سیستم آب اولترافیلتراسیون
ویژگیهای فناوری سیستم اولترافیلتراسیون
فناوری اولترافیلتراسیون یک روش فیلتراسیون غشایی است که با نام فیلتراسیون متقاطع نیز شناخته میشود. این روش میتواند ذراتی با اندازه 10 تا 100 آمپر را از محیط اطراف حاوی ذرات جدا کند. ذرات در این محدوده اندازه، معمولاً به ماده حلشونده در مایع اشاره دارند. اصل اساسی این است که در دمای اتاق با فشار و جریان خاص، از ساختار نامتقارن میکرومتخلخل و محیط غشایی نیمهتراوا استفاده میشود که با تکیه بر اختلاف فشار بین دو طرف غشا به عنوان نیروی محرکه، در حالت جریان متقاطع فیلتراسیون، حلال و مواد مولکولی کوچک از طریق آن عبور میکنند و مواد و ذرات ماکرومولکولی مانند پروتئینها، پلیمرهای محلول در آب، باکتریها و غیره توسط غشای فیلتر مسدود میشوند. بنابراین، برای دستیابی به جداسازی، طبقهبندی، خالصسازی و تغلیظ، یک فناوری جدید جداسازی غشایی ارائه شده است.
۱. فرآیند اولترافیلتراسیون در دمای اتاق انجام میشود، شرایط ملایم است و هیچ آسیبی به اجزا وارد نمیشود، بنابراین به ویژه برای جداسازی، طبقهبندی، تغلیظ و غنیسازی مواد حساس به حرارت مانند داروها، آنزیمها، آبمیوهها و غیره مناسب است.
2. فرآیند اولترافیلتراسیون تغییر نمیکند، بدون گرمایش، مصرف انرژی پایین، بدون نیاز به افزودن معرفهای شیمیایی و بدون آلودگی، نوعی فناوری جداسازی صرفهجویی در مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست است.
۳. فناوری اولترافیلتراسیون راندمان جداسازی بالایی دارد که برای بازیابی اجزای کمیاب در محلول رقیق و غلظت محلول با غلظت کم بسیار مؤثر است.
۴. فرآیند اولترافیلتراسیون فقط از فشار به عنوان نیروی محرکه برای جداسازی غشایی استفاده میکند، بنابراین دستگاه جداسازی ساده است: فرآیند کوتاه، کارکرد آسان، کنترل و نگهداری آسان.
۵. روش اولترافیلتراسیون همچنین محدودیتهای خاصی دارد، نمیتواند مستقیماً پودر خشک تهیه کند. برای محلولهای پروتئینی، معمولاً فقط غلظت ۱۰ تا ۵۰ درصد به دست میآید. دستگاه اولترافیلتراسیون در یک ظرف بسته انجام میشود و با هوای فشرده به عنوان منبع تغذیه، پیستون داخل ظرف را به جلو فشار میدهد تا فشار داخلی مایع نمونه ایجاد شود. در کف ظرف یک صفحه غشایی جامد قرار دارد. مولکولهای کوچک کوچکتر از قطر روزنه صفحه غشایی تحت فشار از صفحه غشایی خارج میشوند و مولکولهای بزرگ روی صفحه غشایی به دام میافتند.
در ابتدای اولترافیلتراسیون، سرعت اولترافیلتراسیون نسبتاً زیاد است زیرا مولکولهای حلشونده به طور یکنواخت در محلول توزیع شدهاند. با این حال، با تخلیه مداوم مولکولهای کوچک، ماکرومولکولها با غلظت بالاتر و بالاتر، در سطح غشا جمع میشوند و یک گرادیان غلظت از پایین به بالا تشکیل میدهند، به طوری که سرعت اولترافیلتراسیون به تدریج کاهش مییابد. این پدیده، پدیده قطبش غلظتی نامیده میشود.
ترکیب سیستم اولترافیلتراسیون
ماژول اولترافیلتراسیون یک فناوری جداسازی غشایی رایج است که به طور گسترده در تصفیه آب، تصفیه فاضلاب، صنایع غذایی و آشامیدنی، زیست پزشکی و سایر زمینهها مورد استفاده قرار میگیرد. طراحی ساختار تأثیر مهمی بر عملکرد جداسازی و عمر مفید ماژول دارد.
