انواع فلاشینگ در سیستم تصفیه آب

فلاشینگ یک روش ساده و راحت برای از بین بردن سریع بخشی از رسوبات سبک از سطح غشا است. جریان سریع آب در فلاشینگ و آشفتگی ایجاد شده ناشی از آن موجب جدا شدن ذرات رسوبی می شود که اتصال ضعیفی با غشا ایجاد کرده بودند. زدودن رسوبات در مرحله ای که هنوز سبک هستند از تبدیل آنها به رسوبات سنگین جلوگیری میکند. فلاشینگ با فشار کم و سرعت بالای آب انجام می شود و به حجم زیاد آب برای این کار نیاز است.

جدول1- اطلاعات کلی در مورد فلاشینگ

اطلاعات کلی در مورد فلاشینگ

در این مقاله به شرح فلاشینگ در شرایط مختلف مانند:                                         :
1-بعد از خاموش کردن
2- بعداز خاموش شدن ناگهانی( قطع برق)
3- درزمان خاموشی کوتاه مدت
4-در زمان خاموشی بلندمدت
5- زمان CIP
6- زمان راه اندازی المانها
پرداخته شده است.
برای انجام یک فلاشینگ استاندارد باید دبی، سرعت و فشار آب در هرکدام از موارد ذکر شده معین باشد. به علاوه ویژگی های آب مورد استفاده در فلاشینگ نیز اهمیت زیادی دارد.
فلاشینگ ناقص ممکن است باعث ایجاد رسوب بر روی سطح غشا شود.

فلاشینگ بعد از خاموش کردن (خاموشی کوتاه مدت و خاموشی بلند مدت)

تعریف خاموشی کوتاه مدت:    یک واحد به مدت بیشتر از 1 روز و کمتر از 4 روز کار نکند و در این مدت زمان المان های غشایی از وسل ها خارج نشوند.

تعریف خاموشی بلند مدت: یک  واحد به مدت بیشتر از 4 روز کار نکند و در این مدت زمان المان های غشایی از وسل ها خارج نشوند

علت فلاشینگ بعد از خاموشی

  • بعد از خاموشی باید به سرعت و با دقت فلاشینگ انجام شود تا آب شور از پرشر وسل خارج شود (فلاشینگ را باید تا زمانی ادامه دهیم که مطمئین شویم که آب فلاش کاملا جایگزین آب شور شده است)
  • در زمانیکه سیستم خاموش می شود تمایل به اسمز مستقیم وجود دارد (در اسمز مستقم آب از سمت پرمیت به سمت خوراک/کنسانتره حرکت می کند). این امر به ویژه در آبهای بسیار شور (که TDS بیشتر از  6000 میلی گرم در لیتر دارند) رخ می دهد. این اسمز مستقیم می تواند باعث نفوذ هوا به دورن ممبرن شود بنابراین  سمت پرمیت غشا با هوا مجاور می شود. درصورتیکه در اب خوراک H2S،  Fe2+, Mn2+  و سایر فلزات احیاشده وجود داشته باشد میتوانند از سد غشایی عبور می کند و در قسمت داخلی لایه غشا (قسمت پرمیت) رسوب می کند. زمانیکه سیستم خاموش می شود و هوا وارد قسمت پرمیت غشا می شود این H2S و فلزات احیا شده شروع به اکسید شدن ََمی کند و یک لایه رسوب کلوئیدی زردرنگ در قسمت پرمیت غشا ایجاد میکند. این مساله همچنین باعث کاهش فلاکس غشا به مرور زمان می شود. بنابراین برای جلوگیری از این امر باید بلافاصله بعد از خاموش شدن سیستم، فلاش انجام شود.

توجه شود که برای فلاشینگ بعد از خاموشی پمپ ها می توان هم از آب پیش تصفیه و هم آب پرمیت استفاده کرد ولی برای سیستم هایی که درارای H2S،  Fe2+, Mn2+  و سایر فلزات احیاشده در آب خوراک هستند بهتر است از آب پرمیت برای فلاشینگ استفاده شود .

