فیلتراسیون
تبلیغات در سایت تبلیغات در سایت
<-Menu_Title-> <-Menu_Code->
اسمزمعکوس چیست ؟

اسمزمعکوس

ساختار اسمزمعکوس

اسمزمعکوس (Reverse Osmosis) فرایند تصفیه آبی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌تراوا برای تولید آب خالص و حذف یون‌ها، مولکول‌ها و ذرات بزرگتر حل شده در آب استفاده می‌شود. اگر یک غشای نیمه‌تراوا بین دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گیرد آب به صورت طبیعی و تحت خاصیت اسمزی از غلظت پایین‌تر به غلظت بالاتر جریان پیدا میکند. این پدیده تا هنگامی که پتانسیل‌های شیمیایی دو طرف برابر گردند ادامه دارد. در حالت تعادل اختلاف فشار بین دو طرف غشا برابر اختلاف فشار اسمزی است. اگر فشاری برابر با اختلاف فشار اسمزی به محلول غلیظ‌تر اعمال گردد جریان آب قطع میشود. در صورتی‌که فشار اعمال شده بیشتر از فشار اسمزی باشد، جهت جریان طبیعی آب، معکوس میگردد.

در این روش آب با فشار از میان غشایی گذرانده می‌شود که نیترات و سایر مواد معدنی و بسیاری از مواد شیمیایی و میکروارگانیسم‌ها (عمدتاً باکتری‌ها) را حذف می‌کند. نیم تا دو سوم آب پشت این غشا باقی می‌ماند که به عنوان آب پسمانده (Concentrate) دور ریخته می‌شود. می‌توان پسماند خروجی را مجدداً به سیستم بازگرداند تا در مصرف آب صرفه جویی به عمل آید. اگر پسآب خروجی که نیم تا دو سوم آب را تشکیل می‌دهد در یک سیکل چرخشی وارد شود می‌توان راندمان سیستم را افزایش داد.

همچنین بهترین روش نمک زدائی از آب‌های شور استفاده از فرایند اسمزمعکوس می‌باشد، زیرا سیستم پیچیده‌ای نداشته و راهبری آن قابلیت کنترل بیشتری از دیگر روش‌ها دارا می‌باشد و با توجه به توسعه روش‌های پیشرفته تولید غشاهای پلیمری، به‌کارگیری این روش، توجیه بیشتری دارد.

کارخانه آب شیرین کنی به روش اسمز معکوس

صنایع امروز برای تصفیه آب مورد استفاده در بخش‌های تولید بخار و فرایند خود از سیستم اسمز معکوس به فراوانی استفاده می‌کنند. اساس کار این دستگاه‌ها بر عبور مولکول‌های غیر یونی مثل آب از یک غشاء با روزنه‌های بسیار ریز بنا شده‌است. این غشاءها به صورتی ساخته شده‌اند که مولکول‌های خنثی را به راحتی از خود عبور می‌دهند. به همین دلیل آب ورودی به سیستم، که دارای املاح مختلف است به آب تقریباً خالص تبدیل می‌گردد. در سیستم اسمز معکوس، جریان ورودی یا خوراک (Feed) به دو جریان آب تصفیه شده (Permeate) و پساب غلیظ (Concentrate) یا (Brine) تبدیل می‌شود. سیستم اسمز معکوس که به واسطه فیلتری که به آن ممبران یا غشاء گفته می‌شود عملیات جداسازی مولکول را انجام می‌دهد. به این صورت که غشاء یا لایه‌های به هم تابیده شده به دور یک لوله استوانه ای که بیشتر از جنس پلاستیک است با روزنه‌هایی که اندازه آن‌ها از یک ده هزارم میکرون کوچکتر هستند آلاینده‌های آب را جداسازی می‌کند. این آلاینده‌های آب شامل نیترات، انگل، باکتری، قارچ، سموم کشاورزی، نمک و سایر املاح محلول آلوده‌کننده می‌باشند.

اساس کار اسمزمعکوس

اگر یك غشاء نیمه تراوا (Semi-Permeable Membrane) بین دو محلول با غلظت های متفاوت قرار گیرد، مقداری از حلال (رقیق) از یك طرف غشاء به طرف دیگر منتقل می شود. غشاء معمولا از جنس استات سلولوز و یا پلی آمید است. البته امروزه غشاء را از مخلوط استات سلولوز و تری استات سلولوز می سازند.جهت طبیعی حركت حلال به گونه ای است كه محلول غلیظ تر، رقیق می شود.

