نوشته‌ها

روش های جلوگیری از تشکیل رسوب در دستگاه تصفیه آب صنعتی

/0 دیدگاه /در /توسط

اگر بهره‌بردار سیستم‌های تصفیه آب اسمز معکوس هستید احتمالا حداقل با این مشکل مواجه شده‌اید که دبی تولیدی سیستم شما افت کرده است. از مهم‌ترین دلایل افت جریان آب تولیدی رسوب سیستم تصفیه آب یا Scaling است. در این حالت ترکیبات معدنی موجود در آب خوراک نظیر کربنات کلسیم، سولفات کلسیم و … بر روی سطح ممبران‌های اسمز معکوس رسوب می‌کنند و جلوی عبور جریان آب را می‌گیرند.

 

رسوب در سیستم‌ تصفیه آب RO چگونه اتفاق می‌افتد؟

بیشتر آب‌های طبیعی حاوی غلظت بالایی از یون‌های کلسیم، سولفات و بی کربنات هستند. در دستگاه‌های تصفیه آب غشایی که درصد بازیافت یا ریکاوری بالایی انجام می‌دهند، حلالیت بعضی ترکیبات موجود در آب از حد اشباع بیشتر شده که باعث می‌شود این ترکیبات متبلور شده و کریستال‌هایی در سطح غشا تشکیل ‌شود. این ذرات کریستالی وقتی روی سطح ممبران تشکیل می‌شوند منجر به کاهش شار، کاهش کارایی فرایند و افزایش هزینه های عملیاتی می شوند.

اگر چاره‌ای برای این مساله اندیشیده نشود خیلی زود و پس از یک دوره زمانی مشخص ظرفیت تولیدی سیستم افت شدیدی می‌کند. البته طول این دوره زمانی با نوع ترکیباتی که در خوراک وجود دارد و میزان اشباع  بودن آن‌ها می‌تواند متفاوت باشد. بطور مثال برای سیستمی که خوراکش محتوی سولفات کلسیم است پس از ۸ روز و برای سیستم دیگری که محتوای کربنات کلسیم است پس از ۲ روز افت دبی تولیدی مشاهده می‌شود. پس کربنات کلسیم می‌تواند خطر بیشتری برای سیستم تصفیه آب ما داشته باشد.

از نظر اقتصادی بهتر است از تشکیل رسوب جلوگیری شود، حتی اگر تمهیداتی برای شستشوی ممبران‌ها، نظیر عملیات شستشوی CIP در نظر گرفته باشیم! این رسوبات مسیر عبور جریان خوراک از درون المان RO را هم مسدود می‌کند، که تمیز کردن آن را بسیار دشوار و وقت‌گیر می‌کند. همچنین این خطر وجود دارد که به سطح غشا نیز آسیب‌های جبران ناپذیری برساند.

 

 

راه های جلوگیری از تشکیل رسوب در تصفیه آب صنعتی

حالا که به اهمیت جلوگیری از تشکیل رسوب روی ممبران‌ پی بردیم در ادامه می‌خواهیم در مورد راه حل هایی که برای این منظور داریم، صحبت کنیم:

 

  •  دمای آب

یکی از روش های جلوگیری از رسوب در دستگاه تصفیه آب صنعتی توجه به دمای آب ورودی است.دمای آب ورودی سیستم اسمز معکوس، بهتر است  بیشتر از 35 درجه نباشد، اگر بیش از مقدار گفته شده آب گرم شده است و به ممبران و غشای دستگاه آسیب می رساند و علاوه بر این مشکل باعث ایجاد رسوباتی در این قسمت از دستگاه نیز می شود .

 

 

  • تزریق اسید و کاهش pH خوراک

دومین روشی که برای جلوگیری از رسوب در سیستم‌های تصفیه آب RO وجود دارد تزریق اسید است که یون‌های کربنات را از بین می‌برد که یکی از واکنش دهنده‌های لازم برای رسوب کربنات کلسیم است. پس همانطور که مشخص است این روش در جلوگیری از رسوب کربنات کلسیم بسیار مؤثر است، اما در جلوگیری از انواع دیگر رسوب تاثیری ندارد. پس ابتدا باید با استفاده از آنالیز آب خوراک مشخص کنیم چه ترکیباتی وجود دارند که می‌توانند باعث تشکیل اسکیلینگ شوند و بر اساس آن روش مناسب را انتخاب کنیم. ولی از مضرات روش اسید زنی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • احتمال ایجاد خوردگی در لوله‌ها و اتصالات
  • هزینه مخزن اسید و تجهیزات نظارتی لازم
  • کاهش pH در جریان تصفیه شده RO

 

 

  •  آنتی اسکالانت

این روش یکی از پر استفاده ترین راه‌های جلوگیری از رسوب در سیستم‌های تصفیه آب RO است. چون در تمام سیستم‌ها با هر ظرفیتی می‌تواند کارایی داشته باشد. بخصوص برای سیستم‌های تصفیه آب با ظرفیت پایین بهترین روش است، چون در چنین سیستم‌هایی استفاده از رزین توجیه اقتصادی ندارد. همچنین در سیستم‌های تصفیه آب دریا که استفاده از رزین سختی گیر کارایی ندارد، آنتی اسکالانت می‌تواند موثر باشد.

آنتی اسکالانت‌ ها انواع مختلفی دارند که هر کدام مکانیسم خاص خودش را برای جلوگیری از تشکیل رسوب روی غشا دارد. ولی در کل آنتی اسکالانت تمرکزش روی تشکیل کریستال و جلوگیری از رسوب آن روی سطح ممبران است.

 

 

  • سختی گیر رزینی 

استفاده از رزین سدیمی یکی از موثرترین روش‌هایی است که برای جلوگیری از رسوب روی سیستم‌های RO استفاده می‌شود. در این سیستم‌ها که به عنوان پیش تصفیه RO استفاده می‌شوند تمرکز روی حذف کاتیون‌های کلسیم و منیزیم است که باز هم از واکنش دهنده‌هایی هستند که باعث تشکیل رسوب می‌شوند. کاری که رزین سدیمی برای ما انجام می‌دهد تبادل یون‌های کلسیم و منیزیم موجود در خوراک با یو‌ن سدیم است. خبر خوب اینکه کارایی سیستم رزین در جلوگیری از تشکیل رسوب بالای ۹۹ درصد است.

 

 

  •  پیش تصفیه

برای ماندگاری بالای ممبران بهتر است سعی کنیم قبل از استفاده از روش اسمز معکوس آب را با روش های دیگری تا حدودی سالم سازی و تصفیه کنیم و تصفیه نهایی را به این دستگاه بسپاریم ؛ با این تفاسیر از مهم ترین روش های جلوگیری از رسوب در دستگاه آب شیرین کن صنعتی می توان به روش پیش تصفیه نیز اشاره کرد که می توان از آن نتیجه خوبی گرفت ( دستگاه دیرتر رسوب می بندد و بیشتر عمر می کند ) .

5 مورد از مهمترین اجزای تصفیه آب (سیستم اسمز مکعکوس)

/0 دیدگاه /در , /توسط

«اسمز معکوس» (Reverse Osmosis) که معمولا به اختصار با عنوان «RO» شناخته می‌شود، فرایندی است که در آن «آب دیونیزه» (Deionized Water) توسط یک غشا نیمه‌تراوا تحت فشار تولید می‌گردد.

 

اسمز معکوس چیست؟

اسمز معکوس یا اسمز وارونه (یا گذرندگی وارونه) (به انگلیسی: Reverse Osmosis ) فرایند تصفیه آبی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌تراوا برای تولید آب خالص و حذف یون‌ها، مولکول‌ها و ذرات بزرگتر حل‌شده در آب استفاده می‌شود.
اﯾﻦ ﻓﺮاﯾﻨﺪ ﯾﮑﯽ از ﺷﯿﻮه ﻫﺎي ﮔﺴﺘﺮده ﺟﺪاﺳﺎزي و ﺗﻐﻠﯿﻆ اﺳﺖ ﮐﻪ ﮐﺎرﺑﺮد ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻔﯽ از ﺟﻤﻠﻪ: ﺷﯿﺮﯾﻦ ﺳﺎزی آب ﻫﺎي ﺷﻮر و آب درﯾﺎ ،ﺟﺪاﺳﺎزي ﻣﻮاد آﻟﯽ و ﺳﻤﯽ از ﭘﺴﺎب ﻫﺎي ﺻﻨﻌﺘﯽ،ﮐﻪ در ﻣﻘﯿﺎس ﻫﺎي ﺻﻨﻌﺖ ﺷﻬﺮي و تصفیه آب ﺻﻨﻌﺘﯽ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﯽ ﮔﯿﺮد.

 

اسمز معکوس یکی از بهترین روش ها برای حذف یونه ای محلول در آب است. از آنجا که فقط مولکول های آب قادر به عبور از منافذ غشای نیمه تراوا هستند ، در نتیجه تقریبا تمامی یون ها و مولکول های محلول ( از جمله نمک ، قند و املاح موجود در آب ) پشت غشاء باقی می مانند و از آب حذف می شوند.

مهمترین اجزای سیستم اسمز معکوس

یک سیستم اسمز معکوس از5 اصلی جز تشکیل شده است که هر کدام وظیفه‌ی منحصر به فردی را بر عهده دارند. مجموع عملکرد صحیح اجزای سیستم اسمز معکوس باعث می‌شود آب الوده پاکسازی شده و تبدیل به آب تمیز و قابل مصرف در صنایع و یا حتی آب آشامیدنی شود.

 

1- ماژول‌های اسمز معکوس و محفظه‌ فشار (Pressure Vessel)

پرشر وسل یا وسل ممبران، MEMBRANE PRESSURE VESSEL ، محفطه‌ای است که در داخل آن ممبران دستگاه آب شیرین کن قرار می‌گیرد و این محفطه برای تحمل فشار و نگهداری و محافظت از ممبران RO بوده و جنس آن FRP، فایبر گلاس، استیل و یا PVC می‌باشد.

طراحی و ساخت پرشروسل متناسب با سایز و اندازه ممبران دستگاه تصفیه آب صنعتی می‌باشد و که در دستگاه تصفیه آب جزو تجهیزات اساسی این دستگاه می‌باشد.

قطعات پرشروسل شامل مجراهای ورودی و خروجی در دو انتهای وسل بوده بطوری که ممبران به سادگی آب بند می‌شود و موجب ایجاد فشار اسمزی می‌گردد.

و دارای  کاربرد سیستم تصفیه آب اسمز معکوس ، صنایع و واحدهای نمک ‌زدایی ، اولترافیلتراسیون ، نانو فیلتراسیون می باشد.

تفاوت پرشر وسل ها در جنس پوسته ، ورودی و خروجی مواد ، محدوده عملکرد  فشار ، محدوده عملکرد دما ، محدوده عملکرد PH ، اندازه و محل قرارگیری پورت های ورودی و خروجی می باشد.

 

پرشر وسل یا وسل ممبران، MEMBRANE PRESSURE VESSEL ، محفطه‌ای است که در داخل آن ممبران دستگاه آب شیرین کن قرار می‌گیرد و این محفطه برای تحمل فشار و نگهداری و محافظت از ممبران RO بوده و جنس آن FRP، فایبر گلاس، استیل و یا PVC می‌باشد. طراحی و ساخت پرشروسل متناسب با سایز و اندازه ممبران دستگاه تصفیه آب صنعتی می‌باشد و که در دستگاه تصفیه آب جزو تجهیزات اساسی این دستگاه می‌باشد. قطعات پرشروسل شامل مجراهای ورودی و خروجی در دو انتهای وسل بوده بطوری که ممبران به سادگی آب بند می‌شود و موجب ایجاد فشار اسمزی می‌گردد. و دارای کاربرد سیستم تصفیه آب اسمز معکوس ، صنایع و واحدهای نمک ‌زدایی ، اولترافیلتراسیون ، نانو فیلتراسیون می باشد. تفاوت پرشر وسل ها در جنس پوسته ، ورودی و خروجی مواد ، محدوده عملکرد فشار ، محدوده عملکرد دما ، محدوده عملکرد PH ، اندازه و محل قرارگیری پورت های ورودی و خروجی می باشد.

 

 

2- فیلتر کارتریج (Cartridge Filter)

فیلتر کارتریج به استوانه ای توخالی گفته یشود که بدنه آن از پلی پروپیلن، کربن اکتیو و پلی استر ساخته میشود. بر اساس ساختار کلی الیاف و پوشش اصلی این گروه از فیلترها، می توان آنها را در سه گروه اصلی تقسیم بندی کرد. انواع فیلتر کارتریجی تصفیه آب شامل موارد زیر می باشد:

  • فیلتر تصفیه آب کارتریجی فشرده

در ساخت و تولید فیلتر کارتریج فشرده از جنس پلی پرولین استفاده میشود که با حرارت زیاد به هم فشرده شده و سطحی هموار را بوجود می آورند. با توجه به قطر منافذ موجود در بافت پلی پرولین فشرده قدرت حذف مواد ذائد معلق در سیال توسط این گروه از فیلترهای میکرونی متفاوت می باشد.

  • فیلتر کارتریج الیاف تابیده

الیاف تشکیل دهنده این گروه از فیلترهای کارتریجی تصفیه آب در هم تابیده میشوند و در نهایت به شکل استوانه ای تبدیل خواهند شد. بر روی برخی از این نوع فیلترها پوشش و محافظ قرار میگیرد تا بافت آنها ثابت بوده و در اثر برخورد با ذرات معلق در آب دچار اختلال نشوند.

  • فیلتر کارتریج چین خورده (Pleated)

همان طور که از نام این گروه از فیلترها مشخص است، ورق مسطح از جنس پلی پروپلین و پلی استر به بخش های بسیار کوچک تقسیم شده و حالت چین خورده پیدا می کنند. از قرار گرفتن چین های ریز این ورق ها بر روی یکدیگر در نهایت استوانه ای توخالی تشکیل میشود که در تصفیه آب کاربرد بسیار زیادی دارد. قطر منافذ موجود بر روی فیلترهای میکرونی کاملا با هم متفاوت بوده و در انواع 1، 2، 3، 5، 10 و 20 میکرون در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرند.

 

 

3- پمپ فشار بالای اسمز معکوس (RO High Pressure Pump)

پمپ های فشار قوی یکی از اجزای اصلی هر سیستم RO می­باشد. این پمپ ها باید جریان یکنواخت برای المنتهای RO فراهم آورد. طراحی این پمپها باید به گونه ­ای باشد که نرخ جریان مورد نظر در فشار مطلوب سیستم را برای شرایط مختلف کاری عمر غشا تأمین نماید.

مصرف انرژی پمپ فشار قوی، یکی از موارد هزینه بر سیستم RO  است. لذا بازدهی انرژی بالای این پمپها یکی از فاکتورهای اساسی در ارزیابی اقتصادی سیستم است.

