محلول ضد عفونی ممبران

نگهداری مناسب و اصولی از ممبران های اسمز معکوس برای حفظ راندمان سیستم، تولید آب با کیفیت و افزایش طول عمر آنها یک امر ضروری است. دو فرایند مهم برای این امر که بایستی به عنوان اولویت های تعمیر و نگهداری از ممبران های RO مدنظر قرار داد، تمیز کردن و گندزدایی غشاهای اسمز معکوس است. شاید در ابتدای امر این دو اصطلاح به یک معنی باشند اما هر کدام از آنها مفهوم و هدف مخصوص به خود را داشته و فرآیندها و مواد شیمیایی مورد نیاز آنها کاملا با هم متفاوتند.  

تفاوت گندزدایی و تمیز کردن غشاهای اسمز معکوس

در وهله اول جهت حفظ و نگهداری ممبران های RO بایستی فرآیند تمیز کردن غشاهای اسمز معکوس به طور منم و به صورت دوره ای صورت گیرد. تمیز کردن غشاهای RO به معنای حذف ترکیبات و رسوباتی هستند که بر روی سطح ممبران ها  در طول زمان تجمع پیدا می کنند. این آلودگی ها می توانند شامل انواع نمک ها، رسوبات آلی و معدنی و ذرات ریزی باشند که در طول زمان به دور منافذ ممبران جمع شده و منجر به کاهش کیفیت آب و افزایش افت فشار در سیستم می شوند. پیش تصفیه مناسب و شستشوی دوره ای ممبران ها با کمک ترکیبات اسیدی، قلیایی و محصولاتی که به طور تخصصی برای این امر تولید شده اند، به طور چشمگیری از تجمع این رسوبات در سیستم جلوگیری می کند. 
از طرف دیگر ضدعفونی ممبران های RO به فرآیندهایی اشاره می کند که در جهت حذف و جلوگیری از رشد کلنی های میکروارگانیسم ها  وتشکیل انواع بیوفیلم بر روی غشاهای اسمز معکوس انجام می گیرد. ویروس ها، باکتری ها، قارچ ها و سایر پاتوژن ها می توانند بر روی سطح مرطوب غشاها رشد کرده و با تکثیر خود کلنی هایی را تشکیل دهند که در نهایت نه تنها باعث گرفتگی منافذ و افزایش انرژی مورد نیاز سیستم شده، بلکه انواع آلودگی های میکروبی را به آب خروجی سیستم منتقل کرده و منجر به کاهش کیفیت آب می شوند. کنترل رشد و تکثیر میکروارگانیسم ها در سیستم های اسمز معکوس در برخی صنایع از جمله صنایع غذایی و داروسازی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار بوده چرا که بروز کوچکترین آلودگی میکروبی مشکلات و هزینه های بسیار زیادی را به بار می آورد.  به طور کلی کنترل و پیشگیری از بروز مشکلات ناشی از رشد میکروارگانیسم ها در سیستم های اسمز معکوس به کمک ضدعفونی های دوره ای و منظم غشاهای اسمز معکوس انجام گرفته تا از ایجاد گرفتگی ناشی از بیوفیلم ها و وجود پاتوژن های بیماری زا در  خروجی سیستم جلوگیری شود. 
عوامل موثر در گندزدایی غشاهای اسمز معکوس: میزان فرکانس شستشو و گندزدایی از غشاهای اسمز معکوس تا حد زیادی به عوامل مختلفی همچون کیفیت آب ورودی به سیستم، محیط و شرایط نگهداری از ممبران ها و نوع مواد شیمیایی مورد استفاده بستگی دارد. لازم است جهت کنترل بهتر بیوفیلم و کاهش فعالیت میکروارگانیسم ها در سیستم های اسمز معکوس به فاکتورهای زیر اشاره توجه شود:

● پیش تصفیه آب ورودی به سیستم: کیفیت آب ورودی به سیستم تاثیر بسزایی بر روی سلامت ممبران های RO دارد. با کمک پیش تصفیه آب خام و کاهش فاکتورهای آلودگی قبل از ورود به سیستم می توان از بسیاری از مشکلات ناشی از انواع رسوبات آلی، معدنی و میکروبی جلوگیری کرد. انواع روش های فیزیکی مانند ته نشینی و فیلتراسیون، استفاده از ترکیبات شیمیایی جهت پیش تصفیه آب خام کمک کننده بوده و تا حد زیادی به جلوگیری از بروز مشکلات  و کاهش نوبت های شستشو و ضدعفونی کمک می کند.  