اگر به سیستم اجازه رسیدن به تعادل داده شود، در آن صورت سطح آب نمك ( آب حاوی ناخالصی ) از سطح آب خالص بالاتر خواهد رفت. این اختلاف سطح در دو طرف غشاء را فشار اسمزی می گویند. در واقع تنها مولكولهای آب قادر به عبور از غشاء نیمه تراوا هستند.

تكنولوژی اسمز معكوس در دستگاه های تصفیه آب خانگی

هر دستگاه تصفیه آب اسمزمعكوس ( خانگی و یا صنعتی ) به صورت ساده شامل قسمتهای زیر است:

  • غشاء نیمه تراوا ( ممبرین )
  • پمپی كه بتواند فشار لازم آب ورودی به سیستم را تامین كند.
  • خروجی پساب ( فاضلاب )


در دستگاههای اسمزمعكوس خانگی ، آب خام ( تصفیه نشده ) پس از عبور از سه فیلتر اولیه ( پیش فیلتر ها ) و انجام تصفیه اولیه ، با فشار پمپ وارد محفظه ای كه حاوی ممبرین RO است می شود. ممبرین از چندین لایه غشاء نیمه تراوا كه به دور یك لوله مركزی پیچیده شده اند تشكیل شده است.

کاربرد سختی گیر آب

سختی گیر

سختی گیر رزینی

سختی آب

وجود کاتیون های چند ظرفیتی به ویژه یون های کلسیم و منیزیم در آب باعث بوجود آمدن ویژگی به نام سختی می گردد. در مواردی که به غیر از کلسیم و منیزیم، مقادیر سایر کاتیون های دو یا چند ظرفیتی نیز در آب قابل توجه باشد، در محاسبه سختی آب باید آنها را در نظر بگیریم. این مورد به کیفیت آب منطقه (به خصوص در مورد آب چاه ها) و به ویژه به کیفیت خاک منطقه و املاح موجود در خاک آن ناحیه مربوط می باشد. به طور عمومی میزان سختی آب های سطحی نظیر رودخانه ها کمتر از میزان سختی آب های زیرزمینی بوده.
برخی از کاتیون ها را می توان در کنار کلسیم و منیزیم در سختی آب وارد نمود مانند: آهن، آلومینیوم، منگنز، استرانیوم، روی و یون های Hمثبت (Hydrogen Ions).

سختی گیر رزینی چیست؟

سختی آب ناشی از وجود کاتیون های دو یا چند ظرفیتی، خصوصا یون های کلسیم و منیزیم محلول در آب بوده که موجب بروز مشکلاتی مانند رسوب و تولید کف می شود. بالا بودن سختی آب (Hardness) موجب بروز مشکلاتی شامل موارد زیر میشود:

- تشکیل رسوب بر روی دستگاه های حرارتی مانند دیگ های بخار، برج های خنک کننده، چیلر و لوله ها که موجب مسدود شدن مسیر لوله ها و شیرآلات، و کاهش بازدهی انتقال حرارت و افزایش مصرف سوخت می شود.

- نامحلول شدن و رسوب دادن مواد صابونی در هنگام ترکیب با سختی آب و در نتیجه کاهش بازدهی شوینده ها به دلیل مصرف بیشتر مواد شوینده در تماس با آب سخت

- تشکیل کف حاصل از واکنش بین یون های سختی در آب و صابون و در نتیجه ایجاد لک بر روی سطوح شیشه ای، فلزی، بطری ها و لوازم خانگی

سختی گیر رزینی متداول ترین دستگاه جهت کاهش پارامتر سختی آب بوده که با استفاده از روش تعویض یونی و به کمک رزین های کاتیونی، کلسیم و منیزیم محلول در آب را از آن جدا می کند. این رزین ها عملا کلسیم و منیزیم (سختی موقت) را با سدیم (نمک طعام) تعویض نموده و آب سخت (Hard water) را به آب نرم (Soft water) تبدیل می نمایند.

کاربردهای سختی گیر رزینی

در تمامی واحدهای صنعتی و خانگی که میزان سختی آب بالاتر از حد مجاز برای مصارف بهداشتی و صنعتی باشد، برای سختی گیری آب و جلوگیری از بروز مشکلات تشکیل رسوب، تولید کف و ایجاد بیماری های گوارشی و کلیوی می توان از سختی گیرهای رزینی استفاده نمود.

کاربردهای سختی گیری رزینی شامل موارد زیر است:

- کاهش سختی آب آشامیدنی در مناطقی که مقدار یون های کلسیم و منیزیم بالاتر از حد مجاز و استاندارد برای سلامتی انسان می باشد.

