آب شیرین کن اسمز معکوس

منابع آب شیرین کره زمین رو به کاهش است. بر اساس نتایج تحقیقات، کمتر از نیم درصد از منابع آب کره زمین به عنوان آب شیرین شناخته می شود که برای آشامیدن یا آبیاری کشاورزی استفاده می شود. با توجه به این کاهش منابع آب شیرین، فرایند نمک زدایی از آب شور بخش قابل ملاحظه ای از نیاز ما به آب شیرین را تامین می کند.

  • آب شیرین کن اسمز معکوس

منابع آب شیرین کره زمین  رو به کاهش است. بر اساس نتایج تحقیقات، کمتر از نیم درصد از منابع آب کره زمین به عنوان آب شیرین شناخته می شود که برای آشامیدن یا آبیاری کشاورزی استفاده می شود. با توجه به این کاهش منابع آب شیرین، فرایند نمک زدایی از آب شور بخش قابل ملاحظه ای از نیاز ما به آب شیرین را تامین می کند.

تصفیه آب صنعتی به منظور تولید آب با کیفیت از منابع آب خام مختلف از جمله آب چاه ، آب سطحی ، آب دریا و… می باشد که طی آن آب خام ورودی با بهره گیری از تکنولوژی های مختلف تصفیه شده تا به آبی با مشخصات مورد نیاز ما تبدیل شود.

 

فرآیند های تصفیه آب کاربرد های زیادی در صنایع مختلف دارند از قبیل:

  • تولید آب آشامیدنی
  • تولید آب خوراک بویلرها
  • تولید آب برای برج های خنک کننده
  • تصفیه پساب های صنعتی و شهری
  • تصفیه آب جهت استفاده مجدد در صنایع
  • تولید آب دمین (آب مقطر)
  • کاهش سختی آب
  • تولید آب مورد نیاز صنایع غذایی
  • تولید آب مورد نیاز صنایع بهداشتی و دارویی

 

روش های غشایی یکی از پیشرفته ترین تکنولوژی های تصفیه آب می باشد که به منظورحذف آلاینده های کلوییدی و ذرات بسیار ریز و همچنین میکروارگانیزم ها، باکتری ها و ویروس ها و همینطور شوری از آب خام استفاده می شود. روش های غشایی به شرح زیر می باشد:

 

  • (Reverse Osmosis) RO
  • Nanofiltration (NF)
  • (Electrodialysis) EDI
  • (Ultrafiltration) UF

 

  • اسمزمعکوس (Reverse Osmosis)

اسمز معکوس روش جداسازي مواد معدنی حل شده در آب و حذف یون ها با استفاده از غشا نیمه تراوا می باشد.اجزای اصلی تشکیل دهنده سیستم RO شامل پمپ های فشار قوی (High Pressure Pumps) ، غشا نیمه تراوا (Membrane) و محفظه نگهداری ممبران (Pressure VESSEL)  می باشند.

آب خام ورودی توسط پمپ های فشار قوی به سمت ممبران ها پمپاژ می گردد. زمانی که آب با فشار بالا از میان ممبران ها عبور می کند میزان زیادی از یون ها و مواد معدنی از آب حذف می شود و پشت ممبران باقی می ماند و دور ریخته می شود. به منظور صرفه جویی در مصرف آب می توان آب پسماند را مجددا به سیستم بازگرداند. بدین ترتیب در سیستم اسمز معکوس، جریان ورودی یا خوراک (Feed) به دو جریان آب تصفیه شده (Permeate) و پساب غلیظ (Concentrate) یا (Brine) تبدیل می‌شود. ریکاوری سیستم RO از تقسیم آب تصفیه شده خروجی به آب ورودی یا خوراک محاسبه می شود.

 

طرح شماتیکی واحد اسمز معکوس

  • پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس

ممبرانهای اسمز معکوس، جهت حذف نمک و یونهای محلول در آب، طراحی شده اند و قابلیت حذف ذرات معلق موجود در آب را ندارند. بنابراین، وجود پیش تصفیه (Pre-treatment) مناسب در این سیستم ها ضروری است و باعث افزایش عمر مفید ممبران و کاهش هزینه های عملیاتی قابل توجه در آنها خواهد شد. در واقع پیش تصفیه جهت دستیابی به کیفیت قابل قبول برای آب خوراک ورودی به سیستم RO می باشد.

راهنمای کیفیت آب ورودی به سیستم RO

روش های پیش تصفیه RO با توجه به شرایط آب ورودی و آنالیز آب متفاوت هستند و می توانند به صورت شیمیایی ، مکانیکی یا ترکیبی از هر دو باشد.

مواد جلوگیری کننده از رسوب Antiscalant : این مواد با ترکیب با یون های محلول در آب که تمایل به رسوب دارند، قابلیت انحلال آن ها را افزایش می دهد و ضمن جلوگیری از ایجاد رسوب شرایط حذف این یون توسط سیستم RO  را مهیا می کنند.

اسیدها: کلسیم کربنات و منیزیم کربنات از عوامل اصلی ایجاد رسوب روی ممبران ها می باشند. تزریق اسید و کاهش pH آب ورودی سبب کاهش امکان رسوب گذاری کربنات ها روی ممبران می شود.

سدیم بی سولفیت: مقادیر ناچیز کلر موجود در آب که برای گندزدایی در مراحل پیشین تزریق شده است می تواند موجب تخریب ممبران ها شود لذا تزریق سدیم بی سولقیت باعث حذف کلر پیش از ورود به ممبران می شود.

فیلترهای کارتریجی: به منظور حذف ذرات معلق و کلوئیدی موجود در آب پیش از ورود به سیستم RO از کارتریج فیلتر استفاده می شود.کارتریج فیلتر های پیش تصفیهRO بایستی 5 میکرون در نظر گرفته شود.

فیلتر شنی: فیلترهای شنی وظیفه حذف و جداسازی ذرات معلق در آب را به عهده دارند.فیلترهای شنی با بستری از سیلیس و آنتراسیت پر می شوند و با عبور آب از بین آن ها ذرات معلق در بین بستر باقی می مانند و باعث شفافیت و خذف کدوریت آب می شود.کدورت آب ورودی به RO بایستی کمتر از 1 NTU باشد.

فیلتر کربنی: فیلتر کربنی با بستری از کربن فعال پر شده است که جهت خذف کلر آزاد، رنگ ، بو و مواد آلی آب مورد استفاده قرار می

گیرد.

CIP (CLEANING IN PLACE):

به مرور زمان و عبور آب خام از روی سطح ممبران ها و تصفیه آب، ممبران های سیستم RO دچار گرفتگی می شوند و ذرات کلوییدی،رسوبات و املاح محلول در آب روی سطح ممبران رسوب می کنند. این عوامل باعث کاهش راندمان و کاهش آب تصفیه شده (Permeate Water) می شود. در این صورت بایستی CIP (Cleaning In Place) صورت پذیرد.در صورت طراحی درست سیستم عمل CIP حدود 6 ماه یکبار صورت می گیرد. در صورتی که شرایط شرح داده شده در زیر اتفاق افتاد سیستم نیاز به شستشو با محلول CIP را دارد:

  • افزایش TDS آب تصفیه شده خروجی (Permeate water)
  • فزایش اختلاف فشار ورودی و خروجی RO
  • کاهش دبی آب تصفیه شده (Permeate water)