● رعایت نوبت های شستشوی غشاها: انجام روتین شستشوی غشاهای اسمز معکوس در کاهش گرفتگی منافذ و ایجاد بیوفیلم موثر است. فرکانس شستشوی ممبران هایی اسمز معکوس با توجه به کیفیت آب ورودی به سیستم می تواند بین 5 تا 7 روز متغیر باشد. در صورتی که شستشوی غشاها طبق برنامه انجام نگیرد در هر نوبت، تمیز کردن رسوبات مشکل تر خواهد شد تا جایی که دیگر امکان حذف کامل آنها وجود نخواهد داشت. با افزایش میزان رسوبات بر روی سطح غشاها، میکروارگانیسم ها در بین این رسوبات شروع به تکثیر و تشکیل کلنی کرده و در عین حال از تاثیرات گندزداهای تزریق شده به سیستم در امان می مانند و به این ترتیب کیفیت آب خروجی از سیستم به شدت کاهش پیدا خواهد کرد. بنابراین رعايت نوبت های شستشوی ممبران های RO در حفظ سلامت سیست تاثیر بسزایی دارد. دوره های گندزدایی از ممبران ها نیز بایستی کاملا رعایت شود. تحقیقات نشان داده، 3 تا 5 روز بعد از هر گندزدایی، کلنی ها مجددا در سیستم ظاهر شده و شروع به تشکیل بیوفیلم می کنند.  فرکانس گندزدایی در فصل های سرد معمولا هر 5 تا 7  روز و در روزهای گرم سال هر 3 تا 5 روز خواهد بود. 

● بهبود طراحی و نصب سیستم: سیستم و نحوه قرارگیری قطعات بایستی به نحوی باشد که نقاط غیر قابل دسترس جهت شستشو و گندزدایی به حداقل رسیده تا شرایط مناسبی برای رشد میکروارگانیسم ها فراهم نشود. همچنین توصیه می شود از قطعات و تجهیزاتی استفاده شود که در برابر مواد شیمیایی جهت شستشو و گندزدایی مقاوم بوده و در عین حال شرایطی را برای رشد میکروارگانیسم ها فراهم نکنند.

● استفاده مناسب از آنتی اسکالانت ها: این ترکیبات نقش بسیار حیاتی در جلوگیری از ایجاد رسوبات معدنی و تشکیل نمک ها بر روی سطح غشاها ایفا می کنند و یکی از ترکیبات ضروری در نگهداری و حفظ سلامت غشاها محسوب می شوند. اما چنانچه آنتی اسکالانت ها به طور اصولی به کار نروند، محیط مناسبی را جهت رشد و تکثیر میکروارگانیسم های ایجاد کرده که منجر به تشکیل بیوفیلم می شوند. آنتی اسکالانت ها از ترکیبات آلی مانند پلی اکریلیک اسید و فسفونات ها تشکیل شده اند که این مواد  میتوانند به عنوان ترکیبات مغذی میکروارگانیسم ها باشند. چنانچه ضد رسوب ها در دوز مناسبی استفاده نشده و یا بعد از استفاده از سیستم به خوبی پاک نشوند ، مشکلات و چالش های بیشتری را فراهم می کنند. به همین دلیل استفاده از آنها بایستی به درستی و مطابق با دستورالعمل صورت بگیرد. 

● کنترل مداوم شرایط سیستم: شاخص هایی مانند SDI (ظرفیت رسوبگذاری مواد معلق آب ) و TOC( کربن آلی کل)، دبی و افت فشار نشانگرهای بسیار خوبی برای آگاهی از وجود انواع رسوبات در سیستم و یا پتانسیل ایجاد گرفتگی می باشند. با کنترل مداوم این پارامترها می توان تا حد بسیار زیادی از بروز مشکلات گرفتگی و تشکیل بیوفیلم ها جلوگیری کرد. 