- حذف و یا کاهش سختی آب در دیگ های بخار

- حذف و یا کاهش سختی آب در سیستم های گرمایشیو سرمایشی مانند مبدل های حرارتی، برج های خنک کننده

- حذف و یا کاهش سختی آب در صنایع نساجی و رنگرزی

سختی گیر رزینی چیست؟

سختی آب عبارت است از مجموع یون های کلسیم و منیزیم که عامل تشکیل رسوب در مبدل های حرارتی، دیگ های بخار، برج های خنک کننده می باشد که این رسوب سبب کاهش عمر دستگاه، مشکل در امر شستشو می شود. این دستگاه دارای مخزنی عمودی میباشد که با استفاده از رزین های کاتیونی سختی آب را از بین برده و احیای رزینها با محلول آب نمک صورت می گیرد. نحوه عملکرد سیستم بدین صورت است که آب سخت با عبور از بستر رزین املاح کلسیم و منیزیم خود را با سدیم مبادله نموده و آب بدون سختی از سیستم جمع آوری می شود. پیش از اشباع کامل ظرفیت رزین عملیات احیا سازی با محلول کلرید سدیم انجام می شود که شامل مراحل شستشوی معکوس، مکش آب نمک و آبکشی می باشد.

کاربرد سختی گیر

- نرم کردن آب مصرفی صنایع نساجی و رنگرزی
- پیش تصفیه آب ورودی به RO , UF, NF…
- نرم کردن آب نیروگاه های صنایع شیمیایی، دیگ های بخار و...

فیلترشنی چیست؟

فیلترشنی

ساختار فیلترشنی

فيلتر شني در تصفيه آب يكي از متداولترين و پركاربردترين دستگاه ها بوده. اساس كار اين فيلترها، از طبيعت الهام گرفته شده است. در طبيعت، آب با عبور از لايه هاي مختلف خاك تصفيه مي گردد كه نهايتاً به صورت چشمه يا چاه توسط انسان برداشت مي گردد. در عمودي، آب با عبور از بستر فيلتر كه معمولاً از جنس سيليس (گراول) مي باشد، ذرات معلق خود را در لابلاي حفره هاي موجود در بستر جا گذاشته و آب زلال از پايين فيلتر جمع آوري مي گردد.
بدنه فلزي صافي تحت فشار، استوانه اي شكل است كه بستري از شن را در بر مي گيرد. آبي كه بايد تصفيه شود، وارد قسمت بالايي صافي مي شود، از بستر صافي عبور مي كند و سپس در قسمت پايين صافي جمع آوري شده و به مصرف مي رسد. تجمع ذرات معلق در بستر صافي، عامل افزايش افت فشار آب طي عبور از صافي مي باشد. هرگاه افت فشار بيش از حد معين شد، صافي از مسير تصفيه خارج و شستشو مي شود. براي شستشوي صافي جريان آب معكوس مي گردد، تا ضمن منبسط شدن بستر، آلودگي هاي صافي زدوده شود.
در صورتي كه كدورت و مواد معلق آب زياد باشد، توصيه مي شود قبل از صافي شني، آلودگي هاي آب منعقد و در حوضچه هاي مناسب ته نشين شوند. سپس سرريز آب اين حوضچه ها از صافي شني عبور داده شود.
بايستي توجه داشت كه فيلتراسيون در فيلترهاي شني عمودي صرفاً يك فرايند فيزيكي بوده و تنها ميتواند باعث حذف كدورت (Turbidity) ناشي از حضور مواد معلق (SS) در آب گردد.

بكواش چيست؟پس از گذشت مدت معين از عملكرد فيلتر، فيلترهاي شني نيازمند عمل شستشوي معكوس (Back Wash) مي باشند تا با عبور برعكس آب از فيلتر ، مواد معلق حذف شده در فيلتر از بستر شسته شده و بستر آماده استفاده مجدد گردد. عمل بكواش معمولاً به صورت دستي يا اتوماتيك بر حسب تعريف زماني ياتعريف اختلاف فشار توسط اپراتور به طور خودكار صورت مي گيرد. در صورتيكه بجاي يك نوع بستر، از دو يا چند نوع بستر استفاده شود، مثلاً تركيب سيليس و آنتراسيت يا سيليس و آنتراسيت و گارنت ، به اين فيلترها به ترتيب Dual Media Filter و Multi Media Filter گفته ميشود.



