الغسيل الكيميائى لاغشية محطات المياة

الغسيل الكيميائي لمحطات المياة

0

مصطلحات محطات مياه التناضح العكسي ومفاهيمها

الغسيل الكيميائى لاغشية التناضح العكسي

( Chemical Cleaning )

لكى نفهم دواعى الغسيل الكيميائى لابد أن نتطرق قليلا”

للحديث عن معاملات أداء المحطة
( performance Parameters )
والذى يقاس بمتغيرين وهما :
– Permeate Flux
– Salt Rejection
وهذان المتغيران يتأثران بالعوامل التالية :

– الضغط المطبق ( Applied Pressure )
– درجة حرارة المياه ( Temperature )
– نسبة الإستفادة ( Recovery )
– ملوحة مياه التغذية ( Feed TDS )

وهذان المتغيران يتناسبان مع العوامل المؤثرة عليه كما يلى :
Permeate Flux , Salt Rejecion
يتناسبان طرديا” مع الضغط مع ثبات باقى العوامل .
Permeate Flux
يتناسب طرديا مع درجة الحرارة مع ثبات باقى العوامل .
Salt Rejecion
يتناسب عكسيا” مع رجة الحرارة مع ثبات باقى العوامل .
Permeate Flux , Salt Rejecion
يتناسب عكسيا” مع نسبة الإستفادة مع ثبات باقى العوامل .
Permeate Flux , Salt Rejecion
يتناسب عكسيا” مع ملوحة مياه التغذية مع ثبات باقى العوامل .
وفى رأيى أن الحاجة للغسيل الكيميائى لا ترتبط بمدة زمنية ولكنه مرتبط بمدى تدهور معاملات أداء المحطة ، والتى تسببها توسخ ( Fouling ) سطح الغشاء بالمواد الغريبة التى قد تتواجد فى مياه التغذية والتى منها :

أكاسيد المعادن .
أملاح الكالسيوم .
مواد عضوية ، وبيولوجية .
مختلف أنواع الطبقات التى قد تتكون على سطح الغشاء .

ولكن مالذى يؤدى إلى حدوث هذه الترسبات أو التوسخ على سطح الغشاء ؟

– نظام المعالجة الأولية لمياه التغذية غير كاف ، وغير منتظم ، ومضطرب .

– الإختيار والتصميم السىء لمكونات المحطة ( طلمبات ، خطوط ، ، ميديا ، أغشية الخ ) .
– فشل ، وإضطراب نظام الحقن الكيميائى ( Chemical Dosing System ) .
– فشل فى نظام شطف ( Flushing ) المحطة الذى يعقب توقفها .
– فشل نظام التحكم فى التشغيل ( Operation Control ) .
– التكون البطىء لبعض الترسبات خلال مدى زمنى طويل مثل الباريوم والسيلكا .
– تغير طبيعة مياه التغذية .
– تلوث بيولوجى فى مياه التغذية .
ولكن ما تأثير هذه الترسبات ، وهذا التوسخ على معاملات أداء المحطة ؟

– إنخفاض أداء المحطة .
– زيادة Salt Passage .
– إنخفاض كميات الماء المنتج .
– زيادة ∆p عبر الأغشية .

ثم يبرز هنا سؤال :

كيف يمكن تحديد هذه التوسخات علي الممبرين ؟

– تحليل بيانات أداء المحطة سابقا” حتى الوصول إلى حالة الحاجة لإجراء غسيل كيميائى .
– تحليل مياه التغذية .
– دراسة بيانات مرات الغسيل الكيميائى السابقة .
– الحكم على كفاءة Filteration System عن طريق قياس قيمة SDI .
– تحليل المخلفات المتكونة على شمعات Cartridge Filters .
– فحص عينة من أسطح الأغشية

 

والإستدلال بالحواس على وجود بعض التوسخات والتى منها :

Reddish Brown
( بنى محمر ) يدل على وجود ترسبات مركبات الحديد .

Slimy or Glatinous
( ملمس غروى أو هلامى ) يدل على وجود توسخ عضوى .

وأعتقد بعد هذا المدخل أصبح قد حان وقت التحدث

عن دواعى الغسيل الكيميائى للممبرين :

يجب إجراء الغسيل الكيميائى عند حدوث إحدى الحالات الآتية :

– إنخفاض كمية الماء المنتج بنسبة 10 % .
– زيادة Salt Passage بنسبة 10 % .
– زيادة ∆p بنسبة 15 % .

