چگونه یک سیستم بک واش اولترافیلتراسیون طراحی کنیم؟ تجزیه و تحلیل کامل پمپ بک واش، دوز CEB و سیستم شستشوی هوا

سرعت جریان نفوذ غشای اولترافیلتراسیون در حین کار کاهش می یابد، در حالی که اختلاف فشار روز به روز افزایش می یابد. اولین واکنش بسیاری از افراد این است که "غشاء در حال از کار افتادن است و نیاز به تعویض دارد."

عجله نکن در بیشتر موارد، مشکل مربوط به سیستم شستشوی معکوس است. یا طراحی ضعیفی دارد یا به طور کامل مجهز نیست.

سیستم شستشوی معکوس صرفاً به اتصال یک لوله و نصب پمپ نیست. یک سیستم شستشوی معکوس اولترافیلتراسیون خوب به سه سیستم نیاز دارد: شستشوی معکوس معمولی، شستشوی معکوس افزایش یافته شیمیایی (CEB) و شستشوی هوای فشرده. از دست دادن هر یک از این موارد طول عمر غشا را کوتاه می کند.

شستشوی معکوس معمولی یک فرآیند "تمیز کردن روتین" روزانه است که از شستشوی معکوس هیدرولیک برای حذف لایه کیک فیلتر شل از سطح غشاء استفاده می کند.

(1) منبع آب بک واش

آب شستشوی معکوس باید از اولترافیلتراسیون نفوذ کند، نه آب خام. شستن غشاء با آب خام مانند شستن چیزهای کثیف با آب کثیف است. هر چه بیشتر بشویید کثیف تر می شود. در عمل مهندسی، مخزن نفوذ اولترافیلتراسیون به طور کلی به طور مستقیم مورد استفاده مجدد قرار می گیرد و نیاز به مخزن بک واش جداگانه را از بین می برد.

(2) پمپ شستشوی معکوس

نرخ جریان: بر اساس شار معکوس نامی ماژول غشایی محاسبه می شود. یک شار شستشوی معکوس معمولی 100 تا 150 L/(m²·h) (LMH) است. برای جزئیات خاص به دفترچه راهنمای فنی سازنده غشا مراجعه کنید. نرخ جریان کل، نرخ جریان یک ماژول منفرد در تعداد ماژول ها است.

هد: با توجه به مقاومت خط لوله، مقاومت دریچه زانویی و مقاومت جانبی شستشوی معکوس ماژول غشایی، فشار ورودی شستشوی معکوس تقریباً 0.2 مگاپاسکال کنترل می شود. بدنه پمپ معمولا از فولاد ضد زنگ 304 ساخته شده است. برای آب خورنده، 316L استفاده می شود.

(3) دستگاه دوز هیپوکلریت سدیم

برای مهار رشد میکروبی در سطح غشا و در خط لوله استفاده می شود. دو روش دوز:

دوز ورودی مداوم: غلظت موثر کلر 1 تا 5 پی پی ام را در آب ورودی حفظ می کند، مناسب برای شرایطی که آب خام از قبل دارای سطح بالایی از میکروارگانیسم ها است.

دوز شوک بک واش: 10 تا 15 پی پی ام کلر موجود را به آب بک واش اضافه کنید و هر بار یک بار در روز به مدت 30 تا 60 دقیقه خیس کنید. این رایج ترین پیکربندی مورد استفاده در مهندسی است.

انتخاب تجهیزات: حجم مخزن دوز بر اساس دوز روزانه طراحی شده است، مجهز به یک سوئیچ سطح پایین-. پمپ به طور خودکار هشدار داده و در صورت ناکافی بودن دوز متوقف می شود. دبی پمپ اندازه گیری بر اساس غلظت هدف محاسبه می شود و فشار خروجی باید 0.1 تا 0.2 مگاپاسکال بالاتر از نقطه دوز باشد.

در شرایط با کیفیت آب ضعیف و بار آلودگی بالا، شستشوی معکوس آب به تنهایی کافی نیست. دوز شیمیایی برای حذف آلاینده های سرسخت ضروری است. سیستم CEB می تواند به یک واحد شستشوی اسیدی جداگانه، یک واحد شستشوی قلیایی یا هر دو مجهز شود.

(1) واحد CEB دوز اسید

سناریوهای قابل اجرا: سناریوهایی که در آن پساب حاوی غلظت بالایی از کلوئیدهای فلزی با ارزش- بالا مانند آهن و آلومینیوم است، یا جایی که تمایل به پوسته شدن کربنات وجود دارد.

