انواع فولینگ فیلتر ممبران

فیلتر ممبران تصفیه آب صنعتی به دلیل املاح و رسوبات موجود در آب ورودی دچار گرفتگی می شود که بسته به نوع و میزان عناصر آب انواع فولینگ می تواند اتفاق بیافتد. چهار نوع از انواع فولینگ فیلترهای ممبران شامل موارد زیر می باشد:

1- فولینگ کلوئیدی
2- فولینگ آلی
3- رسوب گذاری
4- بایو فولینگ

بر مبنای قدرت ذرات در سطح ممبران، فولینگ می تواند به دو نوع برگشت پذیر و برگشت ناپذیر تقسیم شود. فولینگ برگشت پذیر می تواند توسط بک واش یا با استفاده از روش های قوی از بین برود. فولینگ برگشت ناپذیر به صورت نرمال و توسط چسبیدن ذرات محکم و قوی به ممبران ایجاد می شوند و نمی توان آنها را با روش های فیزیکی از بین برد.

فولینگ کلوئیدی فیلتر ممبران

فولینگ کلوئیدی فیلتر ممبران اسمز معکوس به شدت می تواند باعث تولید کم و گاهی اوقات دفع نمک شود. نشانه فولینگ کلوئیدی اغلب افزایش اختلاف فشار در سیستم می باشد. ذرات کلوئیدی به صورت همه گیر در آب های طبیعی وجود دارند. کلوئیدها محدوده وسیعی از چند نانومتر تا چند میکرومتر را اشغال می کنند.

نمونه مواد کلوئیدی شامل گل و لای، سیلیس کلوئیدی، آهن، آلومینیوم و منگنز اکسید می باشد. در محدوده PH آب های طبیعی، بیش تر کلوئیدها بار سطحی منفی ای را حمل می کنند. بار سطح کلوئیدهای آبی ویژگی شیمیایی سطح شان و ترکیبات شیمیایی آب را منعکس می کنند. 

در طول دوره فولینگ ممبران، کلوئیدها در سطح ممبران تجمع پیدا کرده و کیفیت و کمیت آب تولید را تحت تاثیر قرار می دهند. در ممبران های RO، فولینگ کلوئیدی توسط تجمع ذرات در سطح ممبران در لایه کیکی فیلتر ایجاد می شود. این لایه کیکی مقاومت هیدرولیکی اضافه ای را برای جریان آب در طول ممبران ایجاد می کند و به این ترتیب دبی آب تولید کاهش می یابد. 

بهترین تکنولوژی برای تشخیص پتانسیل فولینگ آب ورودی سیستم RO اندازه گیری شاخص چگالی لجن (SDI) می باشد، که گاهی به عنوان شاخص فولینگ نیز شناخته می شود. اندازه گیری این پارامتر مهم است و باید قبل از طراحی یک سیستم پیش تصفیه اسمز معکوس و در طول عملیات RO باید به طور منظم انجام شود (سه بار در روز برای آب های سطحی).

فولینگ آلی فیلتر ممبران

فولینگ آلی در فیلتر ممبران برای آب هایی با مقادیر بالای NOM ها اتفاق می افتد. NOM در آب های شامل ترکیبات آلی که هم آب گریز هستند و هم آب دوست با طیف وسیعی از وزن مولکولی وجود دارد. این مواد از ترکیبات آلی غیر همگن مانند اسیدهای آمینه، قندها، چربی ها و اسیدهای آروماتیک و دیگر مواد آلی شیمیایی مصنوعی تشکیل شده اند و به چهار زیر گروه به نام های: HS ها، ترشحات میکروبی و مواد آلی محلول از بافت های گیاهی و فضولات حیوانات دسته بندی می شوند.

مشکل اصلی در فولینگ آلی فعل و انفعالات مختلف بین مواد آلی، ترکیبات آلی آب ورودی و ممبران های اسمز معکوس می باشد. تشکیل اولیه لایه رسوب در اثر جذب ایجاد می شود. 

واکنش های رسوب- رسوب مسئول ایجاد لایه فولینگ ضخیم و فشرده می باشد، که مقاومت هیدرولیکی لایه فولینگ را نشان می دهد، بنابر این باعث کاهش دبی آب تصفیه شده در طول رسوب گذاری می شود.

رسوب گذاری در فیلتر ممبران

رسوب گذاری در فیلترهای ممبران وقتی اتفاق می افتد، که غلظت مواد مختلف رسوب از حد اشباع بیش تر شده و مواد جامد اضافی در آب ورودی وارد شود. رسوبات شامل کربنات کلسیم، سولفات کلسیم، سولفات باریم، سولفات استرانسیوم و سیلیس فعال از آن جایی که حلالیت این گونه ها بسیار کم است، به سختی از سطح ممبران های اسمز معکوس حذف می شوند.