اغلب در سیستم های RO با فشار کمتر از  Psig400 پمپ های سانتریفوژ مورد استفاده قرار می­گیرند. در این پمپها هنگامی که آب به خارج پروانه رسید بیشترین سرعت را دارد، آنگاه با خارج شدن آب از پمپ سرعت به فشار تبدیل می­شود.

پمپ های سانتریفوژ دارای قابلیت تولید فشار و جریان پیوسته و یکنواخت هستند. لیکن در برخی مواقع برای ایجاد فشار بالای مورد نیاز در سیستم RO احتیاج به پمپی با پروانه بزرگ از لحاظ ابعاد یا پروانه استاندارد با سرعت بسیار زیاد است. در چنین مواردی از پمپهای سانتریفوژ چند مرحله­ای استفاده  می­شود. در پمپ های سانتریفوژ چند مرحله ­ای به منظور بالا بردن فشار تعدادی از پروانه­ ها را بصورت سری بهم متصل می­نمایند. یک یاتاقان آب را از پره قبلی جمع‌آوری کرده و وارد پره بعدی می‌کند.

 

 

4- اسکلت ساختاری واحد اسمز معکوس (RO Skid)

بهترین روش ایجاد یک اسکلت مقاوم و با دوام برای احداث واحد اسمز معکوس قاب پودر پوشش، فولاد کربن با پوشش ضد خوردگی است. تمام اجزای سیستم اسمز معکوس بر روی این اسکلت نصب و پیکربندی می‌شود. این ساختار به گونه‌ای طراحی شده که مقاومت بالایی در برابر ارتعاشات سنگین پمپ های فشار بالا داشته باشد.

 

5-کنترل پنل سیستم (Control Panel)

در نهایت سیستم اسمز معکوس باید توسط یک اپراتور انسانی کنترل شود. به همین خاطر از PLC های پیشرفته یا یک ریزپردازنده استفاده می شود. انتخاب نوع سیستم کنترل کننده بستگی به تعداد و پیشرفتگی پارامتر‌هایی دارد که می‌بایست کنترل شود. سیستم کنترل کننده همچنین می‌تواند برای مدیریت واحدهای چندگانه به طور همزمان استفاده شود، به طوری که واحد‌ها بصورت اتوماتیک به فعالیت خود ادامه دهند.

 

پارامترهای فرآیند تصفیه آب صنعتی

/0 دیدگاه /در /توسط

ممکن است برای شما جالب باشد که در راستای اهمیت بسیار زیاد نوشیدن آب با سطح کیفی بالا استانداردهای مختلفی برای آب آشامیدنی تعیین شده است. بسیاری از این مفاهیم برگرفته از محدوده و میزان آلاینده های آب هستند. بر اساس این استانداردها نوع آب برای استفاده در بخش های مختلف صنایع مشخص می شود. مثلا در صورتی که سختی آب بسیار بالا باشد آب سخت تعریف می شود و مناسب برای استفاده در برخی از صنایع است. در کنار این در صورتی که میزان املاح آب بسیار کم باشد آب خالص و در برخی دیگر از صنایع کاربرد دارد. برخی از مواردی که استانداردهای آب بر اساس آن تعریف می شوند میزان کدورت، کلر و سختی آب است. در جدول زیر میزان مشخص شده برخی از پارامترهای آب قرار گرفته که استانداردی برای آب آشامیدنی تعریف می شوند.

 

پارامتر TSS در فرآیند تصفیه آب صنعتی

زمانی که آب و فاضلاب، به‌صورت آزمایشی توسط یک صافی یا فیلتر عبور داده می‌شوند، مواد جامد معلقی بر روی صافی‌ به چشم می‌خورد. این مواد جامد معلق ریز TSS است. اگر این پارامتر با عدد بالایی شناسایی شود، نشان‌دهنده این است که میزان کل مواد جامد معلق در هدف آزمایش شده زیاد بوده و از این نظر دارای آلودگی بالایی است. به دلیل نرسیدن نور خورشید به آب، لجن‌هایی در سطح آب رشد می‌کنند که حیات جانداران زیر آب را به خطر می‌اندازند. این تنها نمونه‌ای از ‌آسیب‌های زیست محیطی TSS است.

نحوه اندازه‌گیری TSS آب

حال می‌خواهیم بدانیم که چگونه می‌‌توان پارامتر TSS را اندازه‌گیری کرد. برای این کار، یک مقدار معین از آب برای مثال یک لیتر آب را وزن می‌کنند. میزان آب آزمایش شده متغیر است. اگر تراکم ذرات بالا باشد، میزان آب کمتری وزن شده و برعکس اگر این تراکم پایین باشد، مقدار آبی که وزن می‌شود، افزایش می‌یابد.

در مرحله بعد، وقتی که داده‌ای دقیق از میزان اندازه‌گیری شده به دست آمد، آب را توسط یک فیلتر تصفیه آب عبور می‌دهند. دقت داشته باشید که وزن این فیلتر باید از قبل اندازه‌گیری شود و حتماً باید اندازه منافذ آن در دست باشد. بعد از اینکه آب از فیلتر عبور داده شد، فیلتر را خشک کرده و دوباره آن را وزن می‌کنند. اختلاف وزن بین فیلتر، قبل و بعد از عبور آب، نشان‌دهنده وزن اندازه‌گیری شده از ذرات جامد معلق در آب است. این پارامتر، با واحد میلی‌گرم در لیتر (ppm) تعریف می‌شود. شاخص کل مواد جامد معلق بعد از اندازه‌گیری وزن فیلتر آب، از طریق فرمول زیر محاسبه می‌شود:

 

کل مواد جامد (TS) Total Solids

 

در این رابطه، جرم فیلتر به علاوه جرم باقی‌مانده بعد از خشک شدن فیلتر است.  هم جرم فیلتر قبل از عبور دادن آب از آن در نظر گرفته می‌شود. حجم نمونه در این رابطه با  و غلظت مواد جامد معلق در نمونه هم با  نشان داده شده است.

 

پارامتر (TDS) Total Dissolved Solids در فرآیند تصفیه آب 

مواد جامد معلق در آب شامل مواد آلی و غیرآلی یا معدنی می باشند که مقدار زیاد آنها هر واحد آب در نهایت منجر به کاهش کیفیت آب می شود. Total Dissolved Solid که به اختصار TDS نامیده میشوند، به مجموع تمام مواد جامد معلق در آب گفته میشود که کلیه مواد آلی و غیرآلی را شامل خواهد شد. وجود بیش از اندازه این مواد در آب تاثیر نامطلوبی بر کیفیت آن ایجاد نموده و بو و طعم و رنگ آن را تغییر خواهد داد. بر اساس استانداردهای بین المللی واحد اندازه گیری سختی کل آب ppm یا میلی گرم در لیتر می باشد. لازم به ذکر است که مقدار TDS استاندارد در آب آشامیدنی باید در بازه 20 تا 90 ppm باشد و افزایش یا کاهش مقدار آن از بازه فوق مشکلات متعددی را برای سلامت انسان به همراه خواهد داشت.

 

روش های اندازه گیری TDS

برای اندازه گیری مقدار سختی کل آب روش های مختلفی وجود دارد که از رایج ترین آنها می توان به آزمایش آن در محیط های آزمایشگاهی اشاره نمود. با توجه به دسترسی سخت به محیط های آزمایشگاهی و زمان بر بودن انجام بررسی ها بر روی آب، بهترین گزینه استفاده از دستگاه های پرتابل سنجش TDS می باشد. این دستگاه ها پرتابل بوده و بدون نیاز به اتصال به برق می توان از آن در محیط های مختلف استفاده نمود. طرز کار دستگاه سنجش TDS به این صورت است که ابتدا لیوان را از آب مورد نظر پر کنید و دستگاه را داخل آن بگذارید. در صورت بالا یا پایین بودن مقدار آن از حد مجاز بهتر است از نوشیدن آن خودداری نمایید.

 

 

 

پارامتر هدایت الکتریکی (EC) Electrical conductivity 

(EC) نشان دهنده قدرت یونی یك محلول برای انتقال جریان الکتریسیته است و تابعی از قدرت یونی آب (مقدار كاتیون ها و آنیون های موجود در آب) می باشد. هدایت الكتریكی را با واحد میكروزیمنس بر سانتی متر و یا میكرو مو بر سانتیمتر اندازه گیری می کنند.و با دستگاه هدایت سنجی اندازه گیری می شود

هدایت الكتریكی و غلظت كل جامدات محلول (TDS) به صورت یک به یک به هم ارتباط ندارند. اما در محلول های رقیق (مانند آب طبیعی) ارتباط این دو عامل به صورت زیر است:

TDS = 0.5 EC

رابطه بین TDS و EC برای نمونه ها با توجه به ویژگی شیمیایی و فیزیکی آن، فرق می كند.

 

پارامتر سختی كل (Total Hardness (TH 

سختی كل مجموع غلظت یونهای كلسیم و منیزیم موجود در آب می باشد. در نتیجه سختی آب، بخشی از TDS آب است. عامل اصلی رسوب گذاری آب، همین سختی آب است. مقدار سختی را برحسب mg/l CaCO3 بیان می كنند. سختی کل با اندازه گیری هر دو یون کلسیم و منیزیم و جمع زدن میزان آنها مشخص می شود.

سختی آب، اساسا به معنی ظرفیت آن در ته نشینی صابون است. صابون عمدتا توسط کاتیونهای کلسیم و منیزیم قابل ته نشینی می باشد.

آب سخت مانع کف کردن صابون می شود. اغلب سختی آب ناشی از چهار جزء می باشد: بی کربنات کلسیم، بی کربنات منیزیم، سولفات کلسیم و سولفات منیزیم.  وجود هر یک از این ترکیب‌ها موجب سختی آب می شود، اگر چه ترکیبات دیگر هم هستند اما کمتر از این موارد موجب سختی آب می شوند.

ترکیبات بوجود آورنده سختی در آب:

Cations Anions 
Ca2+ –HCO3
Mg2+ –SO42
Sr2+ –Cl
Fe2+ –NO3
Mn2+ Sio3-2

 

از آنجا که این دو عنصر (کلسیم و منیزیم) در آب های طبیعی به میزان قابل ملاحظه ای موجود هستند، سختی شامل مجموع غلظت کلسیم و منیزیم در آب می باشد.

سختی آب به صورت سختی دائم و سختی موقت نامگذاری می شود.  مجموع سختی موقت و سختی دائم را سختی کل می نامند. با رویکردی دیگر، سختی را به سختی مربوط به کربنات ها و سختی غیرکربناتی تقسیم بندی نموده اند. سختی کربناتی موقتی و سختی غیرکربناتی، دائمی است.

 

پارامتر کدورت آب Turbidity

مواد كلوییدی و ذرات معلق بسیار ریز غیر قابل ته نشینی  باعث کدر شدن آب می شوند. واحد كدریت، JTU یا NTU می باشد.

بطور كلی آب آشامیدنی و آب مورد نیاز در صنایع باید صاف و زلال باشد. كاهش كدورت آب در حفظ و سلامتی و بهداشت مردم و جلوگیری از مسایل و مشكلات سیستم توزیع آب تاثیر زیادی دارد. كدورت آب همچنین باعث كاهش اثربخشی گندزدایی و كاهش اثر گندزداها و افزایش هزینه های گندزدایی می گردد.

اهمیت پیش تصفیه در تصفیه آب صنعتی چیست؟

/0 دیدگاه /در , /توسط

سیستم های تصفیه آب به روش اسمز معکوس (RO) و نانو فیلتراسیون (NF)، مدتها است که برای نمک زدایی، سختی گیری و تصفیه آب از آلاینده ها و ناخالصی ها مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به کاهش منابع آبهای تمیز و با کیفیت در دنیا، استفاده از این سیستم ها برای تصفیه آبهای سطحی، آبهای زیرزمینی و پساب برای بکارگیری آنها در مصارف مختلف شرب و صنعتی، روز به روز در حال گسترش است. منابع آب اشاره شده، معمولاً دارای میزان بالایی از مواد آلاینده، مواد آلی و ذرات معلق هستند که با ممبرانهای اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون سازگاری ندارند. ممبرانهای اسمز معکوس و نانو فیلتراسیون، برای حذف نمک و یونهای محلول در آب، طراحی و ساخته شده اند و نه ذرات معلق موجود در آب. بنابراین، وجود یک بخش “پیش تصفیه” (Pre-treatment) مناسب در این سیستمها، باعث افزایش عمر مفید سیستم و کاهش هزینه های عملیاتی قابل توجه در آنها خواهد شد.

حوزه طراحی سیستم پیش تصفیه اسمز معکوس، بدلیل پیچیدگی و تنوع موارد آن مانند ذرات جامد معلق، نرخ رسوب گذاری و تأثیر کیفیت آب خوراک بر روی عمر و استهلاک ممبرانها، جزو مباحثی است که همواره مد نظر مهندسین و سازندگان این رشته قرار داشته و دارد.

آب شیرین کن صنعتی

 

سیستم پیش تصفیه آب چیست

سیستم پیش تصفیه به سیستمی گفته میشود که توسط دستگاه‌ تصفیه آب دیگری در کنار دستگاه اصلی انجام می‌گیرد. این دستگاه‌ها آب را که هنوز برای تصفیه نیاز به پاکسازی بیشتر دارد، تصفیه می‌کنند و از طریق فیلترهای جذب قوی عناصر خطرناک و املاح نامطلوب آب را به خود میگیرند. این فیلترها از جنس الیاف گیاهی مخصوص هستند که از قدرت جاذبه بالایی برخوردارند. این سیستم ها دارای اهمیت بالایی است.

 

اهمیت استفاده از این سیستم ها :

با یک مثال ساده به اهمیت بالای این سیستم ها را به شما خواهیم گفت. برای مقال در تصفیه آب شهری در تصفیه خانه ها برای حداقل بودن عملیات تصفیه آب در سازمان‌های تصفیه شهری، عامل دیگری وجود دارد که منجر به آلودگی آب می‌شود و آن فرسودگی شبکه‌ی آبرسانی شهری است. لوله‌های فلزی معمولاً پیش از مدتی دچار رسوبات میشود و در انتها تمامی لوله های شهری دچار هزینه های بالایی میشوند. از این رو اگر پیش از ورود آب به این لوله ها از سیستم های پیش تصفیه برای گرفتن سختی آب استفاده شود از این مشکلات پیش گیری میشود.

در موارد دیگر نیز پس از طی مدتی از فعالیت تاسیسات صنعتی و فرآیند انتقال آب، املاح موجود در آن موجب رسوب ‌گذاری در لوله و اتصالات خواهد شد. این امر موجب شده تا استفاده از پیش تصفیه آب صنعتی و تصفیه آب صنعتی در تاسیسات بسیار لازم و ضروری میباشد. به طور کلی یکی از اهمیت های مهم استفاده از این سیستم ها کاهش رسوب در سیستم آبرسانی است.

