نوشته‌ها

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

«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.