بخشی از مقاله
بازيافت ممبران هاي اسمز معکوس روشي نوين در بهسازي و استفاده مجدد از ممبران دورريز ومستعمل
چکيده
اين پروژه خلاصه فرآيند بازيافت ممبران مستعمل و دورريز مي باشد که پس از ٤ سال تحقيق و کسب نتـايج قابـل قبول هم اکنون در صنايع مختلف در حال اجرايي شدن است .
اصولا عوامل متعددي ازجمله شرايط نامناسب پيش تصفيه ،تغيير شرايط آب ورودي، عدم کاليبراسيون وسايل ابـزار دقيق ، بهره برداري و اپراتوري نامناسب دريک يا چند دوره ، شستشو هاي نامناسب دوره اي سيسـتم و اسـتفاده از مواد نامناسب دريک سيستم اسمز معکوس موجب کاهش راندمان ممبران ودرنهايت عدم کـارکرد صـحيح وحتـي تعويض اين تجهيزات را در پي دارد.
براين اساس درصورت عدم آسيب فيزيکي ممبران مي توان با انجام اين فرآيند ضمن حذف فولينگ هـاي حاصـله ، راندمان وعملکرد ممبران را بهبود داده و ضمن حذف هزينه هاي مرتبط با خريد ممبران نوتا ميزان ٧٥درصد صـرفه جويي اقتصادي براي مجموعه به ارمغان آورد.
کلمات کليدي : بازيافت ، ممبران ، رسوب ، اسمزمعکوس
١- مقدمه
با توجه به مشکلات کم آبي و همچنين تغييرشرايط محيطي و بخصوص پارامترهاي شيميايي تاثيرگذار آب در يـک دوره ، شرايط سيستم هاي آب شيرين کن درکشور بدليل عملکـرد پايين ممبران هاي موجود در آن به مرور کاهش يافتـه و در نهايت ميزان از کارافتادگي اين تجهيزات بطورقابـل تـوجهي افزايش مي يابد.
تحريم هاي ناشي از ورود ممبران هاي با درجه کيفيت بالا و تحميل هزينه بالاي تعويض اين قطعات باعث شد تا پـس از ٤ سال تحقيق ويک سري آزمايشهاي ميـداني بـرروي انـواع ممبران ، روشي نوين در بهسازي و بازيافت ممبران هـا ابـداع گردد.
درابتدا وقبل از بررسي فرآيند اشاره شـده نگـاهي کوتـاه بـه علت کاهش عملکرد ممبران ها در يک سيستم مي اندازيم .
اصولا از جمله مواردي که موجب کاهش رانـدمان ممبـران و درنهايت عدم کارکرد صحيح آن گردد مي توان بطور خلاصه به موارد زير اشاره داشت :
• شرايط نامناسب پيش تصفيه
• تغيير شرايط آب ورودي
• عدم کاليبراسيون وسايل ابزار دقيق
• بهره برداري واپراتوري نامناسب دريک ياچند دوره
• استفاده ازمواد و غلظت نامناسب در شستشوهاي دوره اي طبق يک تحقيق انجام شده درصد تاثير گذاري عوامـل يـاد
شده به شرح شکل زير مي باشند[١]
طبق نتايج فوق حدود ٦٣ درصد مشـکلات ممبـران ارتبـاط مستقيمي بـا شـرايط پـيش تصـفيه و در حـدود ٣٥ درصـد مرتبط با نـوع و ميـزان مـواد شـيميايي مصـرفي بـراي ايـن تجهيزات مي باشد.
