التناضح العكسي عملية التنظيف عبر الإنترنت

تستخدم تقنية التناضح العكسي (RO) على نطاق واسع في صناعة معالجة المياه ، وخاصة في تحلية مياه البحر وتنقية مياه الشرب وحقول معالجة المياه الصناعية. غشاء التناضح العكسي هو المكون الأساسي لهذه العملية. يسمح بمرور جزيئات الماء بشكل انتقائي مع الاحتفاظ بالأملاح الذائبة والمواد العضوية والغرويات وغيرها من الشوائب. ومع ذلك ، مع تشغيل النظام ، يحدث تلوث سطح الغشاء حتما ، مما يؤدي إلى انخفاض في تدفق الغشاء ، وزيادة استهلاك الطاقة في النظام ، وتدهور نوعية المياه المتدفقة. للحفاظ على تشغيل نظام مستقر ،تنظيف عبر الإنترنت (CIP) أصبحت طريقة صيانة فعالة.

• ترسيب الحمل الحراري

  في نظام التناضح العكسي ، حيث يمر الماء عبر الغشاء تحت الضغط ، يتم الاحتفاظ بالمواد الذائبة (مثل الأملاح والغروانيات والكائنات الدقيقة والمواد العضوية وما إلى ذلك) والجسيمات المعلقة بواسطة الغشاء. أثناء هذه العملية ، تؤدي حركة الحمل الحراري للمياه على سطح الغشاء إلى ترسب هذه المواد المحتفظ بها تدريجيًا على سطح الغشاء. وتسمى هذه المادة ترسب الناجمة عن الحمل الحراري ترسب الحمل الحراري. هذا هو السبب الرئيسي لتلوث غشاء التناضح العكسي.

• تركيز الاستقطاب

  يشير استقطاب التركيز إلى الظاهرة التي يمر فيها المحلول الموجود في سائل التغذية خلال الغشاء تحت الضغط أثناء عملية الفصل ، ويتم الاحتفاظ بالمواد المذابة (الأيونات أو المواد المذابة ذات الأوزان الجزيئية المختلفة) ، مما يتسبب في زيادة التركيز عند واجهة الغشاء والحل السائب أو بالقرب من منطقة واجهة الغشاء. تحت تأثير التدرج التركيز ، ستنتشر المواد المذابة من سطح الغشاء إلى المحلول السائب ، مما يشكل طبقة حدية ، مما يزيد من مقاومة السوائل والضغط التناضحي الموضعي ، مما يؤدي إلى انخفاض في تدفق نفاذية المذيبات. الاستقطاب تركيز يسرع قاذورات الغشاء. بسبب تركيز الاستقطاب ، يزداد تركيز المذابات بالقرب من سطح الغشاء بسرعة ، مما يسبب زيادة في مقاومة السوائل في الطبقة الحدودية (أو الضغط التناضحي الموضعي) ، مما يؤدي إلى انخفاض في القوة الدافعة لنقل الكتلة ويؤدي إلى ترسب قاذورات.

• احتجاز المواد المعترضة

  المواد المعترضة تسرع قاذورات الأغشية. على سبيل المثال ، في الأغشية الحلزونية والأغشية المسطحة ، توجد طبقة من الشبكة البلاستيكية بين قنوات التغذية ، والتي تدعم الغشاء وتزيد من الاضطراب ، ولكنها تسبب أيضًا اعتراضًا. يتم حظر الملوثات بواسطة الشبكة وإيداعها بسرعة.

يجب تنظيف نظام التناضح العكسي قبل أن يصبح القاذورات الغشائية شديدة ، لأن هذا سيزيد من صعوبة التنظيف. يجب تنظيف غشاء التناضح العكسي على الفور عندما تحدث الحالات التالية أثناء التشغيل:

• تحت ضغط ماء التغذية العادي ، يتناقص التدفق المتخلل عن القيمة العادية ؛
• للحفاظ على التدفق الطبيعي للنفث ، يزداد ضغط ماء التغذية بواسطة ، بعد تصحيح درجة الحرارة ؛
• تنخفض جودة المياه المتخللة من خلال ، ويزداد مرور الملح بواسطة ،
• يزيد الفرق في الضغط بين المراحل المختلفة للنظام بشكل كبير.

