دستگاه تصفیه آب صنعتی

تصفیه آب آلودگی ها و اجزای نامطلوب را از بین می برد یا غلظت آنها را کاهش می دهد تا آب تصفیه شده برای استفاده ای خاص مناسب شود. در علم مهندسی دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس سیستمی است که با استفاده از برخی تجهیزات قابلیت حذف پارامترهای تشکیل دهنده TDS و تولید آبی شیرین و قابل استفاده توسط انسان و سایر موجودات زنده را دارد.

دستگاه تصفیه صنعتی

سیستمی است که با تکنولوژی اسمز معکوس که کاربرد آن در آشامیدن ، تأمین آب صنعتی ، آبیاری و کشاورزی ، نگهداری از رودخانه ، تامین آب برای تفریحات و استخرهای آبی و یا بسیاری موارد دیگر از جمله بازگشت بی خطر آب تصفیه شده به محیط زیست باشد. این دستگاه با عناوینی همچون پکیج اسمز معکوس در بخش های مختلف نام برده می شود.

لزوم و فواید استفاده از دستگاه های تصفیه صنعتی

رسوبات آب سالانه هزینه‌های زیادی را برای نگهداری از تجهیزات به ساختمان‌های تجاری و مسکونی وارد می‌کنند، از این‌رو بهترین روش برای کاهش این هزینه‌ها استفاده از دستگاه‌های تصفیه‌ی آب است. سالانه در جهان هزینه‌های بسیار زیادی جهت نگهداری سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی صرف می‌گردد. این هزینه‌ها شامل رفع رسوب و خوردگی ایجاد شده در سیستم تاسیسات است. درصورتی که با نصب دستگاه تصفیه آب صنعتی مناسب، پیش از ورود آب به این سیستم‌ها، می‌توان در هزینه‌های تعمیر و نگهداری صرفه‌جویی کرد. شرکت رسوب آب، طراح و سازنده انواع دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی، با کادری مجرب با توجه به آنالیز آب، راهکارهای مناسبی جهت تصفیه آب صنایع مختلف، ارائه می‌کند.

اصلی‌ترین دستگاه های تصفیه صنعتی آب عبارتند از:

• دستگاه اسمز معکوس
• دستگاه سختی‌گیر
• دستگاه اولترافیلتراسیون
• دستگاه الکترودیالیز

دستگاه اسمز معکوس

اسمز معکوس فرآیندی فیزیکی است که می‌توان از هر محلولی به کمک یک غشاء نیمه تراوا، حلال تقریباً خالص تهیه کرد به طوری که به کمک این روش می‌توان از آب شور، آب آشامیدنی تهیه کرد. دستگاه اسمز معکوس می‌تواند ۹۹% مواد معدنی حل شده و ۹۷% مواد آلی و کلوئیدی آب را حذف کند. ممبران دستگاه اسمز معکوس به عنوان يك مانع براى كليه نمك‌هاى موجود در آب عمل مى‌کند، به‌طوری که مولكول‌هاى آب قادرند از ميان ممبران دستگاه اسمز معکوس عبور و آب خالص توليد کنند.

دستگاه اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون

اولترافیلتراسیون نیز به معنی گرفتن ذرات بسیار ریز در حد میکرون (جامد معلق در آب) است. معمولاً فیلترهای اولترافیلتراسیون دارای منافذ بسیار ریزی هستند که آب از آنها عبور کرده و مواد معلق بسیار ریز، مواد کلوییدی، پروتئین‌ها و آلاینده‌های میکروبیولوژی به تله می‌افتند. استفاده از میکروفیلترهای با منافذ ۰/۱ تا ۵ ميكرون به عنوان پيش تصفيه براى دستگاه‌هاى اسمز معكوس R.O، وسيله مطمئنى براى حفاظت از ممبران‌ها و پمپ‌هاى فشار قوى جهت حذف ذرات معلق است. اين فيلتر‌ها علاوه بر پيش تصفيه دستگاه اسمز معكوس، در صنايع غذايی، آب معدنى و تصفيه پساب‌هاى صنعتى مورد استفاده قرار مى‌گيرد.

