SA08290598B1 - عملية وجهاز لتقليل التلوث الحيوي على أغشية عمليات فصل الأغشية المدارة بالضغط - Google Patents

Abstract

الملخـــص: يتعلق الاختراع الحالي بعملية وجهاز لتقليل التلوث الحيوي على الأغشية أثناء تنقية وسط مائي بواسطة عمليات فصل الأغشية المدارة بالضغط. تتم إزالة المكونات المسببة للتلوث الحيوي من الوسط المائي لكي تتم تنقيتها بواسطة ربطها بمرشحات قربانية (3) يتم وضعها في خط التغذية (2) لوحدة فصل الأغشية المدارة بالضغط (4) ، وحيث يشتمل الجهاز على مبيت للمرشح يحتوي على مجمعات تخليقية منفذة بصفتها مادة مرشح ويكون لمكونات الوسط المائي المسببة للتلوث الحيوي بالنسبة للمجمعات التخليقية المنفذة ألفة مرتفعة تماماً مثل ألفتها لغشاء وحدة فصل الأغشية المدارة بالضغط. شكل 1 .

Description

_ Y _ ‏عملية وجهاز لتقليل التلوث الحيوي على أغشية عمليات فصل الأغشية المدارة بالضغط‎

Process and apparatus for reducing biofouling on membranes of pressure-driven membrane separation processes ‏الوصف الكامل‎ خلفية الاختراع يتعلق الاختراع الحالي بعملية لتقليل التلوث الحيوي على الأغشية أثناء تنقية وسط مائي بواسطة عمليات فصل الأغشية المدارة بالضغط؛ كما يتعلق بجهاز لتنفيذ هذه العملية. لتنقية الماء؛ ‎Ge‏ ما يتم استخدام عمليات فصل الأغشية المدارة بالضغط في عزل ماء الشرب على سبيل المثال بواسطة تحلية ‎ele‏ البحر أو الماء المالح؛ أو في تنقية ماء الصرف؛ أو في © معالجة ماء تغذية المرجل؛ أو في عزل الماء عالي ‎ell‏ أو في إنتاج محاليل مائية مركزة في صناعة المستحضرات الصيدلانية وفي صناعة الأغذية. بسبب التصاق مكونات عضوية أو غير عضوية دقائقية والكائنات الحية الدقيقة المتضمنة في الوسط المائي المراد تنقيته بغشاء عملية فصل الأغشية؛ ‎Wd‏ ما تتكون طبقات خارجية على هذه المكونات. وبناءً على كثافة ‎labs‏ هذه الطبقات الخارجية؛ يمكن أن تقل إنفاذية نظام الطبقة ‎٠‏ الخارجية والغشاء حتى المدى الذي يكون عنده من الضروري زيادة معدلات ضغط التشغيل على جانب تغذية الماء أو لن يكون من الممكن تحقيق الإنتاجية الحجمية المطلوبة لوحدة فصل الأغشية؛ للحفاظ على الأداء المطلوب. يطلق على فقدان مستوى الأداء اسم التلوث. إن التلوث الحيوي ‎Sel‏ غير مفضل على وجه الخصوص؛ أي فقدان الأداء المصاحب لتكون طبقة خارجية بسبب التصاق ونمو ‎GES)‏ الحية الدقيقة ‎Jie‏ الطحالب الدقيقة أو الفطريات أو الأَوَاليٌ

اا الحيواني أو البكتيريا. يطلق على هذه الطبقة الخارجية اسم ‎Aide‏ حيوية رقيقة. يمكن استخدام الكائنات الحية الدقيقة الملتصقة بشكل جزئي في صورة مواد مغذية أو تقوم بالتمثيل الغذائي عن المواد العضوية أو المواد العضوية الملتصقة المحتجزة في الوسط المائي. يكون لمنتجات التمثيل الغذائي المتكونة في هذه الحالة إنفاذية منخفضة جدًا وتلتصق بقوة بالغشاء؛ وتتم إزالتها بصعوبة ‎aps oo‏ حتى بواسطة التنظيف الكيميائي؛ أو لا تتم إزالتها على الإطلاق من سطح الغشاء. يؤدي تكوين الطبقة الخارجية غير القابلة للعكس إلى إنفاذية أغشية منخفضة بشكل متواصل والتي تجعل من الضروري استبدال الأغشية. حتى الآن؛ تم اتخاذ عدة إجراءات أمنية لتجنب هذه الطبقة الخارجية غير القابلة للعكس أو لتقليل تبعاتها. يتم في الغالب حتى وقتنا هذا إضافة المبيدات الحيوية أو مواد استاتيكية حيوية إلى الماء ‎٠‏ المراد معالجته؛ لتجنب التلوث الحيوي؛ ويُقصد بهذه المواد أن تقتل أو تمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة. إن هذه الإضافات تكون فعالة في الغالب عند التركيزات المرتفعة فقط؛ ويمكن أن تزيل الطبقات الخارجية الموجودة فقط بشكل غير مرضٍ أو يمكن ألا تزيلها على الإطلاق؛ ويمكن أن تدمر الأغشية وأدائها. بالإضافة إلى ذلك؛ من المعروف أنه عند استخدام المواد الكيميائية المبيدة للأحياء ‎Jie‏ استخدامها في معالجة الماء بالكلور؛ تتم أكسدة المكونات العضوية في الوسائط ‎Al ١‏ ونتيجة لذلك يزيد توافرها البيولوجي بوجه عام كمادة مغذية للطبقات الحيوية الرقيقة ويحدث التلوث الحيوي بصورة أكبر في المناطق التي يتم فيها استخدام المبيد الحيوي. ‎Judy‏ معيار ‎AT‏ ‏لتجنب التلوث الحيوي في المعالجة المسبقة للماء المراد تنقيته لإزالة المواد العضوية التي تعمل في صورة مادة مغذية للطبقات الحيوية الرقيقة و/أو الكائنات الحية الدقيقة التي تُكوّن طبقات حيوية رقيقة.