التنظيف عبر الإنترنت هو طريقة لتنظيف عناصر الغشاء دون التفكيك ، وتشمل عادة الخطوات التالية:

تحليل الملوثات

تشمل ملوثات التناضح العكسي الشائعة المقياس غير العضوي ، أكاسيد المعادن ، مقياس غير قابل للذوبان في الأحماض ، مقياس السيليكا ، إلخ. لمعالجة هذه الملوثات المختلفة بفعالية ، يجب استخدام طرق التنظيف المناسبة. قد يؤدي الاختيار غير الصحيح لمواد التنظيف الكيميائية والطرق إلى تفاقم تلوث نظام الغشاء في بعض الأحيان. لذلك ، من الضروري تحديد نوع القاذورات على سطح الغشاء قبل التنظيف. تتوفر طرق التحليل التالية:

• إجراء اختبار فقدان عند الاشتعال لحساب نسبة المواد العضوية إلى المواد غير العضوية في الملوثات بناءً على تغير الوزن قبل وبعد الاحتراق ، لتحديد نوع التلوث.
• تحليل أنواع ومحتويات العناصر باستخدام مطيافية الأشعة السينية الفلورية (XRF) ومطيافية حيود الأشعة السينية (XRD) لتحديد المكونات الرئيسية للملوثات غير العضوية.
• الجمع بين تحويل fouscopy بالأشعة تحت الحمراء (FTIR) وكروماتوجرافيا الغاز-مطياف الكتلة (way) لتوصيف وتحديد الأنواع الكيميائية للملوثات ، وبالتالي الحصول على معلومات عن التركيب العضوي للملوثات الغشائية.

اختيار محلول التنظيف

يتم تحديد نوع محلول التنظيف بناءً على تحليل الملوثات الموجودة قبل التنظيف. لتحقيق نتائج التنظيف المثلى ، في بعض الأحيان يتم استخدام مزيج من عوامل التنظيف الكيميائية المختلفة.

يمكن استخدام محاليل التنظيف الحمضية لإزالة المقياس غير العضوي المترسب على غشاء التناضح العكسي ، بينما يمكن استخدام محاليل التنظيف القلوية لإزالة المواد العضوية والملوثات الغروية. فيما يلي بعض مخططات اختيار عوامل التنظيف الكيميائية الشائعة:

هناك طريقتان لحساب حجم محلول التنظيف لنظام التناضح العكسي:

• حساب وفقا للصيغة:
  

  يمثل V المجلد الفارغ

• تقدير المبلغ الفعلي من حل التنظيف على أساس نموذج غشاء التناضح العكسي ودرجة التلوث:

  ينقسم التلوث إلى حالتين:
  • عندما لا يكون التلوث شديدًا ، يكون حجم محلول التنظيف لكل وعاء ضغط Φ101.6 مم غشاء التناضح العكسي حوالي 8.5–9.5 لتر ، ويجب أن يكون حجم محلول التنظيف لوعاء الضغط Φ203.2 مم حوالي 33–35 لتر.
  • عندما يكون التلوث شديدًا ، يكون حجم محلول التنظيف المطلوب لغشاء التناضح العكسي Φ101.6 مم حوالي 16–19 لتر ، ويجب تكوين حجم محلول التنظيف لغشاء التناضح العكسي Φ203.2 مم إلى 55–69 لتر.

يتم إجراء التنظيف عبر الإنترنت مع عناصر الغشاء المحتفظ بها في وعاء الضغط. تشمل معدات التنظيف بشكل عام مرشحات تنظيف الخزانات ومضخات الدوران وأجهزة قياس الضغط ومقاييس الحرارة ومقاييس الضغط والصمامات ونقاط أخذ العينات وخطوط الأنابيب. يجب أن يضمن حجم خزان التنظيف أنه يفي بمتطلبات كمية المياه المستخدمة لاستبدال المياه في خرطوشات التوصيل وخطوط الأنابيب وأوعية ضغط التناضح العكسي.