یکی دیگر از موارد اهمیت استفاده از این سیستم ها پیش از ورود آب به دستگاه آب شیرین کن نمک ها هستند. به دلیل وجود نمک‌های محلول در آب ورودی به سیستم تصفیه آب صنعتی، محل‌ های عبور آب از غشا دچار گرفتگی و به اصطلاح انسداد می شود. از مواد شیمیایی مهم در تصفیه آب صنعتی ro آنتی اسکالانت anti-scalant است.

دستگاه تصفیه آب صنعتی با بهره بردن از تکنولوژی اسمز معکوس بهترین نوع فیلتر و تصفیه آب ro محسوب می گردد. برای مانع شدن از ته نشین شدن املاح و رسوب املاح بر روی سیستم آب ورودی باید تصفیه آب صنعتی ro از طریق تزریق میزان دوز متناسبی از آنتی اسکالانت تنظیم شود. عدم بهره بردن از این ماده حیاتی سبب آسیب جدی به دستگاه تصفیه آب صنعتی شده و باعث کاهش شدت جریان آب خروجی و همچنین بالا رفتن TDS آب خواهد شد.

 

اسمز معکوس (یا گذرندگی وارون) (به انگلیسی: Reverse Osmosis ) فرایند تصفیه آبی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌تراوا برای تولید آب خالص و حذف یون‌ها، مولکول‌ها و ذرات بزرگتر حل شده در آب استفاده می‌شود.

پیش تصفیه آب مناسب سیستم اسمزمعکوس 

برای سیستم های اسمزمعکوس کاهش سختی آب با استفاده از آنتی اسکالانت به عنوان یکی از انواع مواد شیمیایی، برای جلوگیری از ماندگاری رسوب‌ در تصفیه آب ro استفاده می شود. این روش از شیوه ‌های متداول و مطمئن کاهش و حذف سختی آب جهت تصفیه آب است. این روش نسبت به سایر روش‌ها است که در مقیاس صنعتی اجرا شده، جدیدتر بوده و در مقیاس خانگی نیز استفاده می ‌شود. پیش تصفیه آب صنعتی در این روش به این ترتیب است که با عبور آب از داخل فیلتر ممبران تمامی املاح و ناخالصی ها جدا می ‌شود.

 

ضرورت پیش تصفیه آب صنعتی

عملیات پیش تصفیه آب صنعتی برای محافظت از ممبران‌های اسمز معکوس در برابر گرفتگی (Fouling) و در نیتجه افزایش عملکرد و عمر مفید ممبران‌ها ضروری است. یک غشای RO از ساختار متخلخلی ساخته شده است که به ملکول‌های آب اجازه عبور می دهد، اما تا ۹۹ درصد ناخالصی‌های موجود، نظیر جامدات حل شده در آب، را روی سطح خود نگه می‌دارد. ترکیباتی که اجازه عبور از غشا را پیدا نمی‌کنند می‌توانند روی سطح ممبران‌ رسوب کرده و باعث تشکیل لایه‌های فولینگ شوند، که در نهایت باعث افت تولید در سیستم تصفیه آب صنعتی RO می‌شود.

 

 

مشکلات ناشی از انتخاب نامناسب پیش‌تصفیه آب شیرین کن

برای درک اهمیت انتخاب صحیح سیستم پیش‌تصفیه یک دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس لازم است مشکلاتی را که در غیاب و یا انتخاب ناصحیح سیستم پیش‌تصفیه به وجود می‌آید، بررسی کنیم. در ادامه مهم‌ترین این مشکلات بیان شده است.

رسوب‌گیری فیلتر ممبران

رسوب‌گیری در اثر تجمع آلودگی‌ها بر روی سطح ممبران به وجود می‌آید که رفته‌رفته موجب بسته شدن مسیر آب عبوری از فیلتر ممبران می‌شود. با توجه به منشأ ورود آب به یک آب شیرین کن، آب ورودی می‌تواند محتویات مختلفی داشته باشد که بسیاری از آنها با چشم قابل روئیت نبوده و حتی ممکن است برای سلامتی انسان نیز خطرساز نباشند؛ اما حجم این محتویات در آب به‌قدری بالاست که می‌توانند به‌سرعت سبب ایجاد رسوب بر روی ممبران شده و حتی باعث بسته شدن مسیر عبور آب شوند. ایجاد رسوب روی سطح ممبران موجب افت شدید فشار در طول فرآیند تصفیه آب شده و میزان آب تصفیه‌شده خروجی را کاهش می‌دهد. وقوع این مسائل در یک دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس به معنی افزایش شدید هزینه‌های عملیاتی ناشی از شست‌وشو و یا تعویض ممبران‌ها است. حتی با وجود استفاده از پیش‌تصفیه مناسب، ایجاد رسوب بر روی سطح فیلتر ممبران یک امر طبیعی است؛ اما پیش‌تصفیه مناسب می‌تواند سرعت تشکیل رسوب را بسیار کاهش داده و هزینه‌های عملیاتی فرآیند اسمز معکوس را به حداقل برساند.

ایجاد رسوب روی سطح ممبران می‌تواند ناشی از عوامل زیر باشد:

  1. ذرات معلق یا کلوئیدی (مانند گل‌ولای و …)
  2. مواد آلی (مانند هومیک و فولیک اسید)
  3. میکروارگانیسم‌ها (مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها و …). رسوب ناشی از باکتری‌ها یک مشکل اساسی در سیستم‌های تصفیه آب اسمز معکوس محسوب می‌شود و دلیل آن این است که ممبران‌های امروزی توان مقاومت در برابر مواد گندزدا مانند کلر را ندارند و بنابراین باکتری‌ها می‌توانند به‌راحتی روی سطح فیلتر ممبران اسمز معکوس رسوب تشکیل دهند. در اثر حضور باکتری‌ها روی سطح فیلتر ممبران بایوفیلم تشکیل شده که موجب افت شدید عملکرد فیلتر ممبران در دستگاه آب شیرین کن می‌شود.
  4. ایجاد شکاف در فیلترهای پیش‌تصفیه بالادستی فیلتر ممبران نظیر فیلتر کربن اکتیو و یا سیستم سختی‌گیر آب که باعث انباشته شدن مواد تشکیل‌دهنده این فیلترها روی سطح ممبران شده و رسوب ایجاد می‌کند.

 

به کمک آزمایش کیفیت آب ورودی و اطلاع از خواص فیزیکی، شیمیایی و میکروبی آن می‌توان احتمال ایجاد رسوب بر روی فیلتر ممبران را به‌دقت بررسی کرد. برای جلوگیری از ایجاد رسوب معمولاً از تصفیه آب فیزیکی با روش‌هایی نظیر فیلترهای مالتی مدیا (MMF)، میکروفیلتراسیون (MF) و اولترافیلتراسیون (UF) استفاده می‌شود. در برخی موارد نیز تنها استفاده از فیلتر رسوب‌گیر الیافی کفایت می‌کند.

گرفتگی فیلتر ممبران

اگر غلظت برخی مواد معدنی محلول در آب از حد مجاز انحلال خود عبور کند، این مواد می‌توانند ته‌نشین شده و باعث گرفتگی ممبران شوند. گرفتگی ممبران سبب افزایش افت فشار در سیستم تصفیه آب اسمز معکوس، افزایش میزان عبور نمک از ممبران و همچنین کاهش دبی و کیفیت آب تصفیه‌شده خروجی از آب شیرین کن می‌شود. یکی از موادی که تمایل زیادی به ایجاد گرفتگی در ممبران دارد، کلسیم کربنات (CaCO3) است.

تخریب ممبران در اثر تماس با مواد شیمیایی

ممبران‌های مرکب لایه‌نازک (TFC) امروزی در برابر کلر و کلرآمین‌ها مقاوم نیستند. مواد اکسنده‌ای نظیر کلر می‌توانند بر روی حفرات ممبران اسمز معکوس تأثیر گذاشته و آسیب‌های جبران‌ناپذیری به آن وارد کنند. نتیجه حاصل از برخورد این مواد به سطح فیلتر ممبران، میزان عبور نمک بیشتر (کاهش کیفیت آب تصفیه‌شده خروجی) خواهد بود. بنابراین باید از برخورد این مواد با سطح فیلتر ممبران جلوگیری نمود که این کار البته از سویی سبب رشد و ایجاد بایوفیلم روی سطح ممبران می‌شود.

تخریب فیزیکی فیلتر ممبران

بخشی از پیش‌تصفیه یک دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس از لوله‌کشی‌ها، اتصالات و تجهیزات کنترلی تشکیل می‌شود. اگر سیستم تصفیه آب به‌درستی راه‌اندازی نشود می‌تواند سبب تخریب فیزیکی ممبران شود. این اتفاق در صورت وجود فشار بیش‌ازاندازه پشت ممبران‌ها نیز اتفاق می‌افتد. برای جلوگیری از بروز این اتفاقات، استفاده از تجهیزاتی نظیر شیرهای کنترلی، شیرهای فشارشکن و … در یک سیستم آب شیرین کن ضروری است.

حال که با مشکلات ناشی از عدم وجود یا انتخاب نامناسب سیستم پیش‌تصفیه آشنا شدیم، اهمیت وجود و انتخاب صحیح این سیستم به وضوح روشن می‌شود.

 

چگونه عملکرد سیستم اسمز معکوس را بررسی کنیم

/0 دیدگاه /در /توسط

فرآیند اسمز معكوس همان گونه كه از نام آن نیز مشخص است، بر عکس فرآیند طبیعی اسمز می باشد، فرایند اسمز معکوس امروزه جزء یكی از جدید ترین و متداول ترین روش های جدا سازی به خصوص در تصفیه آب های شور محسوب می‌شود. در این فرآیند با قرار دادن فشاری بیشتر از فشار اسمزی در سمت محلول غلیظ تر (آب شور یا concentrate)، جهت حركت حلال (آب خالص یا pure water ، permeate)معکوس شده و به این ترتیب می توان آب را از ناخالصی های درون آن جدا كرد و TDS را کاهش داد.

 

اسمز معکوس

 اسمز معکوس ( Reverse Osmosis) فرایند تصفیه آبی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌تراوا برای تولید آب خالص و حذف یون‌ها، مولکول‌ها و ذرات بزرگتر حل‌شده در آب استفاده می‌شود. اگر یک غشای نیمه‌تراوا بین دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گیرد آب به صورت طبیعی و تحت خاصیت اسمزی از غلظت پایین‌تر به غلظت بالاتر جریان می‌یابد. این پدیده تا هنگامی که پتانسیل‌های شیمیایی دو طرف برابر گردند ادامه خواهد یافت. در حالت تعادل اختلاف فشار بین دو طرف غشا برابر اختلاف فشار اسمزی است. اگر فشاری برابر با اختلاف فشار اسمزی به محلول غلیظ‌تر اعمال گردد جریان آب قطع خواهد شد. در صورتی‌که فشار اعمال شده بیشتر از فشار اسمزی باشد، جهت جریان طبیعی آب، معکوس خواهد گردید.

در این روش آب با فشار از میان غشایی گذرانده می‌شود که نیترات و دیگر مواد معدنی و بسیاری از مواد شیمیایی و میکروارگانیسم‌ها (عمدتاً باکتری‌ها) را حذف می‌کند. نیم تا دو سوم آب پشت این غشا باقی می‌ماند که به عنوان آب پسمانده (Concentrate) دور ریخته می‌شود. می‌توان پسماند خروجی را مجدداً به سیستم بازگرداند تا در مصرف آب صرفه‌جویی شود. اگر پسآب خروجی که نیم تا دوسوم آب را تشکیل می‌دهد در یک سیکل چرخشی وارد شود می‌توان راندمان سیستم را افزایش داد.

همچنین بهترین روش نمک‌زدایی از آب‌های شور استفاده از فرایند گذرندگی وارونه می‌باشد، زیرا سیستم پیچیده‌ای نداشته و راهبری آن قابلیت کنترل بیشتری از دیگر روش‌ها دارا می‌باشد و با توجه به توسعه روش‌های پیشرفته تولید غشاهای پلیمری، به‌کارگیری این روش، توجیه بیشتری دارد.

صنایع امروز برای تصفیه آب مورد استفاده در بخش‌های تولید بخار و فرایند خود از سیستم گذرندگی وارونه به فراوانی استفاده می‌کنند. اساس کار این دستگاه‌ها بر عبور مولکول‌های غیر یونی مثل آب از یک غشاء با روزنه‌های بسیار ریز بنا شده‌است. این غشاءها به صورتی ساخته شده‌اند که مولکول‌های خنثی را به آسانی از خود عبور می‌دهند. به همین دلیل آب ورودی به سیستم، که دارای املاح مختلف است به آب تقریباً خالص تبدیل می‌گردد. در سیستم گذرندگی وارون، جریان ورودی یا خوراک (Feed) به دو جریان آب تصفیه‌شده (Permeate) و پساب غلیظ (Concentrate) یا (Brine) تبدیل می‌شود. سیستم گذرندگی وارونه که به واسطه فیلتری که به آن ممبران یا غشاء گفته می‌شود عملیات جداسازی مولکول را انجام می‌دهد. به این صورت که غشاء یا لایه‌های به هم تابیده شده به دور یک لوله استوانه‌ای که بیشتر از جنس پلاستیک است با روزنه‌هایی که اندازه آن‌ها از یک ده هزارم میکرون کوچکتر هستند آلاینده‌های آب را جداسازی می‌کند. این آلاینده‌های آب شامل نیترات، انگل، باکتری، قارچ، سموم کشاورزی، نمک و دیگر املاح محلول آلوده‌کننده می‌باشند.

 

تعریف اسمز

تشریح کلمه اسمز معکوس از دو کلمه معکوس : Reverse و اسمز osmosis تشکیل شده است ، در صورتی كه یك غشاء نیمه تراوا (منظور از غشاء نیمه تراوا یعنی غشایی که آب به راحتی از آن عبور نماید، در حالی که عبور املاح و نمک های آب نظیر MgSo4 CaSo CaCl2 NaCl و غیره امکان پذیر نباشد.

 

 

فشار اسمزی

بین دو محلول با غلظت های متفاوت قرار گیرد، مقداری از حلال از یك طرف محلول رقیق به سمت دیگر غشاء می رود. این پدیده كه به نام اسمز معروف است، تا زمانی ادامه پیدا می كند كه سیستم به حالت تعادل برسد. در حالت تعادل بین دو طرف غشاء اختلاف فشاری متناسب با غلظت مواد حل شده در محلول وجود دارد كه به آن فشار اسمزی می گویند.

 

غشای نیمه تراوا چیست؟

خروجی آن یکی آب تولید و دیگری آب فاضلاب است حال مقدار درصد بازیابی با توجه به نوع غشاء (ممبرین)،كیفیت و كمیت آب تصفیه شده و مقدار هزینه های عملیاتی، را تعیین خواهد کرد . بالا رفتن بیش از اندازه درصد بازیابی (ریکاوری) (recovery)، باعث افزایش املاح در آب تولید شده دستگاه و در نتیجه فشار اسمزی در آب پشت غشا ها می شود، كه این امر باعث افزایش انرژی عملیاتی لازم، كاهش دبی و افزایش درصد عبور املاح از میان غشاها می‌شود .

