نوشته‌ها

واحد های مختلف اندازه گیری یون های آب

/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.

 

واحد های مختلف اندازه گیری یون های آب

واحد های اندازه گیری یون های آب شامل موارد زیر می باشد:

 

  • هدایت الکتریکی (EC)

هدایت الکتریکی یا EC یکی از پارامترهای تعیین کیفیت آب است و نشان‌ دهنده توانایی آب در انتقال جریان الکتریکی و میزان املاح هادی موجود در آب است. نمک و سایر مواد محلول در آب  به یون های مثبت و منفی تبدیل شده که این یون ها باعث هدایت الکتریکی می شوند. هدایت نشان دهنده کیفیت آب و میزان املاح محلول است.

EC آب یا هدایت الکتریکی معیاری از توانایی آب برای هدایت جریان الکتریکی در داخل آب می‌باشد این ویژگی با تمام غلظت عناصر یونیزه شده ی آب و مقدار دماییکه هنگام اندازه‌گیری انجام می‌شودربط دارند. EC آب را با دستگاهی به نام EC متر  و بر اساس میزان میکرو موسدر سانتیمتر اندازه می گیرند. با اندازه‌گیری EC آب می‌توانید به کیفیت آب و طبقه بندی آن پی برد.

EC آب رابطه مستقیمی با مقدار TDS آب دارد که مقدار آن را می توان کمتر از ۱۵۰۰میکرو زمینس بر سانتیمتر در نظر گرفت. البته این مقدار متغیر بوده و به سایر پارامتر های آب هم بستگی دارد. . EC معادل electrical conductivity  به معنای هدایت الکتریکی می باشد. براي اندازه گيري TDS آب مقدار EC آن را مي توان اندازه گرفت و از طريق فرمول TDS را بدست آورد.

 

 

هدایت الکتریکی یا EC یکی از پارامترهای تعیین کیفیت آب است و نشان‌ دهنده توانایی آب در انتقال جریان الکتریکی و میزان املاح هادی موجود در آب است.

 

 

عوامل موثر بر EC

-درجه حرارت با افزایش درجه حرارت هدایت نیز افزایش می یابد طوری که با افزایش یک درجه حرارت هدایت الکتریکی دو درجه افزایش می یابد. هدایت آب را بطور استاندارد در 25 درجه سانتیگراد اندازه گیری می کنند

-گازها محلول در آب نظیر CO2 و NH3 باعث بالا رفتن هدایت می شود

-یون های H+ و – OH که باعث افزایش هدایت می شوند. بنابر این برای اندازه گیری هدایت باید محلول تقریبا خنثی باشد، بطور مثال برای اندازه گیری هدایت در حضور آمونیاک نمونه را باید با اسید گالیک خنثی کرد.

 

محاسبه هدایت الکتریکی

یکی از راه­‌های ساده تعیین غلظت املاح محلول در آب، اندازه‌گیری هدایت الکتریکی است. آب مقطر یا آب خالص تقریباً هادی جریان الکتریسیته نیست ولی اگر در آب نمک‌های ‌محلول ‌وجود ‌داشته ‌باشد، آب را هادی جریان ‌الکتریسیته می‌کند. ‌هر چه مقدار املاح حل شده در آب بیشتر باشد قابلیت هدایت الکتریکی نیز افزایش می‌یابد. به عبارت دیگر مقاومت الکتریکی آن کاهش می‌یابد. با توجه به ‌نقش درجه ‌حرارت در میزان هدایت الکتریکی آب، اندازه‌گیری‌ها نسبت به درجه حرارت استاندارد که همان ۲۵ درجه ‌سانتیگراد است بایستی اصلاح گردد. ‌هدایت ‌الکتریکی به ازای افزایش هر درجه سانتیگراد تقریباً ۲ درصد افزایش می ‌یابد که می ‌توان آن را بصورت زیر نشان داد:

EC25 =ECt-0.02 (t-25) ECt

 

چگونه EC آب را کاهش دهیم؟

کاهش EC به شیوه های مختلفی امکان پذیر است :

* اسمز معکوس یا دستگاه آب شیرین کن  صنعتی :

در این دستگاه ها با استفاده از غشای نیمه تراوا، املاح و یون های موجود در آب جداسازی شده و هدایت الکتریکی تا حد مطلوبی کاهش پیدا می کند.

*تبخیر نیز از دیگر روش های موثر در این زمینه است که اجرای آن در سطح صنعتی مقرون به صرفه نیست.

 

 

  • TDS متر

کل مواد جامد محلول یا همان  Total dissolved solids که به اختصار (TDS) نیز گفته می شود و در واقع TDS مقدار شفافیت آب را مشخص می کند. مواد جامد محلول در آب ممکن است مواد آلی یا غیر آلی (مواد معدنی) باشند.

به هر ترکیب شیمیایی جامد، مایع و گاز که مواد تشکیل دهنده آن ها شامل کربن باشد مواد آلی می گویند ولی این تعریف خیلی جامع نمی باشد چون الماس دارای کربن می باشد ولی جزء مواد معدنی محسوب میگردد، بیشتر مواد آلی به صورت محلول در آب می باشند.
مواد معدنی شامل فلزات می باشند مانند روی، آهن، منگنز، مس، روی، کرم و… می باشد.

هر چقدر TDS آب بیشتر باشد سبب می گردد که آب بو ،طعم و رنگ نامطلوب تری به خود بگیرد.

واحد سنجشTDS  میلی گرم در لیتر یا PPM می باشد. مقدار مطلوب آن برای آب شرب 80ppm تا  200PPM می باشد. در حال حاظر TDS آب تهران بین 300ppm تا 750ppm میباشد و  TDS آب اطراف تهران 900ppm می باشد.

دانستن این نکته هم مهم است که TDS بالای 500ppm مطابق با نظر اکثر پزشکان فعال در زمینه کیفیت آب اشامیدنی باعث بروز بیماری های زیادی می شود .

وجود ذرات معلق جامد بالا در آب باعث ایجاد رسوب در لوله های آب و کتری میگردد که این نشانه ای مبنی بر بی کیفیت بودن آب آشامیدنی دارد.

 

کل مواد جامد محلول یا همان  Total dissolved solids که به اختصار (TDS) نیز گفته می شود و در واقع TDS مقدار شفافیت آب را مشخص می کند. مواد جامد محلول در آب ممکن است مواد آلی یا غیر آلی (مواد معدنی) باشند.

 

 

انواع تی دی اس متر:

1-دستگاه تی دی اس متر آنلاین که در جای ثابت مثل روی تابلو دستگاه R.O نصب می‌گردد.

2-دستگاه تی دی اس متر دستی که قابل‌حمل توسط نفر بوده به زبان دیگر پرتابل است و برای کارهای صحرایی (همراه کارشناس) استفاده می‌گردد.

3-دستگاه تی دی اس متر آزمایشگاهی که از دقت بیشتری برخوردار بوده و در آزمایشگاه استفاده می‌شود. به نسبت دستگاه‌های فوق حساس‌تر است و نگهداری بهتری می‌طلبد.

واحد اندازه گیری TDS

یک TDS متر، معمولا TDS را به صورت میلی گرم بر لیتر (mg/l) ویا قسمت در میلیون (ppm) ارائه می دهد. به عنوان مثال TDS=1 PPM نشان می دهد که در هر لیتر از آب، یک میلی گرم مواد جامد محلول وجود دارد.

 

روش­‌های کاهش tds آب آشامیدنی

در حالت کلی سه روش برای کاهش میزان تی دی اس آب وجود دارد:

روش اسمز معکوس یکی از تکنولوژی‌­های اخیر است که نسبت به دو روش قبلی عملکرد بهتر و بهینه­‌تری دارد. در روش اسمز معکوس ناخالصی‌­های آب شامل انواع گازهای شیمیایی، رادیواکتیوی، جیوه، سرب، نیتریت، نیترات، آرسینک و دیگر جامدات آب گرفته می‌­شود. تمام دستگاه­‌های تصفیه آب آکواجوی مجهز به تکنولوژی اسمز معکوس هستند. همچنین دستگاه های تصفیه آب آکواجوی از مواد بهداشتی و غذایی تولید می­‌شوند و تأییدیه‌­های جهانی NSF، WQA و سازمان غذا و دارو را دارا هستند.

