیاف مذکور در دهانه ممبران ها تجمع یافته و باعث گرفتگی فیلترها می شوند.

 گاهی این الیاف به اشتباه به عنوان الیاف تخریب شده فیلتر کارتریج فرض می گردد و با تعویض مدلهای گوناگون فیلتر کارتریج سعی بر رفع این مشکل می نمایند ، چراکه در اغلب موارد ممبران ها از درون پرشروسل ها خارج نمی شوند و این معضل فقط هنگام تعویض ممبرانه ها قابل مشاهده می باشد .

برای اطمینان از شستشوی کامل ممبران ها ، استفاده از مواد شیمیایی مناسب و بدون ایجاد آسیب به تجهیزات RO توصیه میشود.

مواد شیمیایی شوینده ممبران ها ،در سه نوع پایه اسیدی ، قلیایی و بایوساید-دترجنت ، تضمین کننده شستشو و CIP کامل RO می باشد. استفاده از سه ماده در هر CIP الزامیست و مواد شیمیایی مذکور از نوع ملایم با حداکثر توانایی شستشو و غیر اکسید کننده می باشند. غلظت مناسب ، محلول سازی آسان ، عدم نیاز به تنظیم pH در طی عملیات CIP ، ایمنی و بدون خطر برای کاربر از مزایای عمده این دسته مواد شیمیایی می باشد. همچنین مواد مذکور برای RO های آب شیرین تا RO های آب دریا بسیار موثر و کارآمد می باشند.

 

شستشوی ممبران (CIP)

 

شستشو دهنده های ممبران به دو نوع تقسیم می شوند :

 

•شستشو دهنده ممبران نوع اسیدی :

 

ماده ای است با مقدار PH پایین (اسیدی) که به منظور حذف رسوبات غیر آلی مانند هیدروکسید ها ، کربنات کلسیم  و آهن بر روی فیلتر ممبران استفاده می شود .

 

• شستشو دهنده ممبران نوع قلیایی :

 

ماده ای است با مقدار PH بالا ( قلیایی ) که بمنظور از بین بردن مواد کلوئیدی و آلی و نیز حذف رسوبات ناشی از میکروارگانیزمها از ممبران های دستگاه اسمز معکوس استفاده می شود . این ماده در حذف هیدروکسید ها و اکسیدهای آهن زمانی که با شستشو دهنده اسیدی استفاده می شود ، بسیار موثر خواهد بود .

 

 

شستشو دهنده ممبران در دستگاه ههای RO زمانی که تولید آب از دستگاه کاهش و یا TDS آب خروجی تصفیه شده افزایش می یابد قبل از تعویض ممبران ها شستشوی شیمیایی دستگاه انجام میگردد. در صورتی که شستشوی شیمیایی تاثیر نداشت زمان تعویض ممبران ها فرا رسیده است . مواد شیمیایی RO-Cleaner یا شستشو دهنده ممبران به دو شکل زیر عرضه می گردد. شستشو دهنده ممبران نوع اسیدی : ماده ای است با مقدار PH پایین که به منظور حذف رسوبات غیر آلی مانند هیدروکسید ها ، کربنات کلسیم و آهن بر روی ممبران استفاده می شود . شستشو دهنده ممبران نوع قلیایی : ماده ای است قلیایی که بمنظور از بین بردن مواد کلوئیدی و آلی و نیز حذف رسوبات ناشی از میکروارگانیزمها از ممبران های دستگاه اسمز معکوس استفاده می شود . این ماده در حذف هیدروکسید ها و اکسیدهای آهن زمانی که با شستشو دهنده اسیدی استفاده می شود ، بسیار موثر خواهد بود .

 

 

نحوه تمیز کردن و شست و شوی ممبران های سیستم اسمزمعکوس RO:

 

شستشو فیلتر ممبران در سیستم های اسمز معکوس (RO) کوچک به صورت سعی و خطا صورت می گیرد. به عنوان مثال اگر آزمایش آب شامل مواد غیر آلی نظیر آهن و یا منگنز باشد باید از محلولی استفاده شود که قبلیت حذف رسوب فلزات باشد. و اگر گرفتگی شامل مواد جامد معلق در آب باشد نشان دهنده آلودگی بیولوژیکی است و باید از محلول بازی برای پاک سازی استفاده گردد. اگر از مواد اسیدی یا بازی استفاده گردد که سبب باز شدن منافذ فیلتر نشود ممکن است سبب گرفتگی های جدیدی در فیلتر ممبران شود.

 

برای سیستم های تصفیه آب اسمز معکوس (RO) بزرگ دیگر نمی توان با روش سعی و خطا پیش رفت چون ممکن است باعث صدمات جبران ناپذیری گردد.

 

هنگامی که رسوبات بر روی سطح ممبران ها تشکیل می شود سبب می گردد فلوی خروجی آب تصفیه شده (Permeate)  کاهش یابد یا اینکه کیفیت آب خروجی کاهش می یابد.

 

هرگاه با کاهش فلوی آب تصفیه شده یا کاهش کیفیت آب تصفیه شده و یا زیاد شدن اختلاف فشار (تفاوت فشار بین آب رودی به ممبران ها و خروجی ) از آن ها مواجه شدید باید عمل شستشو روی ممبران ها صورت گیرد.اگر عملیات پاک سازی رسوبات به تاخیر بیوفتد مقدار ریکاوری (Recovery)  سیستم کاهش می یابد.