والآن نتحدث عن أدوات الغسيل الكيميائى والذى يعنى مكونات وحدة الغسيل فى المكان
Cleaning In Place
والتى تختصر الى ( CIP ) والتى تتكون من المهمات الآتية :

– خزان الغسيل ( Cleaning Tank ) :
ويفضل أن يكون مصنعا” من Propylene أو Fiberglass reinforced Plasic FRP مزود بغطاء ، ومقياس حرارة ، وأجهزة تسخين وتبريد .
– طلمبة غسيل ( Cleaning Pump ) :
وتفضل أن تكون من الإستانلس أو من Polyester لكى تقاوم تأثير كيماويات الغسيل الأكال . – Cartridge Filter ، محابس للتحكم فى اتجاه محلول الغسيل ، Flowmeters ، عداد ضغط .

 

ولتحديد حجم محلول الغسيل يلزم الإلمام بالحسابات التالية :

Determination of Volume for ( 1 ) Vessel :
V ( 1 ) = π r² × nL
Where r = قطر الغشاء n = عدد الأغشية L = طول الغشاء
Determination of Volume for all Vessels :
VN = V ( 1 ) × N Where N = Pressure Vessels عدد
Determination of Volume for Pipes :
Vp = π r² × nL
Where r = قطر الخط L = طول الخط

 

 

والآن ننتقل الى الاحتياطات الواجب مراعاتها عند إجراء الغسيل الكيميائى
( Cleaning Precautions ) :

أعتقد أن من أهم العوامل لإنجاح عملية الغسيل هى درجة حرارة محلول الغسيل حيث أن :
– لكى يكون الغسيل ناجحا يجب أن يتم

فى درجات حرارة مناسبة حيث أنه لن يكون فعالا” عند درجة حرارة أقل من 15 درجة مئوية ( 59 فهرنهيت ) .
– معدلات نظافة متدنية قد تحدث فى درجات حرارة منخفضة .
– قد تترسب بعض كيماويات الغسيل فى درجات الحرارة المنخفضة ، وتكون هى نفسها سبب مشكلة .
– قد نحتاج الى تبريد عندما تزيد درجة الحرارة عن الحدود المسموح بها .
وبعد .. وصلنا الآن الى طريقة تنفيذ الغسيل الكيميائى ( Cleaning Proceudre ) والتى تتم على النحو التالى :

1. التحضير والخلط :

