تاثیر کیفیت آب خوراک بر سیستم های غشایی

سیستم های غشایی اسمز معکوس (RO) و نانوفیلتراسیون (NF) به طور گسترده در کاربردهای تصفیه آب استفاده می شوند. راندمان عملیاتی و عمر مفید آنها نه تنها به عملکرد غشا بلکه تا حد زیادی به کیفیت آب تغذیه بستگی دارد. تغییرات در کیفیت آب خوراک مستقیماً بر جریان نفوذ، دفع نمک، تمایل به رسوب گیری و هزینه نگهداری تأثیر می گذارد. درک اینکه چگونه کیفیت آب خوراک بر سیستم‌های غشایی تأثیر می‌گذارد برای طراحی، بهره‌برداری و نگهداری طولانی‌مدت سیستم بسیار مهم است.

هنگامی که آب تغذیه حاوی مواد جامد معلق بیش از حد باشد یا کدورت بالایی داشته باشد، یک لایه رسوب به راحتی روی سطح غشاء تشکیل می شود. این لایه مقاومت را افزایش می دهد، جریان نفوذ را کاهش می دهد و فشار عملیاتی را افزایش می دهد. برای جلوگیری از این امر، باید از یک سیستم پیش تصفیه کارآمد-مانند فیلتر شنی، اولترافیلتراسیون یا میکروفیلتراسیون- برای حذف جامدات معلق و کاهش کدورت استفاده کرد و در نتیجه عمر مفید غشا را افزایش داد.

سطح کل جامدات محلول (TDS) در آب خوراک مستقیماً بر عملکرد نمک‌زدایی و مصرف انرژی سیستم غشایی تأثیر می‌گذارد. شوری بالا مستلزم فشار عملیاتی بالاتر، افزایش هزینه های انرژی و خطر پوسته پوسته شدن (به عنوان مثال، کربنات کلسیم یا منیزیم) است. برای آب تغذیه با سختی-یا با شوری بالا{5}، کنترل صحیح میزان بازیابی و استفاده از مواد ضد رسوب و دوز اسید برای جلوگیری از پوسته پوسته شدن و کاهش عملکرد ضروری است.

آبی که بیش از حد اسیدی یا قلیایی است می تواند به سطح غشاء آسیب برساند یا مواد غشا را در طول زمان تخریب کند. یون‌های خورنده مانند کلر، آهن و منگنز می‌توانند هم به عنصر غشاء و هم به محفظه حمله کنند، اگر به درستی درمان نشود. بنابراین، pH آب تغذیه باید در محدوده توصیه شده توسط سازنده غشا حفظ شود و برای حذف مواد خورنده باید پیش تصفیه اعمال شود.

سطوح بالای مواد آلی محلول یا میکروارگانیسم‌ها در آب خوراک می‌تواند باعث تشکیل بیوفیلم‌ها بر روی سطح غشاء شود که منجر به کاهش جریان نفوذ، دفع ناپایدار نمک و تمیز کردن مکرر می‌شود. برای منابع آبی غنی از ترکیبات آلی، فیلترهای کربن فعال یا واحدهای اولترافیلتراسیون قبل از سیستم های RO/NF توصیه می شود. تمیز کردن منظم شیمیایی نیز ضروری است. در آب و هوای گرم تر، رسوب زیستی شدیدتر می شود، بنابراین استفاده از بیوسیدها یا غشاهای ضد رسوب{3} توصیه می شود.

یون های خاصی مانند سیلیس، سولفات ها، آهن و مس ممکن است باعث پوسته پوسته شدن موضعی یا رسوب شیمیایی شوند که می تواند شار غشا را کاهش دهد و عمر مفید را کوتاه کند. فاضلاب صنعتی یا آب معدن اغلب حاوی این مواد است، بنابراین باید تجزیه و تحلیل دقیق آب خوراک انجام شود. بر اساس نتایج، انواع غشاهای مناسب (مثلاً غشاهای ضد رسوب یا ویژه) و استراتژی‌های پیش تصفیه یا تمیز کردن می‌توانند اجرا شوند.

برای اطمینان از عملکرد پایدار تحت شرایط مختلف آب خوراک، سیستم‌های RO/NF باید استراتژی‌های عملیاتی مربوطه را اتخاذ کنند:

• طراحی پیش تصفیه:از فیلترهای شنی، کربن فعال، اولترافیلتراسیون، نرم کننده یا تبادل یونی برای حذف جامدات معلق، سختی و یون های خاص استفاده کنید.
• نظارت بر کیفیت آب:به طور مداوم TDS، pH، کدورت، آهن، سیلیس و سایر پارامترهای کلیدی را کنترل کنید و در صورت نیاز شرایط عملیاتی را تنظیم کنید.
• درمان شیمیایی:برای جلوگیری از پوسته پوسته شدن و رسوب بیولوژیکی، آنتی اسکالانت ها، اسیدها یا بیوسیدها را اضافه کنید.
• تمیز کردن غشا:برای حفظ عملکرد پایدار و افزایش عمر غشا، یک برنامه تمیز کردن بر اساس کیفیت آب خوراک تهیه کنید.

کیفیت آب خوراک یکی از مهم ترین عوامل موثر بر عملکرد پایدار و طول عمر سیستم های غشایی است. از طریق پیش تصفیه مناسب، عملیات علمی و تعمیر و نگهداری منظم، می توان از پتانسیل کامل سیستم های RO/NF و در عین حال به حداقل رساندن هزینه های عملیاتی استفاده کرد. برای منابع پیچیده آب، انتخاب غشاهای ضد رسوب یا ویژه-همراه با کنترل کیفیت آب هدفمند{4}}بازده بالا، قابلیت اطمینان و ایمنی سیستم را در دراز مدت تضمین می‌کند.