اسمز معکوس فنآوری نمکزدایی برپایه استفاده از غشا هاست. ( ممبران ) که برای جداسازی مواد حل شده نظیر یون ها از محلول، مورد استفاده قرار میگیرد. فرآیند RO ( آب شیرین کن ) امکان فیلتراسیون کوچیکترین اجزاء محلول را نیز فراهم می سازد. بنابراین از فرآیند RO ( آب شیرین کن صنعتی ) میتوان به منظور خالص سازی آب استفاده نمود.
تولید آب های بدون یون ( آب دمین ) شیرین سازی آب های شور و لب شور، جهت مصارف آشامیدنی و صنعتی و شیرین کردن آب دریا به روش اسمز معکوس RO سال های زیادی است که در دنیا بیشترین کاربرد را دارد.
سیستمهای اسمز معکوس ( آب شیرین کن )، مواد محلول در آب را از طریق غشا نیمه تراوا( ممبران ) جدا مینمایند، به طوریکه آب از غشاء ( ممبران ) عبور نموده اما مواد محلول قادر به عبور از غشاء ( ممبران ) نمی باشند.
بدین ترتیب جریان ورودی یا خوراک feed به دو جریان آب تصفیه شده permeate و پساب غلیظ Concentrate تبدیل میشود.
داشتن اطلاعات اولیه در مورد شرایط طراحی قبل از سیستم آب شیرین کن صنعتی RO، دانستن نیازها و محدودیت های اساسی آن بسیار مهم است، کیفیت آب محصول، وابستگی بسیار زیادی به کیفیت آب خام دارد.
کیفیت آب خوراک واحد آب شیرین کن صنعتیRO، احتیاج به سیستم پیش تصفیه برای کاربردهای مهم را الزامی میکند و حتی ممکن است طراحی واحد RO را تحت تاثیر قرار دهد.
آگاهی از دامنه تغییرات وسیع در کیفیت منابع آب خام، شناخت کامل منابع آب و چگونگی پاسخ به نیازهای کاربردی آب شیرین کن صنعتی RO ، بر طراحی موفق پیش تصفیه RO و واحد آب شیرین کن صنعتی کمک خواهد کرد.
واحد پیش تصفیه واحد آب شیرین کن های صنعتی RO
واحد کلرزنی
کلرزنی یک فرآیند تثبیت شده و یک روش گند زداییموثر است. که باهدف از بین بردن عامل های میکروبی ، بیماری زا ،کنترل میکروارگانیسم های مزاحم ، ممانعت از رشد مجدد میکروبی و اکسیداسیون مواد آلیدر پیش تصفیه واحد های آب شیرین کن اسمز معکوس به انجام میرسد.
واحد تزریق متا بی سولفیت سدیم (SMBS)
مواد اکسید کننده مانند کلر و ازن که اکسید کنندههای قوی هستند در صورت استفاده در آب خوراک واحد RO آب شیرین کن صنعتی ( قبل از رسیدن به ممبران ) باعث آسیب رساندن و از بین رفتن غشاها میشود.
حذف این مواد اکسید کننده به کمک تزریق محلول متابیسولفیت سدیم (SMBS ) امکان پذیر است. به همین خاطر در زمانی که برای ضدعفونی آب ورودی از یکی از روش های اکسیداسیون یا کلر استفاده شود، در مرحله بعدی واحد تزریق متا بی سولفیت سدیم نیز به آب پیش تصفیه جهت واحد آب شیرین کن به روش اسمز معکوس اضافه میگردد.
واحد سیستم تزریق اسید
سیستم تزریق اسید در واحد های آب شیرین کن اسمز معکوس به منظور تنظیم pHو در نتیجه قلیائیت صورت می گیرد.
واحد فیلترشنی
این فیلترها برای کاهش کدورت و کلوئیدها (برحسب SDI) طراحی شده اند.
کدورت جریان ورودی برای پیش تصفیه واحد آب شیرین کن RO حداکثر میتواند 10NTU باشد، در کدورت بیش از 10 NTUممکن است این فیلترها مکررأ به شستو شوهای معکوس برای رسیدن به کیفیت جریان خروجی ثابت در طول کار، نیاز داشته باشند.
هنگامی که ذرات جامد معلق از آب خام جدا میشوند، افت فشار در فیلترهای شنی افزایش مییابد، برای این مشکل، هنگامی که افت فشار فیلتر شنی به حد مجازی برسد، شستشوی معکوس فیلترها انجام میشوند.
واحد فیلتر کربنی
دراین واحد پس از شفاف سازی آب جهت حذف مواد اکسیدکننده مانند کلر مورداستفاده قرار میگیرد در این مرحله نیز از فیلتراسیون استفاده میشود، اما به جای دانه های سیلس، برای حذف هرچه بهتر مواد آلاینده ، به ویژه مواد اکسید کننده از دانه های کربن فعالاستفاده میشود.