روش های گندزدایی و ضدعفونی غشاهای اسمز معکوس(RO)  

برای کاهش رسوب زیستی در سیستم های RO روش های متفاوتی وجود دارد که با توجه به کیفیت آب ورودی، جنس ممبران ها و ترکیبات شیمیایی قابل دسترس می توان یک یا چند روش را مد نظر گرفته و به صورت دوره ای اعمال کرد. این متدها به دو دسته کلی فیزیکی و شیمیایی تقسیم می شوند که در این جا به برخی از روش های گندزدایی و ضدعفونی غشاهای اسمز معکوس اشاره می کنیم: 

● گندزدایی شیمیایی: شامل استفاده از انواع ترکیبات شیمیایی است که مانع رشد و تکثیر انواع میکروارگانیسم ها می شوند و در عین حال با به کار بردن روش های  استفاده اصولی آسیبی به ممبران ها وارد نمی کنند. برخی از این ترکیبات و متدها شامل:

 1. کلر: یک عامل بازدارنده بسیار قوی است. این روش بسیار تاثیرگذار، سریع و مقرون به صرفه می باشد اما بایستی به این نکته توجه داشت که بعد از کلرزنی، عملیات شستشوی و دکلره حتما انجام گرفته تا آسیبی به ممبران ها نرسد. به طور کلی ممبران های از جنس سلولز استات(CA) در برابر کلر مقاوم بوده اما غشاهایی که از پلی آمید(PA) ساخته شده اند به کلر حساس هستند و در تماس با آن دچار آسیب می شوند. بنابراین به سازگار بوده غشای اسمز معکوس با کلر توجه داشته باشید. دز مناسب جهت گندزدایی غشاها با توجه به میزان آلودگی و جنس آنها بین 1-0.1 ppm می باشد. برای حداکثر تاثیر کلر PH محیط را بین 7.5- 6.5 تنظیم کرده و بعد از انجام عملیات فرآیند دکلره کردن توسط سدیم بی سولفات و یا کربن فعال انجام گیرد. 

2. هیدروژن پراکسید: استفاده از این ترکیب یک جایگزین مناسب برای غشاهای پلی آمید بوده که به کلر حساس هستند. هیدروژن پراکسید یک عامل اکسید کننده بسیار قوی است که در حین ضدعفونی موثر به اندازه کلر به غشاها آسیب نمی رساند. جهت گندزدایی غشاهای اسمز معکوس معمولا از محلول %2 تا %0.1 استفاده می شود. جهت حداکثر راندمان میزان PH محیط بایستی بین 7-4 نگه داشته شود.این عامل ضدی عفونی کننده با محیط زیست نیز سازگار بوده و حین استفاده، ترکیبات سمی و مضری را به اکوسیستم ها وارد نمی کند. توجه داشته باشید که هیدروژن پراکسید یک عامل اکسیدکننده بسیار قوی است و می تواند به پوست آسیب برساند. بنابراین در هنگام استفاده از دستکش مخصوص استفاده کرده و نکات ایمنی را رعایت کنید.

3. سدیم بی سولفات: این ترکیب در واقع یک عامل دکلره کننده است اما تا حدودی باعث ضدعفونی سیستم نیز می شود. میزان گندزدایی سدیم بی سولفات تقریبا نصف کلر بوده و بیشتر در جهت کنترل میکروارگانیسم ها به کار می رود . بدین معنی که نقش کمتری در حذف و از بین بردن آنها داشته و عملکرد اصلی آن ایجاد محیطی نامناسب برای رشد و تکثیر آنهاست. به طور معمول 3- 1.8 mg/L از سدیم بی سولفات قادر است 1 mg/L از کلر را خنثی کند. برای حداکثر تاثیر میزان PH محیط بین 7-5 نگه داشته شود.