 

 

  • سختی آب

سختی سنج آب چیست؟

 

کاهش سختی آب یکی از مهم ترین دلایلی است که بسیاری از افراد تصمیم به خرید انواع دستگاه های تصفیه آب می گیرند. سختی بالای آب می تواند مشکلات زیادی را در سیستم های لوله کشی، دیگ های بخار و… ایجاد کند. این موضوع باعث گستردگی استفاده از دستگاه های تصفیه آب صنعتی و دستگاه های تصفیه آب نیمه صنعتی در صنایع شده است. اما چطور می توان متوجه سختی بالای آب شد؟

معمولا سختی بالای آب را می توان با بروز مشکلاتی مثل ایجاد رسوب در سیستم متوجه شد، با این حال اندازه گیری دقیق سختی آب برای انتخاب سیستم فیلتراسیون مناسب اهمیت زیادی دارد. برای اندازه گیری سختی آب در سیستم های مختلف، می توان از سختی سنج آب استفاده کرد. این ابزارها توانایی اندازه گیری سختی آب را با دقت بالایی دارند.

در ساختار دستگاه های تصفیه آب صنعتی  از فیلترهای ممبران استفاده می شود که توانایی متفاوتی برای از بین بردن سختی آب دارند. در واقع نوع ممبران در سیستم، بر اساس میزان سختی آب می تواند متفاوت باشد. این موضوع باعث شده تا اندازه گیری دقیق سختی آب، برای انتخاب نوع سیستم مناسب اهمیت زیادی داشته باشد. به عنوان مثال در مواردی که سختی آب بسیار بالاست باید از دستگاه های تصفیه آب صنعتی استفاده کرد.

 

چرا سختی را اندازه گیری کنیم؟

به طور کلی، آب سخت رسوبات جامدی را تشکیل می دهد که عمدتاً از نمک های کلسیم و منیزیم تشکیل شده است و می تواند به تجهیزات آسیب برساند، در حالی که آب نرم ممکن است خورنده باشد و بنابراین، اندازه گیری و دانستن سطوح سختی در آب فرآیند شما برای حفظ تعادل ظریف بین جرم گیری و خورندگی بسیار مهم است.

در حالی که برخی از سختی ها ممکن است در برخی کاربردهای کیفیت آب قابل قبول باشد، برخی دیگر برای جلوگیری از پوسته پوسته شدن و آسیب به تجهیزات به سختی صفر نیاز دارند. بنابراین، نرم شدن آب با تبادل یونی اغلب برای حذف سختی در دستگاه تصفیه آب ضروری است. برای بهینه سازی این فرآیندها، گاهی اوقات مهم است که سطوح کلسیم و منیزیم را به همراه سختی کل به طور جداگانه بررسی کنید.

 

  • پی اچ (PH)

PH آب آشامیدنی یکی از مهم ترین و اصلی ترین فاکتورها در سنجش میزان استاندارد بودن آن می باشد که تاثیر مستقیم بر سلامت بدن دارد. این فاکتور در واقع قدرت اسیدی و قلیایی بودن آب را مورد بررسی قرار داده و روش های مختلف تصفیه آب بر کاهش یا افزایش آن تاثیر بالایی دارند.

 

PH یا پتانسیل یون هیدروژن در آب می باشد که برای اولین بار توسط سون سورنس در سال 1909 معرفی شد. در واقع PH میزان ذرات با بارالکتریکی را در یک ماده اندازه گیری می کند. میزان پتانسیل یون هیدروژن در آب یا Potential of Hydrogen Ion در بازه صفر تا 14 متغیر بوده و هر یک از این اعداد نشان دهنده قلیایی یا اسیدی بودن محیط آن می باشد. به طوریکه اسیدی بودن آب به معنای قرار گرفتن مقدار PH در بازه صفر تا 7 بوده و در مقابل، قلیایی بودن آن یعنی مقدار PH در بازه 7 تا 14 قرار دارد.

 

واحد های مختلف اندازه گیری یون های آب

 

 

 

استاندارد PH آب آشامیدنی

با توجه به تاثیرات مثبت و منفی که آب بر سلامت بدن دارد، استانداردهایی برای مقدار PH در آب شهری و آشامیدنی در فرآیندهای تصفیه آب تعیین شده است. این استانداردها به شرح زیر می باشد:

آب مورد استفاده و سالم برای بدن به صورت استاندارد باید در بازه 6 تا 8 قرار داشته باشد. لازم به ذکر است که PH کمتر از 7 خاصیت اسیدی را نشان داده و از 7 بالاتر نشان دهنده قلیایی بودن آب می باشد. بازه 7 آب در حالت خنثی قرار داشته و نه اسیدی بوده و نه قلیایی!

 

در ادامه به بررسی متغیرهای تاثیرگذار در PH آب آشامیدنی می پردازیم. متغیرهای تاثیرگذار بر PH آب آشامیدنی، می توانند عوامل طبیعی و یا ناشی از فعالیت های انسانی باشند. در زیر برخی از مهم ترین این عوامل را با هم بررسی می کنیم.

1- ترکیب خاک و سنگ بستر

یکی از متداول ترین متغیرهای که بر سطح PH آب آشامیدنی تاثیر می گذارد، ترکیب سنگ بستر و خاک است که آب از طریق آن هم در بستر و هم در آب های زیر زمینی حرکت می کند. آب موجود در نواحی دارای یخبندان معمولا اسیدی تر (دارای PH کمتر) نسبت به مناطق دارای سنگ آهکی است.

 

2- رشد گیاه و مواد آلی

از دیگر عوامل موثر بر سطح PH آب آشامیدنی، رشد گیاه و مواد آلی در بدنه آبی می باشد. با تجزیه مواد آلی، دی اکسید کربن آزاد می شود. دی اکسید کربن پس از ترکیب با آب تشکیل اسید کربنیک می دهد. اگر چه اسید کربنیک ضعیف است، اما مقادیر زیاد آن می تواند باعث تغییر PH آب آشامیدنی شود.

3- بارش های اسیدی

هر شکلی از بارندگی با سطح PH کمتر از 5 به عنوان باران اسیدی شناخته می شود. این بارش ها ناشی از واکنش آب با اکسیدهای نیتروژن، گوگرد و سایر ترکیبات اسیدی است، که باعث PH کمی اسیدی آب می شوند. این گازها معمولا از استخراج معدن، عملیات ذوب یا احتراق سوخت فسیلی ناشی می شود. سطح CO2 بیش از حد بالا می تواند باعث کاهش PH آب باران شود.

 

4- آلودگی منبع نقطه ای

این نوع آلودگی بسته به مواد شیمیایی دخیل می تواند PH آب را افزایش یا کاهش دهد. این مواد شیمیایی از تخلیه فاضلاب، رواناب کشاورزی یا صنعتی می آیند. عملیات معدن کاوی معمولا زغال سنگ نیز می تواند باعث ایجاد رواناب های اسیدی شده و در صورت ضعیف بودن بافر خاک اطراف آن، باعث نشت اسید به آب زیر زمینی شود.

5- آلودگی هوا

گرد و غبار و آلاینده های کوچک موجود در هوا می توانند سطح PH را مانند سنگ ها و خاک ها تغییر دهند. ذرات ریز ممکن است حاوی ترکیبات شیمیایی یا آلی باشند، که وقتی در آب حل می شوند می توانند به اسیدهای ملایم یا ترکیباتی با خواص قلیایی تبدیل شوند.

 

مضرات بالا بودن PH آب شهری بر سلامت

همان طور که اشاره شد بالا بودن مقدار ph آب شهری و آشامیدنی از بازه 7 به معنای قلیایی بودن آن می باشد که بر اساس استانداردها تا عدد 8 برای مصرف قابل قبول خواهد بود. در مطلب تاثیر تصفیه آب بر میزان ph اشاره کرده ایم که استفاده از کلر برای گند زدایی می تواند این فاکتور را تغییر دهد. آب هایی که خاصیت قلیایی بالاتری دارند، برای بدن مضرات متعددی را به همراه خواهند داشت که از جمله آنها می توان به سرگیجه و همچنین افت نیروی ماهیچه ها اشاره نمود. علاوه براین، لازم است به این مسئله توجه داشته باشید که آب با خاصیت قلیایی بالا به مرور منجر به کاهش کلسیم در خون و رشد بیماری های مختلف از قبیل هیپوکلسمی گردد.