_ ¢ — ولذلك؛ ففي عملية معالجة الماء؛ يتم استخدام عمليات ‎Jie‏ الترشيح باستخدام أو بدون استخدام التلبد والترسيب السابق؛ أو عمليات الاشتراب أو المرشحات المسبقة النشطة حيويًا. الوصف العام للاختراع: يوفر الاختراع الحالي عملية وجهاز يمكن عن طريقهما تقليل التلوث الحيوي على أغشية عمليات ‎٠‏ فصل الأغشية المدارة بالضغط في تنقية الوسائط المائية.

يتحقق هدف الاختراع من خلال عملية لتقليل التلوث الحيوي الواقع على الأغشية أثناء تنقية الوسط المائي بواسطة عمليات فصل الأغشية المدارة بالضغط. تتميز هذه العملية بإزالة المكونات المسببة للتلوث الحيوي والتي توجد في الوسط المائي بشكل جزئي على الأقل من الوسط ‎A)‏ في خطوة أولى؛ حيث تتم عملية الإزالة عبر ربط هذه المكونات بمادة مرشح عندما تتدفق

‎٠‏ عبر واحد أو أكثر من خلال مايسمي بالمرشحات القربانية؛ (وهي عبارة عن مرشحات التي تشتمل على مبيت للمرشح يحتوي على مجمعات تخليقية منفذة بصفتها مادة مرشح) حيث يكون لمكونات الوسط المائي المسببة للتلوث الحيوي بالنسبة للمجمعات التخليقية المنفذة ألفة مرتفعة تماماً ‎Jie‏ ‏ألفتها لغشاء وحدة فصل الأغشية المدارة بالضغط» وبناءً عليه تتم تنقية ناتج الترشيح المعزول في الخطوة الأولى بواسطة عمليات فصل الأغشية المدارة بالضغط.

‎\o‏ يمكن أن يكون الوسط المائي المراد تنقيته؛ على سبيل المثال « عبارة عن ‎ela‏ سطحي؛ متل ماء البحر أو الماء المالح؛ أو ماء الصهريج أو ماء النهر أو ‎np‏ من ماء الصرف الصناعي أو ماء البلدية؛ أو ماء الخدمة وماء المعالجة ‎Jie‏ ماء تغذية المرجل أو ماء التبريد أو المستحلبات. ومع ذلك؛ يمكن أن يكون الماء عبارة عن مذيبات أو عصير فاكهة. يمكن أن تكون عملية فصل الأغشية المدارة بالضغط؛ على سبيل المثال؛ عملية تناضح عكسي ‎(RO)‏ أو ترشيح إلى حجم

‎(MF) ‏أو ترشيح دقيق‎ (UF) ‏أو ترشيح فائق‎ (NF) ‏متناهي الصغر‎ vy. ‏في خطوة أولى من‎ Sl ‏مكونات الوسائط المائية المسببة للتلوث الحيوي من الوسط‎ Ally) ‏تتم‎

‏لان oo ‏خلال ربطها في المرشحات القربانية. وبعد ذلك؛ تتم تنقية ناتج ترشيح الخطوة الأولى في عملية‎ ‏فصل أغشية مدارة بالضغط. وبواسطة احتواء ناتج الترشيح المعزول في الخطوة الأولى على‎ ‏مكونات ضئيلة تتسبب في التلوث الحيوي؛ أو لا يحتوي على الإطلاق على هذه المكونات؛ فنادرًا‎ ‏ما تحدث إعاقة لعملية التنقية التي تتم بواسطة عمليات فصل الأغشية؛ أو لا تتم إعاقتها على‎ ‏الإطلاق بواسطة التلوث الحيوي. ونتيجة لذلك؛ تزيد 558 بقاء أغشية عمليات فصل الأغشية المدارة‎ © ‏بالضغط ويمكن الحفاظ على أداء الوحدة لتنفيذ عملية فصل الأغشية المدارة بالضغط بأقل تكاليف.‎ ‏يُقصد بمكونات الوسائط المائية المسببة للتلوث الحيوي الكائئات الحية الدقيقة التي يمكن أن تؤدي‎ ‏إلى إنتاج طبقة حيوية رقيقة؛ ونواتج تمثيلها الغذائي؛ وكذلك مواد عضوية يمكن أن تستخدمها‎ ‏الكائنات الحية الدقيقة كمواد غذائية مثل الكربوهيدرات وعديدات السكاريد والبروتينات أو المواد‎ ‏الأبالية منخفضة الوزن الجزيئي.‎ ٠

