پیش تصفیه آب شیرین کن های صنعتی اسمز معکوس
واحد پیش تصفیه یکی از مهم ترین بخش های دستگاه تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس (RO) می باشد، که تاثیر زیادی در طول عمر فیلترهای دیگر به خصوص فیلتر ممبران تصفیه آب صنعتی دارد. هر دستگاه آب شیرین کن صنعتی از قطعات و اجزای مختلفی تشکیل شده است، که محافظت و نگهداری از آنها در عملکرد سیستم تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس نقش زیادی دارد. یکی از پر هزینه ترین و مهم ترین واحدهای آب شیرین کن صنعتی، واحد اسمز معکوس متشکل از ممبران های تصفیه آب صنعتی می باشد.
ممبران های اسمز معکوس (RO) و ساختار پلی آمیدی لایه های آنها به میزان PH، عوامل اکساینده، ترکیبات آلی، جبلک ها، باکتری ها و ذرات معلق و درشت در آب ورودی بسیار حساس می باشند؛ بنابر این استفاده از پیش تصفیه مناسب در هر دستگاه تصفیه آب صنعتی یک ضرورت است، که در صورت پیاده سازی مناسب و اصولی آن، هزینه های نگهداری از آب شیرین کن های صنعتی تا حد زیادی کاهش می یابد.
اما قبل از هر چیز لازم است بدانیم بخش پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب صنعتی RO از چه بخش هایی تشکیل شده است. در ادامه هر یک از بخش های مورد استفاده در پیش تصفیه دستگاه های تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس را با هم بررسی می کنیم.
استفاده از هر یک از اجزا یا روش هایی که در زیر ارائه شده است، به مشخصات آب ورودی، نوع طراحی سیستم و هدف تصفیه آب صنعتی بستگی دارد.
فیلتر شنی
از فیلتر شنی برای حذف ذرات معلق و کاهش کدورت آب استفاده می شود. فیلتر شنی اولین گام در تصفیه آب توسط سیستم های تصفیه آب RO صنعتی می باشد و وظیفه آن حذف ذرات معلق و آلاینده های تا اندازه 50 میکرون است. مخازن فیلتر شنی از جنس استیل، FRP و یا کربن استیل با پوشش رنگ اپوکسی در بازار موجود می باشند، که جنس آنها با توجه به نوع کاربرد تعیین می شود.
برای تصفیه و حذف ذرات معلق توسط فیلتر شنی از ماده ای به نام سیلیس به دانه بندی های مختلف در داخل مخزن فیلتر استفاده می شود. شیر ورودی- خروجی و نازل های داخل مخزن از بخش های دیگر یک فیلتر شنی می باشند.
نحوه عملکرد فیلتر شنی برای تصفیه آب به این صورت است، که آب دارای املاح، گل و لای و ذرات معلق از ورودی فیلتر و بالای مخزن وارد شده و با عبور از میان لایه های سیلیس داخل مخزن، ذرات معلق و آلاینده های آن به دام می افتند. قرار گیری دانه بندی های مختلف سیلیس در داخل مخزن فیلتر شنی به ترتیب از دانه بندی درشت در بالای مخزن شروع شده و به دانه بندی ریز در پایین مخزن می رسد.
به این ترتیب آب از دانه بندی های مختلف سیلیس عبور کرده، به پایین مخزن می رسد و از نازل انتهای مخزن خارج شده تا به مرحله بعدی در بخش پیش تصفیه ارسال شود.
فیلترهای شنی به صورت یک بستری، دو بستری یا سه بستری نیز مورد استفاده قرار می گیرند که به آنها اصطلاحا فیلترهای چند بستره یا مالتی مدیا گفته می شود. پس از مدتی استفاده از فیلتر شنی، دانه های سیلیس داخل مخزن زبری و کارایی خود را از دست می دهند، در این مرحله عملیات بک واش یا شستشوی معکوس فیلتر شنی برای حذف ذرات معلق به دام افتاده در میان لایه های سیلیس باید انجام شود.
