آشنایی با عملکرد شیرهای سیستم تصفیه آب اسمز معکوس 

اسمز معکوس یکی از دقیق ترین روش ها برای حذف ناخالصی های موجود در آب می باشد. برای کاربردهای صنعتی از جمله بویلرها، داروها، مواد غذایی، آشامیدنی و کاربردهای کشاورزی به آب تمیز نیاز است. به این منظور اسمز معکوس راه حل مناسبی می باشد. برای کنترل دقیق و ایمن جریان در این سیستم از شیرآلات استفاده می شود. بسته به پیچیدگی سیستم انواع شیرها برای کنترل دقیق جریان آب آلوده و تصفیه آن به آب تمیز استفاده می شود. 

اصول اولیه روش اسمز معکوس 

اسمز یک پدیده طبیعی در طبیعت است، که دو محلول توسط یک غشای نیمه تراوا از هم جدا شوند. غشا نیمه تراوا به مولکول ‌ها یا یون ‌های خاصی اجازه عبور می دهد و از عبور دیگران بر اساس اندازه و بار الکتریکی جلوگیری می‌کند. به طور طبیعی، غلظت مولکول ها تلاش می کند تا یکسان شود، که آب تمیز را از طریق غشای نیمه تراوا یا همان فیلتر ممبران مجبور می کند، تا با آب نمک مخلوط شود. این نیرو همان چیزی است که به عنوان "فشار اسمزی" تعریف می شود.

در روش اسمز معکوس، یک محلول غلیظ مانند آب نمک از غشا نیمه تراوا عبور کرده، این غشا تنها به مولکول های آب اجازه عبور می دهد و سایر مولکول ها متوقف می شوند. به این صورت آب تصفیه و تمیز می شود. از آنجایی که این یک پدیده طبیعی نیست و فشار اسمزی بر خلاف جهت حرکت آب مورد نظر عمل می کند، برای حرکت آب در جهت مورد نظر نیاز به فشار خارجی وجود دارد. سیستم های RO معمولاً از پمپ ها یا آب تغذیه شده با گرانش برای انجام این کار استفاده می کنند.

کاربردهای صنعتی برای سیستم های RO

در برخی از کاربردهای صنعتی به خلوص آب بیشتری حتی بیشتر از آب آشامیدنی نیاز می باشد. اغلب آن ها سیستم های پیوسته ای می باشند که حجم زیادی از آب را با فشارهای بین 100 تا 1000 psi تصفیه می کنند. بسته به کیفیت آب مورد نیاز پس از تصفیه، می توان از غشاهای متعددی برای افزایش اثربخشی و کاهش حجم آب دفعی استفاده کرد. در زیر نمونه هایی از این کاربردهای صنعتی آورده شده است:

•    دیگ ‌های بخار: کارخانه‌ هایی که از بخار برای به حرکت درآوردن توربین‌ ها استفاده می‌ کنند، اغلب قبل از تبدیل کردن آب به بخار، آن را تصفیه می‌کنند. اگر آب آلوده به بخار تبدیل شود، می تواند به پره های توربین آسیب برساند و باعث خاموش شدن و مشکلات نگهداری شود. این امر باعث می شود که تصفیه آب برای افزایش طول عمر توربین ها مقرون به صرفه تر باشد.
•    داروسازی ها: برای ایجاد محصولات منسجم و خالص، شرکت های داروسازی به آب خالص عاری از ذرات محلول، باکتری و مواد آلی نیاز دارند. اغلب، محصولات دارویی نیاز دارند، که سطح ذرات محلول تا 10000 برابر کمتر از آب آشامیدنی سالم باشد. سیستم های RO در ارتباط با سایر فرآیند های تصفیه آب می توانند برای انجام این کار مورد استفاده قرار گیرند.
•    صنایع غذا و نوشیدنی: آب تصفیه شده برای مسائل بهداشتی و حفظ کیفیت تولید غذا و نوشیدنی مورد نیاز است. سیستم‌ های RO همراه با فیلترهای تصفیه آب اضافه برای اطمینان از محصول ایمن و طعم و بوی ثابت استفاده می‌شوند. 
•    کشاورزی: آب آبیاری کشاورزی نیازی نیست به اندازه آب آشامیدنی خالص باشد، اما یافتن آب مناسب همچنان مشکل است. با عبور دادن آب غیر آشامیدنی از سیستم های ساده RO، آب مطابق با استانداردهای کشاورزی است، حتی اگر قابل شرب نباشد.

