تلسکوپی شدن فیلتر ممبران چیست؟ دلایل و روش‌ های پیشگیری

تلسکوپی شدن ممبران چیست؟ شاید اصطلاح تلسکوپی شدن فیلتر ممبران را شنیده باشید، اما دقیقا ندانید در این شرایط چه اتفاقی برای ممبران می‌ افتد و چرا می ‌تواند عملکرد سیستم RO شما را مختل کند. درصورتی که به ‌تازگی کاهش دبی آب یا افت فشار غیرعادی در سیستم RO خود دیده ‌اید، احتمالا با این مشکل مواجه شده ‌اید.

اگر به ظاهر یک فیلتر ممبران توجه کرده باشید، متوجه شده اید که ممبران ‌های اسمز معکوس از لایه‌ های مارپیچ تشکیل شده ‌اند که کاملا فشرده و همراستا هستند، اما فشارهای ناگهانی، پیش ‌تصفیه ضعیف، راه ‌اندازی و اپراتوری نادرست سیستم و سایر مشکلات باعث شده لایه ‌های فیلتر از جای خود بیرون بزند و ممبران شما تلسکوپی شود. در این حالت، تفاوت ممبران سالم و تلسکوپی کاملا مشخص است، ممبران سالم لایه‌ های مرتب و فشرده دارد، اما ممبران تلسکوپی لایه ‌های بیرون ‌زده ‌ای داشته که اصلا حالت طبیعی ندارند.

تلسکوپی شدن فیلتر ممبران چیست؟

تلسکوپی شدن ممبران یکی از مشکلات مکانیکی مهم در سیستم های اسمز معکوس است که معمولا در ممبران ‌های صنعتی و نیمه ‌صنعتی مشاهده می ‌شود. برای پاسخ به این سوال که تلسکوپی شدن ممبران چیست؟ ابتدا باید با ساختار و مفهوم لایه بندی فیلتر ممبران RO آشنا شوید. ممبران ‌های اسمز معکوس از لایه های غشایی مارپیچ تشکیل شده ‌اند که به ‌صورت فشرده دور یک لوله مرکزی (Permeate Tube) پیچیده شده ‌اند. در حالت عملکرد عادی فیلتر ممبران، این لایه ها کاملا هم ‌راستا، فشرده و ثابت هستند. اما زمانی که نیروهای هیدرولیکی نامتوازن به ممبران وارد شود، این لایه‌ ها نسبت به محور اصلی خود جا به‌ جا شده و به سمت بیرون رانده می ‌شوند که به این پدیده تلسکوپی شدن فیلتر ممبران گفته می ‌شود.

در واقع، در یک ممبران RO تلسکوپی، بخشی از لایه ‌های غشایی از پوسته بیرون ‌زدگی پیدا می ‌کنند و ظاهری شبیه تلسکوپ بازشده ایجاد می ‌شود. این وضعیت فقط یک ایراد ظاهری نیست، بلکه نشان‌ دهنده آسیب مکانیکی جدی به ساختار داخلی ممبران است. در چنین شرایطی، مسیر جریان آب، توزیع فشار و عملکرد جداسازی نمک ‌ها در ممبران به ‌طور کامل دچار اختلال می ‌شود.

دلایل تلسکوپی شدن فیلتر ممبران RO

تلسکوپی شدن فیلتر ممبران معمولا دراثر مشکلاتی مانند افزایش اختلاف فشار (ΔP)، عملکرد نامناسب پیش ‌تصفیه، راه‌ اندازی غیراصولی سیستم، CIP نادرست و طراحی نامناسب سیستم RO رخ می‌ دهد و یکی از جدی ‌ترین آسیب ‌های مکانیکی در ممبران ‌های اسمز معکوس محسوب می ‌شود.

شناخت دقیق این دلایل به اپراتورها و طراحان کمک می ‌کند تا با کنترل شرایط بهره ‌برداری و اصلاح طراحی و نگهداری سیستم، از بروز تلسکوپی شدن فیلتر ممبران و خسارت‌ های ناشی از آن پیشگیری کنند.

