يمكن أن يسبب بولي أكريلاميد (PAM) تلوثًا لا رجعة فيه لأنواع مختلفة من أغشية المرشح. تركز هذه المقالة على تحليل تلوث الأغشية غير العضوية. هناك مشكلة طويلة الأمد- في تشغيل الغشاء غير العضوي وهي أنه طالما أن PAM موجود في النظام، فإن عنصر الغشاء سيواجه زيادة مستمرة في فرق الضغط وانخفاض التدفق الذي لا رجعة فيه، كما أن التنظيف التقليدي للأحماض والقلويات غير كافٍ لاستعادة أداء الترشيح الأولي.
1. الأغشية غير العضوية ليست عرضة للتآكل، لكنها لا تستطيع مقاومة تلوث البوليمر الذي لا رجعة فيه.
تتميز معظم الأغشية غير العضوية المتوفرة في السوق ببنية كيميائية مستقرة وقوة ميكانيكية عالية، مما يجعلها مقاومة للتآكل الكيميائي، وبالتالي تستخدم على نطاق واسع في مختلف سيناريوهات معالجة المياه الصناعية. ومع ذلك، فإن الضرر الذي تسببه PAM للأغشية غير العضوية لا يعتبر تآكلًا كيميائيًا؛ يتجلى في المقام الأول في شكلين من التلوث:
تلتصق البوليمرات بسطح الغشاء والجدار الداخلي للمسام، مما يؤدي إلى تغيير واجهة الترشيح المحبة للماء الأصلية للغشاء.
تتغلغل البوليمرات الحرة في مسام غشائية بحجم ميكرون-، حيث تلتف السلاسل الجزيئية الطويلة وتتجسر وتتشابك لتشكل انسدادات داخلية عميقة.
تأثير التجسير للبولي أكريلاميد (PAM) (صورة من الإنترنت)
لا يمكن لشطف الهواء البسيط بالماء- أو الغسيل الحمضي أو الغسيل القلوي إلا أن يزيل الحمأة السطحية السائبة ولا يمكنه إزالة الأوساخ المتبقية ذات الوزن الجزيئي العالي -المحتبسة داخل مسام الغشاء بشكل كامل. تختلف الأنواع المختلفة من PAMs فقط في معدل تطور التلوث وشكل الانسداد؛لا يوجد نوع واحد من PAM آمن وخالي من المخاطر-بالنسبة للأغشية غير العضوية.
ثانيا. خصائص القاذورات المتباينة للأغشية غير العضوية المحظورة بواسطة ثلاثة أنواع من PAM
بغض النظر عن نوع PAM المستخدم، طالما أن البوليمرات الحرة تدخل بشكل مستمر إلى وحدة الغشاء غير العضوي، فسوف تحدث المشاكل الشائعة التالية:
داخل مسام الغشاء، مما يشكل انسدادات عميقة لا يمكن إزالتها عن طريق تنظيف السطح؛
البوليمر عبارة عن كربون{0} يحتوي على مادة عضوية توفر باستمرار العناصر الغذائية للكائنات الحية الدقيقة، مما يعزز نمو الوحل البيولوجي؛
تمتص طبقات المخلفات العضوية الكالسيوم والمغنيسيوم وهيدروكسيدات المعادن في الماء، والتي تتراكم لتشكل تلوثًا معقدًا متعدد الطبقات.
لا يمكن للتنظيف التقليدي للأحماض والقلويات وحده أن يزيل التلوث الذي لا يمكن إصلاحه والذي تسببه البوليمرات.
ثالثا. الأغشية الخزفية من كربيد السيليكون: الحل المفضل بعد تلوث PAM
في مواجهة التحدي المتمثل في المقاومة المحدودة للمواد الكيميائية في الأغشية غير العضوية العادية والتنظيف غير الكامل لتلوث PAM العنيد، أصبحت أغشية سيراميك كربيد السيليكون الخيار المفضل للتعامل مع تلوث PAM نظرًا لأدائها المتفوق.