  • در صورتیکه بعد از خاموش کردن سیستم، فلاشینگ به طور کامل انجام نشود (فلاشینگ ناقص انجام شود) رسوبات بر روی سطح غشا ایجاد می شوند.
    بعد از خاموشی باید به سرعت و با دقت فلاشینگ انجام شود تا آب شور از پرشر وسل خارج شود (فلاشینگ را باید تا زمانی ادامه دهیم که مطمئین شویم که آب فلاش کاملا جایگزین آب شور شده است)

روش فلاش کردن در صورت خاموشی کوتاه مدت (Short time shut down)

در صورت خاموشی کوتاه مدت باید هر 24 ساعت یکبار فلاشینگ انجام شود. مدت زمان هر بار فلاشینگ بین 30 الی 60 دقیقه باید باشد. لازم به ذکر است که در زمان فلاشینگ، همزمان با اینکه وسل­ها در حال پر شدن با آب فلاشینگ هستند باید هوا از سیستم لوله کشی خوراک (system feed pipping) به طور کامل خارج شود. دبی مناسب برای فلاشینگ 1/9-9/6 مترمکعب/پرشروسل می باشد.

  • اگر به هر علتی در مدت زمانیکه سیستم خاموش است احتمال ایجاد بیوفولینگ زیاد باشد بهتر است تعداد فلاشها را بیشتر کرد و همچنین بهتر است در این شرایط از آب پرمیت برای فلاشینگ استفاده کرد.
  •  

روش فلاش کردن در صورت خاموشی بلند مدت (Long time shut down)

برای فلاش کردن باید دید که آیا آب به اندازه کافی برای این کار وجود دارد یا خیر. بدین ترتیب دو حالت پیش می آید:

  • اگر آب کافی برای فلاش کردن وجود داشته باشد باید هر 2 روز یک بار و هر بار به مدت 30 الی 60 دقیقه فلاشینگ را انجام داد. باید توجه داشت که همزمان با اینکه وسل­ها در حال پر شدن با آب فلاشینگ هستند باید هوا از سیستم به طور کامل خارج شود (2). دبی مناسب برای فلاشینگ 1/9-9/6 مترمکعب/پرشروسل می باشد. دبی مناسب برای فلاشینگ 1/9-9/6 مترمکعب/پرشروسل می باشد.
  • اگر آب کافی برای فلاشینگ وجود نداشته باشد باید آب پرمیت را در سیستم سیرکوله کرد. باید به خط فلاش 500 تا حداکثر 1000 میلیگرم/لیتر SBS (بی سولفید سدیم) اضافه کرد تا از رشد بیولوژیکی بر روی غشا ممانعت به عمل آید. باید مطمئن شویم که تمام وسل ها با محلول SBS پر شده اند. سیرکولاسیون باید به مدت 60-30 دقیقه به طول بیانجامد. از نشت محلول به خارج از سیستم جلوگیری کنید و تمام دریچه ها را ببندید. pH این محلول نگهدارنده باید به دقت در درون وسل ها کنترل شود و نباید کمتر از 3 شود و زمانیکه به 2/3 برسد باید محلول از سیستم خارج شود و با یک محلول SBS جدید پر شود. اما اگر امکان چک کردن pH این محلول نگهدارنده که در درون وسل هاست وجود نداشته باشد باید:.
  • در صورتیکه دما کمتر از 27 درجه سانتیگراد باشد باید هر 30 روز یکبار محلول نگهدارنده را با محلول نو عوض کرد.
  • در صورتیکه دما بیشتر از 27 درجه سانتیگراد باشد باید هر 15 روز یکبار محلول نگهدارنده را با محلول نو عوض کرد.

زمانیکه المان های موجود در پرشر وسل را در محلولSBS  غوطه ور کردید، هوا را از پرشروسلها خارج کنید. برای خارج کردن هوا از روش سرریز استفاده کنید (پس از پر شدن پرشروسل، محلول SBS باید اجازه یابد از دهانه ای که بالاتر از بالاترین پرشر وسل قرار دارد سرریز شود ).

