در حوزه تصفیه و تصفیه آب مدرن، سیستم اسمز معکوس، با عملکرد عالی نمکزدایی، به یک فناوری اصلی برای دستیابی به آب- با خلوص بالا تبدیل شده است. با این حال، عملکرد پایدار درازمدت سیستم نه تنها به عملکرد عناصر غشای اصلی آن بستگی دارد، بلکه به یک فرآیند پیش تصفیه دقیق و علمی نیز بستگی دارد. در میان بسیاری از آلاینده های نفوذی، مواد روغنی به دلیل مقادیر ظاهری کمی که دارند اغلب نادیده گرفته می شوند، با این حال تأثیر آنها بر غشاهای اسمز معکوس سیستماتیک است و حتی می تواند کشنده باشد. این مقاله یک تجزیه و تحلیل عمیق-از چهار خطر اصلی ناشی از مواد روغنی موجود در آب تغذیه سیستم اسمز معکوس ارائه میکند.
◄ I. فروپاشی کارایی عملیاتی: تأثیر مستقیم بر شار تراوش
صرفه اقتصادی یک سیستم اسمز معکوس به طور مستقیم در ظرفیت تولید آب آن منعکس می شود که به عنوان شناخته می شودشار نفوذی. مواد روغنی، به عنوان ماده آلی آبگریز، تمایل زیادی به سطح غشای آبدوست دارند. هنگامی که آنها وارد سیستم می شوند، حتی در غلظت های پایین، این قطرات روغن به سرعت بر روی سطح غشاء جذب می شوند و یک لایه روغن چسبناک تشکیل می دهند.
◄ مکانیسم رسوب فیزیکی
این فیلم روغنی به طور مستقیم ریز منافذ روی سطح غشاء را می پوشاند و از نظر فیزیکی مانع عبور مولکول های آب می شود و ناحیه موثر غشاء را به شدت کاهش می دهد.در نتیجه، تحت فشار کاری یکسان، نرخ جریان نفوذ سیستم کاهش قابل توجه و مداومی را تجربه خواهد کرد. این نوع رسوب غشایی ناشی از نفت بسیار سریعتر از رسوب گیری معمولی از مواد جامد معلق یا کلوئید ایجاد می شود و می تواند کارایی تولید کل سیستم را در مدت کوتاهی به شدت به خطر بیندازد و مستقیماً بر دستیابی به اهداف تولید تأثیر بگذارد.
► II. آسیب غیر قابل برگشت به لایه جداسازی هسته
اگر کاهش در جریان تراوش یک "آسیب خارجی" در سطح عملیاتی باشد، پس کاهش در میزان دفع نمک یک "آسیب داخلی" بهعملکرد اصلیسیستم اسمز معکوس، و این آسیب اغلب غیر قابل برگشت است.
◄ خوردگی شیمیایی و آسیب ساختاری
هسته یک غشای اسمز معکوس در آن قرار داردلایه جداسازی پلی آمیدساختاری بسیار نازک و دقیق که مسئول دفع یون های نمک است. برخی از اجزای موجود در مواد روغنی می توانند به آرامی این ماده پلیمری را متورم یا حتی حل کنند و باعث خوردگی شیمیایی شوند. در ابتدا، این فرآیند ممکن است تنها به صورت افزایش جزئی در رسانایی نفوذ پذیر ظاهر شود. با این حال، با گذشت زمان، لایه جداسازی آسیب دائمی خواهد دید که منجر به زوال مداوم توانایی آن در دفع نمک های محلول می شود. بر خلاف جرم گیری معمولی که می توان آن را از طریق تمیز کردن شیمیایی ترمیم کرد.آسیب به مواد غشایی ناشی از روغن ماهیت ساختاری دارد. پس از وقوع، میزان دفع نمک به طور دائم کاهش می یابد و تنها راه حل جایگزینی پرهزینه عناصر غشایی است.