ساختار ماژول اولترافیلتراسیون عموماً شامل پوشش غشایی، لایه پشتیبان، لایه جداسازی غشایی و پوسته است. بسته غشایی بخش اصلی ماژول اولترافیلتراسیون است که معمولاً از یک یا چند لایه فیلم پلیمری تشکیل شده است. این غشاها دارای ساختار ریز متخلخلی هستند که مواد حلشونده، مواد کلوئیدی و جامدات معلق را فیلتر میکنند و در عین حال مواد با وزن مولکولی کم را در حلال و حلشونده حفظ میکنند. لایه پشتیبان در زیر لایه جداسازی غشایی قرار دارد و عمدتاً نقش پشتیبانی از غشا را برای افزایش پایداری و استحکام مکانیکی غشا ایفا میکند.
لایه جداسازی غشایی بخش کلیدی ماژول اولترافیلتراسیون است و جنس و ساختار آن مستقیماً اثر جداسازی و شار را تعیین میکند. مواد رایج غشای اولترافیلتراسیون شامل پلیپروپیلن، پلیاستر، پلیاترسولفون و غیره است که مقاومت شیمیایی و دمایی عالی دارند. ساختار لایه جداسازی غشایی میتواند از جنس الیاف توخالی، فیلم مارپیچی یا ورق تخت باشد و اشکال ساختاری مختلف برای سناریوهای کاربردی مختلف مناسب هستند. لایه جداسازی غشایی الیاف توخالی دارای سطح غشایی بزرگی است و برای جابجایی مقادیر زیادی محلول مناسب است، در حالی که لایه جداسازی غشایی مارپیچی یا ورق تخت برای فضای محدود مناسب است.
محفظه ماژول اولترافیلتراسیون معمولاً از فولاد ضد زنگ یا پلاستیک مهندسی ساخته میشود که مقاومت خوبی در برابر خوردگی و فشار دارد. این محفظه باید به گونهای طراحی شود که نصب و جداسازی ماژولها و همچنین نگهداری و تعویض غشاها را در نظر بگیرد. علاوه بر این، محفظه باید عملکرد آببندی خوبی نیز داشته باشد تا از نشت و آلودگی جلوگیری شود.
توزیع و جمعآوری سیال نیز باید در طراحی ساختار ماژول اولترافیلتراسیون در نظر گرفته شود. معمولاً ماژول اولترافیلتراسیون از یک ساختار چند کاناله برای دستیابی به توزیع و جمعآوری یکنواخت سیال استفاده میکند. هر کانال معمولاً دارای یک دریچه تغذیه، یک خروجی تولید و یک خروجی مایع زائد برای تسهیل ورود و تخلیه سیال است.
به طور خلاصه، طراحی ساختار ماژول اولترافیلتراسیون عامل مهمی است که بر عملکرد جداسازی و طول عمر آن تأثیر میگذارد. طراحی ساختار معقول میتواند پایداری و راندمان جداسازی ماژول را بهبود بخشد تا نیازهای زمینههای مختلف را برآورده کند.
۱. غشای اولترافیلتراسیون
غشای اولترافیلتراسیون بخش کلیدی ساختار اولترافیلتراسیون است و عملکرد اصلی آن تحقق جداسازی و فیلتراسیون مواد موجود در آب است. غشای اولترافیلتراسیون را میتوان به غشای الیاف توخالی، غشای مسطح، غشای نیمهتراوا و اشکال دیگر تقسیم کرد. در میان آنها، غشای الیاف توخالی پرکاربردترین نوع است و جنس آن میتواند از پلیپروپیلن، پلیاستر، پلیسولفون و سایر مواد باشد.
۲. لایه پشتیبانی
لایه پشتیبان، لایه زیرین غشای اولترافیلتراسیون است و عمدتاً برای ایجاد پشتیبانی و تثبیت ساختار غشا استفاده میشود. لایه پشتیبان میتواند از مواد مختلفی مانند فولاد ضد زنگ، پلاستیک، سرامیک و غیره ساخته شود.