تسود ظروف هيكلية جيدة بشكل ‎glade‏ على الأقل داخل المرشحات القربائية لربط المكونات المسببة للتلوث الحيوي الموجودة في الوسط المائي مثلما هو الحال عند أغشية عمليات فصل

الأغشية المدارة بالضغط اللاحقة. تتمتل العوامل المحددة الموجودة في ربط مكونات الوسائط المائية بالسطح في إمكانية النقل التي ‎ve‏ تمر معها المكونات إلى السطح وكذلك إمكانية الالتصاق ومعها تظل المكونات التي انتقلت إلى السطح ملتصقة بالسطح. تعتمد إمكانية ‎Jil)‏ بشكل مبدئي على ظروف التدفق. بيتما تعتمد إمكانية الالتصاق بشكل مبدئي على الخواص السطحية للمكونات وخواص السطح وظروف التدفق التي تحدد إمكانية الفصل. يُقصد بإمكانية الفصل إمكانية فصل جسيم مرتبط بالسطح من السطح ْ بواسطة تدفق. يبدأ الارتباط بالمرشح القرباني ‎dng‏ عام بسبب الالتصاق الميكانيكي و/أو النوعي.

وفي حالة الالتصاق النوعي على وجه التحديد؛ تلعب قوى الاستاتيكية الكهربائية ‎By‏ دارقالز الموجودة بين مكون الوسط المائي ومادة المرشح دورًا مهمًا. يؤدي تطوير روابط الهيدروجين إلى حدوث عمليات الارتباط. تتحدد هذه الآليات بواسطة الخواص السطحية لمكونات الوسائط المائية والخواص السطحية لمادة المرشح القرباني.

‎٠‏ يمكن إجراء مقارنة بين ألفة مكونات الوسط المائي التي تتسبب في حدوث التلوث الحيوي بالنسبة للمرشح القرباني ولغشاء عملية فصل الأغشية المدارة بالضغط بواسطة؛ على سبيل ‎Ja‏ ‏الخواص السطحية التالية التي يتسم بها المرشح القرباني والغشاء الذي يُظهر إمكانية الالتصاق:

‏- عدم القابلية للذوبان في الماء أو قابلية الترطيب التي تتحقق عبر قياس زاوية التلامس - الشحنة السطحية؛ التي يتم الحصول عليها بواسطة قياس قدرة زيتا.

‎٠‏ يعنى بالألفة في هذا السياق استعداد المواد التي تسبب التلوث الحيوي للارتباط بسطح ما. لا يجب أن تختلف قيم هذه الخواص السطحية بالنسبة للمرشح القرباني عن القيمة المناظرة للغشاء بأكثر من ‎JE‏ ويفضل ألا تزيد النسبة عن ‎AF‏ ويفضل على وجه التحديد ألا تزيد عن ‎JY‏ ‏والأكثر تفضيلاً ألا تزيد عن + ‎JV‏ يفضل ‎Wad‏ أن تتمائل قيم هذه الخواص السطحية بالنسبة للمرشح القربائي تمامًا مع الخواص المناظرة لغشاء عملية فصل الأغشية المدارة بالضغط.

‎١‏ لا بد أن تتوافق ألفة مكونات الوسائط المائية المسببة للتلوث الحيوي والموجودة في المرشح القرباني مع ألفة مكونات الغشاء. ويفضل أن تزيد ألفة المكونات المسببة للتلوث الحيوي بالنسبة للمرشح القرباني أكثر من الغشاء. بالإضافة إلى ذلك؛ عند مرور التدفق عبر المرشح القرباني؛ لا بد أن تسود ظروف التدفق بحيث

‎VY —_‏ — تكون إمكانية النقل إلى السطح مرتفعة على الأقل وتكون إمكانية الفصل منخفضة عند غشاء ‎dle‏ فصل الأغشية المدارة بالضغط» وذلك بالنسبة لمكونات الوسائط الماثية المسببة للتلوث الحيوي. ‎Lave‏ تشتمل مكونات الوسائط المائية المسببة للتلوث الحيوي على ألفة بالنسبة للمرشح القرباني ‎i‏

‎٠‏ تتوافق مع ألفتها للغشاء أو تتجاوزهاء وعند المرشح القرباني تسود ظروف تدفق مفضلة بالنسبة للارتباط أكثر منها عند غشاء عملية فصل الأغشية؛ فيفضل أن ترتبط المكونات بالمرشح القرباني. كلما زادت مساحة سطح المرشح القرباني المتاحة للارتباط؛ تمت إزالة المكونات المسببة للتلوث الحيوي بشكل كامل من الوسط المائي المراد تنقتيه. كلما زادت إيجابية ظروف التدفق الخاصة بالارتباط؛ بطأً التدفق؛ وضاق الحيز الذي يمر فيه التدفق.