دستگاه سختی گیر

دستگاه سختى‌گير جهت نرم كردن آب یا به عبارتی حذف نمک‌های کلسیم و منیزیم که خود منشا اصلی سختی هستند، استفاده میٰ‌شود. دستگاه سختی‌گیر همچنین برای جلوگیری از ایجاد رسوب در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی کاربرد بسیاری دارد. این روش برای تهیه آب با کیفیت بالا از آب شهر، سبک کردن آب، تهیه آب تغذیه بویلرها و نیز صنایع شیمیایی، صنایع کاغذ، صنایع داروسازی استفاده می‌شود.

دستگاه الکترودیالیز

یکی دیگر از روش‌های غشایی که در جهت توسعه و فراگیر شدن پیش می‌رود، الکترودیالیز است. دستگاه EDI برتری‌های زیادی نسبت به دستگاه سختی‌گیر دارد. غشاهای به‌کار رفته در دستگاه الکترودیالیز باردار بوده و علاوه بر باردار بودن نسبت به یون مخالف بار خود، نیمه تراوا هستند. بدین معنا که یون همنام خود را دفع نموده و یون مخالف را از خود عبور می‌دهند.

طراحی مشخصات سیستم تصفیه آب صنعتی

طراحی فرآیندهای آب شیرین کن با توجه به پارامتر های مانند دبی آب مورد نیاز ، کیفیت آب ورودی و خروجی و …. صورت میگیرد.معمولا، این بخش توسط مهندسین متخصص با استفاده از نرم افزار ROSA یا WAVE انجام میشود. نرم افزار Reverse Osmosis System Analysis که به اختصار ROSA نامیده میشود یک نرم افزار شبیه سازی برای طراحی آب شیرین کن با فرایند اسمز معکوس می باشد . این برنامه تنها شبیه سازی روش اسمز معکوس را در دستگاه تصفیه آب صنعتی انجام میدهد و فرایندهای مثل واحد پیش تصفیه آب و … را پاسخگو نمی باشد.

مراحل تصفیه در دستگاه تصفیه آب صنعتی

1. پیش ‌تصفیه آب

برخی از این آلودگی ها بهتر است قبل از ورود به سیستم اسمز معکوس حدف شوند تا علاوه بر اثر گذاری بر کیفیت نهایی آب، باعث افزایش طول و کیفیت عملکرد فیلتر های اسمز معکوس شوند. این آلودگی ها میتواند شامل: ذرات جامد معلق، انواع گازها و فلزات سنگین باشد. این آلودگی ها در مرحله پیش تصفیه توسط فیلترهایی مانند فیلتر شنی، فیلتر کربنی و فیلتر های رسوب گیر حذف شوند.

2. انتخاب پمپ‌های فشار بالا

در مرحله پیش تصفیه، املاح معلق توسط فیلتر شنی و رنگ، بو، مزه و کلر آزاد موجود در آب توسط فیلتر کربنی حدف میشوند. اما این عملیات در مرحله پیش تصفیه یون ها و نمک های موجود در آب را حدف نمی کند. پس با روش اسمز معکوس باید برای حذف آنها اقدام کرد .

3. فیلترهای اسمز معکوس (RO)

تصفیه نهایی آب و حذف یون‌ها با روش اسمز معکوس انجام می شود. اساس روش اسمز معکوس ایجاد فشار بالاتر از فشار اسمزی توسط پمپ ها و حرکت معکوس آب از درون فیلترهای نیمه‌تراوای اسمز معکوس از فشار اسمزی بالاتر به فشار اسمزی پایین‌تر می باشد.

4. گندزدایی آب خروجی

علاوه بر حذف مواد معلق ، رنگ، بو، مزه، یون ها و نمک ها، منابع آب های مختلف میتوانند حاوی انواع ویروس ها و باکتری ها نیز باشد. حدف این ویروس ها و باکتری ها در سیستم های تصفیه آب صنعتی و آب شیرین کن ها توسط روش گند زدایی مانند فیلترهای اشعه فرابنفش (UV) انجام میشود.

