دستگاه تصفیه آب صنعتی

دستگاه تصفیه آب صنعتی چیست

دستگاه تصفیه آب صنعتی یا آب شیرین کن که اغلب به عنوان RO شناخته می شود ، یک روش بسیار پیشرفته برای تولید آب تصفیه شده می باشد . این تکنولوژی ابتدا در نیروی دریایی آمریکا برای تولید آب شرب ، از آب دریا استفاده شده است . امروزه از فرآيند اسمز معكوس ( RO ) ( reverse osmosis ) به عنوان يك فرآيند جداسازی در بسياری از صنايع توليد آب تصفیه ( آب شرب یا آب آشامیدنی ها ) ، ‌تصفيه پساب ها ، صنعت پرورش دام ( دام داری ها ) ، صنعت پرورش طیور ( مرغداری ها ) ، صنعت کشاورزی ، آب ورودی کولینگ تاور ها ، دیگ های بخار ( boiler ) ، آب استفاده در نازل های مه پاش ، صنايع غذايی ، دارو سازی ، پزشکی و غیره استفاده می شود .

ساخت دستگاه تصفیه آب صنعتی

استفاده از روش فوق الذکر با توليد غشاهای جديد ( فیلتر ممبرین یا ممبران ) ( membrane ) كه مي توانستند در محدوده وسيعی از PH و دما های مختلف عمل كنند و نسبت به بسياری از مواد شيميايی بيولوژيكی موجود در آب مقاومت داشته باشند توسعه چشم گيری يافته است . روش RO نسبت به بسياري از فرآيندهاي جداسازی ديگر ، همانند تقطير ، استخراج ، تعويض يوني و جذب داراي مزاياي فراوانی مي باشد . در اين روش به هيچ گونه تغييرات فازی شديد انرژي و يا استفاده از محلول هاي گران قيمت جاذب نيازی نيست . که توجه به این نکته بسیار حائز اهمیت است . طراحی و عملكرد اين روش در مقايسه با بسياری از روشهاي قديمی جداسازی راحت تر مي باشد . در صنايعی که نیاز به توليد آب تصفیه شده دارند ،

مصرف پايين انرژي ( نسبت به روشهاي تقطيری )
هزينه نگهداری پايين
حجم و سايز كوچك سيستم
راهبري آسان
نصب و راه اندازي در كوتاهترين زمان
مصرف پايين مواد شيميايی در مقايسه با روش تعويض يونی

در سيستمهای RO نسبت به سيستم های گرمايی مصرف انرژي پايين مي باشد و بسياری از مشكلات همانند خوردگي كه در سيستم هاي گرمايی به دليل عملكرد در دما هاي بالا وجود دارد ، در اين سيستم ديده نمي شود، از نقطه نظر آلودگی نيز روش اسمز معكوس به روش تبادل يوني ارجحيت و برتری دارد ، زيرا هيچگونه نا خالصي به جز آنجه قبلاً در آب وجود داشته است ، به محيط زيست اضافه نمي كند .

برخلاف سيستمهای تقطيری و تعويض يوني به دليل آنكه قسمت اصلي تصفيه ی آب در سيستمهاي RO توسط غشا ها ( ممبرین ) انجام مي شود ، در صورتي كه اشكالي در سيستم به دليل خرابي يكي از آنها اتفاق افتاد ،‌ نيازی به متوقف كردن كامل سيستم نيست ، غشاء خراب را مي توان به سادگي از سيستم خارج ، شستشو ( CIP ) ، تعويض يا تغيير داد . در مقايسه با سيستمهاي تعويض يونی ، هزينه يك سيستم RO ، نسبت به تغييرات نا خالصی های آب وابستگي كمي دارد ، بنابراين در صورت تغيير خلوص آب ورودی تغييرات زيادی در هزينه های تمام شده آب نهايی داده نمی شود .