كاربردهاي فيلتر شني

- پيش تصفيه واحدهاي تكميلي تصفيه آب نظير آب شرب، آب كولينگ تاورها، نيروگاهها و...
- تصفيه آب خام يا منبع چاه يا رودخانه
- تصفيه آب استخرهاي پرورش ماهي
- استفاده در شفاف سازي آب استخرها

ساختمان و بدنه فيلتر شني

هر فيلتر فشاري شامل: مخزن استوانه اي شكل فولادي كه بوسيله بستر دانه بندي شده، كه بر روي يك مجموعه داخلي تجهيز گرديده مي باشد. آب ورودي از قسمت فوقاني بر روي بستر فيلتر وارد و پس از گذر از بستر صافي بطرف پايين منتقل و بوسيله سيستم جمع آوري آب تصفيه شده داخلي بطرف خط مصرف انتقال مي يابد.
در مواقع لزوم با استفاده از سيكل معكوس فوق ميتوان بستر فيلتر شني را از مواد معلق انباشته شده تميز نمود.
فيلتر هاي فشاري در مقايسه با فيلتر هاي ثقلي در ظرفيت هاي مشابه بصرفه تر و اقتصادي تر مي باشند.
همچنين فيلتر هاي شني عمودي فشاري بخاطر آنكه در تمام راستاي ارتفاع آنها عمل تصفيه فيزيكي انجام مي گيرد بر فيلتر هاي شني افقي فشاري ارجحيت دارند.
فيلتر هاي شني عمودي به شكل ايستاده نصب و معمولا تا قطر حداكثر 4 متر و ارتفاع تا چند متر ساخته مي شوند سهولت حمل، كم حجم بودن و استفاده در تصفيه خانه هاي كوچك از جمله مزاياي اين صافي ها مي باشند.
بسته به نوع كاربرد فيلتر هاي شني فشاري،بستر صافي نيز بوسيله مواد مختلف داراي قابليت استفاده بهداشتي و صنعتي ميگردد:


1) بستر سيليس: جهت حذف كدورت و ذرات معلق آب استفاده و سيليس هاي بكار رفته از نوع طبيعي با درجه خلوص بالاي 98 درصد بوده و با دانه بندي ترتيبي و به صورت لايه اي در فيلتر هاي شني استفاده و معمولاٌ با سايز محدود بين 0.5 تا 10 ميلي متر مي باشند.

2) بستر كربن اكتيو (ذغال فعال):جهت حذف طعم، بوي نامطبوع، رنگ و جذب فنل و كلر محلول و مشتقات مشابه استفاده و بستر بر روي يك لايه سيليس در كف آن تشكيل مي يابد دانه بندي مطلوب بين 0.8 تا يك ميلي متر مي باشد

3-بستر اكسيدان: جهت اكسيداسيون آهن، منگنز و رسوب اين تركيبات بروي بستر بكار رفته و ظرفيت اشباع شده اكسيداسيون بستر بوسيله استفاده مداوم از پر منگنات پتاسيم جايگزين مي گردد.

4-بستر خنثي كننده: جهت تنظيم ميزان PH آب هاي اسيدي استفاده و بستر خنثي كننده از مواد مخصوص تشكيل و آب اسيدي به آن وارد مي شود. بستر مذكور گاز CO2 را كه باعث كاهش PH در آب مي گردد را بصورت كربنات كلسيم تبديل و خاصيت خورندگي آب را از بين مي برد.

5-بستر پودر فسيلي: عموماً جهت تصفيه و زلال سازي آب استخر هاي شنا استفاده و بستر فيلتر از تريق پودر فسيلي دياتوميت بروي صافي هاي پارچه اي تشكيل مي يابد.

مراحل تصفیه آب

تصفیه آب

مراحل تصفیه آب

مجموعه عملیاتی که برای آماده کردن آب به جهت مصارف مورد نظر اجرا میگردد، «تصفیه آب» و مجموعه تأسیسات و تجهیزاتی که عملیات تصفیه آب را انجام میدهند «تصفیه‌ خانه» میگویند، بنابراین برای تهیه آبی مناسب به منظور نوشیدن و مصارف عمومی شهری یک رشته عملیات در تصفیه‌ خانه آب انجام میگیرد تا آب دریافتی از منابع آب را با کیفیتی قابل قبول در چهارچوب استاندارد «آب آشامیدنی» تحویل نماید.
آب آشامیدنی استاندارد به طور کلی آبی است که بی رنگ، بی بو و با طعم مطبوع و گوارا که مصرف آن حتی در دراز مدت هم به لحاظ عاری بودن از مواد مضر، ضرری برای سلامتی مصرف کننده نداشته و خسارتی به تجهیزات انتقال، توزیع و مصرف وارد نیاورد.
عملیاتی که در تصفیه‌ خانه آب آشامیدنی در رابطه با تصحیح کیفیت آب اجرا میشود بستگی به کیفیت آب منابعی دارد که برای تأمین آب آشامیدنی در نظر گرفته میشود و طرح تأسیسات تصفیه‌ خانه نیز با در نظر گرفتن اینکه آب تصفیه شده برای چه مصرفی در نظر گرفته خواهد شد پیش‌ بینی میشود.