فواید بالا بودن ph آب

در حالت کلی می توان گفت ترجیح بر این است که خاصیت قلیایی بودن آب بالا باشد تا اسیدی بودن آن! حتی در بسیاری از مواقع تلاش میشود تا افراد به دلایل مختلف آب های قلیایی مصرف کنند تا نتایج مثبتی از قبیل موارد زیر را دریافت کنند. به عبارت دیگر، مصرف آب های قلیایی برخی مزایا را به همراه دارد که عبارتند از:

  • شادابی و سلامت پوست و جلوگیری از ایجاد چروک و پیری آن
  • جلوگیری از بروز بیماری های پوستی به دلیل هیدراته شدن پوست
  • جلوگیری از بروز بیماری هایی از قبیل سرطان پوست، سینه و پروستات و مری
  • کمک به کاهش وزن
  • کاهش اسید معده و جلوگیری از سوزش آن

 

راه های اندازه گیری ph آب

با توجه به اهمیت بالای مقدار ph آب از روش های مختلفی می توان برای اندازه گیری آن استفاده نمود که رایج ترین آنها عبارتند از:

  • استفاده از ph سنج الکتریکی که در مدل های پرتابل و قابل نصب در محیط های صنعتی و همچنین خانگی و غیره مورد استفاده قرار میگیرد.
  • افزودن اندیکاتور اسید یا باز به آب و بررسی رنگ محیط: به عنوان مثال، با استفاده از اندیکارتور کروزول قرمز اگر رنگ محلول زرد باشد نشان دهنده ph پایین تر 7 بوده و برای محیط های قلیایی با ph بالاتر از 8 رنگ آن قرمز خواهد بود.

 

تاثیر اسمز معکوس بر ph آب آشامیدنی

اسمز معکوس یکی از شیوه های بسیار کاربردی در تصفیه و شیرین سازی آب می باشد که از رفتار طبیعت الهام گرفته شده و عکس عمل اسمز در درختان و کلیه انسان عمل می کند.در این دستگاه با کمک نیروی خارجی تلاش میشود تا یون ها به کمک فیلترهای مخصوص الکترولیز شده و یون های مثبت و منفی از هم جدا می گردند. در نهایت می توان با جذب یون های مثبت به کمک غشای مخصوص خاصیت قلیایی بودن آب را افزایش داد.

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.

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.

 

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.

فیلتر شنی

/1 دیدگاه/در , /توسط

یکی از ساده ترین و ابتدایی ترین روش ها برای تصفیه آب استفاده از فیلتر شنی می باشد. صافی شنی یا همان فیلتر، دستگاهی است که بوسیله آن املاح اضافی، ذرات جامد و گل و لای از آب گرفته می شود. Sand filter روش بسیار ساده ای برای زلال سازی آب می باشد. همانطور که می دانید آب بسیار الی است که همین امر موجب می گردد در مسیر حرکت خود انواع املاح معدنی را در خود حل کند که همین مسئله موجب افزایش کدورت در آب می گردد. در سیستم های تصفیه پیشرفته مانند RO نیز از فیلترِ شنی یا صافی شنی به عنوان اولین مرحله در تصفیه آب استفاده می شود. از جمله مزایای این فیلتر به عنوان یک سیستم ساده تصفیه آب می توان به موارد زیر اشاره کرد.

 

فیلتر شنی چیست؟

فیلتر شنی یا سند فیلتر مخزنی است اغلب عمودی و در ظرفیتهای بالا بصورت افقی با جنس بدنه فلزی و یا فایبرگلاس كه با فیلتراسیون فیزیکی آب کدر از درون سیلیس و بستر شنی باعث حذف ذرات جامد معلق می‌شود. فیلترهای شنی برای تصفیه اولیه آب دارای ناخالصی و کدورت مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روش یک فرآیند تصفیه آب و فاضلاب سازگار با محیط زیست، نسبتاً ساده و ارزان قیمت است. محیط تصفیه شامل چند لایه سیلیس با درجه بندیهای مختلف درون مخزن تحت فشار می‌باشد.

 

فیلتراسیون شنی یکی از فرآیندهای اساسی در علم تصفیه آب می‌باشد که به منظور جداسازی مواد جامد غیر قابل ته نشینی از آب از طریق عبور آن از یک بستر متخلخل شن یا سیلیس صورت می‌پذیرد. در تصفیه آب میتوان فیلتراسیون را با عبور از روزنه‌های در حد متوسط جهت حذف مواد جامد معلق آن در نظر گرفت. این فیلتراسیون سازگاری بسیار بالایی با فرآیندهای طبیعی دارد.

فیلتر شنی با فیلتراسیون فیزیکی آب، کلیه ذرات معلق موجود در آب، رنگ، باکتریها، پلانکتونها و در حالت کلی ذرات جامد معلق بزرگتر از 50 میکرون را جذب می‌نماید

 

یکی از ساده ترین و ابتدایی ترین روش ها برای تصفیه آب استفاده از فیلتر شنی می باشد

 

انواع فیلتر شنی صنعتی

برای اینکه بتوانیم بهتر بفهمیم که فیلتر شنی چیست باید انواع آن را مورد بررسی قرار دهیم. برای این منظور ما انواع فیلتر شنی را از سه لحاظ بررسی می‌کنیم:

۱. انواع فیلتر شنی از نظر نحوه کار

فیلتر شنی آرام (Slow Sand Filter)

فیلتر شنی آرام به دسته‌ای فیلتر گفته می‌شود که به طور معمول در طبیعت وجود دارد و  بدون نیروی فشاری عمل می‌کند. به طور مثال اگر آب از بستر شنی به اندازه یک متر مربع با سرعت آرام و طبیعی حرکت کند آنگاه در طی یک شبانه روز تنها می‌تواند سه متر مکعب آب تصفیه شده را تحویل دهد. این روش برای محیط‌هایی که نیاز به آب تصفیه شده کم است مانند شبکه آب روستایی بسیار مناسب و کم‌هزینه است.

فیلتر شنی تند ثقلی (Rapid Sand Gravity Filter)

فیلتر شنی تند ثقلی مشابه با نوع آرام است ولی تفاوت آن در این است که حجم آب بالای شن و ماسه درون فیلتر باعث ایجاد نیروی فشاری یا هد (Head) روی بستر شنی می‌شود و آب تحت فشار ثقل از درون بستر عبور کرده و تصفیه می‌شود. در این نوع از صافی‌های شنی مساحتی که ماسه و سیلیس پوشیده شده است ۴۰ تا ۱۰۰ متر مربع است در حالی که همین مساحت در فیلتر آرام بین ۳۰۰ تا ۸۰۰ متر مربع است. از طرفی کوچک بودن بستر شن و ماسه باعث می‌شود تا فیلتر به مدت کوتاه‌تری نیاز به شستشو داشته باشد.

فیلتر شنی تند (Rapid Sand Pressure Filter)

صافی شنی تند یکی از پرکاربردترین نوع فیلترهای شنی است که در محیط‌های صنعتی بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این حالت آب تحت فشار پمپ وارد می‌شود و در زمان کوتاه‌تری از بستر شن و نازل‌ها عبور می‌کند تا آب تصفیه‌شده خارج شود. این نوع از فیلتر شنی به عنوان پیش تصفیه در سیستم‌های اسمز معکوس با ظرفیت کوچک و متوسط مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

صافی شنی از نظر نوع جنس و عملکرد عبارت است از: فیلتر شنی رزینی فیلتر شنی گالوانیزه فیلتر شنی عمودی

 

 

۲. انواع فیلتر شنی از نظر جنس

انتخاب جنس بدنه فیلتر شنی بسیار مهم است. در صورت استفاده از جنس بدنه مناسب، طول عمر و کارایی فیلترها افزایش می‌یابد و همچنین احتمال آلودگی آب به مواد شیمیایی وجود نخواهد داشت.

فیلترهای شنی با بدنه فلزی

فیلترهای شنی با بدنه فلزی معمولاً از جنس استیل یا فولاد ضد زنگ ساخته می‌شوند. این نوع فیلترها از نظر مقاومت در برابر خوردگی و فشار به دلیل استفاده از جنس فلزی بسیار قدرتمند هستند. در ضمن این فیلترها به دلیل جنس بدنه سخت و محکم خود می‌توانند تحمل ضربات و ارتعاشات را نیز داشته باشند. همچنین طول عمر این فیلترها بیشتر از دیگر انواع فیلترهای شنی است. فیلترهای شنی با بدنه فلزی در صنایع مختلفی مانند صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی و صنایع غذایی برای تصفیه آب مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فیلترهای شنی با بدنه پلاستیکی

فیلترهای شنی با بدنه پلاستیکی معمولاً از جنس PVC ساخته می‌شوند. این فیلترها به دلیل وزن سبک و همچنین مقاومت در برابر خوردگی مناسب برای استفاده در محیط‌های مرطوب هستند. همچنین قیمت این فیلترها نسبت به فیلترهای شنی با بدنه فلزی کمتر است.