 

چگونه عملکرد سیستم اسمز معکوس را ارزیابی کنیم

پارامترهای مختلفی برای ارزیابی عملکرد اسمز معکوس استفاده می شود. این پارامترها شرایط عملیاتی سیستم را مشخص می کنند

۱. سرعت جریان (Flow Rate)

سیستم های اسمز معکوس بر اساس سرعت و یا دبی جریان محصول رتبه بندی می‌شوند. سرعت جریان های ورودی به سیستم و جریان تغلیظ شده فقط در مراحل طراحی اهمیت دارند و ذکر می‌شوند. در برخی موارد، سرعت جریان محصول ممکن است متفاوت از سرعت طراحی شده باشد. این تفاوت به علت تغییرات در شرایط آب ورودی به سیستم نسبت به شرایط طراحی است. بطور مثال، ممکن است دبی و یا دمای آب ورودی به سیستم کمتر از مقدار طراحی شده باشد.

۲. نقش شار یا فلاکس (Flux) در عملکرد اسمز معکوس

فلاکس یکی از پارامترهای ارزیابی عملکرد سیستم‌های غشایی است که معادل سرعت جریان آبی است که از سطح مشخصی از غشا عبور می کند. در سیستم‌های اسمز معکوس فلاکس را بوسیله گالن آب بر فوت مربع در واحد روز (gfd) گزارش می کنند. همچنین می‌توان در سیستم استاندارد و واحد لیتر بر متر مربع در ساعت (LMH) نیز فلاکس را گزارش کرد. فلاکس آب عبوری از غشای اسمز معکوس با فشار عملیاتی که پمپ اعمال می‌کند، متناسب است.

 

رابطه تعیین فلاکس اسمز معکوس
                                                                            رابطه محاسبه فلاکس اسمز معکوس

تعیین فلاکس اسمز معکوس در طراحی

طراح سیستم اسمز معکوس میزان فلاکس آب کل سیستم را مشخص می کند. به طور کلی فلاکس سیستم اسمز معکوس باید بر اساس کیفیت آب وروردی به سیستم تعیین شود. در فلاکس بیشتر سرعت گرفتگی غشای اسمز معکوس نیز بیشتر خواهد بود. پس در حالتی که کیفیت آب ورودی پایین است لازم است طراحی سیستم تصفیه آب بر اساس فلاکس کمتری صورت گیرد.

 

نمودار عملکرد فلاکس سیستم آب شیرین کن RO

 

                                                                  نمودار عملکرد فلاکس سیستم آب شیرین کن RO

 

 

فرق بین سرعت جریان آب عبوری از غشا با فلاکس چیست؟

غشاها در صنعت به صورت ماژول هایی که سطح وسیعی از غشا را در حجم کمی متمرکز کرده‌اند، مورد استفاده قرار می گیرند. پس ماژول‌های مختلف ممکن است دارای سطح ویژه متفاوتی باشند. در نتیجه دبی عبوری از غشا بر اساس سطحی از غشا که ماژول در خود جای داده، وابسته است. به منظور مستقل کردن سرعت آب عبوری از غشا از سطح غشای موجود در ماژول از پارامتر فلاکس استفاده می شود که سرعت جریان را در هر متر مربع گزارش می دهد.

 

۳. تعیین عملکرد اسمز معکوس با پارامتر پس زنی (Rejection)

پس زنی مشخص می کند چه مقدار از ترکیبات موجود در جریان آب ورودی به سیستم اسمز معکوس توسط غشا نگه داشته شده و از جریان آب تصفیه شده حذف شده‌اند. به عنوان مثال، ۹۸ درصد پس زنی سیلیس به این معنی است که غشا ۹۸ درصد از غلظت سیلیس موجود در جریان خوراک را نگه داشته، و تنها ۲ درصد امکان ورود به محصول را پیدا کرده است. هر چه درصد پس زنی غشا بیشتر باشد نشان دهنده قدرت بالای غشا در حذف ترکیبات مورد نظر است. پس زنی غشای اسمز معکوس ممکن است در اثر ایجاد فولینگ (Fouling) یا گرفتگی کاهش یابد. پس لازم است کیفیت آب تصفیه شده توسط سیستم RO بطور مداوم مورد ارزیابی قرار گیرد.

 

رابطه تعیین درصد پس زنی اسمز معکوس
                                                                        رابطه محاسبه درصد پس زنی اسمز معکوس 

۴. درصد بازیافت (Recovery)

درصد بازیافت و یا بازیابی پارامتری است که برای ارزیابی عملکرد اسمز معکوس استفاده می‌شود. درصد بازیافت مشخص می کند چه حجمی از آب ورودی به سیستم اسمز معکوس به محصول (آب تصفیه شده) تبدیل می شود. درصد بازیافت بر اساس نوع آب ورودی و هدف از احداث واحد تصفیه در اولین قدم طراحی سیستم اسمز معکوس مشخص می‌شود. بطور مثال، در سیستم هایی که آب ورودی از نوع آب های لب شور است، محدوده ۵۰ درصد تا ۸۵ درصد در نظر گرفته می شود. زمانی که آب خوراک ورودی به سیستم آب دریا باشد ما با محدودیت های بیشتری مواجه خواهیم بود و به همین دلیل بازیابی زیر ۵۰ درصد در نظر گرفته می شود.

 

رابطه تعیین درصد بازیافت یا ریکاوری اسمز معکوس
                                                                رابطه محاسبه درصد بازیافت سیستم اسمز معکوس 

بازیابی ۷۵ درصد یعنی به ازای هر ۱۰۰ متر مکعب خوراک ورودی به سیستم ۷۵ متر مکعب به آب تمیز و تصفیه شده تبدیل می شود، و ۲۵ متر مکعب به صورت جریان تغلیظ شده از سیستم خارج می شود.

بحران کم آبی در ایران و راه مقابله

/0 دیدگاه /در , /توسط

آب عنصری اساسی برای زندگی و ادامه حیات همه موجودات زنده است و اساس پایداری زندگی در کره زمین است. در قرن حاضر مسئله آب یکی از چالش های مهم است که باعث ایجاد تحولات وسیعی درکل جهان شده است. در دهه های اخیر موضوع آب و چالش های مربوط به کمبود آب موضوع اصلی مذاکرات بین المللی قرار گرفته است به طوری که کارشناسان بر این باورند جنگ های آینده جنگ بر سر مسائل آب است.

کشور ایران نیز مانند بسیاری از کشورهای جهان با مسئله کمبود آب مواجهه است که در سال های اخیر این مشکل اهمیت بیشتری پیدا کرده است. در این مقاله سعی می کنیم به بحران کم آبی و راه های مقابله با آن بپردازیم.

دلایل بحران آب در ایران

ایران به دلیل موقعیت جغرافیایی به عنوان یکی از کشورهای خشک و نیمه خشک شناخته شده و این مساله مخصوصا در بخش های شرقی و مرکزی بیشتر دیده میشود. علاوه براین، دلایل متعددی در رخ دادن و مواجه شدن با کمبود و بحران آب در ایران وجود دارند که برخی از آنها عبارتند از:

  • خشکسالی و بحران آب در ایران
  • کشاورزی ناکارآمد
  • سوء مدیریت و عطش توسعه
  • مصرف بی رویه و سوء مدیریت منابع آبی
  • رشد سریع و الگوی نامناسب استقرار جمعیت

 

 

خشکسالی و بحران آب در ایران

در حالت کلی ایران از جمله کشورهایی می باشد که بارندگی کمی در طول سال داشته و به همین دلیل اغلب مناطق آن بیابانی و کویری بوده و با کمبود منابع آبی مواجه است. علاوه براین، در دو دهه اخیر با مشکل خشکسالی مواجه هستیم و به شدت بر میزان بارندگی ها در طول سال تاثیر منفی ایجاد نموده است. به طوریکه متوسط بارندگی 154 میلیمتری در سال به 150 میلیمتر کاهش یافته است.

 

بحران آب و راه های مقابله با آن

 

 

رشد سریع و الگوی نامناسب استقرار جمعیت

جمعیت ایران در قرن نوزدهم میلادی زیر ۱۰ میلیون نفر تخمین زده می‌شود. در حالی‌که در سال ۱۹۷۹ جمعیت ایران به ۳۵ میلیون نفر و در دو دهه بعد از آن جمعیت ایران به دو برابر یعنی ۷۰ میلیون نفر افزایش پیدا می‌کند. جمعیت بیشتر به غذای بیشتری نیاز دارد. به همین دلیل تولید محصولات کشاورزی به شدّت افزایش یافته و آب‌های زیرزمینی و روان به سرعت مصرف شدند.

محصول سادهٔ این رشد سریع جمعیت، افزایش تقاضای آب و متناسب با آن کاهش شدید سرانهٔ آب در دسترس است. سرانه کنونی آب در دسترس ایران با ۱٬۳۰۰ مترمکعب، کمی بالاتر از متوسط خاورمیانه و شمال آفریقا است. اما این مقدار بسیار پایین‌تر از متوسط جهانی (۷٬۰۰۰ مترمکعب) است.

با این حال مصرف خانگی مردم از آب‌های زیرزمینی تنها هشت تا هفت درصد است که رقم بالایی محسوب نمی‌شود. با توجه به این که بیشتر مصرف آب ایران در بخش کشاورزی است و مصرف خانگی سهم کمی در استفاده از آب دارد، صرفه جویی مردم ایران تأثیر زیادی بر بحران کمبود آب کشور ندارد. خانه‌ها تنها ۷ درصد آب موجود در کل کشور را استفاده می‌کنند و اگر بیست درصد صرفه جویی در مصرف آن‌ها محقق شود صرفاً ۱٫۵ درصد آب کشور نجات پیدا می‌کند.ولی صرفه‌جویی در مصرف غذایی می‌تواند تأثیر زیادی بر مصرف آب در بخش کشاورزی بگذارد.

توزیع مکانی جمعیت افزون بر رشد جمعیت از عوامل عدم تطابق میان آب در دسترس و تقاضای آب است. نابرابری اقتصادی، فرصت‌های شغلی و شرایط زندگی بهتر در مناطق شهری باعث افزایش شهرنشینی و مهاجرت از مناطق روستایی و شهرهای کوچک به مناطق عمدهٔ شهری شده‌است، مانند تهران بزرگ، که میزبان ۱۸ درصد از جمعیت کشور است. در حال حاضر، ۷۰ درصد از جمعیت ایران شهرنشین است. توزیع مکانی موجود و افزایش و تمرکز جمعیت در شهرهای بزرگ‌تر که هم‌اکنون نیز برای تأمین آب مورد نیاز خود دچار مشکل هستند، توازن عرضه و تقاضای آب در مناطق شهری را با چالش روبرو کرده‌است. هشدار در مورد خطر جیره‌بندی در عرضهٔ آب در ماه‌های تابستان در شهرهای بزرگ‌تر رایج است.

سرعت شهرنشینی، مهاجرت به شهرهای بزرگ و توسعه اراضی مستلزم افزایش مداوم در تأمین آب با رشد سریع تقاضای آب در مناطق شهری است. افزایش مداوم تقاضای آب بسیار نگران‌کننده است. با گسترش سریع شهرنشینی، تمایل به توسعهٔ بخش صنعت و تلاش‌ها برای شناسایی منابع اضافی تأمین آب، تقاضای آب را افزایش داده‌است.

 

سوء مدیریت و عطش توسعه

منابع آب ایران به‌طور جدی از ساختار نامناسب حکمرانی و مدیریت آب رنج می‌برد. در بخش آب، تعدد ذی‌نفعان و تنظیم منابع آب به‌طور طبیعی با درگیری‌ها و رقابت‌ها همراه است. سازمان حفاظت محیط زیست ایران قدرت سیاسی محدودی دارد و فاقد ظرفیت مورد انتظار برای اجرای مقررات جلوگیری از آسیب‌های محیط زیستی است. همچنین ساختار سلسله مراتبی سیستم مدیریت آب در ایران فرصت‌هایی را برای فساد و ناکارآمدی جدی در تبدیل تصمیمات به عمل، ایجاد می‌کند.

چاه‌ها به سرعت در حال گسترش هستند. اما داده‌های سراسر کشور نشان می‌دهد که استخراج آب زیرزمینی در حال کاهش است. بر اساس تجزیه و تحلیل داده های ملی، ایران از آب های زیرزمینی بیشتر از آنچه که بتوان به طور طبیعی شارژ کرد، استفاده می‌کند. درست همانگونه که هر سال چاه‌های بیشتری زمین را بهره‌برداری می‌کنند، دبی کلی آنها کاهش می‌یابد. در سراسر کشور، سطح آب زیرزمینی به طور متوسط تقریبا نیم متر در سال افت می‌کند.سازمان محیط‌زیست سرعت استفاده از منابع آب زیرزمینی در ایران را در قیاس با استاندارد جهانی سه برابر بیشتر تخمین می‌زند. این برداشت بی‌رویه عامل خشکیدن ۲۹۷ دشت از ۶۰۰ دشت ایران می‌باشد.همچنین بخاطر عدم رسیدگی به شبکهٔ انتقال آب ۳۵ میلیارد مترمکعب آب در مسیر انتقال هدر می‌رود. مطابق گزارش شرکت آب و فاضلاب و دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران، تا شهریور ۱۳۹۴ ۴۰٪ از شبکهٔ آب کشور فرسوده اعلام شد. ۱۳٪ از کل هدر رفتن آب ایران تا این تاریخ به موجب همین فرسودگی بوده‌است.

تلاش ایران برای مدرنیزه شدن، در کنار پیشرفت‌های قابل‌توجه در توسعه زیرساخت‌ها قبل و بعد از انقلاب ۱۳۵۷، باعث توجه کمتر به اثرات محیط زیستی طولانی‌مدت به دلیل تعجیل برای ساخت زیرساخت‌ها و توسعه فناوری شد. در نتیجه این وضعیت ارتباط مهم بین توسعه و محیط زیست تا حد زیادی نادیده گرفته شد، و اجرای پروژه‌های زیربنایی و مهندسی به‌طور جدی محیط زیست را تحت تأثیر قرار داد که اثرات منفی آن بر سلامت مردم و بر سیستم‌های طبیعی مشاهده شده یا در طولانی مدت دیده خواهد شد. با وجود اثرات محیط زیستی و اقتصادی، تشنگی برای توسعه فنی و تکنولوژی سریع (به‌جای توسعه پایدار) هنوز هم عامل اصلی تصمیم‌گیری‌های توسعه‌ای کشور است.