نذيب الكيماويات المناسبة لنوع التوسخ الذى تم تحديده سالفا بالماء مع ضبط قيمة PH المناسب ، ونضبط درجة الحرارة ونتأكد من تمام ذوبان الكيماويات بالماء قبل دخولها على وحدة RO ( بأن يكون المحلول شفافا” ) .
2. ضخ محلول الغسيل الى وحدة RO بمعدل سريان بطىء ( Low Flow Rate ) :
بعد ضبط محابس وحدة الغسيل لكى يكون إتجاه المحلول من خزان الغسيل إلى الوحدة عبر Cartridge Filter الخاص بوحدة الغسيل لتخليص المحلول من أى شوائب أو كيماويات لم تذب بالماء بشكل كامل وباستخدام طلمبة الغسيل نقوم بضخ محلول الغسيل السابق تسخينه ، السابق ضبط قيمة PH الخاص به الى وحدة RO بمعدلات تتناسب مع أقطار الأغشية طبقا” للبيان التالى :
Flow Rate ( m³ / H)
Per Pressure Vessel Element Diameter
( In )
0.35 – 0.55 2.5
0.9 – 1.15 4
3.5 – 4.5 8
3. إعادة تدوير محلول الغسيل ( Chemical Soluttion Recycle ) :
نقوم بتدوير المحلول من الخزان الى الوحدة ، ومن الوحدة الى الخزان ، وهكذا مع مراعاة ما يلى :
– متابعة درجة حرارة المحلول مع مراعاة تثبيتها على القيمة المناسبة لنوع الغسيل الجارى مع تشغيل أجهزة التسخين ، والتبريد عند الحاجة .
– متابعة لون المحلول خلال عملية إعادة التدوير بالنظر فلو لوحظ أنه أصبح ملونا” أو معكرا” فعلينا اعادة العملية بكيماويات جديدة .
– متابعة قيمة PH خلال عملية الغسيل حيث أنه فى الغسيل الحامضى يتم إستهلاك الحامض فى التخلص من الترسبات الغير عضوية ، وبالتالى تزيد قيمة PH فلو لوحظ أن PH زاد بمعدل 0.5 فعلينا اضافة كمية حامض للوصول الى القيمة المناسبة والتى ستكون أكثر فاعلية فى انجاح عملية الغسيل ، نستمر فى هذه العملية لمدة تتناسب مع الحالة الفنية للأغشية
4. النقع ( Soak ) :
نفصل طلمبة الغسيل مع قفل محابس دخول وخروج وحدة RO ، ونسمح للأغشية أن تبقى منقوعة لمدة تتناسب مع حالتها الفنية فى محلول الغسيل ، حيث أن بعض الأغشية قد تحتاج لمدة لا تزيد عن ساعة لنقعها ، وقد تستمر الى مدد تتراوح بين ( 10 – 15 ساعة ) إستنادا” كما قلنا على حالة الغشاء .
5. ضخ محلول الغسيل الى وحدة RO بمعدل سريان عالى ( High Flow Rate ) :
بعد إتمام عملية النقع نقوم بفتح محابس ودخول الوحدة ، ثم ضخ محلول الغسيل بمعدل عالى
( ضعف المعدل البطىء السابق ذكره ) كما يلى :
Flow Rate ( m³ / H)
Per Pressure Vessel Element Diameter
( In )
0.7 – 1.1 2.5
1.8 – 2.3 4
7 – 9 8
. – معدل السريان السريع سيقوم بشطف التوسخ الذى سبق ازالته بواسطة Low Flow Rate ، Soaking مع مراعاة ما يلى :
يمكن زيادة السريان بنسبة ( 50 % ) عن المعدل الموضح أعلاه إذا كان توسخ الغشاء عاليا” .
– الحد الأقصى لقيمة ∆p خلال الغسيل 20 psi ( 1.4 bar ) للغشاء .
– الحد الأقصى لقيمة ∆p خلال الغسيل 60 psi ( 4.1 bar ) للأنابيب المتعددة الأغشية .
6. صرف محلول الغسيل ( Drain ) :
– يتم أخذ عينة من محلول الغسيل المتبقى بعد الغسيل ، عينة من المحلول النظيف تكون قد احتفظت بها قبل الغسيل ، وبإجراء التحليل الكيميائى لكليهما تستطيع تحديد أنواع وكميات الترسبات والتوسخ التى تم التخلص منها من سطح الغشاء .
– نقوم بصرف محلول الغسيل المستعمل الى Drain المحطة .
7. شطف وحدة ( RO Flush Out ) :
باستخدام ماء عالى الجودة ( مفلتر ، SDI < 3 ، خالى من التلوثات البيولوجية ، خالى من الكلور ، CND <10000µs ( نقوم بشطف الوحدة للتخلص من بقايا محلول الغسيل .
8. Rinse Out :
نظرا” لوجود بقايا محلول الغسيل خلال الغشاء وبالذات ناحية الإنتاج ، يتم التخلص من الماء المنتج حتى الحصول على الجودة المطلوبة .
ملاحظات هامة على عملية الغسيل
• الغسيل الكيميائى السابق ذكره يطلق عليه دائرة مغلقة ( Closed Circle ) ، والذى يستوجب إيقاف المحطة لإجرائه ، و لا تستطيع الحكم على فعاليته إلا بعد نهاية الغسيل ، وتشغيل المحطة بواسطة عداداتها .
• وهناك نوع آخر من الغسيل يطلق عليه دائرة مفتوحة ( Open Circle ) ، ويتم إجراؤه دون إيقاف المحطة بإستخدام طلمبة حقن لحقن كيماويات الغسيل فى دخول وحدة RO ، ويعطى نتيجة فورية تستطيع تحديدها عن طريق العدادات مع مراعاة التخلص من الإنتاج بقدر الإمكان حيث يكون المنتج مختلطا” بكيماويات الغسيل ، وانا لا أفضل إجراؤه فى محطات إنتاج المياه المخصصة للشرب .
• الدائرة المغلقة هو أكثر فعالية ، نتائجه ذات عمر أطول .
• فى غسيل الدائرة المغلقة يجب شطف المحطة بماء عالى الجودة قبل بداية الغسيل مع مراعاة أن يتم فتح محبس Drain فى بداية عملية تدوير المحلول للتخلص من بقايا ماء الشطف ، ثم يتم إعادة قفل محبس Drain حتى لا يتأثر تركيز محلول الغسيل ، وبالتالى تتغير مواصفات المحلول الحاكمة .
• نظرا” لأنه فى أثناء عمليات الغسيل يتم القفز على المحطة بظروف تشغيل غير نمطية ككيماويات غسيل غير معتادة ، درجات حرارة مختلفة ، وقيم PH أعلى أو أقل من المعتاد ، فمع تكرار عملية الغسيل قد تؤثر على مكونات الغشاء وبالتالى كفاءته ، ولذلك يجب إتباع أسلوب دقيق جدا” فى عملية Pre Treatment لمياه التغذية طبقا” للضوابط الحاكمة لمثل هذه الأعمال حتى لا يتم اللجوء للغسيل إلا فى أضيق الحدود .
كدا نكون انتهينا من خطوات تنيفيذ الغسيل داخل المحطة

يمكنك الاطلاع علي كل مقالات م/دسوقي الشيخ

من هنا سلسلة مقالات م/ دسوقي الشيخ

 

 

اترك رد

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط لتحسين تجربتك. سنفترض أنك موافق على ذلك ، ولكن يمكنك إلغاء الاشتراك إذا كنت ترغب في ذلك.قبولقراءة المزيد