‎٠‏ على سبيل ‎(JU‏ تتم إزالة المواد الغذائية العضوية المطلوبة لإنشاء طبقة حيوية رقيقة متل الكربوهيدرات أو عديدات السكاريد؛ ‎Jie‏ الألجينات؛ من الوسط المائي بواسطة المرشح الواب قبل وصولها إلى الغشاء وارتباطها به. وبعد ذلك؛ فلا يمكن أن تتكون طبقة حيوية رقيقة على الغشاء نظرًا لافتقاره للمواد الغذائية أو ‎Bhai‏ ‏لقلة إمداد المواد الغذائية بصورة كبيرة؛ فستتكون طبقة حيوية رقيقة ببطء شديد.

‎ve‏ بناءً على ما ‎(Bae‏ ففي العملية الواردة في | لاختراع؛ يستحيل أو يصعب حدوث التلوث الحيوي على الأغشية من عملية فصل الأغشية المدارة بالضغط حيث تتم تنقية ناتج ترشيح المرشح القرباني.

ام - ونتيجة لمنع أو تقليل ارتباط مكونات الوسائط المائية المسببة للتلوث الحيوي بسطح الغشاء؛ فلا تحدث زيادة في ضغط التشغيل؛ أو قد يكون من اللازم حدوث زيادة بطيئة في ضغط التشغيل لضمان تحقق مستوى أداء محدد لعملية فصل الأغشية المدارة بالضغط. بالإضافة إلى ذلك؛ يمكن تجنب تضييع أوقات العمل على تنظيف وحدة فصل الأغشية المدارة بالضغط؛ أو يمكن أن يقل ‎oo‏ عدد مرات حدوث هذه العملية. ونتيجة لقلة عدد عمليات التنظيف الكيميائي اللازمة؛ تزيد الفترة المتوقعة لبقاء الأغشية. لتجنب انزلاق مكونات الوسائط المائية المسببة للتلوث الحيوي عبر المرشح القرباني؛ يجب تحديد أبعاد 508 لمساحة السطح المتاحة لعمليات الارتباط. ومن الناحية ‎(AY)‏ يجب أن يكون حجم المرشح القرباني صغيرًا قدر الإمكان لتقليل تكاليف رأس المال. يقع اختيار حجم مساحة سطح ‎٠‏ - المرشح القرباني المستخدم ‎shal‏ عملية التنتظيف ضمن سياق هذه الشروط المسبقة. بالنسبة للمرشح القربائي؛ يتم استخدام مادة مرشح في صورة مجمعات تخليقية منفذة (0565). تتألف المجمعات التخليقية المنفذة من رغوة بوليمر مسامية تشتمل على عدد كبير من القتطرات الداخلية وبالتالي تكون بمساحة سطح داخلية كبيرة. يمكن تصنيع هذه المجمعات من مواد مختلفة وبأشكال مختلفة؛ فيمكن تصنيعها على سبيل المثال من البولي يوريثان أو البولي أميد. وعلى نحرٍ ‎١‏ تفليدي؛ تم إنشاء جسيم ‎PSC‏ واحد في شكل أسطواني له حجم 7 * © مم على سبيل المثال. تم وصف ‎PSCs‏ في المراجع؛ مثل : ‎"Lehr- und Handbuch Wasserversorgung, Band 6, Wasserautbereitung - Grundlagen‏ ‎und Verfahren" [Water Supply Textbook and Handbook, volume 6, Water Treatment -‏ ‎Fundamentals and Processes], pp. 174-183, Oldenburg Industrieverlag GmbH, Munich,‏ ‎Vienna; DVGW (publishers) (2004). ٠‏ ‎7٠.١‏

