دستگاه تصفیه آب صنعتی

دستگاه تصفیه آب صنعتی سیستمی است که به طور معمول با استفاده از فرایند اسمز معکوس در حجم های بالاتر از ۵ متر مکعب در شبانه روز تمامی املاح یا شوری آب ورودی را جدا می کند و آبی شیرین و فاقد املاح در اختیار خریدار قرار می دهد.

این دستگاه در بعضی از مناطق گرمسیری که با کمبود آب شیرین مواجه هستند ، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آب های شرب دارای آلودگی های متنوعی هستند که لازم است در ساخت پکیج های تصفیه آب به روش اسمز معکوس میزان آلودگی هایی که وجود دارد مانند انواع جامدات معلق ، فلزات سنگین ، گاز‌ها و..با دقت بررسی شود .

از مزایای استفاده از روش اسمزمی توان به استفاده از ممبران تصفیه به منظور پایین آوردن ناخالصی و تولید آب خالص تر اشاره  کرد.این فرایند از غشای نیمه تروا و فشار هیدرواستاتیک برای انتقال جرم استفاده می‌کند.

به عبارتی دیگرفرایندی که به طور وسیع برای تولید آب آشامیدنی دریا و یا آب های زیر زمینی و سطحی شور مورد استفاده قرار می گیرد.

در ساخت دستگاه تصفیه آب صنعتی به نکات مهمی دقت می کنند که از جمله آن نکات می توان به ظرفیت(دبی) آب خام ورودی و میزان شوری و همچنین آنالیز فیزیکی آب چاه یا دریا اشاره کرد.

این دستگاه دارای ظرفیت های متفاوتی است که از ۱۰ متر مکعب در روز آغاز می شود.

حال هر چه ظرفیت ها افزایش پیدا کند تعداد شاسی های مورد نیاز برای ساخت دستگاه افزایش می‌یابد.

از کاربردهای مهم این وسیله می توان به شیرین سازی آب در قیاس بزرگ و صنعتی اشاره کرد.

آب های ورودی به دستگاه تصفیه آب صنعتی

آب های زیر زمینی مثل تهیه شده از چاه و قنات ها

آب های زیر زمینی بسته به موقیعت چاه می توانند در هر رنج TDS , TH داشته باشند (شوری آب را با استفاده از TDS بیان می کنند و درجه سختی آب را با استفاده از TH بیان میکنند.)

آب سطحی مثل رود خانه ها و چشمه ها

آب دریا و دریاچه و اقیانوس ها بسیار شور هستند.

مراحل تصفیه در دستگاه تصفیه آب صنعتی

پیش تصفیه آب صنعتی

دستگاه تصفیه آب صنعتی می تواند برای تصفیه کل آب ورودی ساختمان(point of use) مورد استفاده قرار بگیرد.

طراحی دستگاه آب شیرین کن صنعتی براساس کیفیت آب خام ورودی و خروجی انجام می‌شود.

افزایش شوری آب ورودی منجر به افزایش فشار اسمزی و هزینه های سرمایه گذاری اولیه برای ساخت دستگاه آب شیرین کن صنعتی می شود.

برای اطمینان از طول عمر بهینه در ممبران های مورد استفاده به روش اسمز معکوس تمامی آب شیرین کن ها باید به وسیله پیش تصفیه مناسب تجهیز و محافظت شوند.

غشاها یا ممبران های اسمز معکوس نسبت به ورود ذرات معلق نامحلول، روغن و آلودگی های بیولوژیکی آسیب پذیر هستند.

از این جهت بخش تصفیه برای عاری سازی آب ورودی از این آلودگی ها پیش بینی می شود.

در صورت عدم پیش بینی واحد پیش تصفیه مناسب یا عدم کارایی آن، ممبران های اسمز معکوس
دچار فولینگ، رسوب گرفتگی یا گرفتگی های آلی یا بیولوژیکی می شود.