► III. افزایش هزینه های نگهداری و کاهش طول عمر دارایی
یکی دیگر از پیامدهای شدید آلودگی روغن، چالش عظیمی است که برای عملکرد و نگهداری سیستم ایجاد می کند و مستقیماً تمام هزینه های عملیاتی چرخه عمر را بالا می برد.
◄ مشکلات پاکسازی و پیری سریع
با توجه به ماهیت غیر قطبی مواد روغنی، پروتکلهای معمولی تمیز کردن اسید و قلیایی تأثیر کمی روی آنها دارد.حذف لایه روغن نیاز به استفاده از مواد تمیز کننده تخصصی حاوی سورفکتانت ها یا امولسیفایرهای خاص دارد. این نه تنها هزینه های تهیه مواد شیمیایی را به طور قابل توجهی افزایش می دهد، بلکه زمان خاموش شدن سیستم مورد نیاز برای تمیز کردن را نیز طولانی تر می کند. مهمتر از آن، تمیز کردنهای شیمیایی مکرر و تهاجمی، پیری و هیدرولیز مواد غشایی را تسریع میکنند و عمر مفید آن را بهطور چشمگیری کاهش میدهند.یک عنصر غشایی در یک سیستم اسمز معکوس صنعتی، که در اصل با طول عمر چندین سال طراحی شده بود، ممکن است پس از ابتلا به آلودگی نفت، عمر موثر خود را به نصف یا بیشتر کاهش دهد که منجر به افزایش شدید نرخ استهلاک دارایی می شود.
◄ IV. یک کاتالیزور برای رسوب گیری ترکیبی: القای رسوب زیستی
آلودگی نفتی به تنهایی وجود ندارد. اغلب بهعنوان یک «کاتالیزور» عمل میکند که درمان آلودگیهای ترکیبی، بهویژه رسوبهای بیولوژیکی، پیچیدهتر و دشوارتر است.
► تشکیل یک سیستم رسوب گیری "Oil{0}}Biofilm Co-
لایه روغن روی سطح غشاء یک نقطه اتصال ایده آل و یک منبع کربن غنی برای میکروارگانیسم های موجود در آب فراهم می کند. باکتری ها در اینجا تکثیر می شوند و مواد پلیمری خارج سلولی (EPS) ترشح می کنند تا یک بیوفیلم متراکم (Biofilm) تشکیل دهند. این بیوفیلم می تواند قطرات روغن، مواد جامد معلق و مقیاس معدنی را بیشتر به دام بیاندازد و تشکیل شود.یک لایه رسوب مرکب از "روغن-بیوفیلم-مقیاس."این نوع لایه رسوب به طور استثنایی پایدار است و حذف آن دشوار است و باعث می شود فشار دیفرانسیل بین عناصر غشا در مدت زمان کوتاهی به شدت افزایش یابد و در نهایت باعث خاموش شدن اضطراری کل سیستم اسمز معکوس شود. هنگامی که این چرخه معیوب برقرار شد، به یکی از حل نشدنی ترین مشکلات در عملکرد سیستم تبدیل می شود. عواقب به ویژه برای برنامه هایی مانند a سیستم رو نمک زدایی که متکی به یک منبع آب پایدار یا یک کاربرد اسمز معکوس آب دریا برای تصفیه فاضلاب پیچیده است.
در نتیجه، حذف کامل روغن در مرحله پیش تصفیه یک سیستم اسمز معکوس یک گزینه اضافی اختیاری نیست، بلکه راه نجاتی برای اطمینان از عملکرد طولانی مدت، پایدار و اقتصادی سیستم است. خطر روغن در آب تغذیه باید از مرحله طراحی به طور کامل در نظر گرفته شود و واحدهای حذف روغن موثر-مانند آنهایی که از فناوریهای پیشرفته مانند راندمان-بالا استفاده میکنند.غشای سرامیکی برای جداسازی آب روغن-باید نصب شود. حذف مواد روغنی از ورود به سیستم غشای هسته در منبع، اساسیترین حفاظت برای این داراییهای{2}}با ارزش بالا است.