عموما هر فولینگ یا رسوب خاص با نوع بخصوصی از مواد شوینده و تحت شرایط ویژه عملیاتی به بهترین نحوی از سیستم زدوده می شود. تشکیل فولینگ و رسوب روی سطح غشا بطور لایه لایه می باشد. حال اگر ابتدا مناسب ترین محلول برای بالاترین لایه مورد استفاده قرار گیرد، شستشو موفقیت آمیز خواهد بود با برطرف شدن اولین لایه با انتخاب محلول مناسب و سازگار با رفع لایه فولینگ یا رسوب بعدی امکان جداسازی مطلوب لایه دوم هم فراهم خواهد شد.
به عنوان مثال، ممکن است ابتدا نیاز به یک محلول با pHپایین (اسیدی) و در مرحله دوم محلول با pH بالا (قلیایی) و نهایتا نیاز مجدد به یک مرحله شستشو با محلول با pH پایین (اسیدی) باشد. یا کاربه نحو دیگری با قلیاشویی آغاز شده و با اسید شویی دنبال شود.
مهمولا برای سیستم های اسمز معکوس کوچک روند شستشوی شیمیایی مناسب به روش حدس و خطا بدست می آید. اگر آب خوراک مقادیر بالای آهن و منگنز داشته باشد، از محلول مورد استفاده در فرایند رفع فولینگ و ترسیب فلزات مصرف می شود. چنانچه آب خوراک دارای مواد معلق زیاد یا تعداد باکتری بالایی باشد و احتمال فعالیت بیولوژیکی داده شود، از یک محلول قلیایی استفاده می کنند. و نهایتا اگر نخستین محلول مورد استفاده موثر نباشد، محلول دومی مورد آزمایش قرار می گیرد. اگر محلول اول کارایی نسبی داشته باشد روند شستشو دو یا چند مرتبه تکرار می شود. اما برای سیستم های RO با ظرفیت بالا روش حدس و خطا روش مطلوبی نمی باشد. روش عاقلانه تر و اقتصادی تر آنالیز کامل نمونه المنت دچار فولینگ یا ترسیب و تشخیص دقیق طبیعت و ماهیت فولنت یا ماده ترسیب شده روی سطح غشا می باشد تا در نتیجه آن امکان انتخاب یک روند شستشوی مناسب با احتمال موفقیت بالا بوجود آید. معمولا سازندگان RO و تهیه کنندگان مواد شیمیایی مورد استفاده در شستشوی شیمیایی امکانات لازم برای چنین آنالیز کاملی را در اختیار دارند و در صورت نیاز سرویس های لازم در این ارتباط را ارایه می دهند.
1- رسوبات غیر آلی
احتمال ترسیب نمک های موجود در آب روی سطح غشا به دلیل فوق اشباع شدن محلول وجود دارد. علاوه بر آن فلزات خاصی و هیدروژن سولفید در صورت اکسید شدن سطح روی سطح غشا ته نشین می گردند. البته می توان با افزایش pH مواد اخیر را از روی سطح غشا جدا نمود.
اصولا مطلوب ترین روش جلوگیری از ایجاد محلول فوق اشباع یا اکسید فلزات به کار گیری سیستم پیش تصفیه مناسب است. در صورت تشکیل رسوب روی سطح غشا اثرات منفی شدیدی بر کارایی سیستم RO خواهد داشت. چگونگی شستشو و تمیز کاری رسوبات از روی سطح غشا بستگی به طبیعت نمک های ترسیب شده دارد.
2- رسوبات کربنات
تقریبا همیشه کربنات کلسیم اولین نمکی است که روی سطح غشا فوق اشباع می شود و باعث کاهش نرخ جریان محصول نرمال شده در همه سیستم ها و هیدرولیز غشا CA می گردد و اندکی نیز سبب کاهش دفع نمک سیستم می شود. افزایش میزان عبور نمک به دلیل توانایی کربنات کلسیم در انجام یک واکنش تعادلی با آب است. با کاهش pH رسوبات کربنات کلسیم سریعا به سیستم باز می گردد و تقریبا هر اسیدشویی در انجام این کار موفق می باشد. اما اگر نمک های کمپلکس کربناتی تشکیل شده باشد، نیاز به اسیدشویی سیستم با یک اسید قوی خواهد بود.
