تزریق متا بی سولفیت سدیم در دستگاه های تصفیه آب RO

از آنجاییکه ممبران های با جنس پلی آمید در برابر مواد اکسیدکننده (مانند کلر) آسیب پذیر هستند، حذف کلر آب پیش از ممبران بسیار ضروری است.

از مهمترین مشکلات و علائم ناشی از اکسیدشدن ممبران توسط کلر می توان موارد زیر را برشمرد:

- افزایش ناگهانی و دائمی هدایت الکتریکی و TDS آب تصفیه شده به دلیل افزایش میزان عبور نمک (Salt Passage) از ممبران (بدون افزایش افت فشار)

- آفزایش دبی آب تصفیه شده به دلیل تخریب و ایجاد حفره در ممبران

- عدم بازگشت به شرایط اولیه پس از شستشو

تخریب جدی ممبران توسط کلر معمولاً پس از 200 تا 1000 ساعت در معرض آب حاوی 1 ppm کلر آزاد اتفاق می افتد (به عبارتی آستانه 200-1000 ppm-h). سرعت تخریب و اکسیداسیون ممبران توسط کلر بستگی به سایر شرایط آب خوراک دارد. اکسیداسیون ممبران در pH های قلیایی سریعتر از pH های خنثی و یا اسیدی است. تخریب ممبران توسط کلر همچنین در دمای بالا و میزان بالای فلزات سنگین (مانند آهن) سریعتر صورت می گیرد.

به همین دلایل، حتماً می بایست کلر آزاد آب پیش از رسیدن به ممبران از آب حذف شود:

سه روش اصلی برای حذف کلر آب عبارتند از:

- فیلتر کربن فعال (Activated Carbon)

- تزریق متا بی سولفیت سدیم (Sodium metabisulfite = SMBS)

- تابش اشعه ماوراء بنفش (UV)

به دلیل برخی مشکلات طراحی و بهره برداری در فیلترهای کربنی و نیز هزینه بر بودن دستگاه های UV، متداولترین روش حذف کلر در دستگاه های تصفیه آب اسمز معکوس (RO)، تزریق متا بی سولفیت سدیم به شمار می رود.

متا بی سولفیت سدیم در آب طی واکنش زیر تبدیل به بی سولفیت سدیم می شود:

Na₂S₂O₅ + H₂O => 2NaHSO₃

که در این واکنش:

Na₂S₂O₅ = sodium metabisulfite

NaHSO₃ = sodium bisulfite

در مرحله بعد، بی سولفیت سدیم طی واکنش زیر اسید هیپوکلرو (ناشی از انحلال کلر در آب) را کاهش می دهد:

2 NaHSO₃ +2HOCl => H₂SO₄ + 2HCl + Na₂SO₄

علیرغم اینکه از نظر تئوری برای هر 1 میلیگرم کلر آزاد 1/34 میلیگرم متا بی سولفیت سدیم لازم است، اما در عمل و بصورت تجربی توصیه می شود که به ازای هر 1 میلیگرم کلر آزاد 3 میلیگرم متا بی سولفیت سدیم درنظر گرفته شود. بنابراین اگر محلول 33% متا بی سولفیت سدیم برای تزریق آماده شده باشد، باید برای هر میلیگرم کلر آزاد 9 میلیگرم محلول SMBS تزریق شود.

متا بی سولفیت سدیم مورد استفاده در دستگاه های تصفیه آب RO باید دارای گرید خوراکی و بدون ناخالصی باشد. عمر مفید متا بی سولفیت سدیم بصورت جامد در محیط خشک و خنک بین 4 تا 6 ماه است. SMBS در حالت محلول و در معرض هوا بسرعت اکسید می شود. عمر مفید آن بصورت محلول بستگی به غلظت و مطابق جدول زیر تخمین زده می شود:

در دستگاه های RO صنعتی بزرگ، محلول SMBS باید بعد از آخرین مرحله پیش تصفیه و بعد از فیلتر کارتریج میکرونی به آب خوراک تزریق شود. این کار باعث می شود تا وجود کلر در آب از رشد میکروب در تجهیزات پیش تصفیه جلوگیری نماید. البته در این حالت بهتر است محلول SMBS پیش از تزریق یک فیلتر کارتریجی جداگانه عبور کند.

اما در دستگاه های صنعتی RO با ظرفیت پایین، با توجه به کوتاه بودن فاصله بین فیلتر کارتریجی و ممبران RO ممکن است SMBS قبل از فیلتر کارتریجی تزریق شود تا زمان کافی برای حصول اطمینان از حذف کلر پیش از ممبران وجود داشته باشد.

در صورتیکه از کنترلر ORP در دستگاه تصفیه آب RO استفاده شده باشد، توصیه می شود که برای حصول اطمینان از حذف کامل کلر از آب خوراک، مقدار ORP زیر 175-200 mv کنترل و پایش شود. در صورت افزایش ORP و پایش کلر باید پمپ فشار قوی RO با دریافت سیگنال مربوطه خاموش شود.

یک نکته مهم احتیاطی در تزریق SMBS در دستگاه های RO وجود دارد. اگر آب خوراک دارای فلزات سنگین مانند آهن و منگنز بوده و ته نشینی این مواد روی ممبران RO اتفاق افتاده باشد، SMBS باقیمانده موجود در آب در مجاورت با اکسیژن می تواند تبدیل به یک ماده اکسید کننده شده و ممبران را در معرض آسیب قرار دهد.