دسته بندی آب ها

آب ها بر حسب میزان کل جامدات محلول و مخلوط ( TDS ) به دو دسته آب های شور ( sea water ) ، آب های لب شور ( Brakish water ) و شیرین دسته بندی می گردند . آب دریا با TDS حدود 35000 تا 45000 میلی گرم بر لیتر ( mg/lit ) ، آب های لب شور با TDS کمتر از آن ، به عنوان ترکیب استاندارد آب های موجود در دنیا شناخته می شود این محدوده بسیار وسیع می باشد که آب های دنیا را تشکیل می دهد . توزیع آن تقریباً در سراسر جهان یکسان می باشد اما ممکن است عملاً در محدوده وسیعی مثلاً از دریای بالتیک حدود mg/lit 7000 تا خلیج فارس و دریای سیاه که برابر mg/lit 45000 است متغیر باشد . ترکیب های آب لب شور بسیار گوناگون است و برای طراحی یک دستگاه تصفیه آب باید آب را در آزمایشگاه آنالیز نمود .

تشریح فرایند اسمز

در صورتی كه يك غشاء نيمه تراوا ( منظور از غشاء نیمه تراوا یعنی غشایی که آب به راحتی از آن عبور نماید ، در حالی که عبور املاح و نمک های آب نظیر MgSo4 ، CaSo4 ، CaCl2 ، NaCl و غیره امکان پذیر نباشد . بين دو محلول با غلظت هاي متفاوت قرار گيرد ، مقداري از حلال از يك طرف محلول رقيق به سمت ديگر غشاء مي رود . اين پديده كه به نام اسمز معروف است ، تا زماني ادامه پيدا مي كند كه سيستم به حالت تعادل برسد . در حالت تعادل بين دو طرف غشاء اختلاف فشاري متناسب با غلظت مواد حل شده در محلول وجود دارد كه به آن فشار اسمزی مي گويند .

تشریح فرایند اسمز معکوس (reverse osmosis )

فرآيند اسمز معكوس همان گونه كه از نام آن نيز مشخص است ، بر عکس فرآيند طبيعي اسمز مي باشد ، فرایند اسمز معکوس امروزه جزء يكي از جديد ترين و متداول ترين روش هاي جدا سازي به خصوص در تصفيه آب هاي شور محسوب مي شود . در اين فرآيند با قرار دادن فشاري بيشتر از فشار اسمزي در سمت محلول غليظ تر ( آب شور یا concentrate ) ، جهت حركت حلال ( آب خالص یا pure water ، permeate ) معکوس شده و به اين ترتيب مي توان آب را از ناخالصي هاي درون آن جدا كرد و TDS را کاهش داد .

اسمز معکوس چگونه کار می کند

فرایند اسمز معکوس در ممبرین با استفاده از یک پمپ فشار بالا ( high pressure pump ) صورت می گیرد به گونه ای که پمپ وظیفه ایجاد فشار در سمتی که آب خام با غلظت زیاد وجود دارد را ایفا می کند . آب از غشا نیمه تراوا عبور می کند و آب تصفیه شده تولید می شود . آب در هنگام عبور از ممبرین بین 95 تا 99 درصد املاح موجود در خود را از دست می دهد . مقدار فشاری که پمپ باید ایجاد کند تا بر فشار اسمزی غلبه کند بسته به TDS آب ورودی دارد ، هرچه TDS آب بالاتر باشد فشار نیز بالا می رود و بلعکس با کاهش TDS فشار عملیاتی (Operational pressure ) دستگاه تصفیه آب صنعتی کاهش می یابد . آبی که وارد سیستم RO می شود و قرار است عمل تصفیه روی آن صورت بگیرد به عنوان آب خام یا feed water شناخته می شود . آبی که املاح آن جدا شده و عمل تصفیه روی آن صورت گرفته یا در واقع یونیزه شده به عنوان آب شیرین ، آب محصول ، product water یا permeate شناخته می شود . آبی که تغلیظ شده و نسیبت به آب ورودی از TDS بالا تری برخوردار است و به عنوان فاضلاب از دستگاه تصفیه آب صنعتی خارج می شود فاضلاب یا concentrate شناخته می شود .

آب پس از عبور از پمپ فشار بالا با فشار بسیار زیاد به سمت ماژول های ممبرین ارسال می شود خروجی آن یکی آب تولید و دیگری آب فاضلاب است حال مقدار درصد بازيابي با توجه به نوع غشاء ( ممبرین ) ، كيفيت و كميت آب تصفيه شده و مقدار هزينه هاي عملياتي ، را تعيين خواهد کرد . بالا رفتن بيش از اندازه درصد بازيابي ( ریکاوری ) ( recovery ) ، باعث افزايش املاح در آب تولید شده دستگاه و در نتيجه فشار اسمزی در آب پشت غشا ها مي شود ، كه اين امر باعث افزايش انرژي عملياتي لازم ، كاهش دبي و افزايش درصد عبور املاح از ميان غشاها مي شود .

