دستگاه تصفیه آب صنعتی

دلایل استفاده از دستگاه تصفیه آب صنعتی
یکی از محدودیت ها در تمام دنیا ، کمبود آب شیرین می باشد که مشکلات زیادی را در صنعت و زندگی روزانه انسان ها بوجود آورده است. این محدودیت ها نه تنها در تامین آب شرب به چشم میخورد، بلکه در کشاورزی و تولید دارو و مواد بهداشتی و صنعت نیز کاملا چشمگیر می باشند. در مقابل، آب دریا بخاطر داشتن حجم بالایی از نمک و املاح غیر قابل استفاده بوده که با آب شیرین کن دریایی می توان از آنها در چرخه طبیعت استفاده نمود. استفاده از دستگاه آب شیرین کن RO این امکان را فراهم می سازد تا 99.6% از املاح موجود در آب را حذف نموده و در نهایت آب شیرین و خالص را به عنوان خروجی تحویل دهد.
اسمز معکوس یا آب شیرین کن چیست؟
اسمز به فرآیندی در طبیعت گفته میشود که در آن آب شیرین تمایل زیادی به مهاجرت به سمت آب شور با املاح زیاد دارد. این مساله بارها و بارها در طول روز در بدن انسان و در کلیه ها رخ می دهد که در طبیعت نیز می توان در فرآیند جذب آب از زمین توسط ریشه درختان مشاهده کرد. اسمز معکوس دقیقا عکس این فرآیند عمل می کند و در آن آب شور با فشار به سمت آب شیرین مهاجرت نموده و یون و املاح موجود در آب توسط غشاری نیمه تراوا حذف می گردد.
دستگاه آب شیرین کن اسمز معکوس در مواقعی استفاده می گردد که نیاز به کاهش میزان نمک آب وجود دارد. اسمز معکوس یک فرآیند فیزیکی جداسازی است که در این فرآیند، جریان آب خام به دو جریان آب محصول و جریان آب تغلیظ شده تقسیم می شود. به جریان غلیظتر، آب شور و یا دورریز هم گفته می شود.
نحوه کار دستگاه آب شیرین کن صنعتی
در شیرین کردن آب با اسمز معکوس، آب خام ( تصفیه نشده ) توسط پمپ به داخل محفظه ای که دارای غشای نیمه تراوا (ممبران) می باشد، با فشار رانده می شود، چون تقریبا فقط آب خالص می تواند از غشاء عبور کند به این صورت آب تقریبا خالص در یک طرف غشاء و آب تغلیظ شده از ناخالصی ها در طرف دیگر بوجود می آید. این فشار خارجی از فشار اسمزی طبیعی بیشتر است در نتیجه مولکول های کوچک تر از منافذ غشاء، عبور می کنند در حالیکه مولکول های بزرگ تر قادر به عبور از غشاء نیستند.
باید توجه داشت که قطر منافذ یک ممبران حتی از قطر یک ویروس و باکتری نیز کوچکتر می باشد. مولکول های بزرگ تر در جریانی جانبی از کنار غشاء عبور داده شده و دفع می گردند. در حالت کلی نحوه کار اسمز معکوس به شرح زیر می باشد:
آب شور با املاح زیاد وارد دستگاه تصفیه آب صنعتی می شود
برای انتقال آب شور به شیرین از پمپ فشار استفاده میشود
در مسیر عبور آب شور به شیرین، غشای نیمه تراوا با منافذ بسیار کوچک قرار گرفته و مانع از عبور املاح به بخش آب شیرین خواهد شد
بعد از چند مرتبه استفاده از دستگاه آب شیرین کن نیاز به شستشوی فیلتر و غشای نیمه تراوا با روش های مختلف از قبیل بک واش و مواد شیمیایی می باشد
نکته بسیار مهم اینکه، با توجه به نوع آب و میزان املاح موجود در آن ممکن است نیاز به پیش تصفیه باشد که برای این منظور از دستگاه های مختلف از قبیل اولترافیلتراسیون، فیلتر کربنی و فیلتر شنی و غیره استفاده می گردد. با استفاده از این تجهیزات حجم زیادی از آلودگی های آب کاسته شده و در نتیجه به غشای اسمز معکوس آسیب وارد نشده و طول عمر آن افزایش می یابد.