افزایش اختلاف فشار (ΔP) در ممبران صنعتی

مهم‌ ترین و شایع‌ ترین علت تلسکوپی شدن ممبران، افزایش غیرمجاز اختلاف فشار در طول ممبران (Differential Pressure یا (ΔP)) است. زمانی که افت فشار بین ورودی و خروجی ممبران از محدوده استاندارد عبور می ‌کند، نیروی محوری شدیدی به لایه‌ های غشایی وارد می‌ شود. این نیرو باعث جا به ‌جایی تدریجی یا ناگهانی لایه ‌ها و در نهایت تلسکوپی شدن فیلتر ممبران می ‌شود. افزایش ΔP معمولا به دلیل فولینگ، گرفتگی اسپیسرها یا انسداد مسیر جریان رخ می ‌دهد و اگر به‌ موقع کنترل نشود، آسیب مکانیکی ممبران اجتناب ‌ناپذیر خواهد بود. به دلیل اهمیت بالای این پدیده در سیستم تصفیه آب صنعتی، توصیه می کنیم مطلب اختصاصی در زمینه بررسی افت فشار (ΔP) در ممبران صنعتی و دلایل افزایش ناگهانی آن را بادقت مطالعه کنید.

عملکرد نامناسب پیش ‌تصفیه و کاهش کیفیت آب ورودی

ضعف در پیش ‌تصفیه باعث ورود ذرات معلق، کلوئیدها، آهن، منگنز یا آلودگی‌ های بیولوژیکی باعث رسوب و گرفتگی سطح ممبران می ‌شود که یکی از عوامل کلیدی در بروز تلسکوپی شدن فیلتر ممبران RO است. گرفتگی یا فولینگ ممبران به ‌صورت موضعی افت فشار ایجاد می‌ کند و توزیع یکنواخت فشار را از بین می ‌برد. در نتیجه، ممبران به‌ جای تحمل فشار یکنواخت، تحت تنش ‌های نامتعادل قرار می ‌گیرد که زمینه ‌ساز تلسکوپی شدن ممبران خواهد بود.

راه ‌اندازی نادرست و شوک هیدرولیکی سیستم اسمز معکوس

راه‌ اندازی غیراصولی سیستم RO، به ‌ویژه در زمان استفاده اولیه یا پس از شست ‌و شوی شیمیایی (CIP)، از دلایل مهم تلسکوپی شدن فیلتر ممبران محسوب می ‌شود. افزایش ناگهانی فشار یا دبی بدون رعایت Ramp-up استاندارد، شوک هیدرولیکی شدیدی به ممبران وارد می ‌کند. این شوک باعث لغزش و جابه‌جایی لایه ‌های غشایی می شود، اگرچه ممکن این این آسیب و جابجایی لایه ها در ابتدا قابل تشخیص نباشد و ممبران از نظر ظاهری سالم به نظر برسد، اما چنین آسیبی معمولا به سرعت باعث تخریب ساختار غشا شده و نشانه‌ های آن در مدت کوتاهی ظاهر می ‌شود.

شست ‌و شوی شیمیایی غیراصولی (CIP نادرست)

شست ‌و شوی شیمیایی زمانی که به ‌درستی طراحی و اجرا نشود، می ‌تواند به‌ جای رفع گرفتگی، علت تلسکوپی شدن ممبران باشد. استفاده از دبی بالا، جهت شست ‌و شو یا انجام CIP در شرایط گرفتگی شدید، باعث افزایش نیروی مکانیکی روی ساختار ممبران می ‌شود. این نیروی مکانیکی اضافی به ‌ویژه در ممبران‌ هایی که از قبل تحت تنش بوده ‌اند، ریسک تلسکوپی شدن فیلتر ممبران RO را به‌ طور قابل ‌توجهی افزایش می ‌دهد.

طراحی نامناسب سیستم و توزیع نادرست جریان

طراحی نادرست سیستم RO یکی از دلایل پنهان اما بسیار مهم در بروز تلسکوپی شدن است که شامل خطاهایی مثل انتخاب اشتباه تعداد ممبران ‌ها در هر وسل، آرایش نامناسب استیج‌ ها یا توزیع نابرابر جریان بین المان ‌ها می شود و نتیجه آن ایجاد اختلاف فشار موضعی است. این شرایط به‌ مرور باعث افزایش تنش مکانیکی و در نهایت تلسکوپی شدن فیلتر ممبران خواهد شد، به همین دلیل، بررسی طراحی هیدرولیکی سیستم نقش کلیدی در پیشگیری از این آسیب دارد.