دوگانه مدیریت آب و پایداری محیطی چندان هم جدید نیست. اما در حال رشد است. در طول دهه‌های متمادی، ایران با راه‌حل‌های مهندسی خودنمایانه و مبتنی بر عرضه مانند ساخت سد و تونل‌های انتقال آب به منظور تأمین امنیت آب، وسوسه شده‌است. اما ایران باید قبلاً دریافته باشد که انتقال بین‌حوضه‌ای -انتقال آب از یک منطقه جغرافیایی به منطقه دیگر، معمولاً در مسافت‌های طولانی- درمان قطعی نیست. مجموعه‌ای از انحرافات آب از سرآب‌های غربی رودخانه کارون در طی چند دهه بیش از دو برابر جریان طبیعی رودخانه زاینده رود، منبع اصلی آب سطحی برای یک قطب استراتژیک اجتماعی-اقتصادی در ایران مرکزی را افزایش داد، اما این امر باعث ترویج توسعه لجام گسیخته شد و مردم را به نقل مکان به آن ترغیب کرد. چندین سال است که نامزدهای مجلس با وعده‌ی آوردن کارخانجات به شهرهایشان، نتیجه‌ی انتخابات را از آن خود می‌کنند. به همین ترتیب، شهرهای بزرگتر با نمایندگان مجلس بیشتر از قدرت بیشتری برخوردارند.در نتیجه، افزایش درگیری‌های آبی، کشاورزان را بر علیه مصرف‌کنندگان شهری، استان‌ها را بر علیه یکدیگر، و ایران را بر علیه همسایگان خود قرار می‌دهد.

 

مصرف بی رویه و سوء مدیریت منابع آبی

عدم رعایت استانداردها در کشاورزی و بخش های صنعتی و حتی زندگی شهری همگی باعث شده اند تا مصرف آب در ایران بی رویه و غیر قابل مقایسه با سایر کشورها باشد. استفاده از روش های آبیاری غرقابی، آبیاری فضای سبز شهری و شستشوی معابر و غیره با آب آشامیدنی از بزرگترین مشکلات در ایران می باشند که همه ساله بحران آب را جدی تر می کنند. علاوه براین، در کارخانجات و کارگاه های تولیدی و معادن نیز آب زیادی مصرف و آلوده شده و در نهایت به عنوان آب غیر قابل استفاده از چرخه خارج خواهند شد.

 

استفاده از روش های آبیاری غرقابی، آبیاری فضای سبز شهری و شستشوی معابر و غیره با آب آشامیدنی از بزرگترین مشکلات در ایران می باشند که همه ساله بحران آب را جدی تر می کنند.

 

کمبود آب در ایران

با توجه به میزان منابع آب و سرانهٔ مصرف، ایران از جمله کشورهایی است که در گروه کشورهای مواجه با کمبود فیزیکی آب قرار دارد. این گروه شامل کشورهایست که در سال ۲۰۲۵ با کمبود فیزیکی آب مواجه هستند. این بدان معناست که حتی با بالاترین راندمان و بهره‌وری ممکن در مصرف آب، برای تأمین نیازهایشان آب کافی در اختیار نخواهند داشت. حدود ۲۵ درصد مردم جهان از جمله ایران مشمول این گروه می‌باشند.

براساس شاخص فالکن مارک، کشور ایران در آستانه قرار گرفتن در بحران آبی است. با توجه به اینکه در دهه‌های ۱۳۸۰ و ۱۳۹۰ خورشیدی حدود ۶۹ درصد از کل آب تجدیدپذیر سالیانه مورد استفاده قرار می‌گیرد، براساس شاخص سازمان ملل، ایران نیز اکنون در وضعیت بحران شدید آبی قرار دارد. بر اساس شاخص مؤسسه بین‌المللی مدیریت آب نیز، ایران در وضعیت بحران شدید آبی قرار دارد.با نرخ بهره‌برداری کنونی، ۱۲ استان از ۳۱ استان ایران طی ۵۰ سال آینده سفره‌های زیرزمینی خود را به طور کامل خالی خواهند کرد.

 

 

 

راهکارهای مدیریت آب

همان طور که اشاره شد برخی از دلایل که منجر به جدی تر شدن بحران آب در ایران شده اند؛ از قبیل خشکسالی و کاهش بارندگی غیر قابل کنترل می باشند. در مقابل برخی دیگر از دلایل را می توان با مدیریت صحیح و استفاده از تکنولوژی و فناوری تا حد زیادی رفع نمود. از جمله راهکارهای مدیریت آب در ایران می توان به موارد زیر اشاره نمود:

 

 

استانداردسازی کشاورزی و آبیاری

بیشترین مصرف آب را در بخش های کشاورزی شاهد هستیم و سالانه مقدار زیادی از آب سفره های زیرمینی و چاه و قنات ها توسط مزارع کشاورزی استفاده میشود. علاوه براین، در این صنعت از کودهای شیمیایی و آفت کش های شیمیایی به وفور استفاده شده و به همین دلیل منجر به آلوده شدن آب ها می شوند. استفاده از روش های آبیاری نوین از جمله آبیاری قطره ای و انتخاب محصولات مناسب با هر اقلیم برای کشت از جمله راهکارهای مدیریت آب در این حوزه می باشند.

 

استاندارد کشاورزی

 

مدیریت بحران آب در ایران با بازیافت فاضلاب

یکی از راهکارهای مهم و کاربردی تصفیه فاضلاب و استفاده مجدد از آن دربخش صنعت و کشاورزی است.با استفاده از سیستم های تصفیه فاضلاب در صنایع و تصفیه و استفاده مجدد از آن می توان در مصرف آب صرفه جویی کرد و همچنین از آلودگی محیط زیست جلوگیری کرد.

 

اصلاح و مدیریت شبکه آبرسانی

در شبکه آبرسانی و توزیع آب به دلیل فرسوده بودن و استفاده از تجهیزات نامناسب حدود 30% اتلاف و نشتی آب داریم که این مقدار با توجه به بحران کم آبی که امروزه با آن مواجهه هستیم رقم بالایی است. با مدیریت و تعویض تجهیزات فرسوده می توان از این اتلاف آب شیرین جلوگیری کرد.

آب شیرین کن صنعتی

علاوه بر کمبود منابع آبی و کاهش بیش از اندازه بارندگی، مشکل شور بودن آب دریاهای که شمال و جنوب ایران را احاطه کرده اند نیز بر این مساله تاثیر منفی ایجاد کرده اند. در مناطق کویری و مرکزی و شرقی ایران نیز اغلب منابع آبی به دلیل سطح بالای املاح در آنها شور و غیر قابل شرب می باشند. یکی از راهکارهای ارائه شده در این زمینه، استفاده از تجهیزات آب شیرین کن صنعتی می باشد که می تواند آب های شور را قابل شرب کند.

روش های زیادی برای شیرین سازی و تصفیه آب شور دریا وجود دارد که از مهم ترین آنها می توان به روش های غشایی، حرارتی و ترکیبی اشاره نمود. این آب ها می تواند به منبع مناسبی برای آبیاری مزارع و باغات و همچنین واحدهای صنعتی و کارخانه ها تبدیل شوند.

 

 

اسمز معکوس (یا گذرندگی وارون) (به انگلیسی: Reverse Osmosis ) فرایند تصفیه آبی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌تراوا برای تولید آب خالص و حذف یون‌ها، مولکول‌ها و ذرات بزرگتر حل شده در آب استفاده می‌شود.

 

 

اصلاح سیستم توزیع آب و جداسازی آب شرب و غیر قابل شرب

یکی از مشکلات مدیریتی در حوزه آب در ایران استفاده از آب تصفیه شده و قابل شرب جهت آبیاری فضای سبز و مصارف غیر شرب است. در بسیاری از کشورهای پیشرفته آب قابل شرب و غیر قابل شرب را جداسازی می کنند. این امر باعث کاهش هزینه های مربوط به تصفیه آب شده و مدیریت منابع آبی را تسهیل می کند.

 استفاده از سیستم لوله کشی مجزا در منازل و جداسازی فاضلاب سیاه از فاضلاب خاکستری و استفاده مجدد از فاضلاب خاکستری جهت آبیاری و استفاده مجدد از آن در فلاش تانک ها تیز می تواند یک راهکار مدیریتی جهت کاهش بحران کم آبی باشد.

 

بهترین روش برای کاهش TDS آب

/0 دیدگاه /در , /توسط

کاهش سختی آب، اگرچه کاملا مشهود است که آبی که مستقیما مصرف می کنیم .اغلب به مواد شیمیایی و ذرات سخت آلوده است. این مواد معدنی حل نشده در آب می توانند سلامتی ما را به خطر بیندازند. جدا از مواد بزرگتری که به سرعت توسط فیلتر تصفیه آب مسدود می شوند . ذرات ریزتری که در آب حل می شوند .TDS یا سختی آب نامیده می شوند. TDS در آب ترکیبی از هر دو ماده آلی از منابع طبیعی و مواد معدنی است. که توسط صنایع ، نمک های جاده ای ، سموم دفع آفات و غیره تولید می شود. بنابراین کاهش سختی آب اهمیت زیادی دارد.

TDS یک عدد قابل اندازه گیری است. که سطح شدت نمک محلول در آب را نشان می دهد. این مقدار به منبع ، تامین کننده و استفاده از آب بستگی دارد. آب موجود در منبع ، یعنی یخچال ها ، میزان سختی کمتری در مقایسه با آب تأمین شده شهری دارد. کاهش سختی آب اهمیت زیادی دارد ، با این حال ، آب آشامیدنی باید حاوی مقدار مناسبی نمک محلول باشد. بنابراین ، اطمینان از میزان مناسب سطح سختی آب بسیار مهم است.

آب سخت دارای سطح بالایی از TDS است که قبل از مصرف نیاز به کاهش دارد. آب آشامیدنی با سختی بالا برای سلامتی خطرات زیادی دارد. شایع ترین آن گلودرد با احساس خارش است. همچنین ، آب سخت برای سلامتی و سایر تجهیزات خانگی مضر است ، بنابراین کاهش سختی آب امری ضروری است.

در چنین مواردی که میزان سختی آب بالا است ، سرمایه گذاری برای یک فیلتر با کارایی بالا که سطح TDS را کاهش دهد و آب خالص و سالمی را در اختیار شما قرار دهد ، بسیار مهم است.

 

TDS آب چیست؟

TDS یا Total Dissolved Solid به کل جامدات محلول در آب گفته می شود. این جامدات شامل نمک های معدنی، عمدتاً کلسیم، منیزیم، پتاسیم، سدیم، بی کربنات ها، کلرید ها و سولفات ها و مقدار کمی از مواد آلی است که در آب حل می شوند.

آب حلالی قوی در طبیعت به شمار می رود. آب آشامیدنی بدون بو، بدون رنگ و بدون مزه است. جامدات محلول به هر ماده معدنی مانند نمک، فلزات، آنیون ها و کاتیون هایی که در آب محلول هستند، اشاره دارد.  TDS در آب آشامیدنی از منابع طبیعی، خطوط انتقال و مواد شیمیایی مورد استفاده در فرآیند تصفیه آب و ماهیت لوله کشی یا سخت افزار مورد استفاده برای انتقال آب منشأ می گیرد.

تست کل جامدات محلول یک اندازه گیری کیفی از مقدار یون های محلول را نشان می دهد. اما نوع مواد محلول در این تست مشخص نمی شود. علاوه بر این، این تست اطلاعاتی در مورد مسائل خاص کیفیت آب مانند سختی، طعم شور، رنگ‌، بو، خورندگی یا وجود فلزات کمیاب و آلاینده های میکروبیولوژیکی ارائه نمی کند. بنابراین از آزمون کل جامدات محلول به عنوان آزمایش شاخص برای تعیین کیفیت عمومی آب استفاده می شود.

 

 

روش اسمز معکوس بهترین و محبوب ترین راه حل برای کاهش TDS و حذف آن از آب است. دستگاه تصفیه آب صنعتی RO می تواند بیش از 98 درصد TDS شامل نمک های محلول، مواد معدنی و مواد شیمایی تا ابعاد 0.0005 میکرون را حذف کند. سیستم های تصفیه اسمز معکوس معمولا در قبل از محل استفاده از آب مانند زیر سینک نصب می شوند.Esfand 13, 1401 AP

 

 

اهمیت اندازه گیری کل جامدات محلول در آب

آزمایش آب یک راه عالی برای بررسی کیفیت آبی است که در اختیار دارید و برای اهداف مختلف استفاده می‌کنید. در این قسمت چند دلیل برای اهمیت اندازه گیری TDS آب آورده شده است که برای رفع این موارد بهتر است از روش‌های کاهش TDS آب استفاده نمایید.

طعم : سطوح بالای TDS در آب بر طعم آب آشامیدنی شما تأثیر می‌گذارد. آب شرب بسته به نوع مواد جامد محلول موجود در آب ممکن است طعم تلخ، شور یا گوگردی داشته باشد.

اهداف بهداشتی : آب با TDS بالا برای نوشیدن کاملا بی خطر است. با این حال، برخی از مواد مانند سرب، یا مس می‌توانند خطراتی برای سلامتی به همراه داشته باشند.

تعمیر و نگهداری فیلترها : سیستم‌های تصفیه آب تحت تاثیر سطح بالایی از TDS هستند. آزمایش منظم سیستم‌های تصفیه آب از عملکرد صحیح فیلترها اطمینان حاصل می‌کند.

پخت و پز : اگرچه TDS بالا بر سلامتی تأثیر نمی‌گذارد، اما می‌تواند طعم غذای شما را تغییر دهد.

تمیز کردن : TDS بالا در آب لکه‌های زشتی را روی ظروف شما ایجاد می‌کند. این نوع آب همچنین رنگ لباس های شما را محو می‌کند و با تجمع در سینک، وان و شیرهای آب موجب برخی مشکلات می‌شود.

لوله کشی و لوازم برقی : مقادیر زیاد نمک‌های کلسیم و منیزیم محلول می‌تواند باعث تشکیل رسوب در لوله‌ها و لوازم خانگی شود و طول عمر آنها را کاهش دهد.

 

از جمله مواد معدنی حل شده در آب می توان به مواد معدنی, فلزات و گازها اشاره کرد مواد آلی معمولا به صورت محلول در آب هستند اما بعضی از مواد آلی به صورت ذرات کلوییدی در آب موجود هستند

 

نحوه اندازه گیری TDS آب

دو روش آزمایشگاهی و خانگی برای اندازه گیری TDS آب وجود دارد. در روش آزمایشگاهی مواد و تجهیزاتی نیاز است که افراد عادی به آنها دسترسی ندارند، بنابراین روش خانگی که با استفاده از TDS سنج انجام می­شود، انتخاب بهتری است

 

 

 

TDS سنج چیست؟

TDS سنج دستگاهی است که می تواند برای نشان دادن TDS یک منبع آب استفاده شود. تحقیقات نشان می دهد TDS  سنج ها با قیمت های متفاوت با توجه به برند و دقت در بازار عرضه می شوند. جامدات محلول به طور طبیعی رسانایی آب را افزایش می دهند. بنابراین یک TDS سنج رسانایی یک نمونه آب را اندازه گیری می کند و از این طریق برای تعیین سطح TDS آب استفاده می­کند. این سطح بر حسب قسمت در میلیون (ppm) یا میلی گرم در لیتر (mg/L) اندازه گیری می شود.