تجهیزات دستگاه آب شیرین کن
به منظور پیاده سازی فرآیند آب شیرین کن RO نیاز به تجهیزاتی از قبیل موارد زیر می باشد:
سیستم پیش تصفیه شامل فیلتر شنی، فیلتر کربنی و فیلتر کارتریجی
غشاء نیمه تراوا (Membrane)
پمپ فشار قوی(High Pressure Pump)
پکیج تزریق آنتی اسکالانت شامل پمپ تزریق و مخزن
پکیج تزریق سود کاستیک و اسید شامل پمپ تزریق و مخزن
شاسی استقرار
تابلوی توزیع قدرت و مدار فرما
سیستم CIP
تولید دستگاه آب شیرین کن RO
تجهیزات و ابزار کنترلی سیستم آب شیرین کن
فرآیند انتقال آب از غشای نیمه تراوا و حذف یون و املاح و آلودگی ها نیاز به وارد کردن فشار داشته که میزان فشار وارد شده به آب با توجه به میزان آلودگی ها و سایر موراد دارد. به همین خاطر، از تجهیزات کنترلی در بخش های مختلف دستگاه استفاده می گردد تا در نهایت خروجی آب با حذف بیش از 98 درصد املاح و صد در صدی باکتری و ویروس بدست آید. از مهم ترین تجهیزات کنترلی به کار رفته در دستگاه آب شیرین کن صنعتی تولید شده عبارتند از:
فلومترهای اندازه گیری جریان
لوله و اتصالات استیل یا سوپر پایپ وV.C برای دو خط تحت فشار و فشار پائین
شیر فلکه های تنظیم جریان، شیرهای نمونه گیری و شیر فشار شکن
الکتروکنداکتیویتی متر (هدایت سنج)
PH- متر
مانومتر اندازه گیری فشار(Pressure Gauge)
کنترل کننده فشار بالا و پایین(Low Pressure Switch & High Pressure Switch)
انواع آب شیرین کن صنعتی RO
آب شیرین کن ها را می توان با توجه به نوع کاربرد آنها به گروه های مختلفی تقسیم بندی نمود، چون نوع غشا و ظرفیت و مراحل پیش تصفیه و غیره در محیط های مختلف متفاوت طراحی میشود. بر همین اساس، رایج ترین انواع آب شیرین کن RO عبارتند از:
آب شیرین کن کشاورزی
با توجه به شرایط جغرافیایی ایران و کویری بودن اغلب مناطق آن، برای کشاورزی در شهرهای مرکزی و شرق و همچنین جنوب نیاز به اصلاح آب می باشد. به همین دلیل در اکثر مزارع مکانیزه از دستگاه های آب شیرین کن برای کاهش مقدار املاح موجود در آب استفاده میشود. ورود املاح زیاد به زمین های زراعی به مرور منجر به فرسایش خاک شده و کیفیت محصولات را نیز تا حد زیادی کاهش می دهد.
قیمت دستگاه تصفیه آب صنعتی بسته به ظرفیت از 38 میلیون تومان آغاز و تا 4.5 میلیارد تومان ادامه دارد.
بسیاری از گل و گیاهان در برابر املاح موجود در آب مقاومت خوبی نداشته و باعث میشود تا رشد آنها متوقف شده یا از بین بروند. علاوه براین، محصولات کشاورزی که در محیط های گلخانه ای پرورش داده میشوند نیز به آب با حجم پایینی از املاح نیاز دارند. به همین دلیل دستگاه آب شیرین کن صنعتی گلخانه ای از انتخاب های مناسبی برای این محیط ها به شمار می رود. این دستگاه ها را می توان متناسب با وسعت گلخانه و مقدار آب ورودی به آنها در ظرفیت های مختلفی خریداری نمود.
آب شیرین کن بیمارستانی
در محیط های بیمارستانی با توجه به تاثیر آب بر سلامت بیماران و پرسنل، استفاده از آب شیرین کن اهمیت بسیار زیاد دارد. با حذف املاح موجود در آب شرایط برای استفاده از آنها در محیط های آزمایشگاهی به عنوان حلال فراهم می گردد. استفاده از غشای نیمه تراوا در فرآیند اسمز معکوس باعث میشود تا حجم بسیار زیادی از املاح در آب حذف گردد. در نهایت نه تنها به عنوان آب شرب برای بیماران و پرسنل و آشپزخانه و غیره، بلکه در آزمایشگاه و همچنین استریل کردن تجهیزات اتاق عمل و غیره مورد استفاده قرار میگیرد.
آب شیرین کن مرغداری
استفاده از آب های دارای املاح با TDS بالا باعث میشود تا بیماری های مختلفی از قبیل سنگ کلیه و نرمی استخوان در مرغ و طیور شیوع پیدا کند. به همین دلیل استفاده از دستگاه های آب شیرین کن با ظرفیت متناسب با شرایط محیط یکی از ملزومات برای راه اندازی مرغداری می باشد. با توجه به تاثیرات مطلوبی که فرایند اسمز معکوس بر کاهش TDS دارد، یکی از روش ها برای حذف املاح از آب مرغداری ها RO خواهد بود.