  • باید به این نکته توجه داشت که هر گونه تماس هوا با محلول SBS منجر به اکسید شدن محلول و تبدیل شدن آن به سولفات می شود. این مساله باعث افت pH محلول می شود. محلولSBS در صورت اکسید شدن نه تنها از رشد بیولوژیکی ممانعت نمی کند بلکه سولفات تولید شده در اثر این اکسیداسیون، به عنوان یک منبع غذایی برای بعضی از میکروارگانیسم ها عمل می کند.
  • اگر SBS که برای فلاشینگ استفاده می شود دچار اکسیداسیون شود ممکن است منجر به ایجاد رسوب های فلزات سنگین (به عنوان مثال ، آهن، کبالت یا مس) بر روی غشای پلی امیدی شود. یک راه برای جلوگیری از اکسیدشدن مواد نگهدارنده در طی فلاشینگ، استفاده از مواد چلاته کننده (Chellating) می باشد.
  • به دلیل استفاده از ماده شیمیایی در زمان خاموشی سیستم، بهتر است وقتی سیستم روش شد به مدت 30 دقیقه، آب تولیدی ریجکت شود تا مطمئن شویم که پرمیت فاقد فاقد ماده شیمیایی است.

هنگامی که سیستم خاموش است ، سیستم باید ترجیحاً با آب پرمیت یا آب خوراک با کیفیت بالا فلاش شود تا غلظت بالای نمک از پرشر وسل خارج شود. اگر برای فلاشینگ از آب خوراک استفاده می شود بهتر است دبی هم بالا باشد تا کارایی فلاشینگ بهتر باشد و اثر تمیز کنندگی بیشتری داشته باشد. با این حال، افت فشار برای هر المنت و برای هر وسل چندالمنته نباید زیاد شود.

  • احتیاط: همیشه بعد از خاموش کردن سیستم، باید فلاشینگ انجام شود تا آب شور (که TDS بالایی دارد) از بین لایه های غشا خارج شود.

فلاشینگ در CIP

از چه آبی برای فلاشینگ در CIP باید استفاده کرد؟

در صورتیکه از یک ماده شیمیایی برای تمیز کردن غشاها استفاده شد المان ها باید با آب فاقد کلر با کیفیت خوب (حداقل دمای 20 درجه سانتیگراد) فلاش شوند. برای فلاش کردن در این مورد، توصیه می شود که از آب پرمیت استفاده شود. از آب خام پیش تصفیه هم می توان برای بیرون راندن این مواد شیمیایی استفاده کرد با این وجود استفاده از این آب  چندان توصیه نمی شود زیرا این خطر وجود دارد مواد موجود در آب خام با مواد شیمایی واکنش دهد و منجر به ایجاد ترکیباتی شود که بر روی غشاها رسوب کنند .

سرعت، دبی و فشار آب فلاشینگ در زمان CIP

در زمان CIP فلاشینگ با سرعت بالا باعث می شود که فولانت ها از روی سطح غشا کنده شوند و به بیرون رانده شوند. در سرعت های بالاتر ، افت فشار بیش از حد ممکن است مشکل ایجاد کند. حداکثر افت فشار توصیه شده برای وسل تک المانه  15 psi و برای  وسل چند المانه 50psi است. لطفاً توجه داشته باشید که 15 psi  برای یک وسل تک المانه و 50psi  برای یک وسل چند المانه نباید به عنوان معیاری برای CIP در نظر گرفته شود بلکه CIP زمانی توصیه می شود که افت فشار به اندازه 15 درصد باشد. افت فشار بیش از 50 psi ممکن است باعث آسیب قابل توجهی به غشاها شود. جدول زیر از منبع Nitto Hydranautics برداشته شده است و دبی آب فلاشینگ را نشان می دهد. میزان دبی توصیه شده بر اساس قطر المانهای غشایی  متفاوت است.

