راهنمای گام به گام شستشوی شیمیایی ممبران صنعتی (CIP)؛ اسید یا قلیا؟

شستشوی شیمیایی ممبران صنعتی (CIP) درمان قطعی ممبران است، اما یک اشتباه کوچک در ترتیب مواد یا فشار سیرکولاسیون، ممبران های گران قیمت شما را نابود می کند.

تفاوت فلاشینگ و CIP

خیلی از اپراتورها فلاشینگ را با CIP اشتباه می گیرند.

• فلاشینگ (Flushing): یک عملیات فیزیکی کوتاه با دبی بالا و فشار پایین است. آب پرمیت یا خوراک با سرعت بالا از روی ممبران می گذرد تا ذوب معلق و رسوبات شل شده را بشوید. فلاشینگ هیچ اثر شیمیایی روی لایه های سخت ندارد.
• شستشوی شیمیایی (CIP): یک فرایند درون خطی کاملا شیمیایی است. وقتی رسوبات به ساختار پلی آمید ممبران می چسبند، با آب خالی جدا نمی شوند؛ محلول شوینده باید لایه رسوب را حل، متلاشی یا از سطح جدا کند.

زمان مناسب شروع CIP و شستشوی ممبران

شستن ممبران نباید بر اساس تقویم یا حدس و گمان باشد. اگر دیر اقدام کنید، رسوبات کریستالی شده و کریستال ها پوسته ممبران را سوراخ می کنند.

معیار قطعی براساس محاسبات نرمال شده:

• افت ۱۰ درصدی دبی پرمیت نرمال شده (NPF): دبی تولید پایین آمده است.
• افزایش ۱۰ تا ۱۵ درصدی افت فشار نرمال شده (NPD): اختلاف فشار ورود و خروج وسل بالا رفته است.
• افزایش ۵ تا ۱۰ درصدی عبور نمک (NSP): هدایت الکتریکی (EC) آب پرمیت بالا رفته است.

یک خطای متداول: گاهی دمای آب خام در تابستان بالا می رود. افزایش دما به طور طبیعی دبی تولید را بالا می برد و افت عملکرد واقعی سیستم را پنهان می کند. همیشه داده ها را نرمال سازی کنید.

تصمیم مهم شستشوی شیمیایی ممبران صنعتی: اول اسید یا قلیا؟

پاسخ کوتاه: نوع گرفتگی تعیین کننده است، نه سلیقه اپراتور!

جدول ماتریکس انتخاب شوینده

گرفتگی های ترکیبی (مخلوط آلی و معدنی)

اگر سیستم هم بیوفیلم دارد و هم رسوب کلسیم، همیشه شستشو را با قلیا شروع کنید.

چرا؟ اگر ابتدا اسید بزنید، محیط اسیدی لایه آلی و بیوفیلم را فشرده، سخت و غیرقابل نفوذ می کند. بعد از آن قلیا هم نمی تواند بیوفیلم را حل کند.

قانون آهنین: بعد از گام قلیایی، سیستم را به طور کامل با آب پرمیت آبکشی (Flush) کنید تا اسید و باز داخل وسل خنثی نشوند و شوک حرارتی ایجاد نکنند. سپس وارد مرحله اسیدشویی شوید.

پارامترهای مهندسی و دبی محاسبه محلول CIP

برای ساخت محلول شوینده نباید چشمی کار کرد.

فرمول محاسبه حجم محلول شوینده:

• برای هر المان ۸ اینچ: حداقل ۲۰ لیتر محلول
• برای هر المان ۴ اینچ: حداقل ۵ لیتر محلول
• حجم لوله کشی و مخزن CIP: حداقل ۲۰ درصد به حجم کل اضافه کنید.

حدود ایمن عملیاتی:

• فشار تزریق: حتما زیر ۴ بار (۶۰ psi). فشار بالا رسوبات را بیشتر به خفت لایه های ممبران فشار می دهد.
• دبی سیرکولاسیون: برای المان ۸ اینچ حدود ۳۵ تا ۴۰ گالن بر دقیقه (gpm) و برای المان ۴ اینچ حدود ۸ تا ۱۰ gpm. شروع سیرکولاسیون باید با نصف این دبی باشد تا از تلسکوپی شدن ممبران جلوگیری شود.
• محدوده دما: دمای محلول را بین ۳۰ تا ۴۰ درجه سانتی گراد نگه دارید. دمای زیر ۲۰ درجه کارایی شستشو را شدیدا کم می کند و دمای بالای ۴۵ درجه به لایه حساس پلی آمید ممبران آسیب می زند.