4. بایوسایدهای غیر اکسید کننده: شامل ترکیباتی مانند ( DBNPA، THPS (Tetrakis Hydroxymethyl و Bronopol می شود. این ترکیبات برخلاف کلر و هیدروژن پراکسید خاصیت اکسید کننده نداشته و عملکرد متفاوتی را در قبال میکروارگانیسم ها از خود نشان می دهند. این ترکیبات با نفوذ به غشای سلول های زنده و ایجاد اختلال در عملکرد آنها باعث مرگ میکروارگانیسم ها می شوند. این نوع ترکیبات برای ممبران هایی از جنس پلی آمید که با کلر سازگاری ندارند انتخاب بسیار مناسبی بوده و می توانند جهت گندزدایی مورد استفاده قرار گیرند. این ترکیبات به عنوان عوامل ضدعفونی کننده عملکرد مناسبی داشته و بر روی طیف وسعی از انواع میکروارگانیسم ها مانند باکتری،‌ویروس، قارچ و جلبک تاثیر داشته و آنها را حذف می کنند. برخی از آنها با محیط زیست سازگار بوده و ماده مضری تولید نمی کنند اما برخی دیگر بسیار سمی بوده و نبایستی به طور مستقیم در محیط های آبزی تخلیه شوند. 

●  گندزدایی فیزیکی: از جمله روش های فیزیکی می توان به استفاده از اشعه UV  و گرما برای کشتن و حذف میکروارگانیسم ها اشاره کرد. این روش ها در بخش بالادستی و پیش تصفیه به کار گرفته شده تا آب ورودی به ممبران ها فاقد میکروارگانیسم ها بوده و بیوفیلمی در سطح غشاها بوجود نیاید. این روش ها بیشتر در مواردی استفاده می شوند که استفاده از مواد و ترکیبات شیمیایی، مناسب و عملی نیست. بیشتر عوامل پاتوژنی، ویروس ها و باکتری در دماهای بین 80 - 60 درجه سانتی گراد کشته می شوند. اما روش گرمایی نیاز به مصرف انرژی داشته و هم غشاها از جمله غشاهای پلی آمیدی در برابر گرما مقاوم نیستند. به همین جهت استفاده از اشعه UV جهت گندزدایی فیزیکی می تواند با وجود نیاز به هزینه های اولیه در مقایسه با روش گرمایی در نهایت کارآمد تر و مقرون به صرفه تر باشد.   

محصولات گندزدایی و ضدعفونی غشاهای اسمز معکوس

در کنار مواد شیمیایی ذکر شده، ترکیبات شیمیایی توسط کمپانیهای مختلف به طور اختصاصی جهت ضدعفونی ممبران های اسمز معکوس، طراحی و به بازار عرضه شده اند. این مواد جهت کشتن و از بین بردن بیوفیلم ها در سطح غشاها تولید شده تا در حین پیشگیری و رفع رسوبات میکروبی، آسیبی به غشاهای RO وارد نکنند. در این جا به مهمترین و معتبرترین کمپانی ها و محصولات آنها که در بازار جهانی شناخته شده هستند اشاره می کنیم:

● محصولات کمپانی dupont: این شرکت یکی از پیشروهای تولید ممبران های اسمز معکوس و انواع مواد شیمیایی است که در تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند. محصولات این شرکت از بهترین و کارآمدترین مواد موجود در بازار بوده و راندمان بسیار بالایی دارند. شرکت  Dopunt هر ساله  سرمایه گذاری های کلانی در بخش تحقیق و توسعه کرده و در بهبود و تولید تکنولوژی های مربوط به تصفیه آب و پساب در سطح جهانی نقشی کلیدی دارد. از جمله محصول شیمیایی که به طور اختصاصی جهت گندزدایی غشاهای اسمز معکوس طراحی و تولید شده است DuPont MemGuard نام دارد. این محلول با انواع ممبران های پلی آمید و سلولز استات سازگار بوده و با راندمان بالایی عوامل میکروبی و بیوفیلم ها را از سطوح غشاها حذف می کند.  عوامل فعال در این ترکیب شامل سورفکتانت ها، عوامل کیلاتی و بیوسایدها بوده که قادر به حذف انواع رسوبات آلی، غیر آلی و بیوفیلم ها می باشد. علاوه بر ترکیب ذکر شده، شرکت دوپونت سایر مواد شیمیایی موثر در گندزدایی ممبران ها مانند هیدروژن پراکسید را تحت نام و برند خود به بازار عرضه می کند. 