في طبقة المرشح المصنوعة من مجموعة من جسيمات ‎PSC‏ مفردة؛ لا يمر التدفق حولها فسحب؛ وانما يمر خلالها أيضًاء بطريقة لا ترتبط فيها مكونات الوسط المائي المراد تنقيته بالسطح الخارجي فحسب وانما ترتبط أيضًا بالسطح الداخلي. وبما أن المساحة الداخلية بين جسيمات ‎PSC‏ الفردية تعمل في صورة تمرير جانبي للحيز المسامي ل ‎PSC‏ الفردية؛ داخل طبقة المرشح المصنوعة من ‎PSCs oo‏ فيحدث انخفاض صغير في الضغط فقط عند مرور التدفق عبر طبقة المرشح. ونتيجة للمرور الجانبي؛ تكون سرعة التدفق داخل ‎PSCs alae‏ أقل بشكل ملحوظ في المساحة الداخلية بين ‎PSCs‏ الفردية؛ ونتيجة لذلك؛ ففي ‎Jala‏ مسام ‎PSCs‏ تتوفر الظروف المثلى لارتباط المكونات المسببة للتلوث الحيوي. في المرشح القرباني نفسه؛ يحدث التلوث الحيوي بسبب ارتباط مكونات الوسائط المائية المسببة ‎٠‏ -للتلوث الحيوي. وفي مناطق المرشح القرباني حيث توجد طبقة حيوية رقيقة؛ يمكن امتزاز مكونات الوسائط المائية المناسبة كمواد غذائية بالنسبة للطبقة الحيوية الرقيقة بشكل مباشر من الوسط المائي أو في الطبقة الحيوية الرقيقة ثم ‎Lelia‏ غذائيًا. ونتيجة لنمو الطبقات الحيوية الرقيقة وترشيح وارتباط الجسيمات والمكونات المذابة الموجودة في الوسط المائي؛ مع زيادة زمن التشغيل؛ عند المرشح القرباني؛ يزيد الضغط التشغيلي المطلوب لتحقيق مستوى أداء محدد وتنخفض جودة تدفق ‎١٠‏ ناتج ترشيح المرشح القرباني. تشير جودة تدفق ناتج الترشيح المعزول في الخطوة الأولى من العملية وفقًا للاختراع إلى فعالية ‎All)‏ المكونات المسببة للتلوث الحيوي من الوسط المائي في الخطوة الأولى. يمكن قياس جودة التيار المتدفق بعدة طرق؛ مثل العكارة كما هو محدد بمعيار الأيزو ١707؛ ‎Jie‏ الكربون العضوي المذاب ‎(DOC)‏ للوسائط المائية كما هو محدد في 84 14 ‎(DIN EN‏ أو ‎Jia‏ معامل الامتصاص © النوعي عند 754 ‎(SAK254) jie ili‏ كما هو محدد في 38404-3 ‎(DIN‏ أو ‎Jie‏ مؤشر كثافة ال

- ١.

الطمي ‎(SDI)‏ كما هو محدد في 1-4189 85711. يفضل تحديد 5816254 والعكارة على خط

التشغيل في هذه الحالة.

ونتيجة لإزالة مكونات الوسائط المائية المسببة للتلوث الحيوي عند مرورها مع التدفق عبر المرشح

القرباني؛ يقل تركيزها في ناتج الترشيح الصادر في الخطوة الأولى من العملية وفقًا للاختراع. مع زيادة زمن استخدام المرشح القرباني؛ تقل فعالية عملية ‎AY)‏ بما أنه - نتيجة لاستكمال عملية

الارتباط - تقل مساحة السطح المتاحة لعملية الارتباط باستمرار. وبناءً عليه؛ تنخفض جودة تدفق

ناتج الترشيح. تعتمد نسبة مكونات الوسائط المائية المسببة للتلوث الحيوي والمرتبطة بمادة المرشح

القرباني على نوع المكونات وتركيزها.

وبناءً على الماء المراد معالجته؛ يمكن أن يختلف الحد الأدنى من المتطلبات اللازمة لتحقيق جودة ‎٠‏ التيار المتدفق المرجوة. عندما لا تفي جودة تدفق ناتج الترشيح الصادر في الخطوة الأولى من

العملية وفقًا للاختراع بالحد الأدنى من المتطلبات المرجوة؛ يتم استبدال بعض المرشحات القربانية

أو جميعها بمرشحات قربانية جديدة. يتعلق الحد الأدنى من المتطلبات؛ على سبيل المثال؛ بتقليل

الأداء المبدئي لعملية الإزالة والعكارة.

وكمعيار لبدء عملية الاستبدال» يتم تقليل المستوى المبدئي لعملية الإزالة بنسبة 7460 ويفضل ‎ve‏ بنسبة ‎77٠0‏ والأكثر تفضيلاً بنسبة ‎77١0‏ والأكثر تفضيلاً على الإطلاق أن يكون بنسبة ‎AY‏

يتم قياس الانخفاض في مستوى الأداء المبدئي لعملية الإزالة في صورة تقليل مناظر لجودة التيار

المتدفق. وبالتالي؛ على سبيل المثال؛ يتوافق الانخفاض بنسبة ‎7٠١‏ من القيمة بالنسبة ل ‎DOC‏ أو

‎SAK 254‏ مع الانخفاض بنسبة ‎71٠١‏ في أداء عملية الإزالة.

‏ال

_ ١ \ —

بالإضافة إلى ذلك؛ يجب الإبقاء على معدل العكارةٍ لما دون قيمة محددة؛ بما أن المرشح القرباني؛

بالإضافة إلى مكونات الوسائط المائية المسببة للتلوث الحيوي؛ يحتفظ بمواد دقائقية تكون محتجزة

في الوسائط المائية. وعلى نحو مميز ‘ تكون القيمة المحددة للعكارة هي ‎١‏ وحدة قياس تركيز

المستعلقات بالفورمازين ‎(FNU)‏ ويفضل ‎FNU ١.5‏ والأكثر تفضيلاً ).+ ‎FNU‏ وفي ‎Ala‏ ‏تجاوز نسبة العكارة الموجودة في ناتج الترشيح القيمة المحددة؛ ‎Tan‏ عملية استبدال المرشحات

القربانية.