آنچه حائز اهمیت می­باشد این است که در حالی که یک TDS سنج غلظت TDS را در آب اندازه گیری می کند، اما آلاینده هایی که در آب است را نشان نمی­دهد. علاوه بر این، یک TDS سنج فقط می تواند جامدات محلول را اندازه گیری کند. برخی از آلاینده ها، مانند برخی از فلزات، مواد شیمیایی، داروها و آفت کش ها توسط دستگاه TDS متر مشخص نمی­شوند. برای وضوح و دقت بیش­تر در مورد آنچه در منبع آب وجود دارد، آزمایش آب باید در نظر گرفته شود.

 

 

تفاوت TDS و سختی آب

یکی از اشتباهات رایج این است که TDS را برابر با سختی آب می دادند. طبق تعریف هر کدام، سختی آب به کل مقدار یون های بی کربنات و کربنات (از جمله منیزیم و کلسیم) گفته میشود. در صورتی که TDS به کل جامدات آلی و غیر آلی گفته می شود. به عبارت دیگر سختی آب زیرمجموعه ای از TDS است. بدین منظور همیشه مقدار سختی آب کمتر یا مساوی TDS می باشد.

 

تفاوت TDS و PH آب

یکی دیگر از رایج ترین اشتباهات این است که PH و TDS به یکدیگر مرتبط هستند. با توجه به تعریف هر کدام، PH نشان دهنده میزان غلظت یون هیدروژن (+H) می باشد. در صورتی که TDS مقدار املاح و جامدات محلول در آب را مشخص می کند. در نتیجه PH و TDS هیچ ارتباطی با یکدیگر ندارند.

 

 

اثرات TDS آب بالا

  • مزه آب: TDS بالا باعث ایجاد مزه تلخی در آب شده و بسته به اینکه چه نمکی در آب حل شده مزه شوری می دهد.
  • آشپزی: استفاده از آب با TDS بالا موجب تغییر در مزه و طعم غذا می شود.
  • شست و شو: غلظت بالای TDS در آب، باعث تشکیل لکه هایی بر روی ظروف، لباس ها و سایر وسایلی که در تماس با سطح می شوند که به سختی قابل تمیز شدن است.
  • سلامتی: عامل TDS ممکن است که مواد مغذی طبیعی نباشد، برخی از مواد محلول مانند مواد شیمیایی خطرناک و مواد معدنی موجود در آب برای سلامتی انسان ممکن است خطرناک باشد.
  • لوله کشی: وقتی آب از سیستم لوله کشی و وسایل برقی عبور می کند از خود رسوبات TDS بر جای می گذارد که موجب گرفتگی و آسیب به لوله ها و سایر وسایل می شود.

 

بهترین روش برای کاهش TDS آب کدام است؟

آب یک کالای کمیاب و بسیار ارزشمند است. پس از اندازه گیری TDS در آب آشامیدنی اگر متوجه شدید که سطح آن غیرقابل قبول است، می توانید راه‌های زیر را برای کاهش TDS آب امتحان کنید.

روش اسمز معکوس برای کاهش TDS آب

روش اسمز معکوس بهترین و محبوب ترین راه حل برای کاهش TDS و حذف آن از آب است. دستگاه تصفیه آب صنعتی RO می تواند بیش از 98 درصد TDS شامل نمک های محلول، مواد معدنی و مواد شیمایی تا ابعاد 0.0005 میکرون را حذف کند.

سیستم های تصفیه اسمز معکوس معمولا در قبل از محل استفاده از آب مانند زیر سینک نصب می شوند. آب در ابتدا از چندین مرحله فیلتراسیون از جمله فیلتر کربنی عبور می کند و بعد از طریق یک پمپ فشار قوی از یک غشای نیمه تراوا عبور می کند.

بیشتر نا خالصی ها توسط غشا به دام افتاده و از طریق سیستم تخلیه از آب خارج می شود. از لحاظ راندمان کاهش TDS هیچ روش بهتری از RO وجود ندارد. استفاده از دستگاه تصفیه آب به روش اسمز معکوس یک راه حل مقرون به صرفه دراز مدت برای حذف TDS آب است.

یک دستگاه تصفیه آب صنعتی از چندین مرحله فیلتراسیون و یک غشای نیمه تراوا برای کاهش بیش از 99.9٪ TDS استفاده می کند. این نوع سیستم تصفیه، در تصفیه خانه های آب رایج است. در صورت کم بودن دبی آب ورودی می توان از دستگاه تصفیه آب نیمه صنعتی و یا خانگی استفاده کرد.

 

اسمز معکوس (یا گذرندگی وارون) (به انگلیسی: Reverse Osmosis ) فرایند تصفیه آبی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌تراوا برای تولید آب خالص و حذف یون‌ها، مولکول‌ها و ذرات بزرگتر حل شده در آب استفاده می‌شود.

 

 

روش تقطیر برای کاهش TDS آب

تقطیر روش موثر دیگری برای حذف مواد معدنی و آلی از آب آشامیدنی است. فرآیند تقطیر شامل جوشاندن آب تا زمانی است که تبخیر شود. سپس آب در امتداد یک سطح خنک حرکت می‌کند و سپس در یک ظرف جداگانه متراکم و جمع آوری می‌شود. اکثر آلاینده‌ها دارای نقطه جوش بالاتری نسبت به آب هستند، بنابراین به صورت جامد یا مایع در انتهای محلول در حال جوش در محفظه جوش باقی می‌مانند. سپس هنگامی که محفظه بین استفاده تمیز می‌شود، این مواد نیز حذف می‌شوند.

هر TDS که قادر به تبخیر و متراکم شدن با آب باشد، توسط یک فیلتر کربنی که در دهانه دستگاه تقطیر قرار می‌گیرد، حذف می‌شود. تقطیر اساساً به عنوان یک تصفیه کننده آب آشامیدنی عمل می‌کند و اکثر TDS آب را حذف می‌کند. با این حال، تولید آب مقطر ساعت‌ها طول می‌کشد و همه حوصله صبر کردن این مقدار را ندارند

روش دیونیزاسیون برای کاهش TDS آب

دیونیزاسیون شامل جریان آب بین الکترودهای مثبت و منفی است. این کار باعث می‌شود یون‌های مثبت از آب جدا شوند و به سمت الکترود منفی جذب شوند. آب یونیزه شده بسیار خالص است زیرا بیشتر یون‌های مثبت و منفی آن حذف شده است. با این حال، دییونیزاسیون آلاینده‌های غیر یونی را هدف قرار نمی‌دهد، بنابراین آب معمولاً قبل از این فرآیند با سیستم اسمز معکوس تصفیه می‌شود تا TDS به محدوده مجاز کاهش یابد. به همین دلیل، دیونایزرها به عنوان تصفیه کننده آب در نظر گرفته نمی‌شوند و به اندازه روش‌های دیگر موثر نیستند.

 

منابع TDS در آب

تمامی جامدات محلول می توانند از هر نوع منبعی بدست بیایند. ممکن است از فاضلاب، مواد شیمیایی تصفیه آب، رواناب کشاورزی یا فاضلاب صنعتی وارد آب شوند.

منابع طبیعی مانند خاک و سنگ نیز ممکن است حاوی TDS باشند. رواناب شهری یا جریان آب باران در مناطق شهری می تواند حامل TDS باشد و حتی لوله ها و مواد لوله کشی مورد استفاده برای انتقال آب به خانه ممکن است منبع TDS باشند. لازم به ذکر است که TDS لزوما بد نیست.

مواد معدنی “مفید” را می توان در عوامل محیطی مانند ذخایر کربنی و چشمه های معدنی یافت. نمک ها که نوع رایجی از TDS هستند، ممکن است در نهایت در آب آشامیدنی ناشی از ورود آب دریا یا حتی از مواد یخ زدایی در جاده های شهری به یافت شوند.

اجزای سیستم آب شیرین کن

/0 دیدگاه /در /توسط

تصفیه آب صنعتی یا آب شیرین کن، یک روش نوین در تصفیه آب می باشد که از فرآیند اسمز معکوس RO، جهت تصفیه آب استفاده می شود.

دستگاه تصفیه آب صنعتی دستگاهی است که قابلیت تبدیل آب شور به آب شیرین را دارد. دستگاه های آب شیرین کن در مدل های آب شیرین کن خانگی، آب شیرین کن نیمه صنعتی و صنعتی عرضه می گردد.

امروزه کیفیت آب مصرفی در صنایع بسیار حائز اهمیت می باشد و تمامی صنایع به دنبال استفاده از آب سبک و با املاح پایین می باشند. استفاده از آب با میزان املاح و سختی بالا بر کیفیت محصولات تولیدی تاثیر مستقیم دارد، بنابرین جهت دسترسی به آب با کیفیت بایستی از دستگاه تصفیه آب صنعتی یا آب شیرین کن استفاده نمود.

از دستگاه تصفیه آب صنعتی می توان در صنایع مختلف از جمله تولید آب آشامیدنی، صنایع فولاد، صنایع داروسازی، صنایع غذایی، صنعت پروش ماهی،صنعت پروش طیور (مرغداری)، صنعت کشاورزی، صنایع خودروسازی و … استفاده می شود.

 

اجزای دستگاه تصفیه آب صنعتی RO

یک دستگاه تصفیه آب از اجزای مختلفی تشکیل شده است، ولی می‌توان این تجهیزات را به چند دسته تقسیم کرد. با فرض اینکه سیستم تصفیه آب ما مبتنی بر فرآیند اسمز معکوس RO باشد می‌توان آنها را به دو دسته پیش تصفیه و تصفیه اصلی تقسیم بندی کرد. هر کدام از این بخش ها شامل اجزا و تجهیزاتی است که برای عملکرد درست سیستم لازم است.

 

 1.پمپ تصفیه آب صنعتی RO

پمپ یکی از اجزای اصلی دستگاه تصفیه آب صنعتی است، که نیرو محرکه لازم برای عملکرد درست فرایند اسمز معکوس را تامین می‌کند. برای این منظور از پمپ‌های سانتریفیوژ طبقاتی استفاده می‌شود، که به این پمپ ها در اصطلاح “پمپ فشار بالا” نیز گفته می‌شود. ظرفیت و اندازه این پمپ وظیفه طراح سیستم RO است و بر اساس فشار عملیاتی و دبی مورد نیاز تعیین می‌شود. پمپ فشار بالای یک سیستم تصفیه آب RO معمولا از جنس فولاد ضد زنگ می‌باشد. نکته مهم در انتخاب پمپ این است که در فشار و فلوی مورد نظر راندمان بالایی داشته باشد، که دقت به این موضوع باعث کاهش هزینه‌ برق مصرفی آن می‌شود.

 

 

پمپ تصفیه آب صنعتی RO. پمپ یکی از اجزای اصلی دستگاه تصفیه آب صنعتی است

 

 

2. پرشروسل

پرشر وسل  Perssure Vessel یا محفظه تحت فشار لوله ای از جنس FRP جهت جایگذاری ممبران های آب شیرین کن اسمزمعکوس RO می باشد.

تفاوت پرشر وسل ها در جنس پوسته، محدوده عملکرد فشار، اندازه و محل قرارگیری پورت های ورودی و خروجی می باشد.

در صنعت آب و فاضلاب پرشر وسل با نام هایی همچون: محفظه تحت فشار، پرشر وسل ممبران، محفظه تحت فشار ممبران، پرشر وسل آب شیرین کن، هوزینگ ممبران شناخته شده می باشد.

در زمان انتخاب پرشر وسل تحت فشار، نسبت فشار پرشروسل انتخاب شده می بایست از فشار طراحی بیشتر باشد.

 

 

پرشروسل یا همان پوسته ممبران یا هوزینگ ممبران (Membrane Housing)، محفظه ای است از جنس فایبر گلاس یا استیل که وظیفه آن نگهداری از ممبران (ممبرین) دستگاه تصفیه آب RO می باشد.

 

انواع پرشر وسل موجود بر اساس سایز:

      8 اینچ و 4 اینچ

 

انواع پرشر وسل موجود بر اساس جنس بدنه:

پرشروسل FRP –پرشر وسل استیل

 

3. فیلتر ممبران RO

فیلتر ممبران از چندین لایه نازک یا ورقه های فیلم که به هم فشرده شده اند و به صورت مارپیچ دور یک لوله پلاستیکی پیچانده شده اند، تشکیل شده است. مواد تشکیل دهنده ممبران از نوع مواد نیمه نفوذ پذیر یا نیمه تراوا میباشد که مانع عبور آلودگی های شیمیایی، املاح نا مطلوب، ویروس ها و باکتری ها میگردد. غشاء ممبران توانایی حذف املاح نا مطلوب موجود در آب تا ابعاد 0.0001 میکرون را دارد و آبی پاک و سالم در اختیار ما قرار میدهد.در طبیعت و رفتار طبیعی مولکول‌ها همیشه حلال از طریق یک غشای نیمه تراوا از جایی که محلول رقیق‌تر است به جایی که  محلول غلیظ تر است، نفوذ می‌کند، یعنی اگر ظرفی داشته باشیم که در یک سمت محلول غلیظ (مثلاً آب نمک غلیظ) و در طرف دیگر محلول رقیق (مثلا آب مقطر) داشته باشیم و بین آنها غشا نیمه تراوا باشد (این غشا دارای منافذی است که ملوکول آب می‌تواند از آن عبور کند ولی مولکول‌های نمک نمیتواند)، در این حالت آب که حلال است در حالت طبیعی از سمت آب مقطر به آب نمک غلیظ میرود و به این شکل آب نمک غلیظ به دلیل افزایش آب رقیق تر می‌شود و آب مقطر، آب از دست میدهد. به این فرایند در اصطلاح اسمز یا گذرندگی میگویند.

 

 

ممبران دستگاه تصفیه آب صنعتی یا همان ممبران RO ، فیلتری است ورقه ای که دور یک لوله به اسم نافی پیچیده شده است

 

4.فلومتر

فلومتر (Flow Meter) دستگاهی است که برای اندازه‌گیری جرم یا حجم گاز یا مایع استفاده می‌شود. فلومترها بسته به صنعت خاص با نام‌های مختلفی از جمله دبی‌سنج، نشانگر جریان، مایع سنج و غیره شناخته می‌شود.

 

فلومترها در مسیر جریان‌های مختلف آب شیرین‌کن صنعتی استفاده می‌شوند، و وظیفه آنها مشخص کردن دبی آب در آن مسیر جریانی یا لوله است. این مسیرها شامل موارد زیر هستند:

  • فلو یا دبی آب تصفیه شده: مقدار دبی آب تولیدی توسط سیستم تصفیه آب
  • دبی آب تغلیظ شده: مقدار دبی آب دور ریز یا جریان Concentrate خروجی از دستگاه تصفیه آب RO
  • فلوی آب برگشتی: اگر سیستم مجهز به مسیر جریان برگشتی باشد مقدار دبی آن توسط فلومتر کنترل می‌شود. وظیفه این مسیر جریان افزایش درصد ریکاوری یا بازیافت سیستم است.