انتخاب شیر سیستم تصفیه آب اسمز معکوس

بسته به مراحلی که در سیستم RO وجود دارد، از شیرهای مختلفی برای کنترل دقیق و ایمن جریان استفاده می شود. عملکرد سوپاپ مزایا و معایبی را برای استفاده ایجاد می کند و باعث می شود از شیرهای مختلف در مراحل مختلف استفاده شود. در این قسمت به بررسی شیرهای مختلف می پردازیم: 

شیر برقی

یک شیر برقی از یک پیستون برای باز و بسته کردن مسیر آب استفاده می کند و جریان آب را قطع یا وصل می کند. این پیستون با حرکت بالا و پایین با استفاده از میدان الکترومغناطیسی تولید شده توسط آهنربا باز و بسته می شود. بسته به اینکه شیر به طور معمول بسته باشد یا به طور معمول باز باشد، هنگام اعمال یا قطع برق، سوپاپ موقعیت خود را تغییر می دهد. این شیرها زمان واکنش سریعی دارند.

شیرهای توپی و پروانه ای

شیرهای توپی و پروانه ای معمولاً به صورت دستی با یک اهرم کنترل می شوند، اما می توان آن ها را به صورت الکتریکی یا پنوماتیک نیز کنترل کرد. یک دریچه توپ دارای یک توپ است که سوراخی از آن عبور می کند تا بسته به جهت گیری، از جریان آب جلوگیری کرده و یا به آن اجازه عبور می دهد. دریچه پروانه ای از یک دیسک نازک یا ویفر استفاده می کند، که با چرخیدن باز می شود تا جریان پیدا کند. این مدل شیرها خاصیت آب بندی خوبی دارند. 

شیر قطع خودکار

شیر قطع خودکار بر اساس فشار جریان باز و بسته می شود. این در ارتباط با شیرهای پایین دست (یعنی شیری که جریان را به مخزن کنترل می کند) کار می کند و می تواند یک جریان بسته در پایین دست را بر اساس افزایش فشار حس کرده و سپس بسته می شود. این دستگاه به صورت مکانیکی کار می کند و به برق نیاز ندارد و باعث صرفه جویی در مصرف انرژی و آب می شود.

شیر چک

شیر چک یک طرفه است. به طور کلی، فنری کار می کند و هنگامی که جریان از سمت اشتباه می آید، شیر با فشار بسته می شود، تا از جریان جلوگیری شود. شکل زیر یک شیر برگشتی را نشان می دهد، که می توان آن را در خط لوله رزوه دار استفاده کرد. 

شیر شناور

شیر شناور در یک مخزن برای قطع جریان ورودی هنگامی که به نقطه پر شدن معینی می رسد، استفاده می شود. با افزایش آب مخزن، شناور سوپاپ به سمت بالا حرکت می کند و به اهرمی متصل می شود، که به صورت مکانیکی دریچه را می بندد. با کاهش سطح آب، شیر شناور دوباره باز می شود. 

شیرهای رایج در سیستم های RO

شکل بالا یک سیستم تک مرحله ای را نشان می دهد، که آب دفع شده یا تصفیه نشده را دوباره به گردش در می آورد. سیستم ‌های تصفیه آب صنعتی را می‌توان با چند مرحله طراحی کرد و آب برای فیلتراسیون بهتر از چندین غشاء عبور می‌کند، به این صورت به دریچه ‌های اضافی برای کنترل جریان نیاز می باشد. توجه کنید یک سیستم RO تک مرحله ای ممکن است دارای شیرهای بیشتر یا کمتری نسبت به شکل بالا باشد. در این قسمت به بررسی شیرهای رایج در سیستم های اسمز معکوس می پردازیم: 

شیر آب ورودی 

همانطور که در شکل بالا مشاهده می کنید، آب از طریق شیر شماره 1 وارد سیستم اسمز معکوس می شود. این شیر جریان آب آلوده به سیستم را کنترل می کند و می تواند سیستم اسمز معکوس را از مراحل پیش تصفیه یا برای اهداف تعمیر و نگهداری جدا کند. بسته به پیچیدگی سیستم RO، این شیر می تواند یک شیر برقی، توپی یا پروانه ای باشد.