۳. لولههای ورودی و خروجی آب
لولههای ورودی و خروجی آب، کانالهای مهمی برای ورود و تخلیه آب به داخل و خارج سازه هستند که معمولاً از PVC، فولاد ضد زنگ و سایر مواد ساخته میشوند. به منظور اطمینان از جریان روان آب به داخل و خارج، طراحی لولههای ورودی و خروجی آب نیز بسیار مهم است.
۴. سیستمهای کنترل
سیستم کنترل ساختار اولترافیلتراسیون تصفیه فاضلاب میتواند کنترل خودکار را برای اطمینان از عملکرد طبیعی و پایداری ساختار اتخاذ کند. سیستم کنترل شامل سیستم نظارت بر کیفیت، سیستم کنترل جریان، سیستم خود تمیز شونده و سیستم هشدار است.
اینها اجزای اصلی ساختار اولترافیلتراسیون تصفیه فاضلاب هستند که در میان آنها غشای اولترافیلتراسیون مهمترین بخش است. برای دستیابی به اثر تصفیه بهتر، باید ترکیب متفاوتی از ساختار اولترافیلتراسیون را با توجه به کیفیت و کمیت آب مختلف انتخاب کنیم.
اصل اولترافیلتراسیون
به عنوان یک فناوری جداسازی کارآمد جدید، فناوری تصفیه غشایی در سالهای اخیر به دلیل فرآیند ساده، عملکرد راحت، تجهیزات جمع و جور، اثر جداسازی خوب و اقتصاد بالا، به سرعت در تصفیه آب، حفاظت از محیط زیست، دارو، مواد غذایی، شیمیایی و سایر زمینهها به کار گرفته شده است. فناوری تصفیه غشایی نقش بسیار مهمی در حل مشکل کمبود آب ایفا میکند. در بازیافت آب و فاضلاب، نقش ویژه غشا بسیار مهم است، به خصوص در مناطقی که تامین آب کمیاب است و توجه گستردهای را به خود جلب کرده است.
میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس، همگی فناوریهای تصفیه غشایی با نیروی خارجی هستند. در حال حاضر، از بین چندین فناوری اصلی جداسازی غشایی، اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس بیشترین کاربرد را دارند.
فرآیند اولترافیلتراسیون یک فرآیند جداسازی محلول است که توسط اختلاف فشار بین دو طرف غشاء و بر اساس غربالگری مکانیکی هدایت میشود. اندازه منافذ غشای اولترافیلتراسیون 0.005 ~ 1.0μm است. مواد کوچکتر از اندازه منافذ غشای اولترافیلتراسیون و مواد محلول در آب میتوانند به عنوان مایع نفوذپذیر برای عبور از غشای فیلتر استفاده شوند و موادی که نمیتوانند از غشای فیلتر عبور کنند، در مایع تخلیه متوقف و غلیظ میشوند. در نتیجه، آب تولید شده (از طریق محلول) حاوی آب، یونها و مواد مولکولی کوچک است، در حالی که مواد کلوئیدی، ذرات، باکتریها، ویروسها و تک یاختهها توسط غشاء حذف میشوند. فرآیند جداسازی غشاء یک فرآیند فیلتراسیون پویا است و املاح ماکرومولکولی توسط غشاء مسدود شده و همراه با محلول غلیظ از اجزای غشاء خارج میشود. مسدود شدن غشاء آسان نیست و میتواند برای مدت طولانی به طور مداوم مورد استفاده قرار گیرد. فرآیند اولترافیلتراسیون را میتوان در دمای اتاق و فشار کم، بدون تغییر فاز، با راندمان بالا و صرفهجویی در انرژی انجام داد.
آب مورد نظر برای فیلتر شدن توسط پمپ تغذیه اولترافیلتراسیون تحت فشار قرار گرفته و به ماژول غشاء منتقل میشود. به دلیل اختلاف فشار بین داخل و خارج غشاء، آب به غشاء فیلتر نفوذ میکند، در حالی که ناخالصیهای موجود در آب جذب شده و نمیتوانند به غشاء فیلتر نفوذ کنند. اگر ناخالصیهای جدا شده بیش از حد روی غشاء رسوب کنند، نمکهای نامحلول روی سطح غشاء جمع میشوند تا یک لایه پوششی تشکیل دهند و سپس رسوب کنند. برای جلوگیری از این امر، اغلب اجازه داده میشود که ناخالصیها در طول فرآیند جداسازی به همراه بخشی از آب به عنوان کنسانتره خارج شوند. بسته به نوع و کاربرد غشاء، این فرآیند ممکن است به طور مداوم یا در حین رفلاکس انجام شود. در مقایسه با روشهای تصفیه سنتی مانند لختهسازی، رسوبگذاری و فیلتراسیون شنی، اولترافیلتراسیون کیفیت آب پایدار، مدیریت تجهیزات سادهای دارد و پسماند فیلتراسیون یا لجن لخته شده و سایر ضایعات تولید نمیکند.