فیلتر کربنی
بعد از فیلترهای شنی و حذف ذرات معلق، در مرحله دوم از تصفیه آب در دستگاه های آب شیرین کن صنعتی، از فیلترهای کربنی برای حذف رنگ، بو، مزه و طعم نامطبوع و هم چنین از بین بردن مواد آلی، کلر و مشتقات آن و برخی از فلزات سنگین استفاده می شود. داخل بستر مخزن فیلتر کربنی از کربن اکتیو گرانول استفاده می شود. دانه های کربن فعال دارای خاصیت جذب سطحی بالایی می باشند و به راحتی می توانند آلاینده های نام برده را از آب حذف کنند.
از نظر شکل ظاهری فیلترهای کربنی نیز مانند فیلترهای شنی می باشند و تفاوت آنها تنها در نوع ماده استفاده شده در داخل مخزن است. در فیلترهای کربنی صنعتی نیز با توجه به کیفیت و نوع آب ورودی هر چند وقت یک بار نیاز به احیای بستر کربن می باشد. در فیلترها کربنی که مقدار کربن داخل مخزن کم باشد، بستر را تعویض می کنند، اما برای مخزن هایی با حجم بالای کربن، تعویض آن به صرفه نیست و به همین دلیل برای استفاده مجدد از کربن باید آن را احیا کرد. احیای کربن از طریق تزریق بخار و هوا صورت می گیرد.
به دلیل تماس مخزن در فیلترهای کربنی با حجم بالا، بهتر است از مخزن استیل استفاده شود، که برای احیا و در تماس با بخار آب مقاومت کافی را دارند.
فیلترهای کارتریجی (میکرونی)
فیلترهای میکرونی از جنس پلی پروپیلن ساخته می شوند و از فیلترهای پر کاربرد در دستگاه های آب شیرین کن صنعتی اسمز معکوس و فرایندهای پیش تصفیه می باشند. فیلترهای کارتریجی معمولا با دقت های 5 و 10 میکرون و در ابعاد 10، 20، 30 و 40 اینچ طراحی و ساخته می شوند؛ هم چنین فیلترهای میکرونی از نظر قطر به در دو دسته 2.5 اینچ (اسلیم) و 4 اینچ (جامبو) موجود می باشند، که از فیلترهای جامبو با قطر 4 اینچ در سیستم های آب شیرین کن صنعتی استفاده می شود.
فیلترهای کارتریجی برای حذف گل و لای و رسوبات در اندازه های میکرونی مورد استفاده قرار می گیرند. تراکم بالای الیاف فیلترهای میکرونی باعث می شود، ذرات بزرگ تر از 5 میکرون در سطح خارجی فیلتر باقی مانده و آب با ذراتی کوچک تر از 5 میکرون وارد مرحله بعدی تصفیه آب در دستگاه شوند.
اولترافیلتراسیون (UF)
از فیلتر UF برای حذف ذرات معلق نامحلول در آب (TSS) استفاده می شود. قطر منافذ این فیلتر تا اندازه 0.01 میکرومتر می باشد، که قادر به حذف ذرات نامحلول با وزن مولکولی بالا، ذرات کلوئیدی، پلیمرهای آلی و غیر آلی، ذرات با اندازه بیش از 10-20 نانومتر مانند میکروب ها، ویروس ها و جلبک ها می باشد. روش اولترافیلتراسیون توانایی تولید آبی با SDI کمتر از 2.5 و کدورت کمتر از 0.1 NTU را دارد.
این نکته را در نظر داشته باشید، که فیلترهای UF قادر به حذف رسوبات، نمک و املاح آب نمی باشند، بنابر این در دستگاه های آب شیرین کن RO از فیلترهای UF در بخش پیش تصفیه استفاده می شود، تا از ممبران اسمز معکوس صنعتی محافظت شود.
اولترافیلتراسیون نسبت به دیگر روش های مورد استفاده در بخش پیش تصفیه آب شیرین کن های صنعتی اسمز معکوس، کیفیت بالاتری را در تصفیه آب ارائه می دهد، اما به دلیل قیمت بالایی که دارند استفاده از این فیلترها در پیش تصفیه سیستم های تصفیه آب صنعتی محدود شده است.