بکارگیری پیش تصفیه مناسب در دستگاه های آب شیرین کن به روش اسمز معکوس
درافزایش طول عمر، کارکرد بهینه تجهیزات، کیفیت و کمیت آب تولیدی تاثیر گذار است.

ضرورت استفاده از سیستم پیش تهویه

اگر از سیستم پیش تصفیه مناسبی استفاده نشود باعث افزایش گرفتگی ممبران
و در نتیجه آن باعث افزایش میزان استفاده از مواد شیمیایی می‌شود.

حال در شرایط گرفتگی ممبران‌ها ، میزان آب تولیدی و کیفیت آن کاهش می یابد
و میزان نمک عبوری از آن افزایش می یابد.

تمامی موارد گفته شده در نتیجه عدم استفاده از سیستم پیش تصفیه مناسب رخ می دهد، که این امر باعث افزایش هزینه بهره برداری و نگهداری سیستم تصفیه آب می‌‎شود.

شاخص اندازه گیری سیلت به عنوان معیار اندازه گیری رسوب به عنوان یک عامل اساسی
در تعیین میزان پتانسیل گرفتگی ممبران‌ها ، توسط تولید کنندگان مورد استفاده قرار می‌گیرد
و مدت زمان گارانتی غشا، بر اساس آن تخمین زده میشود.

میزان مجاز SDI کمتر از ۳ در ۹۵ درصد مواقع و کمتر از ۴ برای ۱۰۰درصد مواقع می باشد.
هر چقدر میزان SDI ورودی کمتر باشد، میزان مصرف انرژی، مواد شیمیایی مصرفی
جهت شستشوی ممبران و دفعات تعویض ممبران کاهش می یابد.
در اندازه گیری کدورت آب، پرتوهای نور ساطع شده توسط ذرات معلق و جذب شده
توسط ذرات رنگی حل شده در آب، مشخص می شود، و به دلیل سهولت
اندازه گیری کدورت، استفاده از این فاکتور در تعیین میزان حذف آلاینده ها در پیش تصفیه متداول تر می باشد.

فیلترکربنی

فیلتر کربن فعال-فیلتر کربن اکتیو: برای کاهش یا حذف مواد آلی موجود در
آب ورودی به دستگاه آب شیرین کن از این فیلتر استفاده می‌کنیم.
همچنین برای از بین بردن رنگ و بوی مواد اکسید کننده ناشی از کلرآزاد در آب وروردی از فیلتر کربن استفاده می‌گردد.

فیلتر کربنی

فیلتر شنی

فیلتر شنی sand filter – سندفیلتر یا فیلتر شنی برای حذف ذرات تا قطر ۵۰ میکرون  استفاده می‌شود.
در واقع فیلترشنی اولین مرحله از فیلتراسیون و پیش تصفیه در دستگاه های آب شیرین کن می باشد.

فیلتر شنی

فیلتر دیسکی

فیلتر دیسکی (disc filter) : فیلترهای دیسکی غالباً به عنوان پیش تصفیه اولیه کاربرد دارند.
فیلترهای دیسکی دارای مزایایی همچون قدرت و سرعت تصفیه بالاتر، راندمان، کیفیت
و دقت بالاتر نسبت به فیلترهای توری و کارتریجی می‌باشند.

فیلتر دیسکی

میکروفیلتراسیون

این فیلترها از جمله فیلتر های معمولی است که در این فیلتر ذرات سوسپانسیونی
توسط غشای متخلخل جدا سازی می شود.
میکرو فیلتراسیون (MF) جهت حذف ذرات فیزیکی کوچکتر از ۲۰۰ میکرون کاربرد دارد
و ذرات کوچکتر از ۰٫۲ میکرون از آن عبور می‌کند.
در این روش فیلترها درون محفظه ای به نام هوزینگ قرار می‌گیرند که این هوزینگ
یا پوسته می تواند از جنس پلی اتیلن ، پلی پروپیلن ، استنلس استیل ۳۰۴ ، استیل ۳۱۶ یا Frp باشد.