غشای اولترافیلتراسیون و مجموعه اولترافیلتراسیون
وقتی از اولترافیلتراسیون در تصفیه آب استفاده میشود، پایداری شیمیایی و آبدوستی ماده دو ویژگی مهم هستند. پایداری شیمیایی، عمر مواد را تحت تأثیر اسید و قلیا، اکسیدانها و میکروارگانیسمها تعیین میکند و مستقیماً با روشی که میتوان برای تمیز کردن انتخاب کرد، مرتبط است. آبدوستی، میزان جذب مواد غشایی به آلایندههای آلی موجود در آب را تعیین میکند و بر شار غشا تأثیر میگذارد. انواع و مشخصات مختلفی از غشای اولترافیلتراسیون وجود دارد که میتوان آنها را با توجه به نیازهای واقعی انتخاب کرد.
۱. مواد شیمیایی مورد نیاز برای تهیه غشای اولترافیلتراسیون
مواد زیادی برای ساخت غشای اولترافیلتراسیون وجود دارد، اما موادی که برای ساخت غشای اولترافیلتراسیون الیاف توخالی استفاده میشوند، عمدتاً مواد پلیمری با عملکرد خوب تشکیل الیاف هستند. الزامات مواد غشایی عبارتند از تشکیل خوب فیلم، پایداری حرارتی، پایداری شیمیایی، مقاومت در برابر اسید و قلیا، مقاومت در برابر فرسایش میکروبی و مقاومت در برابر اکسیداسیون، و آبدوستی خوب برای به دست آوردن شار آب بالا و قابلیت ضد آلودگی. در حال حاضر: مواد غشای اولترافیلتراسیون الیاف توخالی که معمولاً استفاده میشوند عبارتند از پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF)، پلی اتر سولفون (PFS)، پلی سولفون (PS)، پلی وینیل کلرید (PVC)، پلی اتیلن (PF)، پلی اکریلونیتریل (PAN)، پلی پروپیلن (PP) و غیره. پلی وینیلیدن فلوراید و پلی اتر سولفون پرکاربردترین مواد غشای اولترافیلتراسیون هستند.
۲. ساختار مجموعه غشای اولترافیلتراسیون
غشای اولترافیلتراسیون را میتوان به طور کلی به نوع صفحه و قاب (نوع صفحهای)، نوع رول، نوع لوله، نوع فیبر توخالی و سایر ساختارها تقسیم کرد.
غشای فوق پرکننده صفحهای، اصلیترین ساختار غشایی است که عمدتاً برای جداسازی ذرات بزرگ استفاده میشود، زیرا به دلیل فضای زیاد و مصرف انرژی بالا، به تدریج در بازار حذف میشود.
ماژول غشایی کویل همچنین به عنوان ماژول غشایی کویل مارپیچی شناخته میشود. از آنجا که غشای مورد استفاده به راحتی در مقیاس بزرگ صنعتی میشود و اجزای آماده شده نیز به راحتی صنعتی میشوند، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است و چهار فرآیند جداسازی غشایی اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون را پوشش میدهد و بالاترین میزان استفاده را در زمینه اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون دارد.
غشای اولترافیلتراسیون لولهای میتواند در برابر مواد جامد معلق، فیبر، پروتئین و سایر مواد در طیف وسیعی مقاومت کند، نیاز به پیشتصفیه کمی برای مایع دارد، غلظت بالایی از مایع ماده را میتوان انجام داد، اما هزینه سرمایهگذاری تجهیزات بالا است و مساحت زیادی را پوشش میدهد.