● محصولات کمپانی BASF: یکی از شرکت های بزرگ و بسیار معتبر در زمینه ارائه خدمات و تولید محصولات شیمیایی مورد استفاده برای تصفیه آب و پساب که در کشور آلمان واقع می باشد. این کمپانی در بیش از 90 کشور در سراسر دنیا فعال بوده و محصولات آن از کیفیت بسیار بالایی برخوردار است. این کمپانی جهت گندزدایی ممبران های اسمز معکوس ترکیبی با نام Protectol® IS 20 تولید کرده است. این ترکیب دارای عامل فعال   Isothiazolinones می باشد که یک بایوساید غیر اکسید کننده بوده و نقش اصلی آن پیشگیری از تولید بیوفیلم بر روی غشاهای اسمز معکوس و حذف آنها می باشد. 

● محصولات کمپانی Veolia Water Technologies: یکی دیگر از شرکت های پیشرو در زمینه تولید و توسعه انواع مواد و ارائه خدمات تصفیه آب و پساب بوده که در کشور فرانسه واقع شده است. این شرکت انواع مواد شیمیایی جهت شستشو و ضدعفونی غشاهای اسمز معکوس را تولید کرده است که از جمله آنها می توان به سری محصولاتی با نام Hydrex 4100 اشاره کرد. عوامل فعال موجود در این ترکیبات شامل بایوساید های غیر اکسید کننده مانند DBNPA وIsothiazolinones  می باشند.این ترکیبات مناسب استفاده برای غشاهای پلی آمیدی بوده و نقش اصلی آنها در جلوگیری از تشکیل بیوفیلم و رشد و تکثیر میکروارگانیسم ها است.

● محصولات کمپانی Kurita: یک شرکت ژاپنی که به واسطه تولید محصولات  نوآورانه در زمینه تصفیه آب و پساب در دنیا معتبر و شناخته شده و در بیشتر از 30 کشور در دنیا شعبه دارد. فعالیتهای این شرکت شامل تولید مواد شیمیایی، تجهیزات و انواع خدمات مطابق با جدیدترین تکنولوژی های روز دنیا می باشد. ترکیب شیمیایی این شرکت که به طور اختصاصی جهت گندزدایی غشاهای RO تولید شده Kuriverter™ IK-110 نام دارد. ماده فعال و موثر موجود در این ترکیب Isothiazolinones می باشد.

● محصولات شرکت Accepta : یک شرکت انگلیسی که به طور تخصصی در زمینه تولید مواد شیمیایی مورد استفاده در تصفیه آب و فاضلاب فعالیت میکند. تمرکز اصلی این شرکت تولید محصولات مقرون به صرفه، سازگار با محیط زیست با راندمان بالاست. ترکیب شیمیایی که جهت گندزدایی غشاهای اسمز معکوس توسط این کمپانی ساخته شده Accepta 9033 نام دارد. این محصول دارای ماده فعال DBNPA بوده که با با غشاهای پلی آمیدی سازگاری دارد. این ترکیب با منع تکثیر میکروارگانیسم  از تشکیل بیوفیلم بر روی ممبران های RO جلوگیری می کند.

به طور کلی محصولات و مواد شیمیایی بسیار متنوعی جهت ضدعفونی و گندزدایی ممبران های اسمز معکوس در بازار موجود می باشد که انتخاب مناسب باید با توجه به جنس غشا و میزان بار آلودگی و کیفیت آب خام ورودی به سیستم و شرایط محیطی صورت گیرد. از طرف دیگر استفاده از گندزداها بایستی مطابق دستورالعمل هر کدام از آنها و به طور منظم انجام گرفته تا حداکثر کارآمدی را از خود نشان دهند. استفاده غیر اصولی از ترکیبات شیمیایی می تواند باعث آسیب به ممبران و افزایش میزان رسوبات در سیستم شود. برای آگاهی بیشتر از محصولات ضدعفونی کننده غشاهای اسمز معکوس و انتخاب مناسب ماده شیمیایی با کارشناسان ما در آب کالا تماس بگیرید.