از طرف ديگر نوع فولينگ ، مدت زمان و نحوه شـکل گيـري آن نيز نقش مهمي در تشديد شرايط ياد شـده دارد. از آنجـا که سيستمهاي اسمز معکوس جهت دفع (يا تغليظ ) نمکهاي محلول مورد استفاده قرار مي گيرند، لذا سنجش ميزان دفـع نمک شده مي تواند به عنوان روشـي مسـتقيم بـراي ميـزان راندمان عملي سيستم محسوب گردد. ميزان نمک دفع شده معادل درصد کل جامدات محلول آب خوراک حذف شده در جريان آب توليدي اسمز معکوس است . اين اندازه گيري هـا، درکنترل مشکلات ناشي از عبور ميزان بـالاي نمـک در ايـن تجهيزات به ما کمک شاياني را خواهد نمود. مثلا بـا بررسـي شرايط پارامتر ياد شده مي توان مشکلاتي همچـون تخريـب غشاء، وقوع پديده انسـداد در يـک مرحلـه خـاص (آلـودگي احتمالي) و يا جدا شـدن قطعـات داخلـي وسـل (مشـکلات ناشي از شکستگي واشرهاي حلقوي) دهد، در سيستم پـيش بيني نمود.
از نظر تئوري ما انتظار داريم که ميزان دفع نمک پس از يک دوره روند کاهشي پيدا کند اما اين پديـده اتفـاق نمـي افتـد بلکه پس از چند ماه تا حدي ما شاهد بالا رفتن اين پـارامتر در سيستم هستيم (نمودار١). اين موضوع به علت رشد لايـه نازکي از بيوفيلم درممبران مي باشدکه به نوبه خودپس از چند دوره وتشديد لايه رسوبي در ممبران ضمن کاهش ١٠% ميزان جزيان نفوذي باعث افزايش افت فشاردرسيستم شـده وبه نوعي زمان شستشورا معين مي کند. (نمودار٢).
عوامل متعدد ديگري نيز در کاهش عملکـرد ممبـران نقـش دارند که به عنوان نمونه دراين بخش بـه يکـي ديگـراز ايـن پارامتر ها اشاره اي کوتاه مي نماييم :
اثرغلظت آلاينده برروي کيفيت شستشو[٢]
يکي از مواد اصلي در شستشوهاي دوره اي، مـواد شـوينده و به عبارتي دترجنت هاي هستند که معمولا بصورت جداگانـه ويا مخلوط با ساير مـواد شـوينده توسـط اپراتـور در فرآينـد شستشو(CIP) از آنها استفاده مي شود. اين مواد ازدو جزئ قابل حل درآب (آب دوست يا هيدروفيل ) و غيرقابل حـل در آب (آب گريزيا هيدروفوب ) تشکيل شـده و بـه زبـان سـاده کشــش ســطحي آب را بــه ميــزان قابــل تــوجهي کــاهش مي دهند. گروه هاي آب دوست معمولا دسـته بنـدي اوليـه شوينده ها را مشخص مي کندکه مي توانند آنيوني، کاتيوني و يا ذاتـاٌ غيريـوني باشـند. درهـر مـور انتهـاي آب دوسـت شوينده به شدت مولکول هاي آب را جذب مي کند و انتهاي آب گريزيا جاذبه ي کميبامولکول هـاي آب دارد. درنتيجـه مولکول هاي يک شوينده بـه گونـه اي درون مـايع و سـطح مايع مرتب مي شوندکه انتهاي آب دوسـت درون مولکـول هــاي آب وانتهــاي آب گريـز دوراز مولکــول هــاي آب قــرار مي گيرند. (شکل ٢)
گروهي که درون مايع تشکيل مي شود مايسل (micelle) ناميده مي شود. [٣]
شکل ٢
به دليل اين رفتار خاص شوينده ها يعنـي جهـت گيـري در سطوح و تشکيل دادن مايسل همه شوينده ها اساسا تابعيـت خاصي را دارا مي باشند. اين تابع بسته به نوع غلظـت مـاده ، ميزان سختي آب و همچنين وجود ذرات محلول و نـامحلول آب عملکرد متفاوتي را از خود نشان مي دهد به عنوان مثال شرايط يک شوينده در حضور يون هـاي کلسـيم ، منيـزيم و آهن در نمودار مشخص شده است .[٤]
حسب نمودار فوق برخلاف تصور با افزايش غلظت دترجنـت قدرت شويندگي آن در حضور کلسيم ، منيزيم وآهن افزايش نمي يايد. اين موضوع خود به خوبي گواه اين مدعاسـت کـه در حين شستشو اسـمز معکـوس بـا ايـن مـواد و درصـورت افزايش غلظت