در میان بسیاری از اشکال ساختاری ماژول غشایی، در حال حاضر عمدتاً از غشای اولترافیلتراسیون الیاف توخالی استفاده میشود. ساختار ماژول باید به گونهای در نظر گرفته شود که چگالی بستهبندی غشاء را تا حد امکان بهبود بخشد، بازده آب در واحد حجم را افزایش دهد، تأثیر قطبش غلظت را به حداقل برساند، تمیز کردن را تسهیل کند و هزینه تولید را پایین آورد.
در حال حاضر، غشای اولترافیلتراسیون الیاف توخالی به دلیل مزایای بینظیرش، به شکل اصلی اولترافیلتراسیون تبدیل شده است. با توجه به موقعیت متفاوت لایه متراکم، غشای اولترافیلتراسیون الیاف توخالی را میتوان به غشای فشار داخلی و غشای فشار خارجی تقسیم کرد. غشای فیلتر الیاف توخالی با فشار خارجی، محلول ذخیره را از طریق الیاف توخالی در امتداد شعاعی بعدی از خارج به داخل نفوذ میکند تا به مایع نفوذپذیر تبدیل شود و مواد به دام افتاده توسط آن در قسمت بیرونی الیاف توخالی فرو میروند. کانال ورودی غشا بین رشتههای غشا قرار دارد و رشتههای غشا فضای حرکت آزاد مشخصی دارند، بنابراین برای شرایطی که کیفیت آب خام پایین و محتوای مواد معلق بالا است، مناسبتر است. مایع ذخیره در غشای اولترافیلتراسیون الیاف توخالی با فشار داخلی وارد داخل الیاف توخالی میشود و توسط اختلاف فشار هدایت میشود و از داخل الیاف توخالی از داخل به خارج در امتداد جهت شعاعی عبور میکند تا به مایع نفوذی تبدیل شود، در حالی که مایع غلیظ در داخل الیاف توخالی میماند و از انتهای دیگر خارج میشود. مجرای ورودی غشاء، حفره داخلی فیبر توخالی است که برای جلوگیری از انسداد، الزامات سختگیرانهای در مورد اندازه ذرات و محتوای آب ورودی وجود دارد، بنابراین برای شرایط کاری با کیفیت خوب آب خام مناسب است.
۳. عملکرد رهگیری مجموعه غشای اولترافیلتراسیون
(1) جداسازی ذرات. کدورت آب تصفیه شده معمولاً با استفاده از اولترافیلتراسیون میتواند به زیر 0.1NTU کاهش یابد. در صورت ناپایدار بودن کدورت آب خام: استفاده از اولترافیلتراسیون مناسبتر است. در مقایسه با فرآیندهای تصفیه مرسوم، اولترافیلتراسیون را میتوان به راحتی خودکار کرد.
(2) جداسازی مواد آلی. مواد آلی شامل ذرات، کلوئیدها و مواد آلی محلول در آب است. از آنجا که توانایی اولترافیلتراسیون در جداسازی انواع مختلف مواد آلی متفاوت است، راندمان تصفیه به ترکیب مواد آلی موجود در آب بستگی دارد. در مقایسه با روش سنتی، روش اولترافیلتراسیون نیازی به در نظر گرفتن رسوب ندارد و نیازی به توجه به قابلیت فیلتر شدن میعانات ندارد، زیرا راندمان تصفیه اولترافیلتراسیون هیچ ارتباطی با شکل و چگالی میعانات ندارد. بسته به لخته سازی و کیفیت آب خام، میزان نگهداری مواد آلی توسط اولترافیلتراسیون 40 تا 60 درصد است.
بهره برداری و نگهداری از سیستم اولترافیلتراسیون
عملکرد سیستم اولترافیلتراسیون دو حالت دارد: فیلتراسیون جریان کامل و فیلتراسیون جریان متقاطع. در فیلتراسیون جریان کامل، تمام آب ورودی از سطح غشا عبور میکند تا به آب تبدیل شود؛ در فیلتراسیون جریان متقاطع، بخشی از آب از سطح غشا عبور میکند تا به آب تبدیل شود و بخش دیگر به همراه ناخالصیها تخلیه میشود تا به آب غلیظ تبدیل شود. مصرف انرژی کم، فشار عملیاتی پایین، در نتیجه هزینههای عملیاتی کمتر؛ فیلتراسیون جریان متقاطع میتواند مایعات با محتوای جامدات معلق بالاتر را تصفیه کند. هنگامی که شار فیلتراسیون اولترافیلتراسیون کم و بار فیلتراسیون غشای اولترافیلتراسیون کم باشد، آلایندههای تشکیل شده روی سطح غشا به راحتی قابل حذف هستند، بنابراین شار فیلتراسیون طولانی مدت پایدار است. هنگامی که شار فیلتراسیون زیاد باشد، تمایل به رسوب غیرقابل بازیابی غشای اولترافیلتراسیون افزایش مییابد و میزان بازیابی مایع تمیزکننده کاهش مییابد که برای حفظ پایداری شار فیلتراسیون برای مدت طولانی مفید نیست.