نشانه ها و علائم تلسکوپی شدن فیلتر ممبران

تشخیص تلسکوپی شدن فیلتر ممبران از طریق توجه به نشانه‌ های عملکردی فیلتر و بررسی ‌مشخصات فیزیکی و ظاهری آن امکان پذیر است. ازجمله نشانه ها و علائم تلسکوپی شدن فیلتر ممبران، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تغییرات غیرطبیعی فشار: یکی از اولین علائم تشخیص تلسکوپی شدن فیلتر ممبران، افزایش غیرعادی افت فشار در یک وسل یا استیج خاص است. در این شرایط فشار ورودی و خروجی اختلاف قابل ‌توجهی نسبت به حالت نرمال پیدا می ‌کنند. افزایش افت فشار اغلب به‌ صورت تدریجی رخ می‌دهد، اما در برخی موارد ممکن است ناگهانی و شدید باشد.
• کاهش دبی آب تصفیه ‌شده (Permeate Flow): در یک ممبران RO تلسکوپی، مسیرهای عبور آب به دلیل جا به‌ جایی لایه ‌ها مسدود یا محدود می ‌شوند و راندمان سیستم افت می ‌کند. همزمان، کیفیت آب خروجی نیز کاهش پیدا خواهدکرد، زیرا ساختار غشایی دیگر قادر به جداسازی یکنواخت املاح نیست.
• تغییر ساختار لایه ها و مشکلات ظاهری: از نظر ظاهری، پس از خارج کردن ممبران از پرشروسل، بیرون ‌زدگی لایه ‌های غشایی از یک یا هر دو سمت ممبران قابل مشاهده است. مشکلات ظاهری مهم‌ ترین نشانه برای تشخیص قطعی تلسکوپی شدن محسوب می ‌شود و به ‌وضوح تفاوت ممبران سالم و تلسکوپی را نشان می‌ دهد. در برخی موارد، تغییر شکل اندک ممکن است در مراحل اولیه دیده شود، اما حتی همین نشانه‌ های خفیف نیز زنگ خطر جدی برای اپراتور سیستم هستند که باید توجه ویژه ای به آن داشته باشد.

توجه داشته باشید که ادامه بهره ‌برداری از سیستم با ممبران تلسکوپی می ‌تواند باعث آسیب به سایر ممبران ‌ها، افزایش مصرف انرژی و حتی خرابی وسل شود. بنابراین، تشخیص به ‌موقع توسط اپراتورها و توقف سریع سیستم، نقش مهمی در کاهش خسارت ‌ها دارد.

چگونه از تلسکوپی شدن فیلتر ممبران جلوگیری کنیم؟

جلوگیری از تلسکوپی شدن ممبران بیش از هر چیز به کنترل شرایط بهره‌ برداری و نگهداری صحیح سیستم RO وابسته است. پایش مداوم افت فشار (ΔP) مهم ‌ترین عامل پیشگیرانه محسوب می ‌شود، زیرا افزایش غیرعادی اختلاف فشار نخستین نشانه بروز تنش مکانیکی و شروع تلسکوپی شدن فیلتر ممبران است. در کنار آن، پیش ‌تصفیه استاندارد با استفاده از فیلترهای الیافی، شنی و کربنی مناسب و کنترل شاخص ‌هایی مانند SDI و کدورت، از گرفتگی سطح ممبران و افزایش افت فشار جلوگیری می ‌کند. همچنین، راه ‌اندازی صحیح سیستم با افزایش تدریجی فشار و دبی و انجام شست ‌و شوی شیمیایی (CIP) مطابق دستورالعمل فنی، مانع ایجاد شوک هیدرولیکی شده و نقش مهمی در کاهش ریسک تلسکوپی شدن ممبران دارد.

در نهایت، باید توجه داشت که تعمیر فیلتر ممبران تلسکوپی امکان ‌پذیر نیست و بهترین راهکار، پیشگیری از بروز این مشکل است. در این مسیر، بهره‌ گیری از خدمات تخصصی مجموعه آبین می ‌تواند ریسک بروز این مشکل را به‌ طور قابل ‌توجهی کاهش دهد. خدمات آبین مانند طراحی اصولی سیستم RO، بررسی و عیب ‌یابی افت فشار، بهینه ‌سازی پیش ‌تصفیه، راه ‌اندازی استاندارد، آموزش اپراتور و سرویس و نگهداری دوره‌ ای کمک می‌ کند تا از بروز آسیب‌ هایی مانند تلسکوپی شدن ممبران پیشگیری شده و عمر مفید ممبران ‌ها افزایش یابد. پس همین حالا وارد صفحه خدمات آبین شده و فرم درخواستی خود را تکمیل کنید تا کارشناسان ما در اولین فرصت، با شما تماس بگیرند.