میکروفیلتراسیون

اولترافیلتراسیون

برای ساخت این ممبران ها از مود آلی و غیر آلی استفاده می‌شود
و پس از انجام فرایند هایی از عبور ذرات با اندازه هایی بزرگ تر از ۲۰ نانومتر
مثل جلبک ها ، ویروس ها و…جلوگیری می کند.

در این روش تمامی میکروب ها مواد کلوییدی و ذرات معلق در آب حذف می شوند.

این روش مانند تمامی روش های فیلتراسیون ، به صورت فیزیکی منجر به حذف
ناخالصی های آب می شود. فشار کاری جهت اولترافیلتراسیون از ۷/۲ الی ۷ بار متغیر است.

مهمترین مزیت استفاده از ممبران اولترافیلتراسیون جدا کردن ویروس ها و حد قابل قبول میکرو ارگانیزم ها بدون استفاده از مواد شیمیایی است.

اولترافیلتراسیون

نانوفیلتراسیون

این فیلتر از فیلتر هایی که در بالا در مورد آن ها توضیخ دادیم  کوچک تر است
و قطر منافذ غشای آن بین ۱تا ۱۰ نانومتر می باشد.

نانوفیلتراسیون

فرایند اسمز

اسمز معکوس روشی است که در آن آب با افزایش فشار از یک غشای نیمه‌ تراوای
اسمز عبور کرده و یون‌ها و مواد معدنی آن حذف می‌شوند.

در این فرایند یک محلول با میزان شوری کمتر تمایل به جا به جایی به سمت محلولی با شوری بیشتر دارد.

یک مثال آشنا از اثر این پدیده می توانیم زمانی را نام ببریم که ریشه گیاه آب را از خاک جذب می‌کند.

غشای نیمه تروا به غشایی می گوییم که به برخی ازمولکول ها یا اتم های ریز اجازه عبور می‌دهد
وازعبور برخی دیگر ار مواد ممانعت می‌کند.

مثال ساده ای از این عمل توری هایی که اجازه عبور هوا را می دهند
اما   ذرات بزرگ تر از سایز حفرات از آن عبور نمی‌کند.

(قطر منفذ یک ممبران حتی از قطر یک ویروس یا باکتری کوچک تر است.)

این فرایند در واقع پیشرفته ترین روشی است که برای تصفیه آب صنعتی صورت می‌گیرد.

مزایای استفاده از روش اسمز

مزيت استفاده از اين روش نسبت به ساير روش ها نظير : تقطير و يا ستون هاي كاتيوني و آنيوني ( ديونايزر ) صرفه اقتصادي آن ، مصرف انرژي كم ، عدم آلوده سازي محيط زيست ، ايمن بودن آن براي اپراتور سيستم و … مي باشد.

امروز   RO(دستگاه تصفیه آب صنعتی) در طیف بزرگی از واحد های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فرایند اسمز معکوس در بخش هایی از صنایع غذایی مانند لبنیات و آبمیوه
همچنین در آشپزخانه ها، بیمارستان ها، پالایشگاه ها، نیروگاه ها، کارخانه تولید روغن
و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مهم ترین کاربرد استفاده از روش اسمز معکوس کاهش شوری آب است ،میزان شوری آب های لب شور در حدود ۲۰۰۰-۱۰۰۰۰ میلی گرم بر لیترکه بیان کننده مقدار مواد جامد حل شده در آب(TDS) است.

در این روش تصفیه فشاری در محدوده ی۱۴-۲۱  بار(BAR) برای رسیدن به مقدار ۹۰ درصد
دور ریز (Reject) و تولید آب با کمترین میزان شوری در حدود ۵۰۰ میلی گرم بر لیتر
مواد جامد حل شده مورد نیاز می باشد که این میزان TDS آب شرب
توسط سازمان جهانی WHO پیشنهاد شده است.