حالت فیلتر کردن：
۱. حالت فیلترینگ تمام جریان
به طور کلی، وقتی محتوای جامدات معلق و کلوئیدی در آب خام کم باشد (مانند SS
۲. حالت فیلتر جریان متقاطع
محتوای بالای مواد جامد معلق در آب خام و در بیشتر کاربردهای غیرآبی، برای حفظ سرعت جریان بالا در داخل لوله غشایی، نیاز به کاهش نرخ بازیابی دارد که منجر به تولید مقدار زیادی فاضلاب میشود. برای جلوگیری از هدر رفتن، آب غلیظ تخلیه شده دوباره تحت فشار به داخل لوله غشایی بازگردانده میشود. به این ترتیب، اگرچه سرعت بازیابی لوله غشایی کاهش مییابد، اما برای کل سیستم، سرعت بازیابی همچنان بالا است. در این حالت، آب ورودی به طور مداوم روی سطح غشا گردش میکند و آب در گردش با سرعت بالا از تجمع ذرات روی سطح غشا جلوگیری کرده و شار فیلتراسیون را افزایش میدهد. از آنجا که آب ورودی کمتری به آب تولیدی تبدیل میشود، مصرف انرژی حالت فیلتراسیون جریان متقاطع بیشتر از حالت فیلتراسیون جریان کامل است تا به همان بازده دست یابیم.
عملکرد غشای اولترافیلتراسیون
غشای اولترافیلتراسیون باید قبل از بهرهبرداری طبق مراحل زیر بررسی و راهاندازی شود:
(1) بررسی کیفیت آب ورودی. نکته کلیدی، بررسی کدورت آب ورودی است. هنگامی که کدورت در محدوده مجاز سیستم باشد، میتوان تجهیزات اولترافیلتراسیون را راهاندازی کرد و پس از آن، میزان کلر باقیمانده و مقدار pH آب را بررسی نمود.
(2) بررسی سیستم. طبق نقشه راه فرآیند، بررسی کنید که آیا تجهیزات و اتصالات صحیح هستند و آیا شیر به درستی باز است یا خیر. باید به سیستم دستی توجه ویژهای شود. هنگام روشن شدن دستگاه، شیر ورودی نباید کاملاً باز باشد و شیر آب غلیظ و شیر تولید آب باید کاملاً باز باشند تا از فشار بیش از حد هنگام روشن شدن دستگاه جلوگیری شود، زیرا این امر باعث ایجاد ضربه به غشای اولترافیلتراسیون و آسیب به تجهیزات میشود.
(3) بازرسی ابزار دقیق. بررسی کنید که آیا همه ابزارها طبیعی هستند، به خصوص اینکه آیا فشارسنج سالم است یا خیر.
(4) شروع. قبل از شروع کار آماده سازی انجام شود. می توانید سیستم را به صورت آزمایشی روشن کنید، یعنی منبع تغذیه را روشن کنید، پمپ را روشن کنید، بلافاصله متوقف کنید، بررسی کنید که آیا فرمان پروانه پمپ صحیح است یا خیر، عملکرد پمپ هیچ صدای غیرعادی ندارد. هنگامی که عملکرد طبیعی پمپ تأیید شد، پمپ را می توان رسماً شروع کرد. پس از شروع، رابط و خط لوله باید از نظر نشتی بررسی شوند. در اولین چرخه عملکرد برنامه کنترل خودکار، باز و بسته شدن شیر باید بررسی شود و عملکرد ابزارهای مختلف باید طبیعی باشد.