مراحل گام به گام اجرایی شستشوی شیمیایی ممبران صنعتی (CIP)

مراحل شستشوی CIP شامل ۶ اقدام مهم می باشد که در ادامه آن ها را نام برده و شرح داده ایم:

۱- آماده سازی مخزن

مخزن CIP را با آب پرمیت یا آب RO پر کنید. هرگز از آب خام یا آب شیر استفاده نکنید. ماده شیمیایی (اسید یا قلیا) را اضافه کرده و pH و دما را تنظیم کنید.

۲- پیش فلاش

با آب پرمیت سیستم را بشویید تا فشار اولیه تخلیه شده و آب خام داخل وسل ها خارج شود.

۳- دور ریختن ۱۰ درصد اول

پمپ CIP را با دبی کم روشن کنید. ۱۰ درصد اول محلولی که از وسل خارج می شود را مستقیم به فاضلاب بریزید چون حاوی بیشترین حجم آلودگی شسته شده است.

۴- سیرکولاسیون

مسیر خروجی را به مخزن CIP برگردانید. ۳۰ تا ۶۰ دقیقه محلول را با دبی استاندارد سیرکوله کنید. pH را هر ۱۰ دقیقه اندازه بگیرید. اگر pH تغییر کرد (مثلا اسید خنثی شد)، دوباره اسید اضافه کنید.

۴- غوطه ورسازی

پمپ را خاموش کنید و اجازه دهید ممبران ها ۱ تا ۲ ساعت در محلول غوطه ور بمانند. در فولینگ های شدید بیولوژیکی، غوطه ورسازی شبانه نیاز است.

۵- سیرکولاسیون نهایی

۱۵ دقیقه دیگر پمپ را روشن کنید تا باقیمانده آلودگی ها خارج شوند.

۶- آبکشی و تخلیه

مخزن CIP را خالی کرده و با آب پرمیت تصفیه شده، کل مدار را شستشو دهید تا pH خروجی کاملا برابر pH ورودی شود.

خطاهای رایج در اجرای CIP

• استفاده از آب شیر حاوی کلر: اگر برای ساخت محلول CIP قلیایی از آب شهری استفاده کنید، کلر موجود در آب شهری در حضور فلزات سنگین ممبران را اکسید کرده و نابود می کند.
• شستشوی هم زمان همه استیج ها: استیج اول و استیج دوم نباید هم زمان شسته شوند. آلودگی های استیج اول به سمت استیج دوم تزریق شده و وسل های بعدی را کاملا مسدود می کند. هر استیج را جداگانه بشویید.
• نگه داشتن فیلتر کارتریج کهنه: فیلترهای کارتریج قبل از پمپ CIP باید حتما نو شوند. فیلتر کثیف قبلی تمام رسوبات بازشده را دوباره وارد ممبران ها می کند.
• افزایش خودسرانه غلظت: بالا بردن غلظت اسید به امید پاکسازی سریع تر، فقط لایه درونی ممبران را می سوزاند و عبور نمک را دائمی می کند.

سوالات متداول

آیا می توانیم برای افزایش راندمان شستشو، دمای محلول CIP یا غلظت اسید و قلیا را بالاتر از حد استاندارد ببریم؟

خیر، این کار یکی از خطاهای آسیب زا در نگهداری سیستم است و باعث تخریب دائمی لایه پلی آمید ممبران می شود.

در صورت وجود هم زمان رسوبات معدنی و آلودگی‌های آلی (فولینگ مخلوط)، اولویت شستشو با اسید است یا قلیا؟

اولویت قطعی با شستشوی قلیایی است. اگر ابتدا اسید تزریق شود، لایه بیوفیلم و مواد آلی فشرده و سخت شده و مانند یک سد محافظ روی رسوبات معدنی را می پوشانند که مانع نفوذ اسید می شود؛ همچنین این کار خطر آسیب دائم به ساختار ممبران را به همراه دارد.