 

Flow Meter

 

5.TDS متر

وظیفه اصلی سیستم RO کاهش TDS آب است، که نشان دهنده جامدات محلول است. TDS را می‌توان معیاری از میزان وجود یون‌های موجود در آب دانست. برای کنترل کیفیت آب تصفیه شده و عملکرد سیستم RO از اندازه گیری TDS آب تصفیه شده یا پرمیت استفاده می‌شود. همچنین می‌توان در مسیر جریان‌های دیگر نیز از سنسور اندازه گیری TDS استفاده کرد، مثلا جریان تغلیظ شده، که برای کنترل بهتر سیستم استفاده می‌شود. سنسور TDS کیفیت آب خروجی را اندازه گیری می‌کند و به سیستم کنترل مرکزی ارسال می‌کند، و از طریق مانیتور می‌توان عدد را مشاهده کرد.

 

 

tds

 

 

6.سیستم شستشوی اتوماتیک ممبران CIP

وقتی نمکها، املاح و مواد محلول در آب توسط ممبران RO حذف می‌شوند، بعد از مدتی روی سطح ممبران لایه‌ای از این ترکیبات تشکیل می‌شود. این لایه مقاومتی در مسیر جریان آب ایجاد می‌کند که باعث کاهش ظرفیت تولیدی سیستم می‌شود. در چنین حالتی لازم است ممبران ها شستشو شوند تا آلاینده ها و میکروبها از روی آن پاک شوند و سطح ممبران تمیز شود. به همین دلیل است که در دستگاه تصفیه آب صنعتی، یک سیستم شستشوی اتوماتیک ممبران CIP برای افزایش طول عمر ممبران های RO تعبیه شده اند و رسوبهای روی غشای ممبران را از بین می برد. زمان شستشوی ممبران به میزان آلودگی های موجود در آب و نوع آب ورودی بستگی دارد؛ اما به طور متوسط، زمان شستشوی ممبران RO هر ۶ ماه یا سالی ۱ بار است.

 

 

اجزای پیش تصفیه آب شیرین کن صنعتی RO

همانطور که گفتیم وظیفه سیستم RO صرفا کاهش پارامتر TDS است، پس باید بقیه ترکیبات موجود در آب آلوده توسط فرآیندهای دیگری حذف شوند. در همین راستا یکی از مهم‌ترین اجزای دستگاه تصفیه آب صنعتی سیستم پیش تصفیه است، که وظیفه اصلی آن رساندن کیفیت آب خوراک مطابق با استانداردهای تعیین شده ممبران‌های RO و محافظت از آنها است.

 

  • فيلتر كارتريج: فیلتر کارتریج صنعتی به عنوان یک فیلتر نهایی با اندازه حفرات میکرونی است که وظیفه آن اطمینان از عدم ورود هر گونه ترکیبات جامد معلق و ناخالصی به سیستم RO است. جایگاه این فیلتر در مراحل پیش تصفیه بلافاصله قبل از پمپ طبقاتی RO است.
  • تزریق مواد شیمیایی: بسته به نوع آب خوراک و میزان آلاینده‌های موجود در آن ممکن است انواع مختلفی از ترکیبات شیمیایی به درون آب تزریق شود، مثل آنتی اسکالانت برای کنترل رسوب، کلر برای حذف باکتری‌ها و …
  • فيلتر شنی: فیلتر شنی باعث می شود ذرات معلق موجود در آب مثل باکتری ها، موادآلی، پلانکتون و ذرات رنگ از آب جدا شوند. در حالت کلی وظیفه این فیلتر کاهش جامدات معلق و کاهش کدورت آب است که با پارامتر NTU اندازه گیری می‌شود. حد مجاز NTU ورودی به سیستم RO کمتر از ۰.۱ است.
  • فیلتر کربن: فیلتر کربن برای از خنثی کردن اکسید کننده‌های آزاد در آب مثل کلر به کار می رود. این اکسید کننده‌ها در صورت تماس با سطح ممبران باعث آسیب‌های دائمی به آن می‌شوند. در مواردی که هدف تولید آب شرب است استفاده از فیلتر کربن در مرحله پیش تصفیه باعث بهتر شدن طعم و بوی آب می شود.

آیا سیستم های اسمزمعکوس به شستشوی شیمیایی نیازدارند؟

/0 دیدگاه /در , /توسط

شست و شوی ممبران RO از مهم ترین اقداماتی می باشد که به منظور افزایش طول عمر سیستم اسمز معکوس لازم است با مواد شیمیایی و غیره به صورت مرتب انجام شود. استفاده مکرر از سیستم اسمز معکوس و تصفیه آب باعث میشود تا حجم بالایی از مواد روی ممبران ها رسوب نموده و به مرور عملکرد دستگاه را با اختلال مواجه خواهد کرد. به همین دلیل با روش ها و ابزارهای مختلف لازم است سطح روی غشا به طور کامل پاکسازی شود.

 

اسمزمعکوس چیست؟

برای درک هدف و فرایند اسمز معکوس ابتدا باید به طور طبیعی فرایند ایجاد اسمز را درک کنید. اسمز یک پدیده‌ی طبیعی و یکی از مهم‌ترین فرایندهای طبیعت است. فرایندی که در آن آب از محلول رقیق تمایل به مهاجرت به سمت محلول غلیظ دارد. نمونه‌های اسمز شامل جذب آب توسط ریشه‌های گیاهان از خاک و جذب آب از خون توسط شش‌ها هستند.

شکل زیر دیاگرام روش کار کردن اسمز را نمایش می‌دهد. محلول با غلظت کم به طور طبیعی تمایل به مهاجرت به سمت محلول با غلظت بیشتر دارد. به عنوان مثال، یک ظرف پر از آب با یک غلظت کم‌ نمک و یک ظرف دیگر پر از آب با غلظت نمک بالا را در نظر بگیرید. این دو ظرف توسط یک غشای نیمه‌تراوا از هم جدا شده‌اند. مشاهده می‌شود آب در محلوا با غلظت کم نمک شروع به مهاجرت به سمت مخزن با غلظت بالای نمک می‌کند.

 

 

اسمز معکوس (یا گذرندگی وارون) (به انگلیسی: Reverse Osmosis ) فرایند تصفیه آبی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌تراوا برای تولید آب خالص و حذف یون‌ها، مولکول‌ها و ذرات بزرگتر حل شده در آب استفاده می‌شود.

 

 

 

«غشای نیمه‌تراوا» (semi-permeable membrane) غشایی است که فقط به بعضی اتم‌ها یا مولکول‌ها اجازه‌ی عبور می‌دهد. یک مثال ساده برای غشای نیمه‌تراوا درهای توری هستند. این درها فقط اجازه‌ی عبور مولکول‌های هوا را می‌دهند و آفات یا هر چیزی بزرگ‌تر از روزنه‌های موجود روی درب را عبور نمی‌دهند. مثال دیگری از این مورد پارچه‌ی گورتکس دارای یک فیلم پلاستیکی بسیار نازک با میلیاردها حفره‌ی کوچک است. منافذ به اندازه‌ی کافی بزرگ است تا بخار آب از طریق آن عبور کنند. از طرفی قطر منافذ به اندازه‌ای کوچک است که از عبور آب مایع جلوگیری می‌کند.

اسمز معکوس یک فرآیند اسمز به صورت معکوس است. در حالی که اسمز به طور طبیعی بدون نیاز به انرژی اتفاق می‌افتد، برای معکوس کردن فرایند اسمز نیاز به استفاده از انرژی برای محلول با شوری زیاد است. یک غشای اسمز معکوس، غشایی نیمه‌تراوا است که اجازه‌ی عبور به مولکول‌های آب را می‌دهد. این امکان برای مهاجرت نمک‌های محلول، مواد آلی، باکتری‌ها و pyrogenها وجود ندارد. با این وجود، باید آب را از طریق غشای نیمه‌تراوا با به کارگیری فشار به سمت جلو فشار دهید. این فشار به طور طبیعی از فشار اسمزی جهت نمک‌زدایی (یونیزه کردن) آب در فرایند بیشتر است.

شکل زیر دیاگرام نشان دهنده‌ی فرایند اسمز معکوس است. هنگام اعمال فشار به محلول غلیظ، به مولکول‌های آب نیرویی برای عبور از غشای نیمه‌تراوا وارد می‌شود. ولی آلاینده‌ها مجاز به عبور نیستند.

 

اسمز معکوس (یا گذرندگی وارون) (به انگلیسی: Reverse Osmosis ) فرایند تصفیه آبی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌تراوا برای تولید آب خالص و حذف یون‌ها، مولکول‌ها و ذرات بزرگتر حل شده در آب استفاده می‌شود.

 

ممبران اسمز معکوس

ممبران ها نقش اصلی و مهم را در یک سیستم اسمز معکوس RO  دارند. ممبران از چندین لایه نازک تشکیل گردیده است که به دور یک لوله به صورت صفحات جداگانه پیچیده شده اند.

آب خام ورودی به سیستم RO پس از عبور از ممبران ها و از دست دادن املاح و یون های محلول به صورت آب خالص خارج می گردد.

با توجه به نقش مهم ممبران ها در دستگاه تصفیه آب صنعتی، باید که مقاومت بالایی در برابر عبور آب و مواد خورنده و دیگر املاح آب داشته باشند. ممبران اسمز معکوس لایه ای نازک است که اجازه عبور یون های خاصی را از غشا خود نمی دهد.

جنس ممبران های امروزی پلی آمید است که دارای قابلیت حذف نمک بالاتر با مصرف انرژی کمتر را دارند. به دلیل قابلیت حذف یون های غیر محلول از محلول بدون تغییر فاز از این غشا جهت حذف نمک و TDS آب استفاده می شود.

با گذشت زمان و عبور آب از ممبران ها، روزنه های ممبران ها به وسیله املاح آب بسته و ممبران ها توانایی اولیه جهت تصفیه و گرفتن املاح آب را ندارند که در این زمان باید نسبت به  شستشوی ممبران های دستگاه RO با مواد شیمیایی احیا ممبران اقدام کرد.

 

 

ممبران اسمز معکوس استوانه ای متشکل از لایه های نازک پلیمری است که جهت انتقال جرم میان دو محلول با غلظت های مختلف استفاده می شود. امروزه ممبران ها به صورت تجاری و عمده توسط تولید کنندگان مختلف در ابعاد متفاوت در کاربرد های خانگی و صنعتی ساخته می شوند.

 

 

سیستم شستوشویی ممبران شامل چه تجهیزاتی است؟

سیستم شستشوی شیمیایی غشاهای اسمز معکوس شامل تجهیزات زیر است:

  • مخزن شیمیایی برای ذخیره محلول شستشو
  • سیستم گرم کننده برای افزایش دمای محلول شیمیایی
  • پمپ برای به جریان در آوردن محلول شستشوی شیمیایی
  • سیستم تخلیه برای خروج محلول شستشوی استفاده شده از سیستم
  • شیلنگ ها و سایر اتصالات و لوازم جانبی مورد نیاز

 

 

مواد شستشوی شیمیایی ممبران

مواد شوینده ممبران cip

استفاده از موادی از قبیل آنتی اسکالانت ها بیشتر برای جلوگیری از ایجاد رسوب در سطح ممبران بوده و به صورت روزانه در دستگاه اسمز معکوس استفاده میشود. تجمع مواد ذائد مختلف به مرور زمان که محلول های ضد رسوب قادر به ممانعت از تشکیل آنها بر روی غشا نمی باشند، از دیگر مشکلات موجود در سیستم های آب شیرین کن به شمار می رود. برای این منظور از شستشو در محل یا CIP  (Cleaning in Place) استفاده میشود.

مواد شوینده ممبران CIP در دو گروه کلی اسیدی و قلیایی تقسیم بندی میشوند که هر یک برای از بین بردن نوع خاصی از مواد انباشته شده بر روی سطوح غشا مورد استفاده قرار میگیرند. کارایی و راندمان این روش و مواد استفاده شده به شدت تحت تاثیر دما و غلظت محلول، مدت زمان تماس آنها با غشا و همچنین میزان فشار پمپ در حین شستشو می باشد.

انواع مواد شوینده ممبران CIP

نوع مواد انباشته شده بر روی غشاهای اسمز معکوس متفاوت می باشد و با توجه به نوع آب و مواد محلول در آن، انواع نمک و روغن و حتی میکروارگانیسم ها را شامل میشود. به همین دلیل لازم است از مواد شوینده با ویژگی های متفاوت برای از بین بردن و پاکسازی ممبران استفاده شود. در حالت کلی مواد شوینده ممبران CIP را می توان در دو گروه کلی زیر تقسیم بندی نمود:

مواد اسیدی شوینده ممبران CIP

این مواد به دلیل خاصیت اسیدی بالا و PH پایین، قادرند رسوبات ایجاد شده بر روی غشا که به دلیل تجمع نمک ها و اکسیدهای فلزی شکل گرفته اند را از بین ببرند. در این مواد از برخی اسیدها از قبیل اسید سیتریک استفاده میشود که غلظت آن با توجه به میزان گرفتگی های ممبران تعیین می گردد.

مواد قلیایی شوینده ممبران CIP

به منظور حذف و شستشوی روغن و مواد آلی تجمع یافته بر روی ممبران ها از مواد قلیایی با PH بالا استفاده میشود که در محلول آنها در اغلب مواقع از سود پرک استفاده میشود.

 

 

تشخیص زمان شستشوی شیمیایی غشاهای اسمز معکوس

در تعیین زمان مناسب برای شست و شوی ممبران RO عوامل متعددی نقش دارند و به طور مشخص نمی توان دوره های زمانی مشابهی را برای تمام غشاها اعلام نمود. با توجه به مدت زمان استفاده از غشا، تعداد دفعاتی که سیستم اسمز معکوس روشن بوده و مشغول به کار می باشد، نوع مواد آلاینده و فلزات موجود در آب و مقدار باکتری های موجود در آب یا TBC و همچنین ذرات کلوئیدی معلق در آب همگی می توانند در تعیین این زمان نقش داشته باشند.

بر اساس یک استاندارد همیشگی می توان گفت یک مرتبه شستشو ممبران RO در 3 تا 4 ماه استفاده از دستگاه کاملا طبیعی و لازم می باشد. علاوه براین، با توجه به اینکه ممکن است مقدار مواد آلاینده در آب زیاد باشد، به همین دلیل در صورت کاهش دبی آب خروجی و افزایش TDS نیز باید برای پاکسازی غشاها اقدام گردد. البته پیشنهاد میشود در صورت مشاهده رسوب گیری ممبران ها در بازه های زمانی کوتاه، نسبت به بهبود فرآیند پیش تصفیه و استفاده از تجهیزات بهتر و قوی تر اقدام شود.