جدول 3- دبی فلاش در زمان CIP 

  1. منظور از LD Element (low differential elements)که در جداول به آن اشاره شده است المان هایی است که فیداسپیسر آنها 34 میل است و این فیداسپیسر بزرگ مانع از ایجاد رسوب توسط مواد جامد معلق در آب می شود. این مساله باعث می شود که این المان ها کمتر از المان های معمولی نیاز به شستشو و تعویض داشته باشند.
  2. اگر میزان رسوب بر روی ممبرن ها زیاد باشد (high fouling) و افت فشار نیز بسیار زیاد شود (افت فشار بیشتر از 2 برابر شود) می توان دبی آب فلاش را به یک سوم دبی نرمال رساند ( یعنی می توان دبی را به 61-45 لیتر/دقیقه رساند). این کار از احتمال تلسکوپی شدن ممبرن ها جلوگیری می کند.
  3. فشار در حین فلاشینگ بهتر است بین 4-1.5 باشد. به طور کلی علت اینکه در حین فلاشینگ، فشار نباید بالا باشد این است که فشار بالا باعث هل دادن رسوبات به سمت داخل ممبرن و اتصال محکمتر انها به غشا می شود.
  4. برای حذف بهتر رسوب ها می توان دبی را در زمان CIP به آرامی بالا برد تا به دبی نرمال برسد. این کار باعث می شود تا مقداری از رسوب ها در زمانی که دبی کم است جدا شوند و در ادامه با زیاد شدن دبی، افت فشار هم چندان افزایش نداشته باشد (چون مقداری از رسوب ها جدا شده اند).

جدول زیر نیز از دستورالعمل Microdyne Nadir برداشته شده است (4). در صورتیکه دبی و سرعت آب در طی CIP بالا باشد، عمل زدودن رسوبها بهتر انجام می شود. جدول زیر دبی توصیه شده و فشار را در زمان CIP به طور خلاصه نشان می کند.

جدول 4- دبی شستشو و فلاشینگ در زمان CIP

  • قبل از خیساندن میبایست از یک دبی پایین برای سیرکولاسیون استفاده شود. میزان دبی در این مرحله 50 درصد کمتر از اعداد نوشته شده در جدول بالاست. یعنی مثلا در صورتیکه قطر المان غشایی 8 اینج باشد در مرحله قبل از خیسانذن، باید از دبی 5-4.5 m3/h برای هر پرشروسل استفاده کنیم .
  • بعد از اتمام خیساندن میبایست از یک دبی بالا برای سیرکولاسیون استفاده شود. میزان دبی در این مرحله 50 درصد بیشتر از اعداد نوشته شده در جدول بالاست.
  • در حین خیساندن طولانی مدت (15-10ساعت) باید از یک دبی بسیار پایین برای سیرکولاسیون استفاده شود تا دما و pH در طی این مدت ثابت نگه داشته شود. دبی لازم برای این کار 10 درصد اعداد نوشته شده در جدول بالا است. . یعنی مثلا در صورتیکه قطر المان غشایی 8 اینج باشد برای خیسانذن های طولانی مدت، باید از دبی 7–0.9 m3/h برای هر پرشروسل استفاده کنیم.
  • در صورتیکه میزان رسوبات سطح غشا به شدت زیاد باشد دبی اگر 50 درصد بالاتر از آنچه در جدول بالا نشان داده شده است باشد ممکن است به تمیز کردن کمک کند.

جدول 5- فشار آب و دبی فلاش در زمان CIP

  • رسوبات سولفور کلوئیدی به سختی از روی سطح غشا جدا می شوند. برای جدا کردن انها می توان از محلول هیدروکسید سدیم (NaOH) به همراه EDTA استفاده کرد. در صورتی که این رسوبات حاوی مقدار زیادی سولفور نباشند محلول اسیدی فسفریک ممکن است قادر به حل کردن این ترکیبات سولفیدی باشد. همچنین فلاش با آب پرمیت با سرعت بالا نیز ممکن است مفید باشد.