با این حال، فیلترهای شنی با بدنه پلاستیکی در برابر شکستن یا تخریب در برابر ضربه مقاومت به مراتب کمتری دارند و همچنین طول عمر کمتری نسبت به فیلترهای شنی با بدنه فلزی دارند. به علاوه، در صورت عدم استفاده از جنس پلاستیک با کیفیت، احتمال آلودگی آب به مواد شیمیایی مضر نیز وجود دارد.از فیلترهای شنی با بدنه پلاستیکی بیشتر در محیط‌های خانگی و کوچک استفاده می‌شود. همچنین این فیلترها می‌توانند در تصفیه آب‌های زیرزمینی و ایستگاه‌های تصفیه آب مورد استفاده قرار گیرند.

فیلترهای شنی با بدنه FRP

فیلتر شنی با بدنه FRP یا فایبرگلاس تقویت شده جزء محبوبترین جنس‌ها در صنعت تصفیه آب است. بدنه یا محفظه این نوع فیلترها با ترکیبی از پلیمرها و الیاف شیشه تولید می‌شوند. به دلیل وزن سبک، مقاومت در برابر خوردگی و تاثیرات شیمیایی، این نوع فیلترها برای تصفیه آب‌های شهری و صنعتی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فیلترهای شنی با بدنه FRP قابلیت تحمل فشار بالا را دارند و طول عمر آنها نیز بسیار بالاست. همچنین این فیلترها مقاوم در برابر زنگ زدگی و اکسیداسیون هستند. این فیلترها همچنین به دلیل ویژگی‌های سبک و مقاومت در برابر خوردگی در مناطق با هوای مرطوب و نمکی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فیلتر‌‌های شنی با بدنه بتنی

در سیستم‌های تصفیه آب با ظرفیت بالا و یا مواردی که حجم آلایده‌‌های موجود در آب بالا باشد از فیلتر‌های شنی ثقلی استفاده می‌شود که بستر مدیا درون سازه‌های مستطیلی از جنس بتن قرار می‌گیرد. در این فیلتر‌ها سرعت فیلتراسیون نسبت به انوع قبلی کمتر است و برای حجم یکسان به سطح مقطع بزرگتری از فیلتر نیاز است.

 

۳. انواع فیلتر شنی از نظر بستر لایه‌ای

اصل فرایند فیلتراسیون در این سیستم ها توسط بستر لایه‌ای درون سند فیلتر صورت می‌گیرد. پس نوع و جنس بستر لایه‌ای بر عملکرد و کارایی فیلتر تاثیر مستقیم دارد. در ادامه به انواع بستر‌های لایه‌ای می‌پردازیم.

فیلتر شنی تک لایه

در این نوع از یک بستر شن به عنوان محیط فیلتر استفاده می‌کنند. جنس این شن و اندازه ذرات آن توسط طراح فیلتر و با توجه به نوع آلاینده‌های موجود در آب انتخاب می‌شود. یکی از مشکلات این فیلتر‌های تک لایه این است که فقط قادر است ذرات با اندازه تقریبا یکسانی را از جریان آب حذف کند و در مواردی که ذرات ریز و درشت در آب باشد کارایی بسیار پایینی دارد.

فیلتر شنی چند لایه

در این نوع از چند لایه شن به عنوان محیط فیلتر استفاده می‌کنند. جنس این ذرات یکسان ولی اندازه ذرات آن متفاوت است. انتخاب اندازه این ذرات توسط طراح فیلتر و با توجه به نوع آلاینده‌های موجود در آب انتخاب می‌شود. اگرچه نسبت به فیلتر‌های تک لایه کارایی بهتری دارند ولی باز هم در مواقعی که ذرات ریز و درشت با دامنه وسیع در آب وجود داشته باشد کارایی چندان مطلوبی ندارند و سریع دچار گرفتگی و افت فشار می‌شوند که لازم است عملیات بکواش روی آن‌های صورت گیرد.

 

 کاربرد های فیلتر شنی صنعتی

فیلتر شنی موجب کاهش کدورت آب و حذف ذرات معلق در آن می‌شود اما برای این که یک قدم به مفهوم این که فیلتر شنی چیست نزدیک شویم باید کاربردهای آن را که به طور گسترده ای در مصارف صنعتی است، بشناسیم.  در ادامه به طور خلاصه کاربردهای فیلتر شنی صنعتی را نام می‌بریم.

  • تصفیه آب‌های زیرزمینی و سطحی
  • استفاده در پیش‌تصفیه آب سیستم اسمز معکوس
  • تصفیه آب استخر
  • تصفیه آب برگشتی از برج‌های خنک‌کننده
  • تصفیه آب ورودی موتورخانه‌ها
  • تصفیه مصارف آشامیدنی
  • تصفیه نهایی فاضلاب‌های صنعتی و انسانی

 

علت استفاده از فیلتر شنی در تصفیه آب صنعتی

شاید برایتان سوال باشد که علت استفاده از فیلتر شنی چیست. باید بدانید امروزه دستگاه تصفیه به روش اسمز معکوس به طور گسترده در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر آب با آلودگی بالا از دستگاه تصفیه اسمز معکوس عبور کند باعث ایجاد فولینگ یا گرفتگی روی المان‌های اسمز معکوس می‌شود، که یا باید خیلی سریع تمیز شوند و یا این‌ که باعث کاهش عمر ممبران‌ها می‌شود و شاید لازم باشد به طور کلی تعویض شوند. این امری بدیهی است که شستن و یا تعویض فیلترها کاری وقت‌گیر و هزینه‌بر است. فیلتر شنی در بخش پیش تصفیه آب صنعتی قرار می‌گیرد تا با کاهش شاخص‌هایی نظیر کدورت (NTU) و شاخص گل و لای (SDI) باعث تعدیل فولینگ روی ممبران‌های RO شود و عمر و دوام المان‌ها را افزاریش دهد. این یکی از مهمترین نقاط کاربردی است تا نشان دهیم که کار فیلتر شنی چیست.

 

 

طرز کار فیلتر شنی

 

طرز کار فیلتر شنی به این صورت است که آب حاوی ناخالصی را از بستری که دارای دانه‌های شن و سنگ سیلیس می‌باشد عبور می دهیم. در اثر عبور آب از بستر شنی، ذرات معلق آب بین ذرات شن و ماسه گیر کرده و آب تقریبا عاری از مواد معلق و کدورت، خارج می‌شود.

استفاده از فیلتر شنی یکی از بهترین روشهای تصفیه برای کاهش غلظت جامدات معلق در آب میباشند. این فیلترها دارای بستری شامل یک یا چند نوع لایه میباشند. که هر لایه شامل ذراتی از جنس سنگ، گرانیت و یا دانه‌های آنتراسیت هستند. دانه بندی و اندازه این ذرات نیز متفاوت است.

پروسه کار بدین ترتیب است که ابتدا آب کثیف یا تصفیه نشده از طریق لوله ورودی یا Inlet وارد مخزن می‌شود. این ورودی در بالای مخزن قرار دارد. آب توسط فشار ایجاد شده توسط پمپ به پایین حرکت می‌کند.

 

 

یکی از ساده ترین و ابتدایی ترین روش ها برای تصفیه آب استفاده از فیلتر شنی می باشد. صافی شنی یا همان فیلتر، دستگاهی است که بوسیله آن املاح اضافی، ذرات جامد و گل و لای از آب گرفته می شود. Sand filter روش بسیار ساده ای برای زلال سازی آب می باشد.

 

 

 

اصول نگهداری فیلتر شنی

فیلتر شنی یکی از تجهیزات مهم در تصفیه آب می باشد که وظیفه اصلی آن حذف مواد معلق و ذائد بزرگتر از 100 میکرون است. استفاده مکرر از آن بدون توجه به حفظ درستی و سلامتی تجهیزات فلتر، به مرور منجر به کاهش عملکرد دستگاه شده و فرآیند تصفیه به درستی صورت نمی گیرد. به همین خاطر لازم است اصول نگهداری از فیلتر شنی را به کار برده و در افزایش طول عمر و عملکرد صحیح آن تاثیر مثبت ایجاد نمود. علاوه براین، تجمع مواد ذائد در بخش های مختلف دستگاه نیز باعث میشود راندمان آن تا حد زیادی کاهش پیدا کند که برای این منظور لازم است دستگاه شستشو داده شود. روش شستشوی به کار رفته برای این تجهیزات به شستشوی معکوس یا بک واش معروف می باشد که انجام آن نیاز به رعایت چند نکته مهم دارد. ابتدا به معرفی اصول نگهداری فیلتر شنی می پردازیم که عبارتند از:

  • سطح بیرونی فیلتر شنی در اثر برخورد با مواد ذائد، به مرور به محلی برای تجمع گل و لای و آلودگی تبدیل میشود. لذا لازم است هر چند وقت یک مرتبه نسبت به شستشوی بدنه فیلتر شنی اقدام گردد. نکته بسیار مهم برای شستشوی فیلتر شنی این است که به هیچ عنوان از حلال های قوی برای این منظور استفاده نشود و تنها با شوینده های ملایم می توان آلودگی های روی آن را به طور کامل از بین برد.
  • با توجه به مقدار آلاینده های موجود در آب، بهتر است هر هفته دو مرتبه صافی داخل فیلتر تمیز شود. توجه داشته باشید که تعداد دفعات مورد نیاز برای تمیزکردن صافی با توجه به مقدار آلودگی های معلق در آب تعیین میشود.
  • به کیفیت سیلیس های موجود در فیلتر شنی توجه داشته باشید. مواد آلاینده موجود در آب به مرور روی بستر سیلیس قرار گرفته و راندمان دستگاه را کاهش می دهد. با توجه به مقدار مواد آلوده کننده موجود در آب به طور متوسط هر 2 تا 4 سال یک مرتبه باید سیلیس فیلتر شنی تعویض گردد.
  • شستشوی معکوس که روش مناسبی برای تمیز کردن فیلتر می باشد، باید به اندازه انجام شود و از استفاده مکرر آن خودداری گردد. تعداد دفعات نیاز به بک واش، در مرحله اول به کیفیت به کار رفته در طراحی دستگاه بستگی داشته و در مرحله با توجه بعد به نوع آب موجود در استخر یا تصفیه خانه تعیین میگردد. به عنوان مثال، یکی از اصول نگهداری فیلتر شنی استخر استفاده از بک واش هر دو روز یک مرتبه می باشد.
  • صحت و سلامت تجهیزات داخلی فیلتر شنی به طور مرتب بررسی و در صورت نیاز قطعه مورد نظر تعمیر یا تعویض گردد. البته توجه داشته باشید که قبل از تعمیر هر یک از قطعات فیلتر شنی حتما ابتدا فشار دستگاه تخلیه گردد، در غیر این صورت اتفاقات زیان بار بوجود خواهد آمد.
  • افراد متخصص که لازم است اصول نگهداری فیلتر شنی را به کار ببرند، لازم است از مشکلات رایج برای این تجهیزات اطلاع کافی داشته و اقدامات مورد نیاز برای رفع هر یک را به کار برند. نشتی در خطر بک واش، برگشت آشغال و آلودگی از فیلتر به آب، نشتی در مخزن فیلتر و فشار بالای فیلتر از رایج ترین مشکلات موجود در فیلترهای شنی می باشد که رفع آنها تنها توسط افراد متخصص در این زمینه باید صورت گیرد.
  • در صورت ورود سیلیس به آب لازم است نازل های داخل فیلتر به طور کامل بررسی گردند و در صورت نیاز نسبت به تعمیر یا تعویض آنها اقدام شود.
  • در صورت کاهش حجم جریان ورودی به تصفیه خانه، صافی پمپ را بررسی و آن را تمیز کنید.
  • در صورت تغییر دبی آب و نیاز مکرر به بک واش به تعداد زیاد در یک فاصله زمانی به آن، ابتدا سعی کنید تعادل شیمیایی در آب را برقرار سازید. علاوه براین، سیلیس موجود در فیلتر را با مواد شیمیایی مخصوص تمیز کنید.
  • به منظور کاهش فشار فیلتر لازم است سیلیس ها هر چند وقت یک متربه تمیز شده و فرآیند بک واش به درستی و در زمان مناسب صورت گیرد

 

جلوگیری از یخ زدگی فیلتر شنی

از دیگر اصول نگهداری فیلتر شنی، جلوگیری از یخ زدگی آن در آب استخرهای روباز می باشد. از مهم ترین گام ها برای جلوگیری از یخ زدگی فیلتر شنی می توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • پس از شستشوی معکوس دستگاه را خاموش نموده و آن را در حالت Winterizing یا جلوگیری از یخ زدگی قرار دهید.
  • درپوش شیر تخلیه را برداشته و لوله کشی های مدار تصفیه را تخلیه کنید و در نهایت روی فیلتر (بدون الکتروموتور) را با پلاستیک بپوشانید.

 

نحوه بک واش فیلتر شنی

پس از استفاده مکرر از فیلتر شنی و بر اساس اندازه گیری های صورت گرفته از قبیل دبی آب و غیره، لازم است فرآیند بک واش انجام شود. نحوه بک واش فیلتر شنی به شرح زیر می باشد:

  • پمپ را خاموش کنید
  • برای شروع فعالیت دستگاه شیر را آن را به حالت بک واش تغییر دهید.
  • با کمی فاصله از پمپ مجدد آن را روشن کنید و اجازه دهید حدود 3 تا 4 دقیقه عمل بک واش ادامه پیدا کند. بک واش تا زمانی باید ادامه پیدا کند که آب خروجی از آن کاملا شفاف باشد.
  • پمپ را مجدد خاموش کنید
  • برای شستشوی سیلیس موجود در فیلتر لازم است شیر را در حالت 3 قرار دهید و حدود یک تا 2 دقیقه پمپ را روشن کنید تا سطح آن به طور کامل تمیز شود.
  • در نهایت پمپ را خاموش نموده و سیر را در حالت Filter قرار داده و پمپ و هیتر را روشن کنید.

نکته بسیار مهم در شستشوی معکوس فیلتر شنی اینکه، تنها در صورتی باید این کار صورت گیرد که بعضی از فاکتورها از قبیل دبی جریان آب یا عملکرد دستگاه با کاهش مواجه گردد. استفاده مکرر از آن بدون نیاز دستگاه به شستشو به مرور منجر به کاهش عملکرد فیلتر خواهد شد.

برای شروع فعالیت دستگاه شیر را آن را به حالت بک واش تغییر دهید. با کمی فاصله از پمپ مجدد آن را روشن کنید و اجازه دهید حدود 3 تا 4 دقیقه عمل بک واش ادامه پیدا کند. بک واش تا زمانی باید ادامه پیدا کند که آب خروجی از آن کاملا شفاف باشد. پمپ را مجدد خاموش کنید

 

 

 

تعویض فیلتر شنی صنعتی چگونه است؟

دانستن نحوه نگهداری از انواع فیلتر شنی صنعتی به شما کمک می‌کند تا طول عمر آن را افزایش دهید اما می‌توان تقریبا گفت که مدیای درون فیلتر شنی بعد از ۵ تا ۷ سال باید تعویض شود.‌ در ادامه به شرح مراحل تعویض فیلتر شنی صنعتی می‌پردازیم:

  1. ابتدا دستگاه را در حالت بکواش یا شستشوی معکوس قرار دهید و بعد از اتمام آن پمپ را خاموش کنید.
  2. شیر فشاری که در قسمت بالای فیلتر شنی قرار دارد را باز کنید تا فشار از فیلتر شنی آزاد شود. بعد از این کار دریچه تلخیه‌ای که در پایین فیلتر قرار گرفته (Drain) را باز کنید تا آب داخل آن رها شود.
  3. پیچ و مهره‌هایی که به عنوان نگهدارنده فیلتر هستند را باز کنید، به صورت متناوبی این کار را انجام دهید تا فشار به یک طرف ظرف وارد نشود و آسیب نبیند.
  4. قسمت بالای فیلتر را بر دارید و ماسه‌هایی که در داخل فیلتر شنی هستند را تخلیه کنید.
  5. پس از تخلیه مدیا باید اجزای داخلی آن شامل بدنه و نازل‌‌ها چک شوند. اگر شکستگی و یا هر مشکلی دیده شد اول آن را درست کنید و سپس مخزن را پر از آب کرده و شروع به ریختن مدیای جدید کنید. در پایان این مرحله در بالای فیلتر را وصل کنید و قبل از شروع فیلتراسیون یک‌ بار دیگر بکواش را انجام دهید.

 

 

 

اسمزمعکوس چیست و چه کاربردی دارد؟

/2 دیدگاه /در /توسط

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 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.

 

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 چگونه کار می‌کند؟

اسمز معکوس با استفاده از یک پمپ فشار بالا برای بالا بردن فشار سمت محلول نمکی فعالیت می‌کند. این فشار نیرویی را به آب برای عبور از غشای نیمه‌تراوا وارد می‌نماید. آب از این طریق تمام (حدودا 95 تا 99 درصد) نمک‌های حل‌شده را ترک می‌کند. مقدار فشار مورد نیاز بستگی به غلظت آب خوراک دارد. هرچه غلظت آب خوراک بیشتر باشد، فشار بیشتری برای غلبه کردن به فشار اسمزی نیاز است.

آب یونیزه شده، «آب پرمیت» (permeate water) یا محصول نامیده می‌شود. جریان آب که حاوی آلاینده‌های غلیظ است و از طریق غشای اسمز معکوس عبور نمی‌کنند، «جریان ریجکت» (reject stream) یا غلیظ نام‌گذاری شده است.