 

نکات مهم در شست و شوی ممبران RO

برای شستشوی بهتر و عدم آسیب رسانی به ممبران ها لازم است چند نکته مهم را مد نظر قرار دهید که عبارتند از:

  • برای افزایش طول عمر ممبران ها بهتر است از مواد شوینده با PH بالا استفاده شود. این مواد خاصیت قلیایی داشته و به همین دلیل منجر به افزایش طول عمر غشا خواهند شد. البته در شرایطی که رسوبات کربنات کلسیم بر روی غشا انباشته شده باشند، لازم است از مواد شیمیایی با PH پایین و خاصیت اسیدی استفاده شود.
  • در سیستم های اسمز معکوس با اندازه و ابعاد کوچک بهتر است با آزمون و خطا در نهایت بهترین شونده را انتخاب نمایید. اما برای اسمز معکوس در سایزهای بزرگ و صنعتی بهتر است از ابزارها و تجزیه و تحلیل نتایج آزمایشات بهترین ماده شوینده انتخاب شود.
  • مدت زمان غوطه ور شدن ممبران ها در محلول شوینده باید بدرستی انتخاب شود، در غیر این صورت احتمال رسوب گذاری مجدد وجود دارد.
  • برای حذف رسوبات معدنی بهتر است از مواد شوینده با PH پایین استفاده شود، مانند اسید سیتریک
  • به منظور حذف توده های بیولوژیکی و باکتری ها و لجن بهتر است از محلول های شوینده با PH بالا و حدود 11.5 استفاده شود.
  • به منظور شست و شوی ممبران RO که اکسیدهای فلزی و رسوبات سولفات کلسیم بر روی آنها انباشته شده اند، از مواد شوینده یا PH بالا و حدود 11.5 استفاده شود

فیلتر کربنی تصفیه آب صنعتی

/0 دیدگاه /در /توسط

فیلتر کربن یکی از تجهیزات مهم در صنعت تصفیه آب بشمار می آید. این نوع فیلتر را می توان یکی از زیر مجموعه‌ها یا هم خانواده فیلتر شنی دانست. علت این  امر تشابه سیستم ساختاری آنها می باشد. به طور کلی می توان گفت بدنه و سیستم لوله کشی و زهکشی هر دو سیستم یکسان است و تنها اختلاف این دو فیلتر در موادی است که بر روی بستر داخل مخزن استفاده می گردد.

 

فیلتر کربن چیست؟

فیلتر کربن یا فیلترهای کربن فعال، عضوی از سیستمهای تصفیه آب استاندارد در خانه‌ها، ساختمانها هستند و از آنها برای فیلتر کردن آلاینده‌ها مانند کلر، حلالهای آلی، علف کش ها، آفت کش ها و رادون آب استفاده می شود. بسیاری از مردم معتقدند که این فیلترها آب را سالم تر و طبیعی تر می کند.

کربن فعال در تأسیسات تصفیه آب برای کمک به بهبود کیفیت آب استفاده می شود. بسیاری از دستگاه‌های تصفیه آب خانگی نیز از کربن فعال استفاده می کنند، به ویژه برای کمک به کاهش بو، رنگ و طعم آب.

کربن فعال را می توان از بسیاری از مواد معمول که دارای کربن زیاد هستند تهیه کرد. ابتدا ذغال سنگ در غیاب اکسیژن گرم می شود. سپس ممکن است در معرض سایر مواد شیمیایی مانند آرگون و نیتروژن قرار گیرد و در حضور بخار و اکسیژن دوباره گرم شود.

دومین فرآیند گرمایش یک ساختار منفذی ایجاد می کند که با افزایش سطح کربن، کربن را “فعال” می کند. یک مزیت بزرگ زیست محیطی و اقتصادی کربن فعال این است که پس از یک عملیات حرارتی برای حذف ترکیبات جذب شده قابل بازیافت است. به این فرآیند فعال سازی مجدد می گویند.

زغال سنگ در بالاترین درجه حرارت از طریق یک فرآیند تجاری “فعال” می شود. به محض افزایش دما، ساختار هسته تغییر کرده و اندازه منافذ آن متراکم می شود، در حالی که کربن متخلخل تری نسبت به حالت معمولی ایجاد می کند. بافت متخلخل زغال دارای بار الکتریکی منفی است که مولکولهای با بار مثبت مانند سموم و گازها را جذب می کند. این امر به دام انداختن سموم و مواد شیمیایی کمک می کند.

فعال شدن زغال سنگ باعث ایجاد یک سطح فیلتراسیون عالی می شود و به آن اجازه می دهد تا ظرفیت بالایی برای جذب ناخالصیهای آب داشته باشد. جذب فرآیندی است که طی آن ماده به سطح یک ماده جاذب می چسبد. به واسطه این جذب، کربن فعال دارای ظرفیت نگهداری بالایی است.

 

فیلتر کربن یک نوع فیلتر است که از جنس کربن فعال ساخته شده و برای حذف مواد آلی، بو، طعم و رنگ اضافی از آب، هوا و محلول‌های دیگر استفاده می‌شود

 

 

فیلتر کربنی در تصفیه آب صنعتی چیست؟

قبل از پاسخ به این سوال پاسخ دهیم که فیلتر کربنی در تصفیه آب صنعتی چیست، اجازه دهید اشاره کنیم که فیلتر کربنی توسط روش جذب سطحی، عمل تصفیه آب را به انجام می‌رساند. کربن فعال با فرایندی که باعث می‌شود دانه‌های آن دچار منافذ و جذب سطحی زیادی شوند، به وجود می‌آید که این فرایند باعث می‌شود کلر و مواد آلی (TOC) جذب سطح کربن فعال شوند.

این منافذ بسیار ریز هستند. درواقع هرچه این منافذ ریزتر باشند، قدرت جذب سطحی آن‌ها بالاتر است. هر گرم کربن فعال، سطحی حدود ۵۰۰ متر مربع برای جذب دارد. از میان شرایط عملیاتی دبی جریان آب، فشار جریان آب و زمان تماس آب با کربن عواملی هستند که روی عملکرد جذب سطحی کربن فعال تاثیر دارند.

کاربرد فیلتر کربن در تصفیه آب فاضلاب

واحد کربن فعال با اهداف مختلفی ممکن است در سیستم‌های تصفیه آب صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. ولی اگر هدف استفاده از این سیستم را پیش تصفیه واحد اسمز معکوس (RO) در نظر بگیریم، می‌توان گفت فیلتر کربن با ۲ هدف مهم در پیش تصفیه RO قرار می‌گیرد.

 

۱. کاربرد فیلتر کربن در پیش تصفیه RO با هدف کاهش بایوفولینگ

یکی از مشکلاتی که گریبان‌گیر سیستم‌‌های RO صنعتی است فولینگ بیولوژیکی یا بایوفولینگ است. دلیل این پدیده وجود میکروارگانسیم‌های زنده در سیستم است که اگر غذای مورد نیازشان به آنها برسد رشد می‌کنند و کل سیستم RO را با مشکل مواجه می‌کنند. در چنین حالتی یکی از موثرترین راهکارها برای کاهش اثر بایوفولینگ جلوگیری از رسیدن غذا به این باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها است. کاهش پارامتر TOC که با استفاده از فیلتر کربن انجام می‌شود دقیقا یعنی از رسیدن غذا با باکتری‌ها جلوگیری شده است. پس می‌توان گفت یکی از کاربرد‌های فیلتر کربن در پیش تصفیه آب صنعتی کاهش فولینگ بیولوژیکی از طریق کاهش پارامتر TOC است.

۲. کاربرد فیلتر کربن در پیش تصفیه آب صنعتی RO با هدف حذف کلر آزاد

تزریق کلر به آب خام یکی از روش‌های گند زدایی و کنترل بایوفولینگ در سیستم‌های تصفیه آب صنعتی است. ولی اگر در انتهای فرایند تصفیه اسمز معکوس دارید، حتما باید توجه داشته باشید که کلر آزاد در آب ورودی به RO  منجر به تخیریب سریع ممبران‌های شما خواهد شد. پس لازم است قبل از ورود خوراک به RO کلر آزاد را خنثی کنید. این کار توسط فیلتر کربن به طور موثر انجام پذیر است.

۳. کاربرد فیلتر کربن در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی

فاضلاب صنعتی حاوی بسیاری از ترکیبات آلی، مواد شیمیایی مضر، بو و ناخالصی‌های دیگر است که نیاز به فیلتراسیون موثر دارند. تصفیه‌خانه‌های آب در هند از فیلترهای زغال (کربن) فعال برای حذف آلاینده‌ها از فاضلاب صنعتی استفاده می‌کنند. ساختار متخلخل به از بین بردن مواد شیمیایی آلی معدنی و مصنوعی کمک می‌کند. با استفاده از روش فعال‌سازی حرارتی و شیمیایی می‌توان ظرفیت جذب کربن را افزایش داد.

 

کاربرد فیلتر کربن اکتیو

تصفیه آب شامل حذف آلاینده‌های مضر از آب است. فیلتراسیون از نظر فیزیکی آلاینده‌ها را مسدود یا از نظر شیمیایی حذف می کند. استفاده از کربن اکتیو یک روش تصفیه متفاوت از اسمز معکوس است، که آب را از طریق غشای نیمه نفوذپذیر و تقطیر، که آب را بخار می کند تا از آلودگی ها جدا شود، تصفیه می کند.

فیلترهای کربنی در حذف انواع مواد شیمیایی مضر، شامل کلر، بنزن، رادون، ترکیبات حلال تری هالومتان، مواد شیمیایی آلی فرار مانند آفت کش ها و علف کش ها طعم و بوی بد آب و صدها ماده مصنوعی دیگر است که می توانند در جریان جریان آب در سیستم لوله کشی وجود داشته باشند، بسیار مفید هستند.

همانطور که در بالا عنوان شد عمده کاربرد فیلتر کربنی حذف مواد آلی آب خام ورودی سیستم می باشد. فیلتر کرین توانایی حذف طعم، رنگ و بوی نامطبوع آب را دارا می باشند. به لحاظ تخصصی فیلتر کربن BOD و COD آب را کاهش داده و به سبب آن کدورت و ناخالصی آب حذف شده و اصطلاحا آب تصفیه می شود. هم چنین کاربرد دیگری که برای این فیلتر کربن مطرح می باشد، حذف مولکولهای کلر آزاد از آب می باشد که در استخر ها که به آب کلر اضافه می گردد بسیار کاربردی و حائز اهمیت می باشد.

فیلترها اغلب توسط افرادی که مراقب سلامتی هستند و می خواهند از ذرات دانه دار یا بوها و طعمهای ناخوشایند از آب جلوگیری کنند، استفاده می شود. باید بدانید که فیلترهای کربن فعال باکتری ها، ویروس ها یا قارچ ها یا اسپورهای قارچی را از آب حذف نمی کند.

انواع فیلتر کربنی در تصفیه آب صنعتی

فیلتر کربنی بسته به نوع کربن و اندازه ذرات به سه گروه تقسیم می‌شود:

  1. فیلتر کربنی دانه‌ای یا گرانول (Granular Activated Carbon): این فیلتر به فیلتر کربن شنی نیز معروف است و تصفیه آب را با دانه‌های از جنس کربن بسیار کوچک و تقریبا به اندازه شن انجام می‌دهد. مزیت این فیلتر مقاومت کم در برابر عبور جریان آب و عبور سریع‌تر آب از داخل فیلتر است. ولی عیب آن احتمال ایجاد Channeling است ،یعنی امکان ایجاد یک مسیر آزاد در فیلتر وجود دارد که در این مسیر، آب بدون مقاومت و تماس مناسب با کربن عبور کند.
  2. فیلتر کربنی پودری (Powdered Active Carbon): این فیلتر بیشترین سطح تماس با قطرات آب را دارد و امکان جذب مواد آلی و رفع بو و طعم و رنگ اضافی در آن از بقیه نمونه‌ها بیشتر است.
  3. فیلتر کربنی بلاک (Active Carbon Filter Block): این فیلترها به دلیل اندازه و ابعاد بزرگ‌تر کربن قدرت جذب کمتری دارند اما فرایند تصفیه را بهتر از دو نوع قبل انجام می‌دهد. محدودیت این مدل این است که در برابر جریان آب مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهد. پس می توان گفت افت فشار بیشتری نیز در ستون فیلتر کربنی از این نوع اتفاق می‌افتد.

 

مزایای تصفیه آب صنعتی با carbon filter

  • راندمان جذب آلاینده‌ها تا ۹۰ درصد
  • فرآیند فیلتراسیون آسان
  • هزینه تعمیر و نگهداری پایین
  • به طور موثر کلر، مواد آلی، طعم بد و بوی بد آب را از بین می‌برد
  • مقرون به صرفه به دلیل هزینه نصب پایین
  • هزینه‌های عملیاتی تنها محدود به تعویض فیلتر
  • موثرترین راه جهت حذف مولکول‌های آلی بزرگ
  • قابل استفاده در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب

 

معایب فیلتر کربن فعال شده

  • الزام به احیای فیلتر در بازه‌های زمانی معین
  • احتمال رشد میکروب در بستر فیلتر

 

احیای کربن فعال چگونه انجام می شود؟

عبور ذرات معلق و جذب مواد آلی توسط فیلتر کربن فعال به مرور باعث می شود تا نوعی لایه ژله ای بر روی آن ایجاد شود که به شدت عملکرد فیلتر را کاهش می دهد. به همین خاطر لازم است فیلتر با روش های مختلف از قبیل شستشوی معکوس با بک واش تمیز و احیا شود. زمان بک واش فیلتر کربنی به مشخصات آب ورودی مانند کدورت و املاح معلق و مواد آلی موجود در آب وابسته می باشد. همچنین نحوه بهره برداری از دستگاه و فشار ورودی در تغییر زمان بک واش دستگاه موثر می باشد.

انواع روش احیا کربن فعال

  • احیای کربن فعال با حرارت دهی
  • احیا کربن فعال با تبخیر کربن اکتیو
  • احیای کربن فعال به روش شیمیایی
  • احیای کربن فعال با الکترولیز
  • احیا با کاتالیست اکسید منگنز
  • احیای بیولوژیکی کربن فعال

 

عوامل تاثیر گذار بر قیمت فیلتر کربنی تصفیه آب

به طور کلی چند فاکتور مهم در تعیین قیمت این دستگاه وجود دارد که خریدار می بایست به آن توجه فرماید:

  • جنس بدنه فیلتر که میتواند فایبرگلاس، کربن استیل با پوشش اپوکسی و یا استنلس استیل باشد.
  • سایز فیلتر کربنی متناسب با دبی آب مصرفی
  • برند تولید کننده تجهیزات دستگاه مانند کربن اکتیو، مخزن، شیرها و انصالات
  • خلوص کربن اکتیو مصرفی با توجه به نوع و مورد استفاده از فیلتر کربن
  • نوع کربن استفاده شده
  • ابعاد کربن استفاده شده
  • دارا بودن قابلیت احیا
  • اتوماتیک و یا دستی بودن سیستم لوله کشی