الفاولينج يانواعه وطرق التخلص منه
الطالب أو الدارس لعلوم المياه يعلم أن كثيراً من المشكلات والظواهر ترتبط وتتشابك مع بعضها البعض فمثلاً نستطيع أن نقول أن نقص الأوكسجين فى الماء مشكلة أدت إلى مشكلة أخرى وهى موت الأسماك والكائنات الحية … ونقص الأوكسجين فى حد ذاته يكون بسبب عدة أمور منها كثرة الكائنات الحية فى مكان محدود! كما أن نقص الأوكسجين ينتج عنه بيئة نسميها بيئة لا هوائية anaerobic وهكذا … هى بالفعل سلسلة أو شبكة متصلة تتشابك عناصرها وكل عنصر يؤدى إلى آخر فى الغالب …
ونفس الأمر عندما ندرس مشاكل الRO فنجدها قد ترتبط ببعضها البعض … فنجد المشكلة وأسباب حدوثها … وتكون هذه المشكلة هى نفسها أسباب أو يترتب عليها مشاكل أخرى…
وحتى نسير فى الإتجاه الصحيح يجب شرح بعض الأساسيات العلمية والعملية قبل أن ندخل فى صلب المشاكل العملية … يجب أولا معرفة ما معنى فاولينج ؟ وما هى أنواعه؟ وما هى القشور Scales؟ وما هى أنواع الضغوط التى تتعرض لها الأغشية؟
وبعد ذلك ننتقل إلى مغامرات العاملين مع الأغشية فى المحطات ومشاكل الأملاح!
[box type=”shadow” align=”aligncenter” class=”” width=””]أهم شىء نهدف إليه فى محطة التناضح العكسي هو الوصول إلى أعلى انتاجية بقدر المستطاع بجانب الوصول إلى أفضل جودة مطلوبة للمياه المنتجة … كل ذلكك مع الحفاظ على سلامة أجزاء الوحدة وفى القلب منها الأغشية … وكفاءة الأغشية تُعبر عنها بأمرين … الإنتاجية Productivity … وكمية الأملاح المارة Salt passage … وعندما نقول أن كفاءة الأغشية قلت 10% معناها أن انتاجية البيرميت قلت 10% أو بمعنى آخر قد نقصده وهو أن الأملاح التى تمر خلال الأغشية زادت بنسبة 10 %[/box]
ومن المراجع العلمية وتوصيات الشركات العملاقة فى معالجة المياه ومحاضرات المهندس العزيز محمد موسي والخبرة العملية من هنا وهناك وآراء بعض الخبراء جمعنا لكم هذه المادة العلمية الخاصة بالمشاكل التى يتعرض لها العاملون فى وحدة التناضح العكسي مع تقديم الحلول المناسبة …
التعريف العلمى لمشكلة الفاولينج بأنواعه سيأتى فى المقدمة ثم نتحدث بعدها عن أنواع الضغوط … والغسيل الكيميائى … واختبار البروبينج Probing test … ثم ننطلق بكم فى دهاليز المشاكل التى تحيط بالأغشية … نتمنى لكم أياماً مثمرة وحوارات بناءه فى ظل التعاون بين أسرة المنتدى …
ونبدأ هنا بمقدمة عن الفاولينج ..
الفاولينج foulingمعناها اتساخ … واتساخ الأغشية معناه التصاق مواد بسطح هذه الأغشية … وهذا يؤدى بالطبع إلى انسداد المسام وانخفاض فى انتاج المياه المُحلاة (البيرميت) الناتجة من اختراق الأغشية مع انخفاض جودتها وهو ما نسميه الPermeate flux بجانب ارتفاع مصاريف التشغيل لأننا نحتاج لطاقة إضافية وزيادة فى مرات الغسيل أو تغيير الممبرين … إنها المشكلة الرئيسية التى تلحق بأغشية التناضح العكسي …
والاتساخ (الفاولينج) على أغشية التناضح العكسي لا يكون فى صورة واحدة بل قد يتكون من نوع أوعدة أنواع على هيئة طبقات Layers … نذكرها الآن بإيجاز ثم بالتفصيل بعد ذلك فى مناقشات منفصلة …
هذه الأنواع نصنفها كالتالى:
1- اتساخ بيولوجى Bio-fouling (أوBiological fouling): وكلمة “بيو” نستنتج من خلالها نمو كائنات حية دقيقة (طبقات حية) تتمثل فى نمو البكتيريا أو الطحالب أوالفطريات … يصاحبها تكوين طبقة البيوفيلم Biofilm اللزجة حيث تتراكم افرازات البكتيريا والكائنات الدقيقة بجانب بقايا البكتيريا الميتة … سيتم شرح ذلك بالتفصيل فى النقاش القادم …
2- اتساخ عضوىOrganig fouling: نتيجة للمواد العضوية الذائبة فى الماء نذكر منها الزيوت oil والبولى ألكترولايت Polyelectrolytes والhumics وسيتم شرح ذلك أيضاً فى مناقشة قادمة.
3- اتساخ فيزيائى Physical fouling بسبب عكارة مياه التغذية الذى تسببها المواد المُعلقة(Suspended) (كجسيمات الطين أو الرمل) … والمواد الغروية (Colloids) مثل أكاسيد الحديد والمنجنيز والسيليكا … حيث تتراكم على أسطح الأغشية وبالأخص على بدايات الأغشية فى الغالب مثل البيوفاولينج.