آب خام پس از يك سري مراحل پيش تصفيه یا همان فیلتر شنی که قبلا درباره آن به صورت کامل توضیح داده شده است ، به سمت استیج های ممبرین یا پرشر وسل ها پمپ مي شود و قسمتي از آن از ميان فیلتر ممبرین عبور كرده و به اين ترتيب در باقي مانده آب خوراك غلظت نمك ها افزايش خواهد يافت . در همين زمان قسمتي از اين آب بدون عبور از ميان ممبرین ها از سيستم خارج مي شود ( به دليل افزايش فشار اسمزي در پشت فیلتر ممبرین ، فشار عملياتي (Operational pressure ) اعمالي از طرف پمپ ها براي عبور آب از ميان غشاء ممبرین كافي نيست و در صورت عدم خروج آب شور از سيستم ، آب تصفيه شده عبوري از ميان غشاء به عقب برگشت خواهد كرد ) ، كه مقدار اين آب با توجه به كيفيت آب ورودي و نوع غشاء بين 20 درصد تا 70 درصد متغير است .

چه موادی توسط دستگاه تصفیه آب صنعتی از آب حذف می شوند ؟

دستگاه تصفیه آب صنعتی با استفاده از روش اسمز معکوس قادر است بیش از 99 درصد نمک های محلول ( یون ها ) ، ذرات ، کلوئید ها ، مواد آلی ، باکتری ها و پیروژن ها ( pyrogens ) ، موجود در آب را حذف کند . لازم به ذکر است برای حذف 100 درصدی باکتری ها و ویروس ها نمی توان به صورت کامل به سیستم RO اعتماد کرد . آلودگی ها در ممبرین بر اساس سایز و بار مولکولی آن ها حذف و یا رد می شوند . هر آلودگی که وزن مولکولی آن بیش از 200 باشد به راحتی توسط ممبرین حذف می شود ( برای مقایسه بهتر وزن مولکولی آب 18 می باشد ) به این ترتیب هر چه بار مولکولی مواد بیشتر باشد توانایی عبور از غشا ممبرین را ندارند . پس هر چه بار یونی آلاینده بیشتر باشد توانایی عبور از لایه ممبرین را ندارد به عنوان مثال یون سدیم یک بار دارد ( تک ظرفیتی ) و برای همین سدیم نسبت به کلسیم که دو بار دارد به راحتی دفع نمی شود . همچنین در یک سیستم RO گاز هایی مانند CO2 به خوبی حذف نمی شوند زیرا وزن مولکولی آن بسیار کم است .

کاربرد های دستگاه تصفیه آب صنعتی

صنعت پزشکی ، دارو سازی و آزمایشگاهی
کارخانه های تولید آب جهت شرب
صنعت دام و طیور
صنعت کشاورزی
صنعت

کارخانه های تولید آب جهت شرب

آب سالم و گوارا و همچنین عاری از ویروس و میکروب ، یکی از اصلی ترین نیاز های بشری می باشد . پزشکان بر این باور هستند که بیش از 80 درصد بیماری و امراض در آدم به آب بر می گردد با این حال افراد زیادی در جهان از نعمت آب سالم و گوارا محروم هستند . شرکت های زیادی در دنیا و ایران با استفاده از دستگاه تصفیه آب صنعتی به تولید آب شرب بهداشتی می پردازند در یک خط تولید آب معدنی دستگاه تصفیه آب صنعتی به عنوان قلب کارخانه تولید آب شرب را بر عهده دارد و پس از آن آب عملیات پر کردن ، در بندی ، لیبل زنی ، بسته بندی و توزیع را سپری می کند .

