מערכת אולטרה-סינון מים
מאפייני טכנולוגיית מערכת אולטרה-סינון
טכנולוגיית אולטרה-סינון היא שיטת סינון ממברנלית, המכונה גם סינון צולב. היא יכולה להפריד חלקיקים בגודל 10~100A מהתווך שמסביב המכיל חלקיקים. חלקיקים בטווח גודל זה מתייחסים בדרך כלל למומסים בנוזל. העיקרון הבסיסי הוא שבטמפרטורת החדר עם לחץ וזרימה מסוימים, שימוש במבנה מיקרו-נקבובי אסימטרי ובתווך קרום חדיר למחצה, תוך הסתמכות על הפרש הלחצים בין שני צידי הממברנה ככוח מניע, במצב סינון צולב, כך שהממס וחומרים מולקולריים קטנים עוברים דרכם, חומרים מקרומולקולריים וחלקיקים כגון חלבונים, פולימרים מסיסים במים, חיידקים וכן הלאה נחסמים על ידי קרום הסינון. על מנת להשיג הפרדה, סיווג, טיהור וריכוז של טכנולוגיית הפרדת ממברנה חדשה.
1. תהליך האולטרה-סינון מתבצע בטמפרטורת החדר, התנאים מתונים ואין נזק לרכיבים, ולכן הוא מתאים במיוחד להפרדה, סיווג, ריכוז והעשרה של חומרים רגישים לחום, כגון תרופות, אנזימים, מיצי פירות וכו'.
2. תהליך האולטרה-סינון אינו משתנה, ללא חימום, צריכת אנרגיה נמוכה, ללא צורך להוסיף ריאגנטים כימיים ללא זיהום, הוא סוג של טכנולוגיית הפרדה לחיסכון באנרגיה והגנה על הסביבה.
3. לטכנולוגיית אולטרה-סינון יעילות הפרדה גבוהה, שהיא יעילה מאוד לשחזור רכיבים זעירים בתמיסה מדוללת ולריכוז בתמיסה בריכוז נמוך.
4. תהליך האולטרה-סינון משתמש רק בלחץ ככוח מניע להפרדת הממברנה, ולכן מכשיר ההפרדה פשוט: תהליך קצר, קל לתפעול, קל לשליטה ותחזוקה.
5. לשיטת האולטרה-סינון יש גם מגבלות מסוימות, לא ניתן להשיג באמצעותה אבקה יבשה ישירות. עבור תמיסות חלבון, בדרך כלל מתקבל ריכוז של 10 עד 50%. מכשיר האולטרה-סינון מתבצע במיכל סגור, כאשר האוויר דחוס משמש ככוח, הבוכנה במיכל דוחפת קדימה ליצירת לחץ פנימי של נוזל הדגימה, ותחתית המיכל מצוידת בלוח ממברנה מוצק. מולקולות קטנות הקטנות מקוטר הפתח של לוח הממברנה נפלטות החוצה מלוח הממברנה תחת פעולת הלחץ, ומולקולות גדולות נלכדות על לוח הממברנה.
בתחילת האולטרה-סינון, מהירות האולטרה-סינון מהירה יחסית מכיוון שמולקולות המומסים מפוזרות באופן שווה בתמיסה. עם זאת, עם פריקה רציפה של מולקולות קטנות, מקרומולקולות נתפסות ומצטברות על פני הממברנה בריכוז גבוה יותר ויותר, ויוצרות גרדיאנט ריכוזים מלמטה למעלה, כך שמהירות האולטרה-סינון תאט בהדרגה. תופעה זו נקראת תופעת קיטוב ריכוזים.
הרכב מערכת אולטרה-סינון
מודול אולטרה-סינון הוא טכנולוגיית הפרדת ממברנות נפוצה, הנמצאת בשימוש נרחב בטיפול במים, טיפול בשפכים, תעשיית המזון והמשקאות, ביו-רפואה ותחומים אחרים. לתכנון המבנה יש השפעה חשובה על ביצועי ההפרדה ועל חיי השירות של המודול.