⑸ عملیات. هنگام کار تجهیزات، باید مرتباً بررسی شود که آیا دستگاه طبیعی است، آیا پمپ صدای غیرطبیعی دارد، آیا کیفیت آب مطابق با الزامات است، به خصوص به فشارسنج و جریان آب توجه کنید، در صورت غیرطبیعی بودن، باید فوراً برای بازرسی متوقف شود. به طور کلی، هنگام طراحی کنترل خودکار، حفاظت از خود سیستم در نظر گرفته میشود. در صورت وجود هرگونه ناهنجاری، سیستم به طور خودکار کار را متوقف کرده و زنگ خطر را به صدا در میآورد. در حین کار تجهیزات، تجهیزات باید مطابق با الزامات طراحی، نظارت و ثبت شوند. تجهیزات را مرتباً مطابق با الزامات طراحی تمیز، استریل و ضدعفونی کنید. تجهیزات باید به طور منظم تهویه شوند یا وضعیت کار شیر تخلیه خودکار بررسی شود.
⑹ خاموشی.
① ابتدا فشار سیستم و اختلاف فشار غشایی را کاهش دهید و سپس دستگاه را خاموش کنید.
② هنگامی که زمان خاموش شدن از 7 روز تجاوز نکند، عملیات حفاظتی تجهیزات میتواند هر روز به مدت 20 تا 60 دقیقه انجام شود (این زمان مشمول چرخه فیلتراسیون، شستشو، شستشوی معکوس و شستشو میشود)، به طوری که آب شیرین را میتوان با آب ذخیره شده در تجهیزات جایگزین کرد.
③ وقتی تجهیزات برای مدت طولانی بلااستفاده هستند، ابتدا باید تجهیزات کاملاً تمیز و ضدعفونی شوند و سپس ماده محافظ غشاء و ماده ضد باکتری به تجهیزات تزریق شود و تمام رابطهای تجهیزات بسته شوند تا غشاء مرطوب بماند و از رشد باکتریها و جلبکها در تجهیزات جلوگیری شود.
آلودگی غشای اولترافیلتراسیون
آلودگی غشاء به فرآیندی اطلاق میشود که در آن ذرات، کلوئیدها یا ماکرومولکولهای حلشونده در محلول مواد، از طریق جذب فیزیکی، واکنش شیمیایی یا جذب مکانیکی، جذب و روی سطح غشاء رسوب میکنند و در نتیجه باعث انسداد منافذ غشاء و تغییر آشکار شار نفوذ غشاء و ویژگیهای جداسازی میشوند. جذب غشاء در فرآیند اولترافیلتراسیون، کلید گرفتگی غشاء محسوب میشود که مربوط به برهمکنش غشاء، حلال و حلشونده است. با توجه به خواص و ساختارهای شیمیایی مختلف اجزای غشاء، مکانیسم جذب نیز متفاوت است که میتوان آن را به طور کلی به برهمکنش الکترواستاتیک، برهمکنش آبگریز و غیره تقسیم کرد.
تمیز کردن سیستم اولترافیلتراسیون
در فرآیند اولترافیلتراسیون، مواد جدا شده و سایر ناخالصیها به تدریج روی سطح غشا جمع میشوند و منجر به آلودگی و انسداد غشا میشوند. بنابراین، تمیز کردن غشا یک فرآیند عملیاتی ضروری در سیستم اولترافیلتراسیون است و تمیز کردن موثر غشا وسیله مهمی برای افزایش طول عمر غشا است. روشهای رایج تمیز کردن غشای اولترافیلتراسیون عمدتاً شامل تمیز کردن فیزیکی و تمیز کردن شیمیایی است. تمیز کردن سیستم اولترافیلتراسیون شامل شستشوی رو به جلو و شستشوی معکوس با آب، شستشوی گاز، تمیز کردن شیمیایی و غیره است. در میان آنها، شستشوی رو به جلو و شستشوی معکوس آب میتواند لایه کیک فیلتر روی سطح غشا را از بین ببرد. روش گاز از تلاطم شدید گاز برای حذف مؤثرتر لایه آلودگی روی سطح غشا استفاده میکند. تمیز کردن شیمیایی از طریق واکنش شیمیایی برای حذف کلوئیدها، مواد آلی، نمکهای معدنی و سایر ناخالصیها روی سطح غشای اولترافیلتراسیون و تشکیل آب داخلی انجام میشود.