فرایند اسمز

گند زدایی آب خروجی

در این مرحله آب خروجی که از دستگاه تصفیه آب صنعتی خارج شود و به عنوان
آب شرب مورد استفاده قرار گیرد tبهتر است ضد عفونی شود.
برای ضد عفونی کردن آب روش های مختلفی وجود دارد که کلرزنی، تزریق ازون و لامپ
UV مثال هایی از این روش ها می باشد

کلرزنی

از قدیمی ترین شیوه ها و عمومی ترین شیوه هایی که برای گند زدایی آب
در جهان مورد استفاده قرار می گیرد ، شیوه کلرزنی است.

از این روش به دلیل موثر بودن در غلظت پایین، ارزان و در دسترس بودن و…استفاده می‌کنند.

اهداف کلرزنی

از اهداف مهم کلر زنی می توان به سالم سازی آب ورودی به تاسیسات جهت رسیدن به اهداف زیر اشاره کرد:

اكسيداسيون و حذف نسبي آلاينده‌هاي آلي مولد بو وطعم نامطلوب

حذف نسبي آلاينده‌هاي معدني مولد رنگ مانند آهن، منگنز، فلزات سنگين و ته‌نشيني آنها در مرحله زلال‌سازی

جلوگيري از رشد بعدي ميكرو ارگانيسم‌ها و گياهان آبي در تأسيسات تصفيه ‌خانه.

تزریق اوزون

ترکیب مواد آلی کلرینه و سایر ترکیبات تری هالو متان در اثر گند زدایی با کلر
باعث ایجاد عوارض نامطلوبی می ‎‌شود.

لذا استفاده از گند زداهای جدید روز به روز رو به گسترش است، از این رو با توجه
به خواص اوزون  (از قوی ترین اکسید کننده های موجود در طبیعت به شمار می‌رود
که میتواند طیف وسیعی از باکتری ها قارچ ها و ویروس ها را از بین ببرد.)
امروزه استفاده از اوزون برای ضد عفونی آب بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مکانیسم اثر گاز اوزون

گاز اوزون به تخریب سلول میکرو ارگانیزم می پردازد .در این فرایند اوزون دیواره سلولی را می‌شکند و سیتو پلاسم باکتری را حل می کند .

از این رو با مکانیزم عمل کلر در فرایند گند زدایی کاملا متفاوت است.

قدرت گند زدایی آن ۲۵ برابر کلر و سایر گند زدار ها است.در نتیجه فرایند گندزدایی با سرعت بالاتری انجام می‌شود.

اجزای مختلف دستگاه تصفیه آب صنعتی

تجهزات به کار رفته در سیستم تصفیه آب صنعتی شامل موارد زیر است:

فیلتر های کارتریجی، پمپ تغذیه ،پرشر وسل،پمپ فشار قوی ، ابزار دقیق، سیستم های کنترلی، جمع آوری و مدیریت داده ها ، تجهیزات کمکی

فیلتر کارتریجی

فیلترهای کاتریجی معمولاً پیش از بوستر پمپ سیستم RO و برای پیش تصفیه آب ورودی
به ممبران ها مورد استفاده قرار می گیرند.

هدف اصلی فیلترهای کارتریجی، جلوگیری از ورود احتمالی رزین، سیلیس و کربن موجود
در بخش سیستم پیش تصفیه به بوستر پمپ و صدمه به پره های پمپ
و همینطور ممبران ها و بستن منافذ آنها می باشد.

این فیلتر ها ، علاوه بر انجام این کار، از ورود ذرات معلق بسیار ریز که
در بخش پیش تصفیه حذف نشده اند، به ممبران ها جلوگیری می نمایند.

نکته حائز اهمیت اینکه هیچگاه فیلترهای کارتریجی به تنهایی نباید
برای کاهش کدورت (Turbidity) و شاخص SDI آب مورد استفاده قرار گیرند.

