فولینگ ممبران اسمز معکوس- سولفات کلسیم

فولینگ ممبران اسمز معکوس

یکی از علل گرفتگی یا فولینگ ممبرانهای اسمز معکوس، رسوبات سولفات کلسیم و آسیب ناشی از تشکیل کریستال های ناشی از رسوب آن است. این گرفتگی در آبهای با غلظت بالای سولفات دیده می شود.

وجود سولفات کلسیم محلول در آب های ورودی به سیستم تصفیه آب به روش اسمز معکوس موجب گرفتگی ممبران ها و اختلال در روند شیرین سازی می شود. گرفتگی سولفات کلسیم معمولا در آب چاه با سولفات بالا، پساب های صنایع معدنی و پسابهای حفاری دریایی که حاوی غلظت بالا سولفات است مشاهده می شود. گرفتگی کلسیم سولفات اغلب سفید رنگ و دارای شکل بلوری است. این نوع فولینگ معمولا در مراحل دوم یا سوم شیرین سازی RO که غلظت کلسیم سولفات به شکل فزاینده ای در جریان ورودی به مبرانها افزوده می شود مشاهده می گردد. در واقع رسوب گذاری سولفات کلسیم از غلظت فوق اشباع در ممبرانها آغاز می شود.

المان های رسوب گرفته کلسیم سولفات می توانند موجب افزایش وزن شوند، گاهی وزن آن ها به ۹۰ پوند (۴۰٫۸ کیلوگرم) هم می رسد. بر خلاف کربنات کلسیم، سولفات کلسیم در حضور اسید رقیق، حبابهای گاز تولید نمی کند. علائم گرفتگی یا فولینگ سولفات کلسیم در ممبران های اسمز معکوس عبارتند از:

  • اختلاف فشار زیاد در جریان ورودی و خروجی Concentrate
  • افزایش وزن ممبران ناشی از وجود رسوبات
  • کاهش جریان Permeate

رسوبات کلسیم سولفات از کریستال های تیز ساخته شده است که می تواند موجب سایش ممبران ها و آسیبهای غیر قابل بازگشت شوند. در مطالعه انجام شده به روی ممبرانهای دچار فولینگ، شش درصد المان ها در این مطالعه با گرفتگی سولفات کلسیم شمارش شده اند که مقدار بالایی محسوب نمی شود. متوسط جریان ممبران قبل از تمیز کردن ۳۰٫۸٪ کمتر از حد نرمال است. هشتاد درصد (۸۰٪) از المان ها بدون جریان قابل اندازه گیری وارد شده اند. متوسط جریان المان پس از شستشوی شیمیایی ۸/۸۴% نسبت به جریان نرمال بوده. با این حال، ۳۰٪ از المان ها نمی تواند بیش از ۷۰٪ جریان طبیعی را احیا شوند.

پس از شستشوی شیمیایی فولینگ ممبران، مقدار درصد حذف نمک(Salt Rejection) متوسط ۹۰٫۶% و اختلاف فشار متوسط  (۰٫۴۸ bar) می شود. وزن سنگین ترین المان (۲۵٫۴ kg) بوده و پس از ۴۸ ساعت شست و شو جریان تنها ۱۷% جریان معمول احیا می شود.

المان های با گرفتگی سولفات کمتر از یک و نیم کیلوگرم به خوبی در محدوده جریان معمول احیا می شوند. (۱۰۰ تا ۱۲۰% جریان معمول) و نسبتا درصد حذف نمک متوسط دارند (۹۹٫۶-۹۹٫۸%).

فولینگ سولفات کلسیم به طور متوسط منجر به ۲۰ درصد تلسکوپی شدن، ۱۰ درصد آسیبهای مکانیکی و ۴۰ درصد سایش یا بریدگیهای ریز در ممبرانها می شود. البته تراکم و سایش برای ممبران های با گرفتگی زیاد قابل تعیین نیست (۵۲ تا ۵۶ pounds – ۲۳٫۶ تا ۲۵٫۴ kg) و البته حذف همه گرفتگی ها نیز امکان پذیر نیست.

پژوهش و توسعه در تولید کنندگان معتبر ممبرانهای اسمز معکوس نظیر ممبران Filmtec منجر به تولید ممبرانهای با مقاومت بالاتر نسبت به فولینگ شده است. البته استفاده از این ممبرانها پس از پیش بینی کلیه ملاحظات مربوط به جلوگیری از فولینگ نظیر پیش تصفیه و تزریق آنتی اسکالانت مناسب باید انجام شود.

شرکت مهندسی فران طراح و تولید کننده واحدهای آب شیرین کن صنعتی، خدمات مربوط به شناسایی نوع فولینگ در ممبرانهای اسمز معکوس، تأمین محلولهای شسنشوی شیمیایی و خدمات احیای ممبران را ارائه می کند.