تجهیزات مورد استفاده در دستگاه اسمز معکوس RO

1. بوستر پمپ پکیج RO : پمپ های تقویت کننده برای افزایش فشار آب به سطح ایده آل طراحی شده اند.
2. فيلتر شنی : باعث از بین رفتن ذرات معلق موجود در آب مانند موادآلی، باکتری‌ ها، رنگ، پلانکتون و … می شود .
3. فيلتر کربن دستگاه RO : فیلتر کربن برای از بین بردن کلر و سایر آلاینده های موثر بر عملکرد و عمر غشای RO و همچنین بهبود طعم و بوی آب طراحی شده است.
4. فيلتر كارتريج دستگاه تصفیه آب صنعتی : برای کاربردهای آلودگی سنگین، کارتریج ها به عنوان فیلترهای پولیش نهایی استفاده میشوند .
5. سيستم تزريق ضد رسوب (آنتي اسكالانت) : یک ماده افزودنی آب برای سیستم اسمز معکوس است که در جلوگیری از پوسته پوسته شدن غشاها بسیار مؤثر است .
6. پمپ فشار بالا : فراهم کردن جریان یکنواخت برای المنت ها.
7. ممبران RO : ممبران ها برای تصفیه آب شور و آب دریا، و نیز بازیابی پساب های صنعتی و شهری استفاده میشوند .
8. محفظه تحت فشار : امروزه بیشتر غشاهای RO در مخازن تحت فشار تقویت شده با فایبرگلاس (FRP) قرار دارند که بطور خاص برای مهار غشاها ساخته شده و در برابر فشارهای زیاد مورد نیاز غشاهای RO امروزی ساخته شده اند .
9. گيج فشار : برای نظارت بر فشار در یک خط آب استفاده می شوند. می توان مستقیماً بر روی هر خط آب نصب کرد یا روی صفحه کنترل یک سیستم RO تجاری نصب کرد .
10. فلومتر (جريان سنج): برای اندازه گیری سرعت جریان یا مقدار گاز و سیال داخل لوله استفاده می شود .
11. TDS متر : کل مواد جامد محلول یا در واقع مقدار شفافیت آب را مشخص می کند .
12. سوييچ فشار پايين : زمانیکه سطح آب مخزن کم شده باشد دستور روشن شدن سیستم را میدهد.
13. سوييچ فشار بالا : برای زمانیکه آب مخزن فول شده باشد دستور خاموش کردن دستگاه را میدهد.
14. پمپ تقویت کننده (Booster pump) : هدف از پمپ تقویت کننده اسمز معکوس افزایش فشار آب به داخل واحد RO است.

کاربردهای دستگاه تصفیه صنعتی

1. تصفیه آب قبل از ورود به منابع کویل دار، دیگ‌های بخار، کولینگ تاور ها و تمامی تجهیزات حرارتی و برودتی.
2. تصفیه آب شور دریا در مقیاس بسیار بزرگ برای مقاصدی نظیر تامین آب شرب، شست‌وشو در حمام ها و آشپزخانه بمنظور پخت
3. تصفیه آب مورد استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی بمنظور جلوگیری از ورود آب سخت و شور به سیستم ها و ضررهای ناشی از تاثیرات آب شور در تاسیسات نفتی.
4. تصفیه نهایی آب پساب خروجی از پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی و در حقیقت استفاده مجدد از پساب های صنعتی.
5. تصفیه آب کشاورزی برای آبیاری درختان، تامین آب شیرین جهت پرورش آبزیان و تامین آب شیرین برای تولید محصولات غذایی و دارویی.
6. تصفیه آبهای خروجی از چاه ها در کارواش‌ها و صنایع وابسته. استفاده مجدد آب بعد از دستگاه تصفیه فاضلاب کارواش.
7. تصفیه آب در حد تولید آب مقطر برای انجام دیالیز در مراکز درمانی. در حقیقت تامین آب ورودی به دیونایزر از طریق دستگاه تصفیه آب صنعتی می تواند انجام گیرد.
8. استفاده از پکیج اسمز معکوس در صنایع تولید آب معدنی ، کارخانه های تولید آب میوه ، ساندیس و …

فرآیند تصفیه در اسمز معکوس صنعتی

سیستم تصفیه اسمز معکوس صنعتی شامل بخشهای مختلفی میباشد.