تتميز أغشية السيراميك المصنوعة من كربيد السيليكون بمقاومتها للأس الهيدروجيني 1-14 من الأحماض والقلويات ودرجات الحرارة المرتفعة. ويمكن استعادة أدائها بكفاءة باستخدام برنامج تنظيف قياسي: أولاً، يتم استخدام محلول قلوي بدرجة 60 درجة مع EDTA للتنظيف الدائري. يؤدي تأثير التصبن للمحلول القلوي عالي الحرارة إلى تحلل بقايا PAM على سطح الغشاء وسطح المسام. يمكن لـ EDTA أن يخلب أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء، مما يمنع الترسبات الكلسية من تكوين تلوث مركب باستخدام PAM. في معظم حالات التلوث PAM الخفيف إلى المتوسط، يمكن استعادة تدفق الغشاء إلى 90% من قيمته الأولية بعد التنظيف باستخدام هذا البرنامج.
في حالة حدوث تلوث شديد بـ PAM وفشل الغسيل القلوي التقليدي + محاليل EDTA في تنظيف الغشاء بالكامل، يمكن "إعادة تدوير" أغشية سيراميك كربيد السيليكون من خلال -تقنية تجديد التكليس ذات درجة الحرارة العالية. باستخدام مقاومتها العالية لدرجات الحرارة-، يتم حرق بوليمرات PAM العنيدة وغير القابلة للذوبان داخل مسام الغشاء بالكامل وتتحلل من خلال معالجة درجات الحرارة العالية-، مما يؤدي إلى إزالة الانسدادات العميقة تمامًا. بعد التجديد، يمكن استعادة أداء عنصر الغشاء بالكامل إلى حالته الأصلية، وهي ميزة فريدة يصعب تحقيقها باستخدام مواد غشائية غير عضوية أخرى.
بالمقارنة مع الأغشية غير العضوية الأخرى، توفر أغشية سيراميك كربيد السيليكون مزايا كبيرة في السيناريوهات الملوثة بـ PAM-: حلول تنظيف مرنة، واسترداد شامل، وتنظيف كيميائي متكرر لإطالة عمر الخدمة، ومقاومة ممتازة للتآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية-، وعدم حدوث ضرر لركيزة الغشاء أثناء التنظيف والتجديد. وهي مناسبة بشكل خاص لسيناريوهات معالجة المياه المعقدة مثل مياه الصرف الصناعي التي تحتوي على PAM والمياه المنتجة في حقول النفط. ومن الأهمية بمكان أن نلاحظ أنه حتى مع قدرات استرداد الغشاء ممتازة، لا ينصح بإضافة PAM المفرطة؛ يعد التحكم في كمية PAM عند المصدر أمرًا أساسيًا لتقليل تكاليف التشغيل والصيانة.
ملخصy
جميع أغشية المرشح عرضة للتلوث PAM. أي نوع من بوليمر بولي أكريلاميد يدخل إلى وحدة الغشاء سيؤدي إلى خطر الانسداد الذي لا رجعة فيه. المبدأ الأساسي لتصميم العملية -والتشغيل والصيانة في الموقع هو تجنب إضافة PAM قبل الغشاء. إذا لم تتمكن العملية من تجنب ذلك، فيجب التحكم في الجرعة بشكل صارم، ويجب استخدام الترسيب الكافي والترشيح متعدد المراحل - لتقليل حمل البوليمر الحر من المصدر وإبطاء عملية تلوث الغشاء غير العضوي.
1. نرحب بالزملاء في عمليات وعمليات معالجة المياه لمشاركة تجاربهم وتحدياتهم في تشغيل أنظمة الأغشية المختلفة في قسم التعليقات، والتعلم من بعضنا البعض.
2. نحن موردون محترفون لمعدات غشاء السيراميك من كربيد السيليكون، ويمكننا تقديم حلول ناضجة للاحتياجات المختلفة. الرجاء ارسال لنا رسالة خاصة للحصول على التفاصيل.
3. شركتنا تقوم باستمرار بتوظيف المواهب؛ نرحب بمتخصصي الصناعة للاستفسار والتقديم.