آب شیرین کن دریایی
همان طور که از نام این نوع دستگاه RO مشخص است، برای تصفیه آب دریا و از بین بردن املاح و کاهش شوری آب و استفاده از آنها در کشاورزی و سایر صنایع اشاره نمود. مساله بسیار مهم در این تجهیزات، اهمیت بسیار زیاد پیش تصفیه به منظور حذف آبزیان و سایر آده های معلق در اب دریا می باشد. به همین دلیل از سایر تجهیزات از قبیل آشغالگیر و انواع فیلترها و حوضچه های ته نشینی در کنار دستگاه RO استفاده میشود. علاوه براین، نوع فیلتر و غشاهای مورد استفاده در این تجهیزات باید توانایی حذف حجم بسیار زیاد املاح را داشته باشند. به منظور افزایش کارایی این تجهیزات، بازه های زمانی کوتاه تری برای احیا ممبران ها در نظر گرفته میشود.
مزایای دستگاه تصفیه آب صنعتی
در حال حاضر دستگاه تصفیه آب صنعتی RO نه تنها در صنعت، بلکه در بخش های کشاورزی و خانگی نیز کاربرد گسترده ای پیدا کرده است. دلیل تقاضای زیاد اسمز معکوس برای شیرین کردن آب مزایای بسیار زیاد این شیوه تصفیه آب می باشد که از مهم ترین آنها می توان به موارد زیر اشاره نمود
اقتصادی بودن سیستم نسبت به روش های دیگر
مصرف انرژی کمتر در مقایسه با روش های دیگر تصفیه آب
امکان کار مداوم بدون نیاز به توقف های ادواری
سهولت کار با دستگاه و کاهش هزینه های تعمیرات و نگهداری
عدم عبور باکتری، ویروس ها و مواد تب زا (PYROGENS) از ممبران ها
امکان بازگرداندن آب غلیظ به محیط زیست و یا استفاده مجدد از آب در دستگاه
کاربرد آب شیرین کن (اسمز معکوس)
استفاده از آب دریا و آب های زیر زمینی با املاح زیاد و شور و همچنین به چرخه درآوردن آب فاضلاب در بخش های صنعتی یکی از راهکارها برای مقابله با خشکسالی و کمبود آب می باشد. دستگاه آب شیرین کن RO تا حد زیادی این مشکلات را برطرف نموده و بخاطر حذف یون، باکتری و ویروس و املاح کوچکتر از 0.0001 میکرون، در صنایع مختلفی کاربرد دارد. مهم ترین موارد کاربرد اسمز معکوس عبارتند از:
تهیه و تولید آب شرب از آب های شور (مصارف شرب)
تهیه و تولید آب مورد نیاز جهت رشد سریع دام و طیور
تامین و تولید آب مناسب جهت رشد چشمگیرگیاهان و مصارف کشاورزی
تامین و تولید آب فرایندی کارخانه های داروسازی و لوازم آرایشی
تولید آب مصرفی نیروگاه های بخار و سیکل ترکیبی
تامین و تولید آب دیگ های بخار، سیستم های برودتی و مبدل های حرارتی
تامین و تولید آب دستگاه های دیالیز بیمارستانها
بازیافت پساب های صنعتی
راه های افزایش کیفیت در فرآیند آب شیرین کن صنعتی
یکی از مهم ترین و اصلی ترین فاکتورها که میفیت خروجی اسمزمعکوس را بررسی می کند، میزان TDS می باشد که باید تا حد امکان کاهش پیدا کند. به منظور افزایش کارایی و عملکرد بهتر دستگاه ها و فرایند اسمز معکوس چند راهکار وجود دارد که عبارتند از:
انتخاب غشا و ممبران استاندارد
علاوه بر پمپ و شاسی و سایر قطعات مورد استفاده در طراحی این دستگاه ها، غشا یا ممبران از اهمیت بسیار زیادی برخوردار بوده و ارتباط مستقیم با کارایی دستگاه تصفیه آب صنعتی دارند. لذا،باید غشا و ممبران مناسب و متناسب با نوع آب و املاح موجود در آن برای این منظور استفاده شود. اندازه منافذ روی ممبران ها اهمیت بسیار زیادی داشته و متناسب با نوع آب و املاح و ذرات موجود در آنها لازم است غشای مناسب انتخاب شود. همچنین لازم به ذکر است که به صورت دوره ای باید غشاها با شستشوی معکوس یا سایر روش ها احیا یا تعویض شوند.
پیش تصفیه اسمز معکوس
یکی از مهم ترین گام ها برای بهبود کارایی و عملکرد اسمز معکوس، انجام عملیات پیش تصفیه می باشد. با توجه به آنالیزهایی که بر روی آب صورت میگیرد، نوع فرایند پیاده سازی شده برای پیش تصفیه مشخص میشود. بر همین اساس ممکن است در پیش تصفیه سختی گیری انجام شود یا فیلتراسیون! خروجی آب تولید شده در این مرحله سطح کمتری آده و املاح داشته و به همین دلیل سطح غشاها دیرتر با مواد مختلف انباشته خواهد شد و احیای آنها با فاصله زمانی بیشتر انجام میشود.