• پیش فیلتر چند رسانه ای
• سختی گیر آب یا سیستم دوزینگ ضد انعقاد
• سیستم دوزینگ کلرزدایی
• واحد اسمز معکوس با غشاهای نیمه تراوا
• استریلایزر UV یا کلر

حداقل پارامتر های مورد نیاز در طراحی سیستم اسمز معکوس

• فشار جریان آب ورودی به دستگاه
• فشار جریان خروجی از سیستم
• دبی جریان آب ورودی
• دبی آب تصفیه‌ شده توسط پکیج RO
• فشار جریان پساب خروجی از آب شیرین کن صنعتی
• هدایت الکتریکی (EC ) آب ورودی
• هدایت الکتریکی آب خروجی از دستگاه اسمز معکوس
• دمای محیط و دمای آب ورودی به سیستم.

اولترافیلتراسیون چیست ؟

یک اولترافیلتر دارای اندازه منافذ در حدود 0.01 میکرون است. یک فیلتر میکروفیلتراسیون دارای اندازه منافذ در حدود 0.1 میکرون است ، بنابراین وقتی آب تحت میکروفیلتراسیون قرار می گیرد ، بسیاری از میکروارگانیسم ها برداشته می شوند ، اما ویروس ها در آب باقی می مانند.اولترافیلتراسیون این ذرات بزرگتر و برخی ویروس ها را از بین می برد. نه ميكروفيلتراسيون و نه اولترافيلتراسيون نمي توانند مواد محلول را حذف كنند مگر اينكه در ابتدا جذب شوند (با كربن فعال) يا منعقد شوند (با نمك هاي آلوم يا آهن).

نانو فیلتراسیون چیست ؟

یک فیلتر نانو فیلتراسیون دارای اندازه منافذ در حدود 0.001 میکرون است. نانو فیلتراسیون بیشتر مولکولهای آلی ، تقریباً همه ویروس ها ، بیشتر مواد آلی طبیعی و طیف وسیعی از نمک ها را از بین می برد. نانو فیلتراسیون یون های دو ظرفیتی را که آب را سخت می کنند از بین می برد ، بنابراین نانوالیت اغلب برای نرم کردن آب سخت استفاده می شود.

سيستم تزريق ضد رسوب (آنتی اسکالانت)

مواد شيميايي ضد رسوب براي جلوگيري از گرفتگي و ايجاد رسوب روی ممبرانها استفاده مي شوند. اين كار باعث افزايش طول عمر ممبرانها می شود.

پمپ فشار بالا (High Pressure Pump )

پمپ فشار بالا یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم اسمز معکوس است. بطور معمول هر چه قدرت پمپ بیشتر باشد، کیفیت و درصد بازیابی آب تصفیه شده توسط سیستم بیشتر خواهد بود.

محفظه‌ فشار (Pressure Vessel) دستگاه تصفیه آب صنعتی

مخزن تحت فشار یا پرشر وسل یک وسیله لوله ای است که شامل عناصر غشایی اسمز معکوس است. برای عناصر مارپیچ ، مخزن تحت فشار اغلب به عنوان لوله فشار معرفی می شود و می تواند تا شش عنصر غشایی RO را شامل شود.

ممبران (memberane) آب شیرین کن صنعتی

ممبران ها (غشاهای نیمه تراوا) قسمت اصلی دستگاه های تصفیه آب صنعتی می باشند که میزان جامدات محلول در آب را تا 6/99 %حذف می نمایند. ممبران اسمز معکوس از سه لایه ساخته شده است که بر روی سطح آن کشیده شده است .