هنگامی که آب خوراک به غشای اسمز معکوس تحت فشار وارد می‌شود (فشار کافی برای غلبه بر فشار اسمزی)، مولکول‌های آب از غشای نیمه‌تراوا عبور می‌کنند و نمک‌ها و دیگر آلاینده‌ها اجازه‌ی عبور ندارند؛ در همین حال این مواد به جریان ریجکت (جریان غلیظ یا آب‌نمک) تخلیه می‌گردد. همچنین آب ریجکت می‌تواند وارد زهکش یا به آب خوراک اضافه شود. در شرایط خاصی این آب به سیستم اسمز معکوس برگشت داده می‌شود تا در مصرف آب صرفه‌جویی نمایند. آب عبوری از غشاها پرمیت یا محصول نامیده می‌شود و معمولا حدود 95 تا 99 درصد نمک‌های حل‌شده از آن حذف می‌گردند.

 

اسمز معکوس(Reverse Osmosis) یکی از بهترین روش ها برای حذف یونهای 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.

 

تفاوت اسمز طبیعی و اسمز معکوس چیست؟

به فرآیند مهاجرت آب شور به آب با درجه شوری بیشتر در طبیعت اصطلاحا اسمز گفته میشود. این فرآیند در کلیه انسان ها و همچنین جذب آب از خاک توسط ریشه گیاهان مشاهده میشود. انسان برای تصفیه آب از این رفتار طبیعت الهام گرفته و عکس آن را برای حذف نمک، یون ها و املاح و آلاینده های موجود در آب با کمک آب شیرین کن صنعتی به کار می برد. در این روش، از یک غشای نیمه تراوا استفاده شده و آب با غلظت بیشتر که حاوی مواد آلاینده می باشد را با فشار از آن عبور داده میشود. عبور آب با آلاینده های زیاد از غشای نیمه تراوا باعث میشود تا تنها مولکول های آب از غشای عبور کنند و املاح و آلاینده ها در سمت دیگر غشا باقی بمانند. با توجه به اینکه در تصفیه آب به روش اسمز معکوس، آب با غلظت بیشتر به سمت آب با غلظت کمتر حرکت می کند و عکس رفتار طبیعت است، لذا لازم است از پمپ های فشار برای این منظور استفاده گردد.

 

اسمز معکوس کدام آلاینده‌ها را از آب حذف می‌کند؟

اسمز معکوس قادر به حذف 99٪ از نمک‌های محلول (یون‌ها)، ذرات، کلوئیدها، مواد آلی، باکتری‌ها و pyrogens از آب خوراک هستند (اگرچه از یک سیستم اسمز معکوس نباید انتظار حذف 100٪ باکتری و ویروس‌ها را داشت). یک غشای اسمز معکوس، آلاینده‌ها را بر اساس اندازه و بار آن‌ها حذف می‌کند. هر آلاینده با وزن مولکولی بزرگ‌تر از 200 با اجرای مناسب سیستم اسمز معکوس، احتمالا حذف می‌شود (وزن مولکولی یک مولکول آب 18 است). همچنین آلاینده‌ها با بار یونی بزرگ‌تر، قادر به عبور از غشای اسمز معکوس نخواهد بود. به عنوان مثال، یک یون سدیم تک ظرفیتی به خوبی کلسیم دو ظرفیتی توسط غشای اسمز معکوس حذف نمی‌شود. گازهایی مانند کربن‌دی‌اکسید به این دلیل به خوبی قابل حذف نیستند؛ زیرا در محلول به خوبی به یون تبدیل نمی‌شوند و وزن مولکولی بسیار کمی دارند.

چون سیستم اسمز معکوس گازها را حذف نمی‌کند، pH آب پرمیت می‌تواند اندکی کمتر از pH طبیعی باشد که این بستگی به میزان کربن‌دی‌اکسید در آب خوراک هنگام تبدیل کربن‌دی اکسید به کربونیک اسید دارد. اسمز معکوس در تصفیه‌ی آب شور، آب‌های سطحی و زیرزمینی در هر دو عملیات با جریان بزرگ و کوچک بسیار موثر است. صنایع استفاده‌کننده از آب اسمز معکوس شامل دارویی، «آب خوراک دیگ بخار» (boiling feed water)، صنایع غذایی و نوشیدنی هستند.

 

تصفیه آب به روش اسمز معکوس(RO)

تصفیه آب با روش اسمز معکوس(RO)

به طور کلی تصفیه آب با روش اسمز معکوس از طریق افزایش فشار در جریان آب خام ورودی است.

این فرایند برای غلبه بر فشار اسمزی معمول و عبور آن از غشاء نیمه تراوا می باشد.

به این ترتیب آب خام ورودی به دو دسته جریان آب غلیظ با املاح بسیار بالا (Concentrate) و املاح بسیار پائین (Permeate) تقسیم می شود.

تا زمانی که فشار وارد شده به آب خام ورودی ، به قدری باشد که بتواند بر فشار اسمزی معمول غلبه کند،

آب خالص از غشاء نیمه تراوا عبور کرده و مواد محلول در پشت غشاء باقی می ماند و در آخر وارد جریان غلیظ آن می گردد.

این جریان غلیظ را می توان دفع کرد یا مجددا جهت مصرف بعنوان آب خام به سیستم برگرداند.

جریان آب رد شده از سیستم همان آب شیرین است که 95 تا 99 درصد املاح خود را با این روش از دست می دهد.

در فرآیند اسمز معکوس از روش فیلتراسیون متقاطع (Cross Filtration) استفاده می گردد

زیرا استفاده از فیلتراسیون طبیعی باعث گرفتگی غشاء یا عبور مواد جامد از غشاء می شود.

با استفاده از فیلتراسیون متقاطع آب خالص و مواد محلول به طور جدا از یکدیگر در طرفین عبور می کنند.

برای جلوگیری از گرفتگی غشاء می توانید با عبور دادن جریان آب غلیظ از روی غشاء با جریان آشفته (Turbulent Flow) مسئله را حل کنید.

برای خرید سیستم RO و یا همان دستگاه آب شیرین کن با شرکت آوین گستر تماس حاصل نمایید.

نحوه کار سیستم اسمز معکوس چگونه است؟

بهترین روش املاح زدایی در مواردی که TDS آب خام بالاتر از 500 ppm باشد،سیستم اسمز معکوس است.

برخی از کارشناسان ، مرز تشخیص استفاده از آب شیرین کن و سختی گیر را 700PPM اعلام کردند و برخی این عدد را 500PPM بیان می کنند .

البته وقتی که صحبت از تصفیه آب برای تامین آب آشامیدنی است نا خودآگاه سختی گیر از پروسه تصفیه حذف شده و آب شیرین اضافه می شود.

باید توجه داشت که مقدار مواد جامد محلول در آب است که میزان فشار مورد نیاز را تعیین می کند.

یعنی هر چقدر TDS آب خام ورودی بیشتر باشد، میزان فشار مورد نیاز نیز بیشتر خواهد بود تا بتواند بر فشار اسمزی غلبه کند.

برای آنالیز قبل از اینکه آب خام وارد سیستم شود یک سری عملیات مقدماتی به نام پیش تصفیه روی آن صورت می گیرد (فیلتراسیون ، سختی گیری و جذب سطحی).

آبی که از واحد پیش تصفیه خارج می شود وارد محفظه پلی پروپیلن که شامل المان هایی از نخ فشرده در هم پیچیده از جنس می گردد.

این واحد ذرات بزرگتر از 5 میکرون موجود در آب را حذف می نماید تا از ایجاد آسیب به ممبرانها جلوگیری کند.

سپس برای اینکه فشار لازم را تامین کند آب را وارد یک پمپ فشار قوی یا پمپ طبقاتی (High Pressure Pump) می نماید.

در این صورت آب با فشار بالا وارد محفظه هایی از جنس استیل و یاFRP که حاوی ممبرانهایی از جنس پلی آمید و از نوع Spiral Woundاست، می شود .

خروجی این واحد شامل دو جریان غلیظ و جریان رقیق با املاح بسیار پائین می باشد که بدین ترتیب آب بدون املاح مورد نظر تامین می گردد.