מבנה מודול האולטרה-סינון כולל בדרך כלל מעטפת ממברנה, שכבת תמיכה, שכבת הפרדת ממברנה וקליפה. חבילת הממברנה היא החלק המרכזי של מודול האולטרה-סינון, המורכבת בדרך כלל משכבה אחת או יותר של סרט פולימרי. לממברנות אלו מבנה מיקרופורוזי המסנן מומסים, חומרים קולואידים ומוצקים מרחפים תוך שמירה על חומר בעל משקל מולקולרי נמוך בממס ובמומס. שכבת התמיכה ממוקמת מתחת לשכבת הפרדת הממברנה וממלאת בעיקר את תפקיד התמיכה בממברנה כדי לשפר את היציבות והחוזק המכני של הממברנה.
שכבת הפרדת הממברנה היא החלק המרכזי במודול האולטרה-סינון, והחומר והמבנה שלה קובעים ישירות את אפקט ההפרדה ואת השטף. חומרים נפוצים לממברנת אולטרה-סינון כוללים פוליפרופילן, פוליאסטר, פוליאתרסולפון וכו', בעלי עמידות כימית ועמידות לטמפרטורה מצוינים. מבנה שכבת הפרדת הממברנה יכול להיות סיב חלול, סרט ספירלי או יריעה שטוחה, וצורות מבניות שונות מתאימות לתרחישי יישום שונים. לשכבת הפרדת הממברנה הסיבית החלולה יש שטח ממברנה גדול והיא מתאימה לטיפול בכמויות גדולות של תמיסות, בעוד ששכבת הפרדת הממברנה הספירלית או יריעה שטוחה מתאימה לשטח מוגבל.
בית מודול האולטרה-סינון עשוי בדרך כלל מפלדת אל-חלד או מפלסטיק הנדסי, בעלי עמידות טובה בפני קורוזיה ועמידות טובה בפני לחץ. יש לתכנן את בית המודול כך שיתחשב בהתקנה ובהסרה של מודולים, כמו גם בתחזוקה והחלפה של ממברנות. בנוסף, על בית המודול להיות בעל ביצועי איטום טובים כדי למנוע דליפות וזיהום.
יש לקחת בחשבון גם את חלוקת ואיסוף הנוזלים בתכנון מבנה מודול האולטרה-סינון. בדרך כלל, מודול האולטרה-סינון מאמץ מבנה רב-ערוצי כדי להשיג פיזור ואיסוף אחידים של הנוזל. לכל תעלה יש בדרך כלל פתח הזנה, פתח יציאה לייצור ופתח יציאה לנוזל פסולת כדי להקל על הכנסת ושחרור הנוזל.
בקיצור, תכנון המבנה של מודול האולטרה-סינון הוא גורם חשוב המשפיע על ביצועי ההפרדה שלו ועל חיי השירות שלו. תכנון מבנה סביר יכול לשפר את היציבות ויעילות ההפרדה של המודול, על מנת לענות על הצרכים של תחומים שונים.
1. ממברנת אולטרה-סינון
ממברנת אולטרה-סינון היא חלק מרכזי במבנה האולטרה-סינון, ותפקידה העיקרי הוא לבצע הפרדה וסינון של חומרים במים. ניתן לחלק את ממברנת האולטרה-סינון לממברנת סיבים חלולים, ממברנה שטוחה, ממברנה חדירה למחצה וצורות אחרות. ביניהם, ממברנת סיבים חלולים היא הנפוצה ביותר, וניתן להשתמש בה מפוליפרופילן, פוליאסטר, פוליסולפון וחומרים אחרים.
2. שכבת תמיכה
שכבת התמיכה היא השכבה התחתונה של ממברנת האולטרה-סינון ומשמשת בעיקר לתמיכה וייצוב מבנה הממברנה. שכבת התמיכה יכולה להיות עשויה ממגוון חומרים, כגון נירוסטה, פלסטיק, קרמיקה וכו'.