• لایه محافظتی پلی استری نگه دارنده رطوبت
• لایه داخلی از جنس پلی سولفون بسیار ریز
• لایه بسیار نازک پلی آمید

فیلترها در دستگاه تصفیه صنعتی

فیلتر حذف املاح معلق (فیلتر شنی، کربنی و کارتریجی)

این فیلترها، قبل از ورود آب به فیلترهای ممبران (فیلترهای اصلی) قرار دارند و وظیفه حذف املاح معلق آب را دارند . علت استفاده از این فیلترها این است که املاح معلق موجود در آب قبل از ورود آب به ممبران آب شیرین کن صنعتی حذف شود تا فشار مازاد به ممبران ها وارد نشود. بهتر است کربن و سیلیس های موجود در فیلترهای شنی و کربنی به صورت سالیانه ، تعویض شوند . هرچند که با استفاده از بکواش (شستشو) دوره ای، به عمر مفید این مواد افزوده می شود .درباره فیلترهای کارتریجی نیز زمانی که رنگ فیلترهای داخلی، از سفید به قهوه ای روشن و در نهایت قهوه ای کدر، تغییر رنگ پیدا کرد، باید این فیلترها تعویض شود . زمان معمول این تعویض ماهیانه می باشد که بسته به کدورت آب، این زمان کاهش یا افزایش می یابد.

فیلترهای ممبران

این فیلترها ، فیلترهای اصلی سیستم تصفیه آب صنعتی می باشند که در حکم غشای نیمه تراوا جهت انجام پدیده اسمز معکوس عمل می کنند. عمر مفید این غشاها 2 الی 3 سال می باشد. با نگهداری درست (استفاده از آنتی اسکالانت و تعویض به موقع فیلترهای حذف املاح معلق) و شرایط بهره برداری مناسب (طراحی درست دستگاه و نصب صحیح آن) و همچنین شستشو اسید شویی ممبران (استفاده از CIP در طرح) در زمان های تعیین شده و به صورت درست، به عمر مفید آنها افزوده می شود .

انواع دستگاه تصفیه صنعتی

آب شیرین کن کشاورزی

سیستم های آب شیرین کن کشاورزی دارای حساسیت کمتری نسبت به سیستم های آب شیرین کن آشامیدنی می باشند. آب شیرین کن های کشاورزی دارای واحد پیش تصفیه مشتمل بر فیلتر شنی بمنظور حذف املاح، فیلتر کربنی بمنظور حذف بو و مزه، فیلتر میکرونی، تزریق آنتی اسکالانت و در صورتی که آب حاوی کلیفرم باشد از واحدهای ضد عفونی مثل ازن ژنراتور و کلریناتور استفاده می شود. در نهایت بمنظور تصفیه نهایی وارد ممبران های اسمز معکوس می شود.

دستگاه تصفیه آب دریایی

دستگاه تصفیه آب دریا در جامعه مهندسین ملقب به سی واتر (seawater) شامل مجموعه تجهیزاتی که آب خام ورودی از دریا را تصفیه نموده و با شیرین سازی و حذف املاح آبی قابل استفاده برای کاربری خاص در اختیار کاربر نهایی بمنظوری خاص قرار می دهد. با توجه به اینکه در آب دریا میزان جامدات محلول بیش از 10 هزار تا 45000 میلی گرم در لیتر است چند بخش به آب شیرین کن های صنعتی باید اضافه شود تا بتوان از آن برای شیرین سازی آب دریا استفاده نمود. کلراید آب دریا بسیار بالاست لذا تمامی استانداردهای جوش IWW باید رعایت شود تا خورندگی کلراید باعث ایجاد اختلال در فرآیند عملیاتی آب شیرین کن دریایی بعد از مدتی نگردد.

پروژه های شرکت در خصوص طراحی و ساخت دستگاه تصفیه صنعتی