يفضل مراقبة جودة تدفق ناتج ترشيح كل مرشح قرباني» ‎Jie‏ مراقبة نسبة العكارة ومعدل الانخفاض

في أداء عملية الإزالة.

عندما لا تفي جودة تدفق ناتج الترشيح الصادر من الخطوة الأولى من العملية وفقًا للاختراع بالحد ‎٠‏ الأدنى من المتطلبات؛ فيمكن استبدال جميع المرشحات القربانية؛ أو يمكن استبدال المرشحات

‎dl‏ الفردية فقط.

‏عند استخدام مرشح قرباني واحد فقط في العملية؛ لا بد أن تتوافق جودة تدفق ناتج ترشيحه مع الحد

‏الأدنى من متطلبات جودة التيار المتدفق الخاصة بالخطوة الأولى من العملية وفقًا للاختراع.

‏عند استخدام مجموعة من المرشحات القربانية؛ من المقبول أن يشتمل ناتج ترشيح المرشحات ‎ve‏ القربانية القبلية على جودة تيار متدفق أقل من الحد الأدنى من المتطلبات الخاصة بجودة التيار

‏المتدفق في الخطوة الأولى؛ طالما أن المرشحات القربانية البعدية التالية تساهم في الوفاء بالحد

‏الأدنى من المتطلبات الخاصة بجودة التيار المتدفق في الخطوة الأولى. وبناءً على عدد المرشحات

‏القربانية ومكانها؛ فيمكن أن يكون الحد الأدنى من المتطلبات الخاصة بجودة التيار المتدفق عند

‏مستويات مختلفة؛ ولكن يفضل أن تتوافق مع الحد الأدنى من المتطلبات الخاصة بالخطوة الأولى

‏ل

- ١١ -

من العملية وفقًا للاختراع. وفي كل حالة؛ لا بد أن يتوافق ناتج ترشيح المرشح القرباني البعدي

الأخير مع الحد الأدنى من متطلبات الخطوة الأولى.

من الممكن ‎Wad‏ تحديد قيمة حدية لمعدل الانخفاض في الضغط عند المرشحات القربائية والذي؛

عند يتم تجاوزه؛ يؤدي إلى استبدال المرشح القرباني محل الاهتمام. وتعتمد عملية تحديد معدل ‎oo‏ الانخفاض في الضغط غير المقبول على ظروف التشغيل الخاصة. ويفضل أن يكون الانخفاض

في الضغط عند مرشح قرباني ما أقل من ‎١‏ بارء والأكثر تفضيلاً على وجه الخصوص أن يكون

أقل من ‎0٠0‏ ملي بار.

يتعلق الاختراع الحالي ‎Wad‏ بجهاز لتنفيذ العملية ‎By‏ للاختراع؛ يشتمل على خط تغذية للوسط

‎SW‏ المراد تنقيته» ويؤدي خط التغذية هذا إلى وحدة فصل أغشية مدارة بالضغط؛ ويتميز الجهاز ‎٠‏ بأنه يتم وضع مرشح قرباني واحد على الأقل يتدفق ‎ope‏ الوسط المائي المراد تنقيته في خط

‏التغذية؛ ويمكن سحب كل مرشح قرباني من خط التغذية؛ كما يوجد جهازين على الأقل لوضع

‏المرشح القرباني داخل خط ‎ddl‏ حيث يشتمل المرشح القرباني على مبيت مرشح ممتلئ

‏بجسيمات مجمع تخليقي منفذة؛ حيث تكون ألفة مكونات الوسط المائي المسببة للتلوث الحيوي

‏بالنسبة للمجمعات التخليقية المنفذة مرتفعة تمامًا مثل ألفتها لغشاء وحدة فصل الأغشية المدارة ‎ve‏ بالضغط. يشتمل المرشح القرباني على مبيت مرشح يتم ملؤه بمادة مرشح ‎PSC‏ تتألف شحنة مبيت

‏المرشح؛ والذي يطلق عليه أيضًا اسم طبقة المرشح؛ في هذه الحالة من مجموعة من جسيمات

‎PSC‏ الفردية.

‏يتم وضع المرشحات القربانية في خط التغذية بطريقة تتيح تدفق جميع الوسط المائي المراد تنقيته

‏عبرها في طريقها إلى وحدة فصل الأغشية المدارة بالضغط.

‎AR

سج - لا بد أن يتم وضع مرشح قرباني واحد على الأقل في خط التغذية؛ وإن كان من الممكن بدلاً من ذلك وضع مرشحين قربانيين اثنين أو ثلاثة أو أربعة أو أكثر على التوالي أو على التوازي. يعتمد ‎axe‏ المرشحات القربانية؛ على سبيل المثال؛ على تحميل الوسط المراد تنقيته بالمكونات المسببة للتلوث الحيوي أو يعتمد على الأداء المطلوب لعملية فصل الأغشية المدارة بالضغط التالية.