3. צינורות כניסה ויציאה של מים
צינורות כניסה ויציאה של מים הם תעלות חשובות להכנסה ופליטה של מים אל תוך המבנה וממנו, בדרך כלל עשויים מ-PVC, נירוסטה וחומרים אחרים. על מנת להבטיח זרימה חלקה של מים פנימה והחוצה, תכנון צינורות המים פנימה והחוצה הוא גם קריטי.
4. מערכות בקרה
מערכת הבקרה של מבנה האולטרה-סינון של טיהור שפכים יכולה לאמץ בקרה אוטומטית כדי להבטיח את הפעולה והיציבות התקינות של המבנה. מערכת הבקרה כוללת מערכת ניטור איכות, מערכת בקרת זרימה, מערכת ניקוי עצמי ומערכת אזעקה.
אלו הם המרכיבים העיקריים של מבנה האולטרה-סינון של טיהור שפכים, שביניהם ממברנת האולטרה-סינון היא החלק הקריטי ביותר. עלינו לבחור הרכב שונה של מבנה האולטרה-סינון בהתאם לאיכות וכמות המים השונים כדי להשיג אפקט טיפול טוב יותר.
עקרון האולטרה-סינון
כטכנולוגיית הפרדה יעילה חדשה, טכנולוגיית טיפול בממברנות יושמה במהירות בתחומי טיפול במים, הגנת הסביבה, רפואה, מזון, כימיה ותחומים אחרים בשנים האחרונות בזכות התהליך הפשוט שלה, התפעול הנוח, הציוד הקומפקטי, אפקט ההפרדה הטוב והחסכוניות הגבוהה. טכנולוגיית טיפול בממברנות ממלאת תפקיד חשוב מאוד בפתרון בעיית המחסור במים. במחזור מים ושפכים, תפקידה המיוחד של הממברנות חשוב מאוד, במיוחד באזורים בהם אספקת המים דלה, והוא משך תשומת לב רבה.
מיקרוסינון, אולטרה-סינון, ננו-סינון ואוסמוזה הפוכה הן כולן טכנולוגיות טיפול בממברנות המונעות על ידי כוח חיצוני. נכון לעכשיו, מבין מספר טכנולוגיות הפרדת ממברנות עיקריות, אולטרה-סינון ואוסמוזה הפוכה הן הנפוצות ביותר.
תהליך אולטרה-סינון הוא תהליך הפרדת תמיסה המונע על ידי הפרש הלחצים בין שני צידי הממברנה ומבוסס על סינון מכני. גודל הנקבוביות של קרום האולטרה-סינון הוא 0.005 ~ 1.0 מיקרומטר. חומרים קטנים מגודל הנקבוביות של קרום האולטרה-סינון וחומרים מומסים במים יכולים לשמש כנוזל חדיר למעבר דרך קרום הסינון, וחומרים שאינם יכולים לעבור דרך קרום הסינון ייקלטו וירוכזו בנוזל הפליטה. כתוצאה מכך, המים המופקים (דרך התמיסה) מכילים מים, יונים וחומרים מולקולריים קטנים, בעוד שחומרים קולואידים, חלקיקים, חיידקים, וירוסים ופרוטוזואה יוסרו על ידי הממברנה. תהליך הפרדת הממברנה הוא תהליך סינון דינמי, והמומס המקרומולקולרי נחסם על ידי הממברנה וזורם החוצה ממרכיב הממברנה עם התמיסה המרוכזת. הממברנה אינה נחסמת בקלות וניתן להשתמש בה ברציפות במשך זמן רב. תהליך האולטרה-סינון יכול להפעיל בטמפרטורת החדר ובלחץ נמוך, ללא שינוי פאזה, יעילות גבוהה וחיסכון באנרגיה.