انتخاب شیمیایی: اسید کلریدریک برای مقیاس غیرآلی معمولی استفاده می‌شود، در حالی که اسید اگزالیک یا اسید سیتریک برای رسوب‌زدایی اکسید فلزات سنگین استفاده می‌شود، زیرا این مواد خورنده‌تر و سازگارتر با غشا- هستند.

انتخاب تجهیزات: مخزن دوز برای استفاده یک روزه طراحی شده و مجهز به حفاظت سطح پایین-می باشد. یک پمپ اندازه‌گیری یا یک پمپ مغناطیسی با جریان بالا برای دوز کردن استفاده می‌شود که نرخ جریان بر اساس نرخ جریان شستشوی معکوس و غلظت هدف محاسبه می‌شود. غلظت خیساندن هدف: اسید اگزالیک 0.5٪ تا 1٪، اسید سیتریک 0.5٪ تا 1٪، اسید هیدروکلریک 0.1٪.

کنترل عملیات: هر خیساندن 5 تا 15 دقیقه طول می کشد. برای مناطق با آلودگی شدید، غلظت و زمان خیساندن را می توان به طور مناسب در حد مجاز سازنده غشا افزایش داد، اما نباید از حد غلظت تمیز کردن آفلاین تجاوز کند.

(2) قلیایی-واحد CEB دوز باکتری کش

سناریوهای کاربردی: برای کاربردهایی با محتوای مواد آلی بالا در پساب، از اثر هم افزایی انحلال قلیایی و اکسیداسیون برای حذف مواد آلی و میکروارگانیسم ها با هم استفاده می شود.

فرمولاسیون شیمیایی: مخلوطی از 0.1% هیپوکلریت سدیم و 0.05% هیدروکسید سدیم. قلیایی مواد آلی را حل می کند، در حالی که هیپوکلریت سدیم میکروارگانیسم ها را می کشد. این دو با هم کار می کنند

انتخاب تجهیزات: مخزن دوز برای استفاده یک روزه طراحی شده است و دارای حفاظت سطح پایین-می باشد. پمپ دوز بر اساس نرخ جریان شستشوی معکوس و غلظت هدف انتخاب می شود.

کنترل عملیات: هر خیساندن 10 تا 30 دقیقه طول می کشد. برای غشاهای با رسوب شدید، غلظت هیپوکلریت سدیم را می توان تا 0.2% در محدوده تحمل مواد غشا افزایش داد، در حالی که به طور همزمان زمان خیساندن را افزایش داد.

غشاهای اولترافیلتراسیون با فشار خارجی معمولاً از ترکیبی از "پاک کردن هوا به اضافه شستشوی معکوس آب" استفاده می کنند. عمل هم زدن و برشی حباب هوای فشرده، لایه کیک فیلتر متراکم را روی سطح غشاء شل می‌کند و راندمان شستشوی معکوس را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد، و آن را به ویژه برای آب تغذیه با مواد جامد معلق بالا و کدورت بالا مناسب می‌کند.

الزامات منبع هوا: هوای فشرده بدون روغن، خشک و تمیز-. یک کمپرسور هوا به گیرنده-و-خشک کن، فیلتر دقیق و خشک کن یخچالی نیاز دارد. ورود روغن و ذرات معلق به غشا باعث رسوب غیر قابل برگشت می شود.

پارامترهای عملیاتی: سرعت جریان شستشوی تکی-هوای غشایی{{1} 5 تا 12 Nm³/h، برای جزئیات خاص به دفترچه راهنمای سازنده غشا مراجعه کنید. فشار هوای ورودی باید زیر 0.1 مگاپاسکال کنترل شود. فشار بیشتر باعث شکستن فیبر غشا می شود. دنباله متعارف شستشو با هوا و به دنبال آن شستشوی معکوس با آب است. برای غشاهای با رسوب شدید، می توان از حالت شستشوی همزمان هوای{7}}آب استفاده کرد.

شستشوی معکوس باید روزانه انجام شود، CEB باید در صورت نیاز انجام شود و شستشوی هوا باید همراه با شستشوی معکوس انجام شود. این سه سیستم هر کدام عملکردهای خاص خود را انجام می دهند و کنترل رسوب غشای اولترافیلتراسیون را از "درمان گرفتگی پس از وقوع" به "تعمیر و نگهداری معمول" تبدیل می کنند، بنابراین عمر غشاء را افزایش می دهند و پایداری تراوا را بهبود می بخشند.