اهمیت دریافت آنالیز آب خوراک برای طراحی سیستم تصفیه آب RO

دستگاه های تصفیه آب صنعتی RO، از بهترین و قابل اطمینان ترین روش هایی هستند که در صنایع مختلف برای افزایش سطح کیفی آب مورد استفاده قرار می گیرند. دستگاه های تصفیه آب صنعتی به صورت اختصاصی برای کاربردهای متفاوت و با توجه به آنالیز آب خوراک طراحی و تولید می شوند. در واقع قبل از طراحی و ساخت دستگاه های تصفیه آب صنعتی، بررسی مشخصات آب ورودی به دستگاه اهمیت زیادی دارد. 

ساختار کلی دستگاه های تصفیه آب صنعتی، از مجموع اجزای مشخص شده ای مثل سیستم پیش تصفیه، واحد RO، سیستم تزریق مواد شیمیایی و... تشکیل می شوند. با این حال طراحی دقیق هر بخش از دستگاه به بررسی دقیق آنالیز آب خوراک بستگی دارد. برای مثال در سیستم های پیش تصفیه می توان از فیلترهای کربنی، فیلترهای شنی، رزین های تبادل یونی و مواردی مثل این استفاده کرد. اما انتخاب این که کدام نوع سیستم پیش تصفیه برای دستگاه مناسب تر است، به پارامترهای مختلفی بستگی دارد که مهم ترین آنها آنالیز آب خوراک می باشد. 

لزوم طراحی اصولی سیستم های تصفیه آب صنعتی RO، آشنایی کامل در مورد نحوه عملکرد آنها می باشد. با توجه به این موضوع و برای درک بهتر مراحل طراحی و ساخت دستگاه های تصفیه آب صنعتی، در ادامه به بررسی کلی نحوه عملکرد این سیستم ها می پردازیم.

بررسی عملکرد سیستم های تصفیه آب RO

آب خالص در طبیعت وجود ندارد و در واقع آب با هر حالتی که باشد دارای مقادیر متفاوتی از مواد محلول و ذرات معلق است. این موضوع و البته نیاز به استفاده از آب با خلوص بالا در برخی صنایع باعث شد تا کمک گرفتن از روش موثر برای تولید آب خالص اهمیت زیادی داشته باشد. 

اسمز معکوس، فرایندی است که در آن یک حلال مثل آب از طریق غشای نیمه تراوا و از محلول با غلظت کمتر به محلول با غلظت بیشتر جریان می یابد. این غشای نیمه تراوا همان فیلتر ممبران صنعتی است، که به عنوان مهم ترین بخش در ساختار دستگاه های تصفیه آب صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. آب ورودی به فیلترهای ممبران باید فشار مناسبی داشته باشد تا فرایند فیلتراسیون به درستی انجام شود، به همین دلیل در این سیستم ها استفاده از پمپ برای افزایش فشار آب ورودی به ممبران کاربرد بالایی دارد. 

یکی از مهم ترین مزیت های دستگاه های تصفیه آب صنعتی RO، این است که با توجه به عملکرد دارای قیمت مناسبی هم هستند. در واقع می توان با طراحی اصولی و رعایت تمام پارامترها، هزینه ساخت و نگهداری این سیستم ها را تا حد زیادی کاهش داد. دیگر روش های تصفیه آب، دارای دقت بالایی برای فیلتراسیون نیستند و در کنار این هزینه بیشتری را در زمینه ساخت و نگهداری ایجاد می کنند. 

استفاده از سیستم تصفیه آب RO، به جای روش های تبادل یونی

TDS یکی از پارامترهایی اصلی است که برای طراحی دستگاه های تصفیه آب صنعتی در نظر گرفته می شود. این پارامتر شامل نمک های جامد محلول در آب می شود، که به صورت کاتیون ها (کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم) و آنیون ها (بی کربنات، کلرید، سولفات و نیترات) وجود دارند. این یون ها دارای بار منفی و مثبت هستند و بر همین اساس می توانند باعث جریان الکتریکی شوند. از این موضوع می توان نتیجه گرفت که غلظت TDS با هدایت آب مرتبط است و آب خالص دارای کمترین میزان هدایت الکتریکی می باشد.

برخی از سیستم ها ملزم به حذف نمک های جریان فاضلاب قبل از تخلیه هستند. یک سیستم تصفیه آب با ساختار و عملکرد مطلوب، می تواند استفاده مجدد از آب را ممکن کند. فاضلاب دستگاه های تصفیه آب صنعتی را می توان در مکان هایی که از نظر زیست محیطی مشکلات زیادی به دنبال ندارد دفع کرد. 

با توجه به مواردی که گفته شد سیستم های تصفیه آب صنعتی می توانند در کنار داشتن بهترین عملکرد برای تصفیه آب، دارای صرفه اقتصادی هم باشند. البته لازمه دستیابی به این موضوع طراحی، ساخت و نگهداری اصولی سیستم های تصفیه آب صنعتی می باشد. 

بررسی آنالیز آب ورودی، قدم اول برای طراحی سیستم تصفیه آب RO

قبل از درخواست برای طراحی دستگاه های تصفیه آب صنعتی، تحویل نمونه آب خوراک به آزمایشگاه برای دریافت آنالیز دقیق آن شروع خوبی است. در آزمایشگاه ها تحلیل جامع از داده هایی مثل فلزات سنگین (آهن، منگنز، آلومینیوم)، نمک های محلول در آب، PH، کل جامدات محلول، ذرات معلق و... انجام می شود. 