המים המיועדים לסינון עוברים לחץ באמצעות משאבת הזנה לאולטרה-סינון ומועברים למודול הממברנה. עקב הפרש הלחצים בין פנים הממברנה לחוץ, המים חודרים לממברנת המסנן, בעוד שהזיהומים במים נלכדים ואינם יכולים לחדור לממברנת המסנן. אם הזיהומים המופרדים שוקעים יותר מדי על הממברנה, המלחים הבלתי מסיסים יצטברו על פני הממברנה ויצרו שכבת ציפוי ולאחר מכן יתקשטו. כדי להימנע מכך, זיהומים לעיתים קרובות מורשים לזרום החוצה עם חלק מהמים כתרכיז במהלך תהליך ההפרדה. בהתאם לסוג הממברנה וליישום, תהליך זה עשוי להתבצע באופן רציף או במהלך ריפלוקס. בהשוואה לשיטות טיהור מסורתיות כגון פלוקולציה, משקעים וסינון חול, לאולטרה-סינון יש איכות מים יציבה, ניהול ציוד פשוט, ואינו מייצר שאריות סינון או בוצה פלוקולצית ופסולת אחרת.
ממברנת אולטרה-סינון ומכלול אולטרה-סינון
כאשר משתמשים באולטרה-סינון בטיפול במים, היציבות הכימית וההידרופיליות של החומר הן שתי התכונות החשובות ביותר. יציבות כימית קובעת את אורך החיים של החומרים תחת פעולת חומצה ובסיס, מחמצנים ומיקרואורגניזמים, וקשורה ישירות לשיטת הניקוי; ההידרופיליות קובעת את מידת הספיחה של חומרי הממברנה למזהמים אורגניים במים ומשפיעה על שטף הממברנה. ישנם סוגים ומפרטים שונים של ממברנות אולטרה-סינון, אשר ניתן לבחור בהתאם לצרכים בפועל.
1. חומרים כימיים הנדרשים להכנת ממברנת אולטרה-סינון
ישנם חומרים רבים לייצור ממברנות אולטרה-סינון, אך החומרים המשמשים לייצור ממברנות אולטרה-סינון מסיבים חלולים הם בעיקר חומרים פולימריים בעלי ביצועי יצירת סיבים טובים. הדרישות מחומרי הממברנה הן יצירת שכבה טובה, יציבות תרמית, יציבות כימית, עמידות בפני חומצות ובסיס, עמידות בפני שחיקה מיקרוביאלית ועמידות בפני חמצון, והידרופיליות טובה להשגת שטף מים גבוה ויכולת נגד זיהום. נכון לעכשיו: חומרי ממברנות אולטרה-סינון מסיבים חלולים הנפוצים הם פוליווינילידן פלואוריד (PVDF), פוליאתר סולפון (PFS), פוליסולפון (PS), פוליוויניל כלוריד (PVC), פוליאתילן (PF), פוליאקרילוניטריל (PAN), פוליפרופילן (PP) וכו'. פוליווינילידן פלואוריד ופוליאתר סולפון הם חומרי ממברנות האולטרה-סינון הנפוצים ביותר.
2. מבנה מכלול ממברנת האולטרה-סינון
ניתן לחלק את ממברנת האולטרה-סינון לסוגי פלטה וסוג מסגרת (סוג צלחת), סוג גליל, סוג צינור, סוג סיב חלול ומבנים אחרים.
ממברנת אולטרה-פילטרציה של לוחות היא מבנה הממברנה המקורי ביותר, המשמש בעיקר להפרדת חלקיקים גדולים, בשל טביעת הרגל הגדולה שלה וצריכת האנרגיה הגבוהה שלה, אשר בוטלה בהדרגה על ידי השוק.
מודול ממברנת סליל ידוע גם כמודול ממברנת סליל ספירלי. מכיוון שהממברנה שבה נעשה שימוש קלה לתעשייה בקנה מידה גדול, והרכיבים המוכנים גם קלים לתעשייה, הוא נמצא בשימוש נרחב, המכסה ארבעה תהליכי הפרדת ממברנות: אוסמוזה הפוכה, ננו-סינון, אולטרה-סינון ומיקרו-סינון, ובעל שיעור הניצול הגבוה ביותר בתחום האוסמוזה ההפוכה והננו-סינון.
ממברנת אולטרה-סינון צינורית יכולה לעמוד במוצקים מרחפים, סיבים, חלבונים וחומרים אחרים בטווח רחב, דרישות טיפול מקדים נמוכות לנוזל החומר, ניתן לבצע ריכוז גבוה של נוזל החומר, אך עלות ההשקעה בציוד גבוהה, מכסה שטח גדול.