صنعت دام و طیور

با افزایش جمعیت و نیاز بیشتر به مواد غذایی تولید گوشت از مرغ و دام ها در ابعاد و اندازه زیاد اهمیت زیادی دارد لذا پرورش دهندگاه مرغ در وسعت های کوچک و بزرگ ، محل پرورشگاه های خود در مکان هایی مناسب با آب و هوایی خوب و عاری از آلودگی احداث می کنند . در پروش دام و طیور به روش های صنعتی کلییه پارامتر های حیاتی و اساسی که دام و طیور به عنوان موجود زنده به آن ها نیاز دارند تا بهترین تبدیل ضریب گوشتی را داشته باشند و اب نقش اساسی را در این پروش ایفا می کند که مرغداران و دامداران با استفاده از دستگاه تصفیه آب صنعتی آب مناسب مرغ و دام را تامین می کنند .

صنعت کشاورزی

کشور ما ایران جزء کشور های خشک و کم آب محسوب می شود و معمولا در مناطقی که مناسب کشاورزی هستند یا آب پیدا نمی شود یا کیفیت مطلوب را ندارد و وقتی صحبت بر سر کیفیت آب می شود منظور از آن استفاده آب مناسب در کشاورزی و مطلوب بودن جهت آبیاری می باشد . در بررسی و طبقه بندی آب ، مطابق با طبقه بندی FAO آب مناسب با EC یا همان هدایت الکتریکی و یا TDS مناسب به دست می آید . معمولا از دستگاه های تصفیه آب صنعتی در گلخانه برای رشد بهتر و بهره وری بیشتر استفاده می شود . با وجود مناسب بودن وضعیت هوا در جای جای ایران ما آب معمولا کیفیت مطلوب را ندارد این موضوع به خاطر حفر چاه های عمیق و یا استفاده از آب های سطحی برای آبیاری است . این موضوع تقریبا در تمام کشور محسوس است به خصوص در استان های فارس ، سیستان و بلوچستان ، خوزستان ، بوشهر و …

صنعت

استفاده آب در صنعت بیشترین استفاده جامع بشری از آب است . آب تولیدی از دستگاه تصفیه آب صنعتی یا RO بسیار نزدیک به آب مقطر و TDS پایینی دارد همچنین مشکل بالا بودن کدورت و TSS و NTU در این سیستم مرتع شده است و عملا رسوب گذاری دیگر اتفاق نمی افتد البته برای آنالیز آب ورودی به سیستم از اهمیت بالایی بر خوردار است به همین منظور سیستم های دبل RO ( RO.RO یا double RO ) و یا رزین های تبادل یونی نیز برای تکمیل پروسه استفاده می شود . یکی از استفاده های آب در صنعت تامین آب مناسب برای ورودی به بویلر ، دیگ های بخار ، کولینگ تاور ، برج خنک کننده ، نازل های مه پاش و غیره می باشد .

صنعت پزشکی ، دارو سازی و آزمایشگاهی

آب مناسب در پزشکی اهمیت بالایی دارد و دلیل آن بسیار واضح و مشخص است . ورود اب نا مناسب به دستگاه و ادوات پزشکی باعث رسوب گذاری در سیستم و خرابی های جدی می شود . همچنین آب خالص و عاری از املاح در دیالیز بیماران دیالیزی است که آب در آن اهمیت بالایی دارد . طراحی سیستم های RO در موارد پزشکی و آزمایشگاهی دقت بالا و علم طراحی می خواهد مثلا در این سیستم ها استفاده از مواد ضد رسوب جایز نیست که در آینده به صورت مفصل به آن می پردازیم .

چگونه یک دستگاه تصفیه آب صنعتی بخریم :

طرح این سوال که چگونه یک دستگاه تصفیه آب بخریم ؟ نیاز به بحث و توضیحات کامل و گسترده ای دارد که در پست نمی گنجد . به صورت کلی هنگام خرید یک دستگاه تصفیه آب صنعتی باید حداقل 2 سوال از خود بپرسیم

چه مقدار آب در شبانه روز نیاز داریم ؟
آنالیز آبی که قرار است عمل تصفیه روی آن صورت بگیرد ، چیست ؟

با جواب دادن به دو سوال بالا نوع و مدل دستگاه مشخص می گردد . حال می توان با مشاوره گرفتن از کارشناسان شرکت آب پاکسازان بسته به بودجه ، فضا کار ، شرایط آب و هوا و نوع کاربری دستگاه مشخصات فنی دستگاه خود را بسته و خرید را انجام نمایید .