1. صياغة خطة التنظيف

   ① في هذه المقالة ، نستخدم مزيجًا من عوامل التنظيف القلوية والحمضية لتنظيف نظام غشاء التناضح العكسي ، الذي يحتوي على CaF2 ومقياس غير عضوي. تُستخدم حلول حمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد الصوديوم لضبط قيمة الرقم الهيدروجيني لمذيب التنظيف.

2. الأعمال التحضيرية قبل التنظيف

   ② افتح صمام مدخل جهاز التناضح العكسي وحقن كمية معينة من النفاذية في خزان تنظيف التناضح العكسي. بدء تشغيل مضخة دوران التناضح العكسي لتدوير وتنظيف خط أنابيب تنظيف التناضح العكسي ، وضمان أن خط الأنابيب نظيف وخالي من الحطام.

   ③ قم بإيقاف تشغيل مضخة دوران التناضح العكسي ، قم بإفراغ خزان تنظيف التناضح العكسي ، وحقن التناضح العكسي يتخلل إلى ارتفاع معين (بالنظر إلى سعة خط الأنابيب بالكامل). بدء سخان لتسخين المياه في خزان التنظيف إلى حوالي 40 °C.

   ④ إعداد حلول حمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد الصوديوم لضبط قيمة الرقم الهيدروجيني لمذيب التنظيف. تحضير مقياس الرقم الهيدروجيني ، وقياس وتسجيل التغييرات في قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول التنظيف أثناء عملية التنظيف.

3. تحضير محلول التنظيف القلوي

   بدء تشغيل مضخة دوران التناضح العكسي للتداول ، إضافة عامل التنظيف القلوي في خزان التنظيف ، ثم إضافة كمية مناسبة من محلول القلوي (NaOH) ، وقياس قيمة pH للحل لضمان وصولها إلى حوالي 11.

4. تنظيف قلوي لغشاء التناضح العكسي

   ① التناضح العكسي تنظيف القلوية: ضبط مضخة دوران التناضح العكسي للحفاظ على ضغط المخرج عند حوالي 0.2–0.25 ميجا بايت. السماح لعامل التنظيف القلوي بالتناضح العكسي بالدوران داخل نظام التناضح العكسي. قياس قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول القلوي كل 10 دقائق. إذا انخفض ، فإنه يشير إلى أن الملوثات على سطح الغشاء يتم حلها بواسطة محلول التنظيف. أضف كمية مناسبة من محلول القلوي (NaOH) للحفاظ على قيمة pH للحل حوالي 11. استمر في الدوران حتى لا تتغير قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول التنظيف (بشكل عام ، يحتاج إلى الدوران لأكثر من 30 دقيقة).

   ② النقع مع عامل تنظيف قلوي: بعد تنظيف غشاء التناضح العكسي بالمحلول القلوي ، أوقف مضخة دوران التناضح العكسي وأغلق جميع صمامات نظام التناضح العكسي ، مما يسمح بنقع غشاء التناضح العكسي في المحلول القلوي لفترة معينة (عادة أكثر من 5 ساعات).

   ③ إعادة تدوير عامل التنظيف القلوي: افتح صمام مدخل تنظيف جهاز التناضح العكسي وصمام المخرج وصمام الإرجاع الجانبي المتخلل للسماح لعامل التنظيف القلوي بالتدفق عبر الغشاء في السلسلة. سجل أي تغييرات في قيمة الرقم الهيدروجيني للحل (عادة ما يتم إعادة التدوير لأكثر من ساعة).