فلاشینگ در زمان راه اندازی المان های RO

قبل از راه اندازی المان های غشایی، به منظور خارج کردن هوای درون المان ها و پرشروسلها، باید فلاشینگ را انجام داد. برای این منظور فلاشینگ باید با فشار کم 1 – 1.4 bars (15 – 20 psig) و دبی پایین انجام شود تا اطمینان حاصل شود که تمام هوا از المان های غشایی و پرشروسلها خارج شده است. بعد از انجام فلاشینگ و ورود آب خوراک به پرشروسل ،در صورتیکه هوا در بین المان ها و یا در پرشروسلها باقی مانده باشد منجر به شکستن فایبرگلاسها می شود (1). اگر فلاشینگ  با فشار و دبی بالا آغاز شود باعث می شود

 اگر آب تولیدی قرار است به صورت Ultra pure (خیلی خالص) باشد در این صورت مدت زمان فلاشینگ، 24 ساعت توصیه شده است تا مقدار TOC کمتر از 50ppd (part per billion) برسد.

در هنگام فلاشینگ باید شیر پرمیت باز باشد. شیر کنترل کنسانتره (شیری که نسبت جریان کنسانتره به جریان پرمیت را کنترل می کند) بایدکاملاً باز باشد.

فلاشینگ در شرایط قطعی برق

در صورت قطع ناگهانی برق امکان فلاش کردن وجود ندارد. همانطور که قبلا عنوان شد، در صورت عدم فلاشینگ بلافاصله بعد از خاموشی سیستم، امکان ایجاد رسوب بر روی سطح غشا بسیار زیاد است. بعد از خاموشی پمپ فشار قوی در صورتیکه فلاشینگ انجام نشود یک جریان برگشت آب پرمیت به صورت موقت از طریق اسمز طبیعی اتفاق می‌افتد. این جریان معکوس draw back یا suck back نامیده می‌شود.  در کارخانه هایی که قطعی ناگهانی برق به تکرر اتفاق می افتد بهتر است از تانک دراوبک استفاده شود. این تانک باید بالاتر از بالاترین پرشروسل قرار گیرد (فاصله این تانک تا پایین ترین پرشروسل نباید بیشتر از 3 متر باشد) و از آب پرمیت برای پر کردن آن استفاده شود. حجم این تانک باید به اندازه ای باشد که بتواند آب لازم برای فلاشینگ در طی دوره خاموشی را تامین کند. برای محاسبه حجم این تانک باید از فرمول زیر استفاده کرد:

VDBT = (25TE) – VPP

VDBTحجم تانک دراوبک

TEتعداد المانهای موجود رک آر-او

VPPحجم لوله پرمیت بین پرشروسل و تانک دراوبک

زمانی که برق قطع می شود آب درون تانک به درون ممبرنهای غشا خالی میشود.

Forward and reverse flushing

در فوروارد فلاشینگ که به آن نرمال فلاشینگ نیز گفته میشود آب از ابتدای یک RO وارد می شود از فضای بین غشاهای RO عبور می کند و آب شوری که بین غشاها باقی مانده است را خارج می کند.  در نرمال فلاشینگ،  آب فلاش از همان جهتی وارد RO می شود که در حالت عادی آب خوراک وارد می شود. فوروارد فلاشینگ در از بین بردن رسوبات کلوئیدی مفید هستند (6).

در روش فلاش معکوس جهت شستشوی مجرا برای چند ثانیه در جلو (خوراک تا آب نمک) متناوب می شود و برای چند ثانیه در جهت معکوس  آب خوراک. تکنیک های شستشوی فوروارد به ویژه در از بین بردن ماده کلوئیدی مفید هستد.

دریافت کاتالوگ نیلتک

شما می توانید با دانلود کاتالوگ محصولات نیلتک با کلیه خدمات و محصولات ما آشنا شوید 

کاتالوگ نیلتک