انواع مختلف این فیلتر بر اساس دقت آن در حذف ذرات و اندازه طول فیلتر مشخص می‌شود.
طول این فیلتر ها از ۱۰ تا ۴۰ اینچ می باشد. قطر آن ها به طور معمول ۲٫۵ اینچ است.
فیلتر هایی با این قطر را اسلیم می‌نامند.

فیلتر های کارتریجی در سیستم اسمز معکوس به طور معمول
در هوزینگ های استیل قرار داده می‌شوند.
بزرگترین هوزینگ استیل استاندارد فضایی دارد که می تواند ۱۱۲ عدد کارتریج ۴۰ اینچی را
در خود جای می دهد. دبی های بالاتر نیازمند استفاده از چندین هوزینگ می باشند.

فیلتر های کارتریج ممکن است یکبار مصرف و یا قابل شستشو باشند  که فیلتر های قابل شست وشو
دارای محدودیتی از جمله امکان عبور ذرات معلق  از فیلتر به مرور زمان
در صورت عدم شستشوی دقیق و مناسب، امکان ایجاد رسوب بیو لو ژیکی در این فیلتر ها بسیار بیشتر است.

فیلتر های کارتریجی قرار گرفته در سیستم تصفیه معکوس، باید به صورت منظم مورد بازدید قرار بگیرد.

فیلتر کارتریج

پمپ تغذیه

پمپ تغذیه وسیله ای است برای تغذیه ممبران ها در سیستم تصفیه آب صنعتی
اسمز معکوس استفاده می‌شود.

به این وسیله بوستر پمپ هم گفته می شود .بوستر پمپ در نوع جابه جایی مثبت
(در واحد های تصفیه قدیمی استفاده می شوند. ) وگریز از مرکز(Centrifugal) می باشد.

پمپ های گریز از مرکز   در شرایط  دبی متوسط و در فشار های نسبتا کم استفاده می شود.
برای سیستم های تصفیه آب که دارای ورودی آب لب شور ،بسیار مناسب است.

پرشروسل

مدارای کاربرد وسیعی در صنایع نمک زدایی ،سیستم اسمزمعکوس و نانو فیلتراسیون و اولترافیلتراسیون می باشد
که نوع و ضخامت آن بستگی به فشار کاری غشا اسمزی دارد .

آب قبل از ورود به دستگاه اسمز معکوس حتما تصفیه مقدماتی روی آن صورت می‌گردد.
هوزینگ های فیلتر تصفیه آب جهت عملیات پیش فیلتراسیون قبل از سیستم های
اسمز معکوس ؛ نانو فیلتراسیون و اولترافیلتراسیون جهت حذف ذرات معلق تا میکروناژهای پایین مورد استفاده قرار میگیرند.

ابزار دقیق

تجهیزات ابزار دقیق در صنایع مختلفی از جمله تصفیه آب ،صنایع شیمیایی و…جهت اندازه گیری آنلاین
همچون هدایت سنج ،PH متر ،سنسور ها و .. استفاده می شود.

پمپ فشار قوی

آب برای عبور کردن از سطح ممبران و ایجاد فشار اسمزی نیاز به چنین پمپی دارد .
هر چه درجه شوری آب بیشتر باشد این فشار افزایش می یابد.

مخازن FRP

کاربرد های مختلفی در صنعت تصفیه آب دارند . از مهمترین کاربردهای این مخازن میتوان به فیلتر شنی ؛ کربنی و سختی گیر اشاره کرد .

امیدواریم که این مقاله توانسته باشد راهنمایی کاملی برای انتخاب دستگاه  تصفیه آب صنعتی فراهم کند.
چنانچه در این زمینه نیاز به مشاوره داشته باشید کارشناسان ما در  ایران پیلوت آماده ارائه خدمت هستند. همچنین جهت تکمیل این مقاله منتظر انتقادات و پیشنهادات شما هستیم.