0 يمكن إزالة كل مرشح قرباني بطريقة بسيطة من خط التغذية. وعند يكون من اللازم استبدال المرشح القرباني؛ فتتم إزالته من خط التغذية وإدخال مرشح قرباني جديد في خط التغذية. يمكن ملء المرشح القرباني الجديد بمادة المرشح ‎PSC‏ الجديدة غير المستخدمة سابقًا. ويمكن ملؤه بطريقة بديلة بمادة المرشح ‎PSC‏ التي تنتج من المرشح القرباني الذي تمت إزالته وتنظيفه بالفعل فيما سبق. داخل خط التغذية؛ يوجد جهازان على الأقل لوضع المرشح القرباني في خط التغذية. ‎ally‏ عند

‎A ٠‏ مرشح قرباني واحد على الأقل؛ فيتم ضمان وجود مرشح قرباني واحد على الأقل داخل خط التغذية يتدفق عبره جميع الوسط المائي المراد تنقيته. يمكن استكمال عملية الإزالة أثناء تشغيل وحدة فصل الأغشية المدارة بالضغط أو بعد إغلاق الوحدة. ويفضل إجراء الإزالة أثناء التشغيل لتجنب فقدان معدل الإنتاج الناتج عن مضيعة الوقت. إن ‎PSCs‏ هي مادة المرشح الموجودة داخل المرشح القرباني. تكون مادة وهيكل ‎PSCs‏ ذات طبيعة تتيح بتوافق ظروف التدفق وإمكانية

‎ve‏ الالتصاق بالمرشح القرباني مع الخواص المناظرة على الأقل لغشاء وحدة فصل الأغشية المدارة بالضغط اللاحقة. يفضل أن تتألف ‎PSCs‏ من نفس نوع المادة؛ ويفضل من نفس ‎Bole‏ غشاء وحدة فصل الأغشية المدارة بالضغط. وفقًا لنموذج آخرء تتألف ‎PSCs‏ من مادة داعمة مغلفة بواحدة أو أكثر من هذه المواد. تتمثل المادة الداعمة؛ على سبيل ‎JB‏ في البولي يوريثان؛ ‎Law‏ تتألف الطبقة الخارجية؛ على سبيل المثال؛ من بولي أميد أو بولي إيثر سلفون أو بولي قينيليدين فلوريد أو

‎٠‏ - بولي سلفون.

_ $ \ _ بفضل الهيكل المسامي الذي تتمتع به ‎(PSCs‏ ففي المرشحات القربانية تتم إزالة مكونات الوسط ‎SL‏ الدقائقية بشكل كبير عبر الترشيح. وبالتالي؛ يقل التلوث بالمواد الدقائقية بشكل كبير في وحدة فصل الأغشية المدارة بالضغط. وهناك احتمال أن يتم ضغط ‎PSCs‏ في المرشحات القربانية حتى حدود مختلفة وبالتالي تتغير ظروف التدفق وعملية الترشيح . يمكن توفير أجهزة بين المرشح ‎Jil‏ ووحدات فصل الأغشية ‎lad)‏ بالضغط يمكن من خلالها

إضافة المبيدات الحيوية أو المواد الاستاتيكية الحيوية إلى المادة النافذة للمرشح القرباني لإبادة ‎catia‏ أو أجهزة لإبادة الجراثيم بواسطة ضوء أشعة فوق بنفسجية. شرح ‎aida‏ للرسومات شكل ‎)١(‏ : يمتل شكل تخطيطي للجهاز ‎Gay‏ للاختراع الحالي لتنقية الماء.

‎٠‏ الوصف التفصيلي يوضح شكل ) ‎١‏ ( تغذية الوسط ‎Sell‏ المراد تنقيته ٠؛‏ والذي يكون في هذه الحالة عبارة عن ماء غير معالج؛ عبر خط تغذية ؟ إلى وحدة فصل أغشية مدارة بالضغط ‎of‏ وفي هذه الحالة تكون وحدة تتناضح عكسي ‎.(RO)‏ ‏تتم إزالة المادة النافذة الغشائية النقية 7 من وحدة فصل الأغشية المدارة بالضغط ؛ عبر خط خروج

‏_ المادة النافذة الغشائية © وتتم إزالة المادة المحتجزة ‎A‏ عبر خط خروج المادة المحتجزة الغشائية ‎.١‏ ‏تتم الإشارة إلى اتجاهات تدفق الوسط المائي المراد تنقيته ‎١‏ والمادة النافذة الغشائية ‎١‏ والمادة المحتجزة الغشائية ‎A‏ بالأسهم عند خط التغذية ‎oF‏ وخط خروج ‎sald)‏ النافذة الغشائية © وخط خروج المادة المحتجزة الغشائية ‎.٠‏

‏ا

0

في خط التغذية ‎oF‏ يوجد مرشح قرباني © يتم ملؤه بمجمعات تخليقية منفذة يفضل أن تتألف من نفس مادة غشاء وحدة فصل الأغشية ؛. يتدفق جميع الوسط المائي المراد تنقيته ‎١٠‏ في طريقه إلى وحدة فصل الأغشية ؛ عبر المرشح القرباني ©. وتوجد حوامل في صورة ‎Heal‏ لوضع المرشح القرباني في خط التغذية. يتم تثبيت المرشح القرباني ؟ في خط التغذية ¥ بواسطة ‎ela‏ 4. وعند ‎oo‏ نقطة أخرى في خط التغذية ‎oF‏ يوجد حامل ثانٍ ‎٠١‏ في خط التغذية ‎oF‏ يمكن إدخال مرشح قرباني آخر © فيه حسب الحاجة. ولم يتم عرض نظم القياس الخاصة بمراقبة عكارة ناتج ترشيح المرشح ‎(SLA‏ ومعدل الانخفاض في الضغط عند المرشحات القربانية؛ ومعدل الانخفاض في الضغط

وإنفاذية وحدة فصل الأغشية.