کربن اکتیو دارای سطح فعال کافی برای حذف مواد اکسید کننده، مواد آلی معلق و محلول و همچنین بخشی از فلزات سنگین میباشد، از آنجا که برخی از مواد آلی موجب رنگ و بوی نامطبوع آب میشوند با حذف آنها رنگو بوی آب به حد مطلوب میرسد.
فیلترهای کربن نیز مانند فیلتر های شنی به مرور زمان از ذرات اشباع میشوند و در نتیجه افت فشار در بستر آنها رخ میدهد. تشخیص زمان شستشو دراین واحد نیز مشابه فیلترشنی میباشد.
تزریق مواد بازدارنده رسوب آنتی اسکالانت (Anti Scalant )
عوامل کمپلکس دهنده (که به عنوان آنتی اسکالانتشناخته میشوند) برای به حداقل رساندن پتانسیل شکلگیری رسوب روی سطح غشاء ( ممبران ) RO استفاده میشوند.
معمولا حذف کامل کدریت و مواد معلق در فیلتراسیون بدون استفاده از مواد منعقد کننده کامل نخواهد بود،برای جلوگیری از تشکیل رسوب روی سطح غشاء RO و همچنین بیشترین حذف پیش از رسیدن به غشاءها ( ممبران ها) از عوامل کمپلکس دهنده (که به عنوان آنتی اسکالانت شناخته میشوند ) برای به حداقل رساندن پتانسیل شکل گیری رسوب روی سطح غشاء ( ممبران ) واحد های اسمز معکوس استفاده میشوند.
* (تزریق آنتی اسکالانت با استفاده از یک پمپ تزریق(دوزینگ پمپ) انجام میشود.)
این ماده میبایست به صورت مداوم به آب خوراک واحد اسمزمعکوس آب شیرین کن تزریق شود، سیستم تزریق میبایست به گونهای عمل نماید که در صورت توقف واحد آب شیرین کن لسمزمعکوس ، تزریق آنتی اسکالانت هم متوقف شود.
تزریق دوز کمتر یا بیشتر از آنتی اسکالانت، میتواند منجر به گرفتگی غشاهای اسمزمعکوس شود. میزان تزریق باتوجه به آنالیز خوراک و شرایط آب شیرین کن های اسمزمعکوس ( ازجمله بازیافت سیستم ) متغییر است.
*توصیه میشود دراین خصوص از مشاوره متخصصین شرکت ایمن آب کاژه استفاده کنید.
فیلتر کارتریجی
فیلترهای کارتریجی معمولا درست قبل از غشاءهای واحد آب شیرین کن صنعتی RO استفاده میشوند تا آب ورودی را مستقیم تصفیه کنند.
این فیلترها به منظور جلوگیری از رسیدن ذرات جامدی که از بالا دست حمل میشوند و بهپمپ خوراک آب شیرین کن صنعتی RO برسند و باعث صدمه دیدن پروانه پمپ و نیز رسیدن این مواد به مدولهای غشایی ( ممبران ) RO و مسدود کردن کانال های خوراک شوند طراحی میشوند.
فیلترها همچنین به منظور حذف ذرات درشتی طراحی میشوند که میتوانند به صورت فیزیکی غشا ( ممبران ) را بسایند ویا به لایه نازک آن نفوذ کنند.
واحد اسمزمعکوس آب شیرین کن صنعتی (RO)
پمپ خوراک RO
رایجترین پمپ خوراک RO برای کاربردهای آب لب شور پمپ طبقاتی سانتریفیوژ است، پمپ فشار قوی یکی از اجزای اصلی سیستمآب شیرین کن ROاست، ظرفیت آن به اندازهای باشد که قادر به تأمین جریان لازم با فشار مطلوب در شرایط مختلف بهرهبرداری از غشاء ROباشد و عمومأمیبایستاز جنس فولاد ضدزنگ 316Lباشند.
محفظه های تحت فشار ( پرشر وسل)
یک محفظه تحت فشار ( پرشر وسل)، مخزنی برای مدولهای غشایی ( ممبران ) و حاوی آب خوراک تحت فشار است.
این محفظه ها ( پرشر وسل ) به گونهای مخصوص ساخته میشوند تا مدول غشایی با قطر مشخص در خود جای دهد.
مهمترین و اصلیترین قسمت واحد ( آب شیرین کن صنعتی) RO یعنی فیلتر کردن آب توسط غشاهای فشار بالایی به نام ممبران است.
عمر ممبران نسبت به راهبری و نگهداری و کیفیت آب خوراک تخمین زده میشود که میتواند 2 الی 5 سال باشد واین غشاها هرچند ماه یکبار با مواد خاصی (باتوجه به نوع گرفتگی) شستشو داده میشوند.