   ④ شطف المحلول القلوي تمامًا: قم بإيقاف تشغيل مضخة دوران التناضح العكسي وإغلاق صمام المخرج. افتح صمام تصريف خزان التنظيف لإفراغ محلول التنظيف القلوي بالتناضح العكسي. أغلق صمام مدخل ومخرج جهاز التناضح العكسي. افتح صمام تصريف المركز وصمام الصرف الجانبي المتخلل لإفراغ عامل التنظيف القلوي من جهاز التناضح العكسي. ثم افتح صمام مدخل التنظيف وابدأ مضخة التنظيف بالتناضح العكسي لطرد نظام التناضح العكسي. بمجرد أن تكون موصلية التناضح العكسي أقل من 30 ميكرو ثانية/سم ، افتح صمام مدخل التنظيف بالتناضح العكسي وصمام مخرج التنظيف على التوالي لغسل خط الأنابيب وخزان التنظيف حتى يتم مسح عامل التنظيف القلوي بالكامل في خط الأنابيب.

5. تحضير محلول التنظيف الحمضي

   حقن ارتفاع معين من التناضح العكسي تتخلل في خزان تنظيف التناضح العكسي. افتح صمام دوران مضخة التناضح العكسي ، وابدأ مضخة دوران التناضح العكسي للدورة الدموية ، وأضف كمية مناسبة من عامل التنظيف الحمضي ومحلول حمض الهيدروكلوريك حتى تصل قيمة pH إلى 2.0.

6. التنظيف والنقع ، الشطف بمحلول تنظيف حمضي

   عملية الغسيل الحمضي لغشاء التناضح العكسي هي في الأساس نفس العملية القلوية. أثناء عملية التنظيف ، يجب اختبار قيمة الرقم الهيدروجيني للحل بشكل متكرر. إذا ارتفعت قيمة الرقم الهيدروجيني ، فإنه يشير إلى أن هناك رواسب تحييد مع عامل التنظيف الحمضي. من الضروري إضافة كمية مناسبة من محلول حمض الهيدروكلوريك للحفاظ على محلول التنظيف عند حوالي 2.0. بعد التنظيف ، من الضروري أيضًا غمرها لأكثر من 5 ساعات ، ثم تعميمها مرة أخرى لمدة ساعة واحدة ، وتسجيل تغييرات قيمة الرقم الهيدروجيني. ثم ابدأ نظام تنظيف التناضح العكسي بالكامل لشطف جهاز التناضح العكسي النظيف.

7. إعادة تشغيل النظام

   بعد استقرار المكونات والنظام ، قم بتسجيل معلمات التشغيل بعد إعادة تشغيل النظام.

• يجب الحفاظ على درجة حرارة محلول التنظيف ضمن 25–35 °C. يجب تحضير محلول التنظيف مع تناضح عكسي يتخلل أو ماء منزوع الأيونات ، ويجب خلط المحلول بشكل موحد.
• أثناء التنظيف ، يجب تصريف المياه المتبقية في وعاء الضغط بالتناضح العكسي وخطوط الأنابيب ، ويجب إعادة التركيز المتولد أثناء عملية التنظيف إلى خزان محلول التنظيف. إذا أصبح محلول التنظيف المرتجع مشوه أو عكر بشكل ملحوظ ، يجب إعداد محلول تنظيف جديد. إذا تجاوز تغيير الرقم الهيدروجيني لمحلول التنظيف المعاد تدويره 0.5 ، فيجب تعديل الرقم الهيدروجيني أو استبدال محلول التنظيف.
• بعد اكتمال التنظيف وفقًا للوقت المحدد ، يجب شطفه على الفور بالتناضح العكسي الذي يتخلل أو الماء منزوع الأيونات. يكون وقت الشطف عمومًا 30–60 دقيقة ، ويجب تصريف مياه منفذ التناضح العكسي. بعد التأكد من اكتمال الشطف ، من الأفضل وضعه في التشغيل العادي على الفور. يجب ألا يتجاوز الوقت من التنظيف الكيميائي إلى التشغيل 24 ساعة.
• يجب على موظفي إعداد محلول التنظيف الانتباه إلى السلامة ، وارتداء القفازات الواقية ، والنظارات ، والملابس الواقية ، وإعداد أدوية الطوارئ والمياه في الموقع.
• يجب إغلاق الأدوات وصمامات خطوط الأنابيب غير المرتبطة بأعمال التنظيف لضمان عزل فعال.