מבין צורות מבנה מודול הממברנה הרבות, כיום נעשה שימוש בעיקר בממברנת אולטרה-סינון מסיבים חלולים. יש לשקול את מבנה המודול כך שישפר ככל האפשר את צפיפות האריזה של הממברנה, יגדיל את תפוקת המים ליחידת נפח, ימזער את השפעת הקיטוב בריכוז, יקל על ניקוי ויוריד את עלויות הייצור.
כיום, קרום סינון אולטרה-סינון מסוג סיב חלול הפך לצורה העיקרית של סינון אולטרה-סינון בשל יתרונותיו שאין שני להם. בהתאם למיקום השונה של השכבה הצפופה, ניתן לחלק את קרום סינון האולטרה-סינון מסוג סיב חלול לקרום לחץ פנימי ולקרום לחץ חיצוני. קרום סינון הסיבים החלולים בלחץ חיצוני חודר לתמיסת הבסיס דרך הסיבים החלולים לאורך השכבה העל-רדיאלית הממדית מבחוץ פנימה והופך לנוזל חדיר, והחומר הלכוד בה שוקע בחלקו החיצוני של הסיבים החלולים. תעלת הכניסה של הקרום נמצאת בין סיבי הממברנה, ולסיבי הממברנה יש מרחב תנועה חופשי מסוים, ולכן הוא מתאים יותר למצב של איכות מים גולמיים ירודה ותכולת חומר מרחף גבוהה. נוזל הבסיס בקרום סינון האולטרה-סינון מסוג סיב חלול בלחץ פנימי נכנס לחלקו הפנימי של הסיבים החלולים, ומונע על ידי הפרש הלחצים, עובר דרך הסיבים החלולים מבפנים החוצה לאורך הכיוון הרדיאלי והופך לנוזל חדיר, בעוד שהנוזל המרוכז נשאר בתוך הסיבים החלולים וזורם החוצה מהקצה השני. מעבר הכניסה של הממברנה הוא החלל הפנימי של סיבים חלולים, על מנת למנוע חסימה, ישנן דרישות מחמירות לגבי גודל החלקיקים ותכולת מי הכניסה, ולכן הוא מתאים לתנאי עבודה של איכות מים גולמיים טובה.
3. ביצועי יירוט של מכלול ממברנת אולטרה-סינון
(1) יירוט חלקיקים. בדרך כלל ניתן להפחית את עכירות התסנין מתחת ל-0.1NTU באמצעות אולטרה-סינון. במקרה של עכירות לא יציבה של מים גולמיים: השימוש באולטרה-סינון מתאים יותר. בהשוואה לתהליכי טיהור קונבנציונליים, ניתן לאוטומט את האולטרה-סינון בקלות רבה.
(2) יירוט חומר אורגני. חומר אורגני כולל חלקיקים, קולואידים וחומר אורגני מסיס במים. מכיוון שיכולת האולטרה-סינון ליירט סוגים שונים של חומר אורגני שונה, יעילות הטיהור תלויה בהרכב החומר האורגני במים. בהשוואה לשיטה המסורתית, שיטת האולטרה-סינון אינה צריכה להתחשב במשקעים, ואינה צריכה לשים לב ליכולת הסינון של המעובה, מכיוון שליעילות הטיהור של האולטרה-סינון אין שום קשר לצורה ולצפיפות של המעובה. בהתאם להפתתה ולאיכות המים הגולמיים, שיעור השמירה של חומר אורגני על ידי אולטרה-סינון הוא 40% עד 60%.