سختی گیر رزینی
املاح موجود در آب که به آن TDS نیز گفته می شود، شامل همه کاتیون ها و آنیون های محلول در آب است. به مجموع کاتیون های آب سختی کل یا total Hardness می گویند، که با واحد PPM اندازه گیری می شود. کاتیون های موجود در آب شامل منیزیم، کلسیم، آهن، منگنز، استرانسیوم و ... می باشد، اما به این دلیل که مقدار آهن، منگنز و استرانسیوم در آب بسیار کم است، در نتیجه مجموع کلسیم و منیزیم موجود در آب را به عنوان سختی آب در نظر می گیرند.
از دستگاه های سختی گیر رزینی با استفاده از رزین های کاتیونی مانند رزین C100 و C100E پرولایت، برای جایگزینی یون های کلسیم و منیزیم آب با یون سدیم استفاده می شود؛ و به این ترتیب آب سخت به آب نرم تبدیل می گردد.
دستگاه سختی گیر رزینی شامل مخزن FRP، لوله و نازل، شیر دستی یا اتوماتیک سختی گیر، رزین کاتیونی و مخزن نمک و رزین سختی گیر می باشد. ظرفیت سختی گیرهای رزینی با واحد گرین یا کیلو گرین بیان می شود. پس از مدتی استفاده از دستگاه سختی گیر رزینی، به دلیل تحت فشار بودن رزین داخل مخزن، رزین کاملا فشرده می شود و لازم است برای احیای آن از عملیات شستشوی معکوس (بک واش) استفاده شود.
سیستم تزریق آنتی اسکالانت
آنتی اسکالانت برای جلوگیری از تشکیل رسوبات ناشی از املاح آب ورودی بر روی لایه های ممبران در دستگاه های آب شیرین کن صنعتی RO مورد استفاده قرار می گیرد. آنتی اسکالانت به عنوان بخش جدایی ناپذیر دستگاه آب شیرین کن صنعتی، به آلاینده های موجود در آب می پیوندد و از چسبندگی رسوبات به سطح لایه های ممبران جلوگیری می کند. در واقع آنتی اسکالانت رسوبات را از داخل آب عبور داده و همراه پساب از سیستم خارج می کند.
عملکرد آنتی اسکالانت به این صورت است، که با تاثیری که بر روی عوامل ایجاد رسوب می گذارد، باعث تاخیر در ایجاد رسوبات در مدت زمانی می شود که آب از غشای ممبران عبور می کند؛ به این ترتیب مانع از تشکیل رسوب بر سطح غشای ممبران تصفیه آب صنعتی می گردد.
این نکته را فراموش نکنید که آنتی اسکالانت از همان ابتدای راه اندازی و بهره برداری از دستگاه تصفیه آب صنعتی و در بخش پیش تصفیه قبل از واحد RO باید مورد استفاده قرار گیرد.
در صورت عدم استفاده از آنتی اسکالانت آن هم از نوع مرغوب و با کیفیت، رسوبات و املاح آب باعث آسیب جدی به لایه های ممبران و انسداد منافذ آن می شوند، در نتیجه TDS آب خروجی از ممبران بالا رفته و دبی خروجی نیز کاهش می یابد.
سیستم تزریق آنتی اسکالانت شامل پمپ تزریق و مخزن ذخیره آنتی اسکالانت است، که با توجه به طراحی سیستم روزانه دوز مشخصی از آنتی اسکلانت را وارد سیستم می کند.
بخش پیش تصفیه آب شیرین کن های صنعتی یکی از مهم ترین بخش ها در نگهداری و کاهش هزینه های دستگاه می باشد، در صورتی که طراحی این بخش به صورت صحیح، اصولی و با نظر کارشناسان مجرب انجام شود؛ تاثیر زیادی در کاهش هزینه های آب شیرین کن های صنعتی و افزایش طول عمر مهم ترین بخش آب شیرین کن صنعتی اسمز معکوس یعنی ممبران خواهد داشت.
در صورتی که برای طراحی، پیاده سازی، نگهداری و خرید دستگاه های آب شیرین کن صنعتی نیازمند مشاوره و اجرای اصولی پروژه های خود هستید، می توانید از طریق تماس تلفنی با کارشناسان مجرب وب سایت تصفیه آب آبین از امکان مشاوره رایگان مجموعه ما بهره مند شوید.