شیر قطع خودکار جریان آب 

پس از عبور آب آلوده از پمپ، اغلب از یک شیر خاموش کننده خودکار عبور می کند، این شیر در شکل بالا به عنوان شیر شماره 2 نشان داده شده است. این شیر یا با نظارت بر فشار کنترل می شود یا شیر برقی است. یک شیر کنترل‌شده فشار، فشار روی خروجی را کنترل می‌کند و اگر افزایش یابد (یک دریچه در پایین خط بسته شده یا چیزی مانع جریان می‌شود)، برای جلوگیری از جریان به غشای RO بسته می‌شود. با بازگشت فشار به حالت عادی، دوباره باز می شود.

شیر تخلیه 

شکل بالا گزینه ای برای گردش مجدد آب دفع شده را نشان می دهد. صرف نظر از اینکه آب پساب مجدداً گردش داشته باشد، باز هم آب پساب وجود خواهد داشت، که به سمت زهکش می رود. اغلب اوقات، در صورت نیاز به کنترل دقیق جریان، این جریان با یک توپ، شیر پروانه ای یا سوزنی کنترل می شود. این شیر در شکل بالا به عنوان شیر شماره 3 نشان داده شده است. 

شیر دفع مجدد

اگر آب پساب در حال چرخش مجدد باشد، با یک دریچه توپی، پروانه ای یا سوزنی نظارت و کنترل می شود. در یک سیستم چند مرحله ای این آب به غشاهای RO اضافی می رود. این شیر در شکل بالا به عنوان شیر شماره 4 قابل مشاهده است.

شیر چک

شیر چک اغلب مستقیماً بعد از غشاء RO قرار دارد، تا از هرگونه جریان برگشتی از طریق آن جلوگیری کند. در شکل بالا به عنوان شیر شماره 5 قابل مشاهده است. اگر از جریان پایین دست توسط یک شیر یا لوله بسته جلوگیری شود، فشار اسمزی باعث می شود، که آب تصفیه شده از طریق غشای RO به عقب برگردد که می تواند به سیستم آسیب برساند. یک شیر چک ساده از این امر جلوگیری می کند و در صورت استفاده از شیر خاموش کننده خودکار باید در جای خود باشد.

شیر توزیع

اگر جریان از طریق سیستم RO بیشتر یا کمتر از جریان مورد نیاز در کاربرد صنعتی باشد، آب تصفیه شده اغلب در مخازن نگهداری می شود. برای توزیع آب در این مخازن، می توان از یک شیر توپی سه طرفه استفاده کرد. این نوع شیر در شکل بالا به عنوان شیر شماره 6 نشان داده شده است. 

شیر شناور

برای جلوگیری از سرریز مخزن آب تصفیه شده، معمولاً از شیرهای شناور استفاده می شود، تا اطمینان حاصل شود که مخازن از دو سوم پر نمی شوند. آنها همراه با دریچه های خاموش کننده خودکار کار می کنند، زیرا سرریز آب می تواند هزینه بر باشد. این شیر در شکل بالا به صورت شیر شماره 7 و 8 قابل مشاهده است.

شیر نمونه

برای نظارت بر آب تصفیه شده بلافاصله پس از غشاء RO، یک شیر نمونه ‌برداری می‌تواند برای آزمایش کیفیت آب در محل قرار گیرد. این شیر را می توان در شکل بالا به عنوان شیر شماره 9 مشاهده کرد و اغلب فقط یک شیر توپی ساده است. 

جنس شیرهای سیستم تصفیه آب 

سیستم‌ های RO با آب ورودی آلوده (آب نمک، آب غنی از کلرید، مواد شیمیایی و یون‌ها و غیره) در تماس می باشند، به همین دلیل ممکن است خوردگی رخ دهد و آب ‌بند و محفظه شیر را تخریب کند. دانستن شرایط محیطی و ویژگی های متوسط هنگام انتخاب این مواد برای اطمینان از طول عمر و عملکرد مناسب شیر مهم است. معمولاً شیرهای فولادی ضد زنگ در سیستم ‌های فشار بالا و شیرهای PVC در سیستم‌ های فشار پایین‌تر استفاده می‌شوند.

وبسایت تصفیه آب آبین تولید کننده دستگاه های تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس می باشد؛ برای دریافت مشاوره و راهنمایی می توانید با شماره های موجود در وبسایت تصفیه آب آبین در ارتباط باشید.