دمای مطلوب کار غشاءها بین 20 تا 30 درجه سانتیگراد است، یکی از عواملی که باعث استهلاک غشاء میشود دمای زیر 10درجه و بالای 35 درجه سانتیگراد است.
سیستم شستشوی اتوماتیک و دوره ای ممبران ها(CIP)
هنگامی که واحد نمکزدایی به طور معمولی (پرشدن مخزن محصول) و یا درشرایط اضطراری متوقف شد، برای جلوگیری از رسوبگذاری سریع در غشاءها (ممبران )، آب کشی (Flashing)غشاء بصورت اتوماتیک صورت میپذیرد.
این قسمت از یک شیر برقی و مخزن ذخیره متناسب با ظرفیت دستگاه جهت شستشوی اتوماتیک و دورهای تشکیل شده است.
سیستم آب شیرین کن اسمز معکوس مجهز به (PLC) قابل برنامهریزی جهت شستشوی اتوماتیک غشاءها (ممبران) با آب تصفیه شده، در زمانهای معین میباشد. بدین صورت که در زمانهای تعریف شده، دستگاه به طوراتوماتیک متوقف شده و وارد مرحله شستشوی غشاها میشود تا آب ذخیره شده در مخزن (CIP) را وارد آنها نماید.
دراین مرحله مواد رسوب شده بروی غشاء به بیرون هدایت میشود و زمان شستشوی دورهای را به تعویق انداخته و عمر غشاها را افزایش میدهد.
کارتریج میکس
فیلترکارتریج دیگرنیز بروی دستگاه آب شیرین کن نصب شده است.
این فیلتر در موقع اضافه کردن آب خام به آب تولیدی برای تنظیم (TDS) استفاده میشود . که مواد معلق را حذف کرده و آب سالمی را به خط تولید اضافه میکند.
تجهیزات اندازه گیری در واحد های آب شیرین کن صنعتی
شیرهای کنترل و فلومتر
برای کنترل دبی آب سیال در دستگاههای آب شیرین کن اسمز معکوس به دوشیر به نامهای شیر کنترل دورریز: جهت تنظیم فشار ممبرانها و دبی دور ریز و شیر آب برگشتی ( Recycle ) : جهت کنترل و برگرداندن قسمتی از آب دور ریز به ابتدای خط، مورداستفاده قرار میگیرد.
این دو شیر جهت تنظیمات دستگاه در اختیار اپراتور قرار داده شده است.
فلومترها
3 ستون شیشه ای هستند که دبی های خطوط مختلف در واحد آب شیرین کن صنعتی را نشان میدهد.
تولیدی: مقدار آب دبی محصول واحد آب شیرین کن اسمز معکوس RO
دورریز: مقدار دبی خروجی آب دورریز واحد آب شیرین کن اسمز معکوس RO
برگشتی: مقدار دبی آب برگشتی به مدار ورودی واحدتصفیه واحد آب شیرین کن اسمز معکوس RO
نکته: ترتیب قرارگیری فلومترهای تولید و دور ریز ممکن است دردستگاههای مختلف با توجه به طراحی متفاوت باشد.
گیج های فشار
همانگونه که از نام این قطعه مشخص است. کار آن سنجش فشارآب در محلهای مختلف واحد آب شیرین کن صنعتی است که عبارتند از:
گیج ورودی کارتریج:
این گیج بعداز فیلترشنی و قبل ازفیلتر کارتریج نصب میشود، وظیفه آن سنجش فشار آب ورودی به کارتریج است .
گیج خروجی کارتریج:
این گیج پس از کارتریجها وقبل از پمپ اصلی ROاست، وظیفه آن سنجش فشار خروجی کارتریجها است.
گیج ورودی ممبران:
پس از پمپ اصلی آب شیرین کن نصب شده و فشار ورودی ممبرانها را نمایش میدهد.
گیج خروجی ممبران:
قبل از شیر پساب نصب شده و فشار خروجی ممبرانها را نمایش میدهد.
TDS متر
دستگاهی است دیجیتال و محل نصب آن در مسیر آب محصول است. وظیفه آن سنجش کلیه جامدات محلول (TDS) در آب محصول آب شیرین کن است.
تانک ذخیره تولید و فلوتر
جهت ساده سازی اپراتوری آپشنی به نام (تانک فول) در مدار برق در نظر گرفته شده است.
در صورت پرشدن مخزن ذخیره، فلوتر داخل آن عمل کرده و واحدRO را خاموش میکند و پس از مصرف آب مخزن و پایین رفتن سطح آب ذخیره، دستگاه به صورت خودکار شروع به کار میکند.