رسوبات کربنات کلسیم به سرعت باعث هیدرولیز غشا CA می شود و در صورت احتمال وجود این رسوبات در یک سیستم با غشا CA باید سیستم سریعا شستشو داده شود.
3- رسوبات سولفات
اگر رسوبات سولفات کلسیم، سولفات باریم یا سولفات استرانسیم به طور کامل خالص ترسیب نشده باشند،می توان با یک اسیدشویی از سیستم رفع نمود. بدین صورت که رسوباتی که در ساختار کریستالی آنها سایر رسوبات آلی یا مواد باز دارند وجود داشته باشد، در حین شستشو ابتدا رسوبات سایر مواد در محلول شستشو حل می شود و با شل شدن رسوبات سولفات، نهایتا رسوبات سولفاته هم به محلول باز می گردند.
رسوبات خالص نمک های سولفاته روی میزان دفع نمک و حتی میزان جریان محصول نرمال شده تاثیر چندانی نمی گذارد. بلکه باعث انسداد مسیرهای عبور جریان و افزایش اختلاف فشار دو سر سیستم می شود. البته اگر میزان رسوبات روی سطح غشا به قدری زیاد باشد که بر الگوی جریان روی سطح غشا اثر گذارد، در نتیجه اثراتی بر میزان دفع نمک و نرخ جریان محول نرمال شده نیز خواهد گذاشت.
رسوبات نمک های سولفاته را می توان با محلول حاوی غلظت بالای کربنات و ماده شیمیایی اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA) برطرف نمود.
نمک محلول کربنات به فرم بی کربنات بوده و بی کربنات جایگزین سولفات نمک های آن می شود آنگاه خاصیت شلاته ای اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA) باعث محلول باقی ماندن کربنات کلسیم در محلول می شود. این محلول همچنین برای شستشوی رسوبات استرانیسم مفید می باشد.
باید شدیدا از تشکیل رسوبات سولفات باریم در سطح غشا جلوگیری نمود. زیرا تاکنون محلول مناسب با جنس غشا برای حل این رسوب شناخته نشده است. در صورت ایجاد این رسوب روی سطح غشا احتمالا نیاز به تعویض المنت ها خواهد بود.
4- آهن
آهن به فرم فرو و فریک در آب ها موجود است. فرم فریک در آب نامحلول می باشد در حالیکه فرم فرو جز در pH های بسیار بالا در آب محلول می باشد. حضور مواد اکسید کننده نظیر کلر آزاد در آب باعث اکسید فرو به فریک می شود. معمولا آهن III نامحلول در فیلترهای شنی و کارتریج در بالادست RO گرفته می شود ولی نفوذ مقادیر کم آهن II همراه آب خوراک به سیستم RO باعث ته نشینی آهن روی سطح غشا و تغییر شرایط کارکرد سیستم از جمله افزایش اختلاف فشار دو سر سیستم می گردد.
میزان پایین فولینگ آهن با یک اسیدشویی معمولی با استفاده از محلول EDTA با موفقیت برطرف می شود. اما اگر آهن به فرم کریستالی روی سطح غشا ترسیب شده باشد، جداسازی آن بسیار مشکل خواهد بود و تشکیل آن سبب کاهش نرخ جریان محصول نرمال سیستم می گردد.
بهترین محلول شستشوی برای رفع رسوبات آهن کریستالی از سطح غشا محلول حاوی یک احیا کننده قوی نظیر بی سولفیت سدیم است تا ضمن تبدیل آهن III نامحلول به آهن II محلول، با احیا آهن در pH حدود 5/3 به راحتی آن را از روی سطح غشا جدا نماید.
5- سیلیکا
سیلیکا به فرم های ذرات معلق نمک ها سیلیکا، سیلیکای کلوییدی یا آمورف و سیلیکای محلول در آب خوراک RO موجود می باشد.