کاربرد اسمز معکوس چیست؟

با توجه به کاهش 95% سختی آب با روش اسمز معکوس، از این روش در صنایع مختلف استفاده شده و کاربرد گسترده ای دارد. از جمله مکان هایی که از این روش برای تصفیه آب استفاده می گردد می توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • تصفیه آب های شور و تبدیل کردن آنها به آب شیرین
  • تامین آب برای تسریع در رشد گیاهان، دام و طیور
  • تامین آب کارخانه های داروسازی و لوازم بهداشتی
  • تولید آب مورد نیاز نیروگاه های بخار و سیکل های ترکیبی
  • تامین آب دستگاه های دیالیز بیمارستان
  • تولید آب مورد نیاز دیگ های بخار
  • استفاده از اسمز معکوس در روش های آب شیرین کن

 

 

مزیت های سیستم اسمز معکوس reverse osmosis

به فرآیند جداسازی غشایی ، اسمز معکوس (reverse-osmosis-system) می گویند .

در این فرآیند آب خوراک تحت فشار بر روی سطح غشا جاری می شود.

آب تصفیه شده به داخل غشا رفته و جمع می شود ، در حالی که آب غلیظ شده که حاوی مواد حل شده و حل نشده است، از میان غشا عبور نکرده و تخلیه می شود.

ملزومات کلیدی فرآیند اسمز معکوس (RO) ، ممبرین و آب تحت فشار است.

لوازم دیگر عبارتند از ؛

پیش فیلتر برای حذف ناخالصی های معلق ، و فیلتر کربن برای حذف کلر (زیرا کلر به ممبرین آسیب وارد می کند).

سیستم اسمز معکوس (RO) ، تا 99٪ از کل جامدات محلول را حذف می کند

 

90 تا 99 درصد از ناخالصی های محلول توسط غشاها ( بر حسب نوع ناخالصی و ترکیبات موجود در آب ) حذف کنند.

سیستم های اسمز معکوس(RO) می توانند که نمک ها، میکروارگانیسم ها و بیشتر مواد آلی با وزن مولکولی زیاد را حذف کنند.

ظرفیت سیستم به درجه حرارت آب، کل مواد جامد محلول در آب خوراک، فشار عملیاتی و مقدار بازیابی کل سیستم وابسته است .

مزیت های اسمز معکوس نسبت به فرآیندهای معمولی

 

در مقایسه با فرآیندهای معمولی تصفیه آب ، اسمز معکوس ثابت کرده که در امر جدا کردن نمک ها ، آلاینده های شیمیایی و فلزات سنگین مانند سرب از آب آشامیدنی ، بسیار موثرتر است.

برای آب هایی که کل جامدات محلول در آن ها در حد 200 و یا بیشتر است، سیستم اسمز معکوس ارزان تر از سیستم های تبادل یونی می باشد.

حتی اگر مقدار کل جامدات محلول کمتر از 200 نیز باشد، برای جدا کردن سیلیس و مواد آلی بهتر است که از سیستم اسمز معکوس استفاده شود.

در مقایسه با روش تقطیر، اسمز معکوس انرژی کمتری مصرف می کند و مشکلات مربوط به درجه حرارت بالا و یا رسوب گرفتگی و خوردگی را ندارد.

امروزه سیستم های اسمز معکوس ثابت کرده اند که به طور معناداری مقرون به صرفه ترین و موثرین در امر بهبود کیفیت آب هستند.

بهره برداری و نگهداری آسان

 

سیستم های اسمز معکوس در کارخانه مونتاژ می شوند، مورد آزمایش قرار می گیرند و در حقیقت آماده بهره برداری می باشند.

آن ها ببه عنوان انجام عملکرد موثر طراحی می شوند و بهره برداری و نگهداری از آن ها بسیار آسان است.

در کنار نظارت منظم و شستشوی دوره ای غشاها، بر حسب کیفیت آب و اندازه سیستم و نیز سیستم پیش تصفیه، لازم است که ممبرین ها بطور سالیانه و یا نهایتاً هر سه سال یکبار عوض شوند.

پمپ ها نیز باید به طور منظم نگهداری و تعمیر شوند.

 

فرآیند غشایی در تصفیه آب صنعتی

/0 دیدگاه /در , /توسط
استفاده از فرآیند غشایی در تصفیه آب اینگونه است که با وارد کردن نیرو به یک محلول مایع که آلایندگی زیادی دارد، آب از غشا در تصفیه عبور می‌کند و آلاینده‌ها پیش غشا باقی می‌مانند. همانطور که در بالا اشاره کردیم برای فرآیند غشایی در تصفیه آب از روش‌های شیمیایی، بیوشیمیایی، میکروبی و دیگر موارد استفاده می‌کنند.

تعریف غشا و فرایندهای غشایی

در یک تعریف کلی غشا به عنوان فازی که اجزاء جدا شونده در محلول با سرعت های متفاوت از آن عبور می کنند تعریف می شود. در این فرایند معمولا تغییر فازی صورت نمی گیرد و محصولات نیز در همدیگر قابل امتزاج هستند.  نیروی محرکه لازم در فرآیندهای غشایی می تواند به صورت اختلاف غلظت، فشار، دما و پتانسیل الکتریکی باشد.

ساده ترین نوع غشاها بر اساس اختلاف اندازه ذرات عمل می کنند که از این نظر مشابه فیلتر ها هستند ولی غشاها از لحاظ اندازه منافذ و توزیع اندازه آنها و نیز نحوه جریان، با فیلترها تفاوت دارند. کارایی غشاها با دو پارامتر تعیین می گردند که شامل دبی عبور کرده از غشا و گزینش پذیری غشاها است.

فرایندهای غشایی با داشتن مزایایی چون کاهش مصرف انرژی به دلیل عدم تغییر فاز، حجم کم و عدم نیاز به فضای زیاد، تنوع در شکل و اندازه، افت فشار کم و انتقال جرم زیاد، بالا بودن راندمان جداسازی برای محلول های رقیق، نیاز کم به مواد افزودنی و حلالها، ساده بودن طراحی غشاها و سهولت کاربرد آنها در مقیاسهای صنعتی و همچنین به دلیل اینکه دوستدار محیط زیست هستند، از سایر روش های جداسازی متمایز شده اند.

انواع فرایندهای غشایی 

  • اسمز معکوس  (Reverse Osmosis)

در سیستم اسمز معکوس از ممبران پیچشی (Spiral Wound) جهت تصفیه آب و شیرین سازی آب استفاده می شود.از این سیستم درتصفیه آب خانگی ، تصفیه آب صنعتی و تصفیه آب دریا برای شیرین سازی آب های لب شور و آب دریا استفاده می شود.از این سیستم در تولید آب فوق خالص جهت استفاده در مصارف پزشکی و آزمایشگاهی و صنایع حساس استفاده های متنوعی می شود.همچنین این سیستم ها در فرایندهای تغلیظ نیز کاربرد دارند.

قطر حفرات غشای سیستم تصفیه آب به روش اسمز معکوس در حدود ۰٫۰۰۰۱ میکرون می باشد ، بطوریکه قادر به حذف  باکتری ها ، ویروس ها ، قارچ ها ، ذرات معلق ، و بیش از ۹۹۹ درصد املاح و یون های محلول در آب می باشد.قطر این حفرات به قدری ریز می باشد که تنها مولکول هایی به ابعاد مولکول آب قابلیت عبور از آن را دارند ، به همین دلیل است که آب پس از عبور از آن به طور کامل تصفیه می شود.فشار کاری سیستم اسمز معکوس در حدود ۲۰۰-۱۲۰۰ PSI می باشد.

 

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.

 

نانو فیلتراسیون NF به روشی برای تصفیه آب گفته میشود که جریان آب با فشار الکتریکی از غشای نیم تراوا و بارور با حفره هایی به اندازه 0.001 میکرون عبور می کند. با عبور جریان آب تمام ذرات بیشتر از یک نانو از آب جدا خواهند شد و مابقی یون های مفید برای بدن انسان از آن عبور خواهند کرد. یکی از ویژگی های مثبت این شیوه تصفیه آب، حذف مواد ذائد و مواد آلی با وزن بیشتر از 1000 دالتون می باشد که باعث میشود آب درجه خالصی بالایی داشته باشد.

غشا و فیلتر به کار رفته در ساختار پکیج های تصفیه آب به روش نانو فیلتراسیون دارای دو لایه می باشند که یک لایه به منظور حفظ دستگاه در برابر فشار وارد شده به آن عمل می کند. لایه دوم در واقع نقش جداکننده مواد ذائد از آب را دارا می باشد که با تکنولوژی نانو تولید شده و از طول عمر بالایی برخوردار است.