תפעול ותחזוקה של מערכת אולטרה-סינון
לפעולת מערכת האולטרה-סינון שני מצבים: סינון בזרימה מלאה וסינון צולב. בסינון בזרימה מלאה, כל המים הנכנסים עוברים דרך פני הממברנה והופכים למים; בסינון צולב, חלק מהמים עוברים דרך פני הממברנה והופכים למים, והחלק השני משתחרר עם זיהומים והופך למים מרוכזים. צריכת אנרגיה נמוכה, לחץ תפעול נמוך, ולכן עלויות תפעול נמוכות יותר; סינון צולב יכול להתמודד עם נוזלים עם תכולת מוצקים מרחפים גבוהה יותר. כאשר שטף התסנין של האולטרה-סינון נמוך ועומס הסינון של קרום האולטרה-סינון נמוך, המזהמים הנוצרים על פני הממברנה ניתנים להסרה בקלות, כך ששטף התסנין לטווח ארוך יציב. כאשר שטף התסנין גבוה, הנטייה ללכלוך בלתי ניתן לשחזור של קרום האולטרה-סינון עולה, וקצב השבת נוזל הניקוי יורד, דבר שאינו תורם לשמירה על יציבות שטף התסנין לאורך זמן.
מצב סינון:
1. מצב סינון זרם מלא
באופן כללי, כאשר תכולת המוצקים המרחפים והקולואידים במים גולמיים נמוכה (כגון SS
2. מצב סינון זרימה צולבת
התכולה הגבוהה של מוצקים מרחפים במים גולמיים וברוב היישומים הלא-מימיים דורשת הפחתה בקצב ההחזרה כדי לשמור על קצב זרימה גבוה בתוך צינור הממברנה, וכתוצאה מכך נוצרת כמות גדולה של שפכים. כדי למנוע בזבוז, המים המרוכזים הנפלטים מופעלים בלחץ חוזר אל צינור הממברנה. בדרך זו, למרות שקצב ההחזרה של צינור הממברנה מופחת, עבור המערכת כולה, קצב ההחזרה עדיין גבוה. במצב זה, מי הזרימה זורמים ברציפות על פני הממברנה, והמים במחזור במהירות גבוהה מונעים הצטברות של חלקיקים על פני הממברנה ומגדילים את שטף התסנין. מכיוון שפחות מים נכנסים הופכים למים מיוצרים, צריכת האנרגיה של מצב סינון זרימה צולבת גדולה מזו של מצב סינון זרימה מלאה על מנת להשיג את אותה התשואה.
פעולת ממברנת אולטרה-סינון
יש לבדוק ולהפעיל את ממברנת האולטרה-סינון לפני ההפעלה לפי השלבים הבאים:
(1) בדיקת איכות מי הכניסה. המפתח הוא לבדוק את עכירות מי הכניסה. כאשר העכירות נמצאת בטווח הערכים המוגבל של המערכת, ניתן להפעיל את ציוד האולטרה-סינון, ולאחר מכן לבדוק את תכולת הכלור השיורית וערך ה-pH במים.
(2) בדיקת מערכת. בהתאם לתוכנית התהליך, יש לבדוק האם הציוד והחיבור תקינים, ולבדוק האם השסתום פתוח כראוי. יש להקדיש תשומת לב מיוחדת למערכת המופעלת ידנית. אין לפתוח את שסתום הכניסה במלואו בעת הפעלת המכונה, ושסתום המים המרוכזים ושסתום ייצור המים צריכים להיות פתוחים במלואם כדי למנוע לחץ מוגזם בעת הפעלת המכונה, אשר יגרום לפגיעה בקרום האולטרה-סינון ולנזק לציוד.
(3) בדיקת מכשירים. בדקו האם כל המכשירים תקינים, ובמיוחד האם מד הלחץ שלם.
(4) הפעלה. לאחר ביצוע עבודות ההכנה לפני ההפעלה, ניתן לבצע בדיקת הפעלה של המערכת, כלומר, להפעיל את אספקת החשמל, להפעיל את המשאבה, לעצור אותה מיד, לבדוק האם היגוי האימפלר של המשאבה תקין, ולוודא שאין רעשים חריגים בפעולת המשאבה. לאחר אישור תקינות המשאבה, ניתן להפעיל אותה באופן רשמי. לאחר ההפעלה, יש לבדוק את הממשק והצינור לאיתור דליפות. במחזור הראשון של פעולת תוכנית הבקרה האוטומטית, יש לבדוק את הפתיחה והסגירה של השסתום, ותפעול המכשירים השונים צריך להיות תקין.
