من المشاكل التي تُصعّب استخدام مرشحات الأغشية تكوّن الرواسب والعفن. ورغم أنه لا يُمكننا تجنّب ذلك تمامًا، إلا أنه من خلال فهم أنواع الأوساخ والانسدادات، يُمكننا منع تكوّنها أو تأخيره.
الترسيب في مرشحات الغشاء
أولًا، من المهم فهم أن مرشحات الأغشية تُستخدم لإزالة الجسيمات والأجسام والأنسجة من خط التنقية ووضعها في خط التركيز. خلف الغشاء، تُركّز المادة الأولية، وبسبب ارتفاع تركيزها، تلتصق بعض الجسيمات بالغشاء. قد يُعيق هذا الالتصاق مرور الماء عبر أجزاء مختلفة من الغشاء ويُقلل من كفاءته . تُسمى هذه الرواسب بالترسبات أو القشور.
عوامل حجب الغشاء
بشكل عام، العوامل التي تؤثر بشكل كبير على العوائق وتكوين الترسبات هي التالية:
- الأوساخ العضوية
- الرواسب الحيوية، التلوث الحيوي
- التكلسات المعدنية (التقشر)
- ترسب الجسيمات الغروانية
علامات تلوث الغشاء
عادةً ما يحدث التلوث تدريجيًا، ولكنه قد يحدث أيضًا فجأةً وبسرعة. غالبًا ما يكون لكل علامة من علامات التلوث أعراضها الخاصة، ولكن بشكل عام، هناك ثلاثة أنواع من علامات تلوث الأغشية:
- السماح لجودة المياه بالتدهور وزيادة صلابتها
- زيادة انخفاض الضغط في مرشح الغشاء
- انخفاض إنتاج المياه النقية عند ضغط ثابت
انخفاض إنتاج المياه النقية عند ضغط ثابت
عند ثبات الضغط، تزداد كمية الماء المارة عبر الغشاء بسبب ضغط الرواسب.
زيادة انخفاض الضغط في مرشح الغشاء
قد يكون انخفاض الضغط هو العلامة الرئيسية للتلوث. تملأ الرواسب الفجوات بين وصلات الإمداد وتمنع مرور الماء عبر الغشاء. لهذا السبب، غالبًا ما تُجهّز وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) بمُرسِلات ضغط مختلفة قبل الغشاء وبعده في أنظمة التناضح العكسي.
زيادة تركيز الملح وتحسين المواد الصلبة الذائبة في الماء المتخلل
بسبب عدم كفاءة الغشاء وزيادة ضغط التدفق الداخل، فإننا عادة نرى زيادة في TDS و EC للمياه النفاذة إذا كانت الرواسب موجودة.
الرابطة الكيميائية للمواد الرسوبية على أسطح مرشح الغشاء
من الأسئلة الأساسية المتعلقة بتراكم الأوساخ على مرشحات الأغشية هو مصدر التصاق الأوساخ بسطح المرشح. القوى الرئيسية المساهمة في الالتصاق هي التشتت والتفاعلات القطبية. تؤثر هذه القوى على المواد بمقاييس مختلفة.
من المرجح أن تلتصق المواد الرسوبية بسطح مرشح الغشاء نتيجةً لتفاعلات فيزيائية وكيميائية، مثل تفاعلات التشتت بين الكائنات المائية. ويعود هذا التفاعل التشتتي إلى تجاذب فان دير فالس بين جزيئات الماء، ونظرًا لوجود شحنة سطحية، فإن التنافر الكهروستاتيكي بين الجسيمات وسطح مرشح الغشاء يُوازن هذا التفاعل. وكما هو موضح في منحنى الطاقة (2)، فإن ارتفاع حاجز الطاقة لا يعتمد فقط على قوة التفاعل التجاذبي، بل أيضًا على حجم التفاعل الكهروستاتيكي التنافري. لذلك، يُعتقد عمومًا أن زيادة كثافة شحنات المواد ذات الشحنات المتشابهة لتقليل الاقتران أمرٌ مفيد.
لتمثيل تفاعل التشتت، يمكن استخدام ثابت. هذه خاصية مادية تمثل قوة تفاعل فان دير فالس بين الأجسام العيانية من خلال وسط ثالث، كما هو موضح في الشكل (3). تقع القيم النموذجية للثابت في نطاق 10-19 إلى 10-21 جول . يمكن تقديره باستخدام نظرية ليفشيتز لتفاعلات فان دير فالس العيانية، والتي تتجاهل البنية الذرية للجزيئات المتفاعلة وتحسب القوى بينها بناءً على ثابت العزل الكهربائي (ε) ومعامل الانكسار (n) [31]. بالنسبة لحالة مرحلتين عيانية، 1 و2، تتفاعلان في الوسط 3، يكون ثابت هاماكر A تقريبًا:
حيث يمثل «1» و«2» الجسمين المتفاعلين في الوسط «3»، A هو ثابت هاماخ، ve هو متوسط تردد الامتصاص (لـ H2O ، ve = 3 × 1015 ثانية -1 )، ε هو ثابت العزل، والذي يشير إلى مدى نجاح المادة في تركيز التدفق الكهربائي، n هو معامل الانكسار، K هو ثابت بولتزمان، h هو ثابت بلانك وT هي درجة الحرارة المطلقة.
قد تكون مهتمًا أيضًا بـ: Filmtech BW30 PRO-400 مرشح غشاء مقاس 8 بوصات