4- اتساخ كيميائى Chemical fouling بسبب الأملاح الغيرعضوية شحيحة الذوبان فى الماء … وهى تسبب القشور وأشهرها أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم … وهى تتراكم وتترسب عادةً فى نهايات الأغشية (ذيل الممبرينات) … وقد وضعها بعض المتخصصين تحت بند الاتساخ الكيميائى والبعض وضعه فى تقسيم خارج نطاق موضوع الفاولينج لأنه يُعتبر ترسب أملاح ولا يدخل فى معنى الإتساخ …
ونلاحظ أيضاً أن التقسيم السابق قد أدرج الحديد والمنجنيز الغروى والسيليكا الغروية مع الإتساخ الفيزيائى وليس الكيميائى … ولا يهمنا هنا التقسيم العلمى كثيراً … إنما الأصل أن نتعرف ونتعامل مع نوع الفاولينج …
ومسببات الفاولينج المزعجة لا يتم حجزها بالكلية فى المعالجة الإبتدائية حتى ولو تم تطبيق معالجة بكفاءة عالية واستخدام فلتر كارتريدج 5 ميكرون … ولكن نرجع ونذكر القاعدة التى تقول أنه كلما زادت كفاءة المعالجة الإبتدائية قلت فرص تكون الفاولينج على الأغشية …
نرى فى الصورة التالية “تجميع” لأنواع الفاولينج على الأغشية … نرى أن الفاولينج البيولوجى والعضوى والفيزيائى يترسب فى الأغشية الأولى … ويسمونها الأغشية القائدة (Leader membrane) … التى تستقبل مياه التغذية الآتية من مرحلة المعالجة الأولية … بينما تظهر ترسبات الأملاح على نهايات الأغشية (أغشية الذيل) ..
.
والفاولينج إما أن يكون على سطح الغشاء فيسمى External fouling أو يتراكم داخل المسافات البينية داخل الغشاء فيسمى Internal fouling … والصورة التالية توضح ذلك
[highlight color=”yellow”][/highlight].. إما أن يسبب سدد فى الثقوب Pore blocking أو تمتز جزيئات الفاولينج على السطح (وعلى جدار الثقوب) فيُسمى adsorption fouling أو تتكون طبقات على سطح الغشاء فتسد الثقوب من المدخل ويسمونها طبقة الكعك (أوالكيك)Cake layer أو تتكون من عدة أنواع من الإتساخات فتسمى Combined fouling … انظرالصورة التالية لمزيد من الإيضاح:
هذه صورة ميكروسكوبية توضح تجمع لعدة أنواع من الفاولينج على الغشاء والتى سيتم شرحها بالتفصيل فى المناقشات القادمة:
انسداد الأغشية قد يكون أيضاً نتيجة تفاعل مادة البوليمر الكاتيونى الموجب الشحنة (المستخدم فى الترويق) مع مادة الأنتي سكيلنت . ويكون مادة رغوية أو هلامية شبيهة ب”اللبان” أو”العلكة” تسد الأغشية … ولذلك كما ذكرنا فيجب الرجوع للشركة الموردة للأنتى سكيل وسؤالهم هل هو متوافق compatible مع البوليمر أم لا.
من الاسباب والمشاكل المؤثره علي كفائه اداء الاغشيه
1-قصور وخلل في المعالجه الاوليه
2-وجود مشاكل في معدلات الحقن سواء بالذياده والنقصان
3-عدم اختيار الكيماويات المناسبه والتي تتعارض مع بعضها البعض ومن ثم تكون هي زاتها سبب رئيسي في المشكله كما وضح اخي وليد بالنسبه لمراعاه اختيار البوليمر ليتناسب مع مانع الترسيب
4-التغيير في مواصفات المياه
وهذا يتطلب متابعه بأستمرار
ويتطلب يقظه من العاملين بالمحطه ليتم التعامل مع المتغيرات من حيث تغير الاملاح
والرقم الهيدروجيني
والتغيير الحراري للمياه
والتغيير العضوي ومدي تأثيرهم علي كفائه المحطه..
5-سوء منظومه التشغيل ايضا قد تؤدي الي مشاكل في الاغشيه
ويجب ان يكون المشغل علي درايه كافيه بخطوات التشغيل..
6-وايضا العمل عند دلتا بي مرتفعه
علي الاغشيه له اثار سلبيه
[dropcap]ويجب الا يتعدي الحد الاقصي لفرق الضغوط علي المراحل
وفي العموم لا تتعدي الدلتا بي علي اجمالي المحطه 3.3بار
حتي لا تصعب عمليه الغسيل الكميائي[/dropcap]
ومن ضمن الاخطاء في المعالجه الاوليه انه يتم اضافه كبريتات المونيوم بكميات كبيره جدا ظنا بأن ذياده الشبه تقوم بترويق المياه اكثر
وايضا حقن البولي
ولاكن نسي ان للالمونيوم حد اقصي 0.02ppm
وكلما ذاد الرقم عن هذا في مياه تغذيه RO يكون من احد اخطر انواع الفولنج علي الممبرين
لذا يجب مراعاه حقن الشبه
بحيث لا يتعدي الالمونيوم الحر القيم المسموح بها….
ولهذا فأن نجاح المعالجه الاوليه هي مفتاح النجاح لاستقرار محطات RO