سیستم CIP در RO

سیستم CIP (Clean in Place) در واحد اسمز معکوس چیست؟

شستشوی شیمیایی ممبران اسمز معکوس (CIP) یکی از مهم‌ترین اقدامات نگهداری در سیستم‌های تصفیه آب صنعتی است که با هدف بازیابی عملکرد ممبران، افزایش طول عمر آن و کاهش مصرف انرژی انجام می‌شود. برخلاف شستشوی فیزیکی که تنها آلودگی‌های سطحی را حذف می‌کند، CIP قادر است رسوبات معدنی، بایوفولینگ، مواد آلی و کلوئیدی را به‌صورت مؤثر از سطح و منافذ ممبران حذف کند.

زمان مناسب انجام CIP

CIP زمانی توصیه می‌شود که یکی یا چند مورد از شرایط زیر مشاهده شود:

• کاهش دبی آب تولیدی: افت دبی نرمالایز ‌شده بیش از ۱۵ درصد

• کاهش حذف نمک: افت راندمان دفع نمک بیش از 10 درصد

• افزایش افت فشار: افزایش بیش از ۱۵ درصدی اختلاف فشار بین مراحل

• آلودگی قابل مشاهده: تغییر رنگ ممبران (قهوه‌ای، سبز، سیاه)

آماده‌سازی قبل از شستشوی شیمیایی

بررسی سیستم:

پیش از شروع شستشوی شیمیایی، باید از کالیبراسیون صحیح فشارسنج‌ها و فلومترها با خطای حداکثر ±۲٪ اطمینان حاصل شود. همچنین ظرفیت پمپ CIP حداقل 5/1 برابر دبی طراحی و حجم مخزن شستشو حداقل 2/1 برابر حجم آب سیستم در نظر گرفته شود. در طول عملیات CIP، استفاده از لباس، دستکش و شیلد محافظ مقاوم در برابر اسید و قلیا برای کلیه پرسنل الزامی است تا ایمنی فرآیند تضمین گرد.

فرمولاسیون مواد شیمیایی CIP

مرحله شستشو	ماده شیمیایی	غلظت (درصد)	دما (°C)
شستشوی قلیایی	NaOH + EDTA + سورفکتانت	۰٫۱–۰٫۵	۳۵–۴۰
شستشوی اسیدی	اسید سیتریک / HCl + بازدارنده خوردگی	۱–۲	۲۵–۳۰
ضدعفونی	پراستیک اسید / سدیم بی‌سولفیت	۰٫۵–۱	محیط

مراحل گام‌به‌گام شستشوی شیمیایی RO

مرحله 1: شستشوی اولیه با فشار کم

در این مرحله، سیستم به مدت ۳۰ دقیقه با آب RO و با ۵۰ درصد دبی طراحی شستشو داده می‌شود تا آلودگی‌های سست و قابل جدا شدن از سطح ممبران حذف شوند و شرایط برای شستشوی شیمیایی فراهم گردد.

مرحله 2: شستشوی قلیایی (آلودگی آلی و بایوفولینگ)

محلول قلیایی با دبی ۸ تا ۱۰ مترمکعب بر ساعت برای ممبران ۸ اینچ و به مدت ۶۰ تا ۹۰ دقیقه در سیستم سیرکوله می‌شود، به‌طوری‌که فشار عرضی کمتر از ۲ بار حفظ گردد. پس از گردش، سیستم به مدت 2 تا ۶ ساعت در حالت خیساندن قرار گرفته و دمای محلول کمتر از ۳۰ درجه سانتی‌گراد نگه داشته می‌شود تا حذف مؤثر مواد آلی و بیوفیلم انجام گیرد.

مرحله 3: شستشوی اسیدی (رسوبات معدنی)

در این مرحله، محلول اسیدی با دبی ۶ تا ۸ مترمکعب بر ساعت در سیستم گردش داده می‌شود و pH در محدوده 5/2 تا ۳ کنترل می‌گردد. عملیات شستشو زمانی متوقف می‌شود که تغییرات هدایت الکتریکی محلول کمتر از ۵ درصد در ساعت شود که نشان‌دهنده تکمیل انحلال رسوبات معدنی است.

مرحله 4: ضدعفونی (در بایوفولینگ شدید)

در صورت وجود بایوفولینگ شدید، ضدعفونی سیستم با 1/0 درصد پراستیک اسید به مدت ۳۰ دقیقه یا به‌صورت جایگزین با ۱ درصد سدیم بی‌سولفیت به مدت ۲ ساعت انجام می‌شود تا رشد میکروبی به‌طور کامل کنترل گردد.

مرحله 5: شستشوی نهایی

در پایان، سیستم به‌صورت رفت و برگشتی با آب RO شستشو داده می‌شود تا باقی‌مانده مواد شیمیایی حذف گردد. این مرحله تا رسیدن pH خروجی به محدوده 5/6 تا 5/7 و بازگشت هدایت الکتریکی به حدود ۱۰± درصد مقدار پایه ادامه می‌یابد.

راهکار اختصاصی برای انواع گرفتگی ممبران

نوع گرفتگی	نشانه‌ها	راهکار
آلودگی آلی	افزایش ΔP	شستشوی قلیایی pH 11–12
رسوب معدنی	افت ناگهانی دبی	اسید سیتریک ۲ درصد
بایوفولینگ	بوی نامطبوع	شستشوی تناوبی قلیا + ضدعفونی
کلوئیدی	SDI بالا	EDTA + سورفکتانت

نکات ایمنی و حفاظتی

• عدم اختلاط مواد اکسیدکننده با اسید

• خنثی‌سازی پساب تا pH بین ۶ تا ۹

• محدودیت دما: حداکثر 45 درجه سانتی گراد

• محدودیت کلر آزاد: کمتر از ۱۰۰۰ میلی گرم بر لیتر

پس از انجام عملیات شستشوی شیمیایی، عملکرد سیستم ارزیابی می‌شود که انتظار می‌رود بازیابی دبی و فلاکس ممبران به بیش از ۹۰ تا ۹۵ درصد برسد و راندمان دفع نمک حداقل ۳ درصد بهبود یابد. در صورت اجرای صحیح CIP، عمر مفید ممبران‌ها به میزان ۱۲ تا ۱۸ ماه افزایش یافته و به‌دلیل کاهش افت فشار و بهبود انتقال جرم، مصرف انرژی سیستم حدود ۸ تا ۱۲ درصد کاهش خواهد یافت.