شستشوی معکوس سیستم اولترافیلتراسیون
آب شستشوی معکوس اولترافیلتراسیون، آب تولیدی اولترافیلتراسیون است، زیرا جامدات معلقی که توسط آب شستشوی معکوس وارد میشوند، در ساختار نگهدارنده جمع میشوند و سپس دائماً ذرات، باکتریها و TOC را آزاد میکنند، بنابراین آب خام برای آب شستشوی معکوس مناسب نیست.
با استفاده طولانی مدت از اجزای غشای اولترافیلتراسیون، ناخالصیهای موجود در آب روی غشا رسوب میکنند که به تدریج بر عملکرد جداسازی غشا تأثیر میگذارد. بنابراین، در حین کار، هنگامی که بازده آب غشای اولترافیلتراسیون بیش از 20٪ کاهش مییابد یا زمانی که به مدت 1 تا 4 ماه استفاده میشود، لازم است که اولترافیلتراسیون به صورت شیمیایی در غشای اولترافیلتراسیون تمیز شود تا آلایندههای روی غشای اولترافیلتراسیون به موقع حذف شوند، از تشکیل رسوب نسوز غشای اولترافیلتراسیون جلوگیری شود و عملکرد غشا به موقع بازیابی شود.
تمیز کردن شیمیایی به تمیز کردن با محلول اسیدی و تمیز کردن با محلول قلیایی تقسیم میشود. هنگامی که سختی آب ورودی زیاد باشد یا محتوای یونهای فلزی (مانند یونهای آهن) از استاندارد طراحی فراتر رود و در نتیجه باعث آلودگی معدنی در سمت ورودی غشاء شود، استفاده از محلول اسیدی برای تمیز کردن دستگاه اولترافیلتراسیون ضروری است. برای غشای اولترافیلتراسیون آلوده به مواد زیستی، باید از محلول قلیایی برای تمیز کردن دستگاه غشای اولترافیلتراسیون استفاده شود. هنگام تمیز کردن باید به نکات زیر توجه داشت:
(1) تمام مواد شوینده باید از سمت ورودی آب سیستم اولترافیلتراسیون وارد مجموعه شوند تا از ورود ناخالصیهایی که ممکن است در ماده شوینده از پشت لایه متراکم فیلتر به داخل دیواره غشا وجود داشته باشند، جلوگیری شود.
(2) سیستم اولترافیلتراسیون قبل از تمیز کردن شیمیایی کاملاً شستشوی معکوس میشود.
(3) کل فرآیند تمیز کردن شیمیایی سیستم اولترافیلتراسیون 2 تا 4 ساعت طول میکشد؛ اگر رسوبگذاری جدی باشد، باید بیش از 12 ساعت خیسانده شود.
(4) پس از تمیز کردن، اگر زمان خاموش شدن سیستم اولترافیلتراسیون بیش از سه روز باشد، سیستم اولترافیلتراسیون باید مطابق با الزامات خاموش شدن طولانی مدت نگهداری شود.
(5) محلول تمیزکننده باید با آب اولترافیلتراسیون یا آب با کیفیت بهتر تهیه شود.
(6) ماده تمیزکننده باید قبل از گردش در مجموعه غشاء، آلایندههای احتمالی را از بین ببرد.
دمای محلول تمیزکننده را میتوان در محدوده ۱۰ تا ۴۰ درجه سانتیگراد کنترل کرد و افزایش دمای محلول تمیزکننده میتواند راندمان تمیزکاری را بهبود بخشد.
(7) در صورت لزوم، میتوان از انواع مواد شوینده برای تمیز کردن استفاده کرد، اما مواد شوینده و قارچکش نمیتوانند به غشا و مواد تشکیلدهنده آسیبی وارد کنند. پس از هر بار تمیز کردن، ماده شوینده را تخلیه کرده و سیستم را قبل از تمیز کردن با یک ماده شوینده دیگر، با آب اولترافیلتراسیون یا اسمز معکوس بشویید.
تمیز کردن شیمیایی غشاهای اسمز معکوس نباید خیلی مکرر باشد تا از آسیب برگشتناپذیر به عناصر غشا جلوگیری شود.
توضیحات2