روش کار تصفیه آب با نانو فیلتراسیون

روش کار تصفیه آب با کمک تکنولوژی (Nanofiltration NF) شباهت بسیار زیادی با تصفیه آب به روش اسمز معکوس دارد. برای درک بهتر نحوه تصفیه آب با این روش لازم است ابتدا نگاهی به اسمز و شیوه خالص سازی آب با آن داشته باشیم. اسمز که یک پدیده طبیعی می باشد، بر این اساس عمل می کند که همیشه مواد با درجه شوری پایین به سمت شوری بیشتر جذب میشوند و این مساله براحتی در طبیعت مشاهده می گردد. در تصفیه آب به روش اسمز معکوس و NF عکس این روال در نظر گرفته شده و با فشار آب با درجه شوری بیشتر را به سمت کمتر هدایت می کند.در ساختار کلی پکیج تصفیه آب به روش NF یک غشا یا ممبران دو لایه در نظر گرفته شده است که آب با فشار الکتریکی از آن عبور می کند. با توجه به بارور شدن ممبران، علاوه بر مواد ذائد و مولکول و ویروس ها، کاتیون های دو یا چند ظرفیتی نیز امکان عبور از آن را پیدا نمی کنند. در نتیجه آب بدست آمده از این روش در نهایت درجه خالصی بالایی داشته و برای صنایع داروسازی و مصارف صنعتی مناسب خواهد بود.

 

نانوپالایش (به انگلیسی: Nanofiltration ) روش جدیدتری از فرآیندهای فیلتراسیون غشایی است. این روش معمولاً برای جداسازی ذرات از آب‌هایی استفاده می‌شود که دارای مقادیر کمی از مواد جامد محلول هستند؛ مانند آب‌های سطحی و آب‌های شیرین زیرزمینی.

 

  • اولترافیلتراسیون

جداسازی ذرات ریز از آب را اولترافیلتراسیون می نامند که بر پایه افت فشار انجام می شود.

این تکونولوژی توانایی حذف ذرات ریز کلوییدی ، باکتری ها ، ویروس ها و سایر آلاینده های میکروبی را دارد ولی نمی تواند یون ها ومولکول های کوچک که املاح محلول

و سختی آب را تشکیل می دهد را از آب جدا کند.

جنس غشاها پلی وینیلا یدن فلوراید ( PVDF ) با قطر خارجی 1.3 میلی متر و قطرداخلی 7. میلی متر وقطر دیواره ا ی به ضخامت 3. میلی متر بوده

و قطرحفره های آن 05. میکرومتر می باشد به این خاطر قابلیت حذف بیش از نود درصد ذرات بزرگتر از 05. میکرون را دارد.

براساس جداول استانداردهای اندازه ذرات ،ویروس ها با اندازه ای بین 05. تا 5. میکرومتر ،کلوییدها با اندازه ای بین 01. تا 10 میکرومتر ، باکتری ها با اندازه ای بین 2. تا 1.5 میکرومترو

قارچ ها با اندازه ای بین 1 تا 10 میکرومتر به راحتی توسط این غشاها، قابل حذف شدن می باشند .

ازاین روش همچنین برای اطمینان ازتولید آب باکیفیت بالاتر برای واحدها ی پایین دستی استفاده میشود

و یک سرمایه گذاری معقول برای به روز رسانی واحدهای قدیمی تصفیه آب میباشد.

همچنین از روش اولترافیلتراسیون برای به روز و نو ساختن واحد های قدیمی تصفیه آب استفاده می شود.

دراین مورد مشخص واحدهای قدیمی با کمترین تغییر درجانمایی آن ها ارتقا می یابند .

بااستفاده از تکنولوژی فشرده واتوماتیک UF خطوط پیش تصفیه قدیمی شامل انعقاد ،لخته سازی ،فیلتراسیون وحتی لجن فعال جایگزین می گردند

و می توان مصرف مواد شیمیایی ،تولید لجن و نیروی انسانی را از طریق اتوماسیون سازی کم کرد.

 

اولترافیلتراسیون (UF) نوعی فیلتراسیون غشایی (ممبران) است که در آن فشار هیدرواستاتیکی، یک مایع را به یک غشای نیمه تراوا تحمیل می کند. جامدات معلق و املاح با وزن مولکولی بالا حفظ می شوند، در حالی که آب و املاح با وزن مولکولی کم از غشاء عبور می کنند.

 

  • میکروفیلتراسیون

میکروفیلتراسیون (Micro Filtration) یکی از قوی ترین غشاها برای جداسازی جامد از مایع می باشد که در تصفیه آب کاربرد گسترده ای دارد. این گروه از غشاها به دلیل قطر کم منافذ قادر هستند تا ذرات 0.1 تا 10 میکرون را از مایعات حذف کنند.

 

مراحل تصفیه آب به روش میکروفیلتراسیون

فرآیند تصفیه آب به روش میکروفیلتراسیون MF شامل چند مرحله می باشد که عبارتند از:

به منظور حذف ذرات با اندازه 45 میکرون، ابتدا آب از فیلتر شنی عبور می کند. با انجام این عمل به عنوان پیش تصفیه، از آسیب وارد شدن به غشای میکروفیلتراسیون جلوگیری شده و راندمان کار را نیز تا حد مطلوبی افزایش می دهد.
آب خروجی از فیلتر شنی با کمک پمپ وارد هوزینگ حاوی غشای MF شده و تنها ذرات با اندازه کمتر از یک میکرون امکان عبور از منافذ غشا را پیدا خواهند کرد
لازم به ذکر است که به منظور احیا و تمیز کردن سطح روی غشای MF لازم است به روش های مختلف نسبت به شستشوی آنها اقدام شود. مدت زمان و تعداد دفعاتی که در هر بازه زمانی باید نسبت به تمیز کردن غشای میکروفیلتراسیون اقدام گردد، به میزان آلودگی موجود در آب بستگی دارد.
آب خروجی از این مرحله می تواند به عنوان پیش تصفیه برای اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس استفاده گردد.

مزایای تصفیه به روش میکروفیلتراسیون

غشای میکروفیلتراسیون یکی از کاربردی ترین فیلترهای مورد استفاده در صنایع مختلف می باشد که ویژگی های مثبت متعددی دارد. از مهم ترین نقاط مثبت و مزایای این غشا می توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • قابلیت حذف میکروارگانیسم ها و حذف بیولوژیکی مواد آلاینده موجود در آب
  • قدرت بالا در حذف ذرات کلوئیدی، باکتری و ویروس، مواد پروتئینی و پلیمرهای موجود در آب
  • قیمت مناسب و توان عملیاتی بالا
  • نیاز به اختلاف فشار کم نسبت به روش اسمز معکوس
  • عدم نیاز به مواد شیمیایی
  • عدم تغییر PH آب خروجی از غشا
  • دارای پساب کمتر نسبت به روش اسمز معکوس
  • حذف مواد آلی، گل و لای
کاربرد غشای میکروفیلتراسیون

مهم ترین کاربردهای غشای میکروفیلتراسیون عبارتند از:

  • استفاده از MF به عنوان پیش تصفیه اسمر معکوس
  • کاربرد گسترده در بیوراکتور غشایی
  • قابلیت استفاده برای تصفیه مواد غذایی و دارویی
  • تصفیه آب آشامیدنی
  • تصفیه آب در سیستم های خنک کننده و بویلرها

 

سیستم میکروفیلتراسیون، یک سیستم فیلتراسیون کاملاً خودکار و متراکم جهت جداسازی محلول‌ های جامد-مایع می‌ باشد.

موارد استفاده از فرآیند غشایی در تصفیه آب و فاضلاب

در سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب از فناوری‌های غشایی با فرآیند غشایی در دستگاه تصفیه آب که در بخش‌های قبلی به آن اشاره کردیم استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها شامل: سیستم تصفیه آب اسمز معکوس، تصفیه خانه‌ های بازیابی آب از پساب و تصفیه خانه‌های فاضلاب بیوراکتور غشایی که به آن MBR هم می‌گویند.

کاربردهای غشاها :

  • انجام گندزدایی آبهای زیرزمینی و سطحی
  • تولید آب صنعتی از آب سطحی
  • تصفیه آب آشامیدنی و پیش تصفیه برای حذف جامدات معلق، کدورت، رنگ، ویروس و برخی مواد عالی دیگر
  • تولید آب از پساب خروجی تصفیه خانه‌های صنعتی و شهری

 

نتیجه گیری مقاله فرآیند غشایی در تصفیه آب

استفاده از فرآیند غشایی در تصفیه آب اینگونه است که با وارد کردن نیرو به یک محلول مایع که آلایندگی زیادی دارد، آب از غشا در تصفیه عبور می‌کند و آلاینده‌ها پیش غشا باقی می‌مانند. همانطور که در بالا اشاره کردیم برای فرآیند غشایی در تصفیه آب از روش‌های شیمیایی، بیوشیمیایی، میکروبی و دیگر موارد استفاده می‌کنند.