ذرات سیلیکای معلق معمولا از راه خاک و مسیل عبور آب به آن وارد می شود و سبب انسداد فیزیکی کانال های عبور جریان می گردد. یک قلیاشویی ساده قادر به جداسازی و دفع این مواد معلق سیلیسی از سطح غشا می شود. معمولا رسوبات سیلیکا روی سطح غشا ناشی از فوق اشباع شدن سیلیکای محلول کمپلکس های کلوییدی سیلیکا می باشد. یک محلول 4% آمونیوم بی فلوراید قادر به جداسازی رسوبات سیلیکا از سطح غشا می باشد. باید در حین کار با این ماده شیمیایی نکات ایمنی دقیقا رعایت شود زیرا به شدت خطرناک می باشد.
حلالیت نمک های سیلیکا در آب تابع درجه حرارت و pH هستند. در pH بالاتر از 8 اسید سیلیسیک تجزیه وباعث تشکیل نمک های نامحلول نظیر سیلیکات کلسیم، منیزیم، آهن یا آلومینیوم می شود.
اصولا برای رفع فولینگ یا ترسیب سیلیکا ابتدا اسیدشویی صورت می گیرد و در صورت عدم دریافت پاسخ مناسب، کار شستشو با محلول 4% آمونیوم بی فلوراید ادامه می یابد.
6- فولینگ ارگانیک یا آلی
آب های سطحی نظیر رودخانه ها و برکه ها حاوی اسید هیومیک حاصل تجزیه طبیعی مواد آلی می باشند. اسید هیومیک یا ذرات آلی ریز هنگامی که وارد جریان خوراک RO می شوند، نهایتا عامل فولینگ آلی غشا و در نتیجه کاهش نرخ جریان محصول نرمال سیستم می گردند.
معمولا فولینگ آلی به راحتی با یک قلیاشویی مناسب برطرف می شود همچنین از مواد فعال کننده سطحی نیز استفاده می شود تا لایه های فولینگ را خسانیده و باعث تسریع انحلال آنها در محلول قلیایی می گردد. در مورد غشا سلولز استات نباید pH محلول از 7/5 تجاوز کند. اما در مورد غشا پلی آمید تا pH=11 مشکلی ایجاد نمی شود.
7- فولینگ بیولوژیک
زمانی که در آب خوراک بایوساید با غلظت مناسب (نظیر کلر آزاد یا کلروآمین ها) وجود نداشته باشد، رشد باکتری ها باعث ایجاد فولینگ بیولوژیک روی سطح غشا می شود. این وضعیت وقتی آب خوراک حاوی مقادیر زیادی مواد معلق به عنوان خوراک باکتری ها است، تشدید می شود. رشد باکتری ها و ایجاد فولینگ بیولوژیک سبب کاهش میزان محصول سیستم و همچنین انسداد فیزیکی کانال های عبور جریان بین لایه های غشا المنت ها می گردد.
نظیر فولینگ آلی محلول قلیایی حاوی مواد فعال کننده سطحی در رفع فولینگ بیولوژیک موفق عمل می کند و بهترین کارایی را در pH حدود 11 دارا می باشد. لیکن در مورد غشا از جنس سلولز استات به دلیل هیدرولیز غشا در pH از 7/5 تجاوز نماید.
فولینگ بیولوژیک بیشتر در سیستم های با غشا پلی آمید پیش می آید. زیرا در آب خوراک ورودی به این سیستم ها نمی توان از مواد بایوساید نظیر کلر آزاد استفاده نمود. در حالیکه در سیستم های با غشا سلولز استات چنین محدودیتی وجود ندارد.
8- باکتری های آهن
به برخی باکتری هایی که در حضور آهن در محلول رشد می نمایند، اصطلاحا باکتری های آهن گفته می شود. این باکتری ها تمایل به حفظ آهن موجود در سیستم دارند همچنین آهن نیز متمایل به تجمع توده ای این نوع باکتری ها دارد.
محلول سدیم اتیلن دی آمین تترااستیک اسید در pH بالا در رفع این نوع فولینگ موثر است EDTA آهن را شلاته نموده و pH بالا سبب تجزیه توده های باکتری می شود. معمولا برای رفع فولینگ ناشی از باکتری های آهن نیاز به چند بار تکرار عملیات شستشو می باشد. اغلب شستشو با محلول از بین برنده آهن از سطح غشا شروع و با یک محلول قلیایی تعقیب می شود تا نتیجه مطلوب عاید گردد.
مقاله آب قلیایی چیست؟ را در آب کالا بخوانید.