⑸ פעולה. כאשר הציוד פועל, יש לבדוק באופן קבוע האם המכשיר תקין, האם המשאבה רועשת באופן חריג, האם איכות המים עומדת בדרישות, במיוחד לשים לב למד הלחץ ולזרימת המים. במקרה של חריגה, יש לעצור אותו מיד לבדיקה. באופן כללי, בעת תכנון הבקרה האוטומטית, יש לקחת בחשבון את ההגנה העצמית של המערכת. אם יש חריגה כלשהי, המערכת תפסיק לפעול באופן אוטומטי ותפעיל אזעקה. במהלך הפעלת הציוד, יש לנטר ולתעד את הציוד בהתאם לדרישות התכנון; יש לנקות, לעקר ולחטא את הציוד באופן קבוע בהתאם לדרישות התכנון; יש לאוורר את הציוד באופן קבוע או לבדוק את מצב העבודה של שסתום הפליטה האוטומטי.
⑹ כיבוי.
① ראשית יש להפחית את לחץ המערכת ואת הפרש הלחצים הטרנסממברנליים, ולאחר מכן לכבות.
② כאשר זמן הכיבוי אינו עולה על 7 ימים, ניתן לבצע את פעולת ההגנה של הציוד במשך 20 ~ 60 דקות בכל יום (הזמן כפוף למחזור סינון, שטיפה, שטיפה לאחור ושטיפה), כך שניתן יהיה להחליף את המים הטריים במים המאוחסנים בציוד.
③ כאשר הציוד אינו בשימוש למשך זמן רב, יש לנקות ולחטא את הציוד תחילה ביסודיות, ולאחר מכן להזריק לציוד את חומר ההגנה על הממברנה והחומר האנטיבקטריאלי, ולסגור את כל הממשקים של הציוד כדי לשמור על הממברנה רטובה ולמנוע גידול חיידקים ואצות בציוד.
זיהום של ממברנת אולטרה-סינון
זיהום ממברנה מתייחס לתהליך שבו חלקיקים, קולואידים או מקרומולקולות מומסות בתמיסת החומר נספגים ומשקעים על פני הממברנה באמצעות ספיחה פיזית, פעולה כימית או יירוט מכני, וכתוצאה מכך חסימה של נקבוביות הממברנה, ושינוי ברור בשטף חלחול הממברנה ובמאפייני ההפרדה. ספיחה בממברנה בתהליך אולטרה-סינון נחשבת למפתח לזיהום הממברנה, הקשור לאינטראקציה בין הממברנה, הממס והמומס. בשל התכונות הכימיות והמבנים השונים של רכיבי הממברנה, גם מנגנון הספיחה שונה, וניתן לחלק אותו בדרך כלל לאינטראקציה אלקטרוסטטית, אינטראקציה הידרופובית וכן הלאה.
ניקוי מערכת אולטרה-סינון
בתהליך האולטרה-סינון, חומרים מופרדים וזיהומים אחרים יצטברו בהדרגה על פני הממברנה, מה שיגרום לזיהום ולחסימה של הממברנה. לכן, ניקוי הממברנה הוא תהליך פעולה הכרחי במערכת האולטרה-סינון, וניקוי יעיל של הממברנה הוא אמצעי חשוב להארכת חיי הממברנה. שיטות הניקוי הנפוצות של ממברנת אולטרה-סינון כוללות בעיקר ניקוי פיזי וניקוי כימי. ניקוי מערכת האולטרה-סינון כולל שטיפה קדימה ושטיפה חוזרת במים, שטיפה בגז, ניקוי כימי וכן הלאה. ביניהם, שטיפה קדימה ושטיפה חוזרת של מים יכולים להסיר את שכבת עוגת הסינון מפני הממברנה; שיטת הגז משתמשת במערבולת חזקה של גז כדי להסיר את שכבת הזיהום מפני הממברנה בצורה יעילה יותר. ניקוי כימי באמצעות תגובה כימית מסיר קולואידים, חומר אורגני, מלחים אנאורגניים וזיהומים אחרים מפני הממברנה ויוצר מים פנימיים.