Claims (1)

1. — = 3 __ عناصر الحماية

   ‎-١ ١‏ عملية لتقليل التلوث الحيوي الواقع على الأغشية أثناء تنقية الوسط المائي

   ‏بواسطة عمليات فصل الأغشية المدارة بالضغط؛ تتميز هذه العملية بإزالة المكونات ‎Y‏ - . ,- . £

   ‏المسببة للتلوث الحيوي ‎Ally‏ توجد في الوسط المائي بشكل جزئي على الأقل من الوسط » - المائي؛ في خطوة أولى؛ حيث تتم عملية ‎AY)‏ عبر ربط هذه المكونات بمادة مرشح : عندما تتدفق عبر واحد أو أكثر من المرشحات التي تشتمل على مبيت للمرشح محتوي

   ‏على مجمعات تخليقية منفذة بصفتها مادة مرشح وحيث يكون لمكونات الوسط المائي © المسببة للتلوث الحيوي بالنسبة للمجمعات التخليقية المنفذة ألفة مرتفعة تماماً مثل ألفتها 4 لغشا ء وحدة فصل ا لأغشية المدارة بالضغط ‘ وبناءً عليه تتم تنقية ناتج الترشيح

   ‏المعزول فى الخطوة الأولى بواسطة عمليات فصل الأغشية المدارة بالضغط. ل ِ ‎١‏ *؟- العملية وفقًا لعنصر الحماية (١)؛‏ تتميز بأن المجمعات التخليقية المنفذة تتألف من ‎Y‏ نفس المادة؛ كغشاء عملية فصل الأغشية المدارة بالضغط. ‎=F)‏ العملية وفقًا لأي من عناصر الحماية السابقة؛ تتميز بالإبقاء على العكارة التي تم ‎Y‏ قياسها كما هو محدد بمعيار الأيزو ‎7٠١7١7‏ لناتج الترشيح المعزول في الخطوة الأولى ¥ عند قيمة أقل من القيمة الحدية التي تبلغ ‎FNU ١‏ ويفضل 0,+ ل1101؛ والأكثر ؛ تفضيلاً على وجه الخصوص ,+ ‎FNU‏ ‎١‏ +- العملية وفقًا لأي من عناصر الحماية السابقة؛ تتميز باستبدال أحد المرشحات ل يشتمل على مبيت للمرشح يشتمل على مجمعات تخليقية منفذة بصفتها مادة مرشح

   ‏ا

   - yy

   ‎ "‏ والتي يتم أستبدالها عندما لا تفي جودة التيار المتدفق الخاصة بالخطوة الأولى مع الحد الأدنى من المتطلبات.

   ‎١‏ *- جهاز لتنفيذ العملية وفقًا لأي من عناصر الحماية من ‎)١(‏ إلى (؛)؛ يشتمل على ‎Y‏ خط تغذية ‎(Y)‏ للوسط المائي المراد تنقيته ‎of)‏ ويؤدي خط التغذية هذا إلى وحدة فصل أغشية مدارة بالضغط )8( ويتميز الجهاز بأنه يتم وضع مرشح واحد على الأقل (3) ؛ يتدفق ‎oye‏ الوسط المائي المراد تنقيته والذي يتضمن مبيت مرشح الذي يتم شحنه © بمجمعات تخليقية منفذة بأعتبارها مادة ترشيح يتم وضعها في خط التغذية ‎oY)‏ ويمكن % ا سحب كل مرشح )7( من خط التغذية ‎oY)‏ كما يوجد جهازين على الأقل (5؛ و١٠)‏ ‎١"‏ لوضع المرشح (©) داخل خط التغذية ‎oY)‏ حيث يشتمل المرشح (3) على مبيت مرشح ‎A‏ ممتلئ بجسيمات مجمع تخليقي منفذة؛ حيث تكون ألفة مكونات الوسط المائي المسببة 4 للتلوث الحيوي بالنسبة للمجمعات التخليقية المنفذة مرتفعة تمامًا مثل ألفتها لغشاء وحدة ‎٠‏ فصل الأغشية المدارة بالضغط (4).

   ‎-١+ ١‏ الجهاز ‎Gag‏ لعنصر الحماية )0 يتميز بأن وحدة فصل الأغشية المدارة بالضغط ‎Y‏ (5) تكون وحدة تناضح عكسي.