رسوب گذاری تاثیر ممبران ها در کاهش نمک های آب را تحت تاثیر قرار می دهند و نیاز به شستشوهای مکرر ممبران ها را در سیستم ایجاد می کنند. رسوب بر روی ممبران یک نقطه رشد رسوب را ایجاد می کند که نرخ ایجاد رسوب اضافی را تسریع می کند.

کلسیم کربنات بیش ترین ماده است که در سطح ممبران رسوب می کند. از طریق تغییر دما یا حذفیات آب، غلظت نمک ها ممکن است از حد اشباع تجاوز کند که منجر به ته نشینی نمک و تشکیل کریستال می شود. فولینگ ناشی از رسوب گذاری تنها مشکل در سیستم های اسمز معکوس نیست، اما معمول ترین مشکل است. 

بایو فولینگ فیلتر ممبران

بایو فولینگ یا فولینگ بیولوژیکی دسته بندی خاصی از فولینگ آلی می باشد و نتیجه واکنش های پیچیده بین مواد تشکیل دهنده ممبران، مواد نامحلول، پارامترهای جریان سیال، جلبک، حیوانات، سطح مرطوب و میکرو ارگانیسم ها می باشد.

بایو فولینگ در فرایند تصفیه آب یکی از مکرر ترین دلائل تعلیق کارایی و خرابی سیستم های تصفیه آب صنعتی می باشد. فولینگ بیولوژیکی به شکل بیوتیک فولینگ آلی در نظر گرفته می شود در حالی که فولینگ ایجاد شده توسط مواد آلی ناشی از بقایای سلولی میکروبی را می توان به عنوان شکل غیر زنده از رسوب بیولوژیکی در نظر گرفت.

بایو فیلم به عنوان یک اجتماع ساختار یافته از میکرو ارگانیسم ها تعریف شده است که در یک ماتریس پلیمری خود توسعه یافته و به یک سطح زنده یا بی اثر چسبیده اند. میکرو ارگانسیم ها در نزدیکی همه سیستم های تصفیه آب هستند. آنها تمایل دارند به سطح ممبران بچسبند و با انباشته شدن بیش تر رسوبات رشد کنند. 

بایو فولینگ می تواند بر روی ممبران تاثیراتی از جمله موارد زیر را داشته باشد:

1- دبی خروجی ممبران کاهش می یابد زیرا بایو فیلمی با مقدار نفوذ کم در سطح ممبران تشکیل می شود. 
2- افزایش اختلاف فشار و فشار آب ورودی مورد نیاز برای حفظ نرخ تولید یکسان به دلیل مقاومت بایو فیلم
3- تجزیه بیولوژیکی ممبران ناشی از محصولات جانبی اسیدی هستند که در سطح غشا متمرکز شده اند.
4- افزایش نمک عبوری از غشا و کاهش کیفیت آب تولید به دلیل تجمع سون های محلول در بایو فیلم در سطح غشا و در نتیجه افزایش درجه قطبی سازی پساب
5- افزایش مصرف انرژی به دلیل فشار بیش تر برای غلبه مقاومت بایو فیلم و کاهش دبی آب تولید

شدت فولینگ بیولوژیکی به مشخصات آب ورودی بستگی دارد. پارامترهای کیفیت آب که پتانسیل فولینگ میکروبی را نشان می دهند، به سه دسته زیر تقسیم بندی می شوند:

•    پارامترهای نشان دهنده فراونی میکروب ها
•    پارامترهای نشان دهنده موجودیت عناصر
•    پارامترهای نشان دهنده شرایط محیطی برای رشد میکروبی

کنترل بایو فولینگ چالش اصلی در فیلترهای ممبران می باشد. عوامل عمده چسبیدن میکرو ارگانیسم ها به سطح ممبران شامل موارد زیر می باشد:

1- ماده سازنده ممبران
2- زبری سطح ممبران
3- بار سطح ممبران

 
اگر برای خرید فیلتر ممبران نیازمند مشاوره هستید و یا فیلترهای ممبران دستگاه تصفیه آب صنعتی شما دچار مشکل شده اند، می توانید از طریق شماره های زیر با کارشناسان abin.ir در ارتباط باشید و با استفاده از فرصت مشاوره رایگان محصول مناسب را خرید و یا خدمات مناسب را دریافت کنید.