שטיפת גב של מערכת אולטרה-סינון
מי שטיפת גב אולטרה-פילטרציה הם מי ייצור אולטרה-פילטרציה, מכיוון שהמוצקים המרחפים המובאים על ידי מי שטיפת הגב יתאספו במבנה התמיכה ואז ישחררו ללא הרף חלקיקים, חיידקים ו-TOC, כך שמים גולמיים אינם מתאימים למי שטיפת גב.
עם שימוש ארוך טווח ברכיבי ממברנת האולטרה-סינון, זיהומים במים יושקעו על הממברנה, דבר שישפיע בהדרגה על ביצועי ההפרדה של הממברנה. לכן, במהלך הפעולה, כאשר תפוקת המים של ממברנת האולטרה-סינון יורדת ביותר מ-20% או כאשר היא נמצאת בשימוש במשך חודש עד ארבעה חודשים, יש צורך לבצע ניקוי כימי של האולטרה-סינון לתוך ממברנת האולטרה-סינון, על מנת להסיר בזמן את המזהמים מממברנת האולטרה-סינון, למנוע היווצרות אבנית עקשנית של ממברנת האולטרה-סינון, ולשקם בזמן את ביצועי הממברנה.
ניקוי כימי מחולק לניקוי בתמיסה חומצית וניקוי בתמיסה אלקלית. כאשר קשיות מי הכניסה גבוהה או שתכולת יוני המתכת (כגון יוני ברזל) עולה על תקן התכנון, ובכך גורמת לזיהום אנאורגני בצד הכניסה של הממברנה, יש להשתמש בתמיסה חומצית לניקוי התקן האולטרה-סינון. עבור ממברנת אולטרה-סינון מזוהמת ביולוגית, יש להשתמש בתמיסה אלקלית לניקוי התקן ממברנת האולטרה-סינון. יש לשים לב לנקודות הבאות בעת הניקוי:
(1) כל חומרי הניקוי חייבים להיכנס למכלול מצד כניסת המים של מערכת האולטרה-סינון כדי למנוע זיהומים שעשויים להתקיים בחומר הניקוי מחלקה האחורי של שכבת הסינון הצפופה אל פנים דופן הממברנה.
(2) מערכת האולטרה-סינון עוברת שטיפה יסודית של הזרקת חומרים לאחור לפני ניקוי כימי.
(3) תהליך הניקוי הכימי כולו של מערכת האולטרה-סינון אורך 2 ~ 4 שעות; אם הלכלוך חמור, יש להשרות אותה במשך יותר מ-12 שעות.
(4) לאחר הניקוי, אם זמן הכיבוי של מערכת האולטרה-סינון עולה על שלושה ימים, יש לתחזק את מערכת האולטרה-סינון בהתאם לדרישות הכיבוי לטווח ארוך.
(5) יש להכין את תמיסת הניקוי עם מי אולטרה-פילטרציה או מים באיכות טובה יותר.
(6) חומר הניקוי חייב להסיר מזהמים אפשריים לפני שהוא זורם לתוך מכלול הממברנה
ניתן לשלוט בטמפרטורת תמיסת הניקוי בטווח של 10 ~ 40 ℃, והעלאת טמפרטורת תמיסת הניקוי יכולה לשפר את יעילות הניקוי.
(7) במידת הצורך, ניתן להשתמש במגוון חומרי ניקוי, אך חומרי ניקוי וקוטלי פטריות לא יגרמו נזק לממברנה ולחומרי הרכיבים. לאחר כל ניקוי, יש לרוקן את חומר הניקוי ולשטוף את המערכת במים מסוג אולטרה-סינון או אוסמוזה הפוכה לפני ניקוי עם חומר ניקוי אחר.
ניקוי כימי של ממברנות אוסמוזה הפוכה לא צריך להיות תכוף מדי כדי למנוע נזק בלתי הפיך לרכיבי הממברנה.
תיאור2