گرفتگی ممبران

گرفتگی ممبران  (Fouling)، پدیده ای مخرب در عملکرد ممبران (غشا) دستگاه آب شیرین کن می باشد که با وجود آن، به نوعی یک مانع برای انتقال آب از میان غشا ایجاد می شود. اهمیت بررسی این مشکل برای این هدف می باشد تا برای سیستم پیش تصفیه تصمیم گیری مناسبی اتخاذ شود.

مکانیسم های گرفتگی ممبران

مکانیسم های ایجاد گرفتگی در غشاها به طور کلی در دو دسته جای می گیرند:

۱)External Fouling (سطحی): نوعی از گرفتگی ممبران (موقت و جبران پذیر) که بر سطح غشا صورت می گیرد که عوامل مختلفی دارد:

الف)تشکیل رسوبات معدنی (Scales)

ب)تشکیل کیکی از جامدات حذف شده، ذرات، کلوییدها و سایر مواد آلی/غیر آلی

ج)تشکیل بیوفیلم (Biofouling) – که متداول ترین نوع گرفتگی سطحی می باشد. (مانند: رشد و تجمع میکروارگانیسم ها بر سطح غشا)

۲)Internal Fouling: گرفتگی ممبران (دائمی و جبران ناپذیر) ناشی از تغییرات ساختمان پلیمری غشا توسط ۲ عامل اصلی:

الف)تغییرات فیزیکی در ساختمان غشا ناشی از به کارگیری طولانی مدت آب خوراک در فشار و دمای بالاتر از مقدار حداکثری طراحی (فشار طراحی برای غشاهای SW (آب دریا) ۸۲ بار و BW (آب لب شور) ۶۹ بار و دمای طراحی عموما ۴۵ درجه سلسیوس می باشد)

ب)تغییرات شیمیایی در ساختمان غشا ناشی از در معرض قرار گرفتن در برابر مواد شیمیایی (مانند اکسیدانت های قوی و اسیدها و بازهای قوی)

پدیده پلاریزاسیون (Polarization)

پلاریزاسیون از فاکتورهای موثر و مهم بر مقدار و نوع گرفتگی ممبران می باشد. گرفتگی غشا در مرحله اول به علت جابجایی یا نفوذ مواد، غلظت در مجاورت غشا افزایش و پلاریزاسیون غلظتی اتفاق می افتد. در مرحله دوم در اثر جاذبه بین مواد و غشا، ذرات به سطح بیرونی یا درونی غشا می چسبند و پدیده جذب اتفاق می افتد. در مرحله سوم، از نظر زمانی، موازی مرحله دوم انجام می گیرد، ذرات به یکدیگر می چسبند. از اجتماع مواد، لایه ای در سطح غشا تشکیل و مقاومتی در برابر عبور سیال، ایجاد و پدیده تراکم اتفاق می افتد.

پلاریزاسیون و چگونگی ایجاد این پدیده به این صورت است که با عبور آب از غشا املاحی را در در همان طرف غشا جای می گذارد که لایه ی مرزی از محلول با غلظت بالا ایجاد می کند. در نتیجه ی آن ریکاوری سیستم در اثر افزایش موضعی مقدار املاح در یک طرف غشا کاهش می یابد.

ضریب پلاریزاسیون(β) توسط ۲ پارامتر C_s و C_b تعریف می شود:

که این ۲ پارامتر به وضوح در شکل زیر مشاهده می شوند:

پلاریزاسیون در لایه مرزی غشا

این پدیده در مجموع، ۴ مشکل بسیار بزرگ ایجاد می کند:

• فشار اسمزی در سطح غشا را افزایش می دهد.
• فلاکس جریان آب عبوری را کاهش می دهد.
• نمک عبوری از غشا را افزایش می دهد.
• احتمال تشکیل رسوبات و گرفتگی ممبران را افزایش می دهد.

از این رو برای محدود سازی مشکل این پدیده تا حد قابل قبول، سازندگان غشا پیشنهاد می کنند حداکثر ریکاوری در هر المان بین ۱۰ تا ۲۰ درصد باقی بماند.

نکته قابل توجه در خصوص تاثیرات پلاریزاسیون، در طول وسل غشا، به دلیل افزایش غلظت خوراک، پدیده ی پلاریزاسیون تشدید پیدا می کند و در نهایت فلاکس آب تولیدی از ابتدای وسل تا انتهای آن طبق رویه ی نمودار زیر کاهش می یابد:

تاثیر گرفتگی غشا بر فلاکس آب تولیدی به صورت تابعی از طول وسل

البته گفتن این نکته خالی از لطف نیست که با این که با وجود پلاریزاسیون در المان های انتهایی وسل غشا، رسوب گذاری های معدنی به حداکثر می رسند ولی گرفتگی های ناشی از ذرات، مواد آلی و بیو فیلم ها معمولا در المان های ابتدایی وسل غشا شکل می گیرند.

انواع گرفتگی ممبران

به منظور رفع گرفتگی ممبران، عموما بایستی از از آنتی اسکالانت ها و سیستم های پیش تصفیه مناسب استفاده شود. لازمه ی تدارک پیش تصفیه مناسب و مقدار محلول آنتی اسکالانت جهت تزریق در وهله ی اول، شناخت ۵ گروه کلیدی از مواد عامل گرفتگی ممبران می باشد تا :

1. ذرات (Particulate Foulants) که عمدتا شامل گل و لای و ذرات معلق می باشند.
2. کلوییدها (Colloidal Foulants)
3. رسوب زاهای معدنی (Mineral-Scaling Foulants)
4. مواد آلی طبیعی (Natural Organic Foulants)
5. مواد میکروبی (Microbial Foulants)

کنترل پلاریزاسیون و گرفتگی

• انتخاب غشا مناسب
• بهینه سازی شرایط عملیاتی
• پیش تصفیه سیال ورودی (خصوصیات سیال ورودی به غشا، آشغالگیری، صاف سازی مقدماتی، تنظیم pH و دما)
• پاکسازی و احیا غشا

با اطمینان از مناسب بودن قیمت ممبران های گروه صنعتی رایمون با ما تماس گرفته و پیش فاکتور خود را دریافت نمایید.

۰۲۱-۴۴۱۷۹۴۵۵

۰۲۱-۴۴۱۷۶۹۰۴

۰۹۰۲۲۲۳۴۳۴۳

وبلاگ های مرتبط با گرفتگی ممبران:

آنتی اسکالانت

فروش آنتی اسکالانت

آنتی اسکالانت فلوکن ۲۶۰

تزریق آنتی اسکالانت