آنالیز TSS، نشان دهنده غلظت مواد جامد که می توانند تصفیه و فیلتر شوند می باشد. فلزات محلول در آب مانند آهن، در نمونه آب خوراک با اکسیژن هوا واکنش می دهد و تغییر می کند. این موضوع باعث اکسید شدن فلزات و تبدیل آنها به حالت نامحلول می شود. فلزات نامحلول می توانند باعث افزایش میزان TSS در منابع آب به میزان قابل توجهی شوند. 

هیچ کدام از آنالیزهای آب کامل و دقیق نیستند. سطح کیفی آب می تواند در طول زمان تغییر کند، در مواردی حتی سطح کیفی آب در یک منبع متفاوت است. برای آنالیز آب خوراک از روش های متفاوتی استفاده می شود، که این موضوع هم می تواند در نتایج به دست آمده تاثیر گذار باشد. در طی روند آنالیز آب ممکن است مواردی اتفاق بیافتد که دقت آن را تحت تاثیر قرار دهد. برخی از این موارد باعث تغییر در برخی پارامترهای آب مثل PH می شوند. با توجه به موضوع می توان دریافت که گاهی برخی داده های حاصل از آنالیز آب ورودی با مشخصات آب خوراک متفاوت است. با این حال دریافت همین نمونه از آنالیز آب خوراک می تواند برای طراحی اصولی سیستم تا حد زیادی کمک کننده باشد. 

بسیاری از تامین کنندگان مواد شیمیایی می توانند با دریافت آنالیز آب ورودی، عواملی را مثل میزان آب تصفیه شده و نمک های محلول در آب که باعث ایجاد رسوب در ممبران می شوند را پیش بینی کنند. در کنار این می توان کیفیت آب تصفیه شده و تاثیر نمک های محلول در آب را با توجه به آنالیز آب خوراک بررسی کرد. 

مطالعه آزمایشی در سیستم های تصفیه آب صنعتی RO

طراحی سیستم های تصفیه آب صنعتی RO، تنها بر اساس آنالیز آب ورودی باعث تولید سیستمی که دارای تمام ویژگی های مورد نظر برای حذف رسوبات آب است نمی شود. در مواردی ممکن است سیستم به صورتی که برای آب دارای پتانسیل ایجاد رسوب در ممبران هاست طراحی نشود و این موضوع در ادامه خسارات زیادی را به دنبال دارد. با این حال با انجام مطالعات آزمایشگاهی می توان تمام ویژگی های مورد نیاز دستگاه را به بهترین نحو ممکن تعیین کرد. 

یک مطالعه آزمایشی خوب برای طراحی سیستم تصفیه آب RO، مشخص کننده اجزای مورد استفاده برای دستگاه می باشد. مطالعه آزمایشی سیستم تصفیه آب RO، نرخ بازیابی، نرخ جریان سیال (میزان جریان آب در واحد سطح ممبران)، سرعت های خروجی سرعت جریان خروجی از پرشروسل و روش های شستشوی ممبران را تعیین می کند. هنگامی که روش های پیش تصفیه در ساختار دستگاه های تصفیه آب صنعتی RO، به صورت آزمایشی ساخته می شوند، عملکرد سیستم به گونه ای تنظیم می شود که میزان رسوب در ممبران های RO، به حداقل ممکن برسد. برخی از عواملی که در این زمینه در نظر گرفته می شود شامل اصلاح نرخ جریان سیال و سرعت عبور آب از ممبران می شوند. 

انتخاب درست تجهیزات پیش تصفیه می تواند با جلوگیری از ایجاد رسوب در ممبران ها باعث کاهش هزینه های عملیاتی به میزان قابل توجهی شود. این موضوع افزایش فیلتر ممبران را به دنبال دارد. 
در کنار طراحی اصولی پیش تصفیه، با انجام مطالعات آزمایشی می توان بهترین نوع ممبران را هم با توجه به سیستم انتخاب کرد. برای مثال بهتر است در سیستم های تصفیه آب بزرگ تر، از ممبران های مقاوم در برابر ایجاد فولینگ استفاده کرد، این موضوع می تواند هزینه های نگهداری دستگاه را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. فیلترهای ممبران کم فشار هم می توانند در مواردی که محدودیت در مصرف انرژی در سیستم وجود دارد به کار بروند. 

مطالعات آزمایشی، معمولا نسخه های کوچک شده فرایندهای تصفیه کامل هستند، که به صورت ویژه در تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرند. آنها برای شبیه سازی دستگاه و استفاده از روش های توسعه دهنده قبل از طراحی کامل سیستم های بزرگ RO به کار می روند. این سیستم ها برای مدت مشخص شده ای قبل از ساخت دستگاه های تصفیه آب صنعتی احداث می شوند. 

مطالعات آزمایشی می تواند فرصت یادگیری بیشتر را به ویژه برای اطلاع از مواردی که باعث اختلال در روند فیلتراسیون دستگاه می شود ایجاد کند. در مطالعات آزمایشی ممبران، می توان لایه های آن را برای آنالیز دقیق باز کرده و با توجه به آن عوامل مناسبی را که از ایجاد رسوب در ساختار آن جلوگیری می کنند تعیین کرد. در ادامه هم می توان میزان اثربخشی آن برای تمیز کردن ممبران با استفاده از واحدهای آزمایشی تایید کرد. 

برای این کار می توانید چندین ماه روی ممبران هایی که به دلیل رسوب گرفتگی خراب شده اند، آزمایش کنید. انجام مراحل آزمایشی برای طراحی سیستم های تصفیه آب مورد نیاز در صنایع بزرگ به کار می رود و برای تمام کاربردها لازم نیست.

«برای دریافت مشاوره و ارتباط با کارشناسان تصفیه آب، می توانید با مراجعه به وب سایت آبین از امکان دریافت مشاوره رایگان مجموعه ما بهره مند شوید.»