روش های متعارف تصفیه آب

  1. هوادهی
  2. آشغالگیری
  3. انعقاد مواد معلق و کلوییدی و ته نشین ساختن آن
  4. صاف کردن
  5. ضد عفونی کردن
  6. سبک کردن (سختی گیری)
  7. افزایش موادی چون فلوئور و ید به آن

آشغال گیری Screening

جامدات بزرگ و سنگین را با آشغال گیری میله ای یا توری های ریز جداسازی می کنند. آشغال گیری اولین مرحله تصفیه مقدماتی می باشد که جهت حفاظت از واحد های بعدی تصفیه خانه در مقابل اشیا بزرگ و افزایش راندمان فرآیند های بعدی تصفیه خانه اجرا میشود.

ته نشینی مقدماتی

برخی از آب های سطحی دارای کدورت و آلودگی میکروبی بالایی می باشند که باید از ته نشینی مقدماتی استفاده شود. این آب ها دارای مواد معلق و قابل ته نشینی با غلطت بالا هستند که می توان با احداث حوضچه های ته نشینی مقدماتی بدون نیاز به مواد شیمیایی، این مواد را ته نشین و حذف نمود.

هوادهی

جهت حذف گازهای نامطلوب مانند CO2 ، H2S و آهن و منگنز از هوادهی استفاده میشود. هوادهی روش های مختلفی دارد که می توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • هوادهی آبشاری
  • هوادهی سینی دار
  • هوادهی دیفیوزری

مزیت های هوادهی در تصفیه آب

  • افزایش اکسیژن محلول
  • حذف عوامل بو و طعم
  • حذف گازهای CO2 ، H2S
  • حذف آهن و منگنز

کلرزنی مقدماتی

در اغلب تصفیه خانه های آب قبل از عملیات تصفیه کلرزنی انجام میگیرد و محلول کلر به داخل آب تزریق می گردد. عملیات کلرزنی مقدماتی مانع تولید طعم و بوی ناشی از فعالیت باکتری ها می شود و از رشد جلبلک جلوگیری می کند.

جذب سطحی

کربن فعال از پرکاربردترین جاذب های سطحی مورد استفاده در تصفیه آب بوده. از کربن فعال برای حذف ترکیبات آلی، بو و طعم، رنگ و مواد محلول استفاده می شود.
در تصفیه خانه آب کربن فعال را در قسمت ورودی تصفیه خانه و یا در حوضچه اختلاط مواد شیمیایی اضافه می کنند. کربن فعال مقدار زیادی از ترکیبات آلی مسبب بو، طعم و رنگ را حذف می کند.

ته نشینی

ته نشینی واحدی عملیاتی میباشدکه در آن با استفاده از نیروی ثقل، مواد جامد معلق جدا می شوند. مخزن ته نشينی جهت زلال نمودن پساب از طريق رسوب دادن لجن های موجود در پساب و نيز ته نشين نمودن مواد معلق موجود در پساب به كار گرفته می شوند.
اساس عمل ته نشينی بر مبنای نيروی ثقل (سنگينی ذره) انجام میگیرد. لجن و لخته های موجود در پساب در كف مخزن ته نشينی ، ته نشین شده و از آب جدا می شوند.

فیلتراسیون یا صاف سازی Filtration

صاف سازی فرآیندی بوده که برای جداسازی ذرات جامد، آب را از میان یک محیط متخلخل عبور می دهند تا مواد جامد معلق آن تا حد امکان جدا شوند.

مواد جامد معلق شامل لخته های ناشی از انعقاد شیمیایی، میکروارگانیسم ها و رسوباتی همچون کربنات کلسیم می باشد.

فیلتراسیون منحصرا برای آب های سطحی بکار میرود و در مورد آب های زیرزمینی برای حذف لخته های ناشی از سبک سازی آب یا حذف آهن و منگنز استفاده میشود.
جنس مواد یا محیط متخلخل فیلتر معمولا از شن، آنتراسیت، گارنت، کربن فعال می باشد.

گندزدایی

گندزدایی فرآیندی بوده که باعث نابودی و غیر فعال کردن میکروارگانیسم های بیماری زا می شود.

تعداد زیادی از میکروارگانیسم های بیماری زا در طی فرایند هایی مانند انعقاد و لخته سازی، ته نشینی و فیلتراسیون حذف می شوند. ولی برای مطابقت با استانداردهای آب آشامیدنی و جلوگیری از رشد مجدد عوامل بیماری زا باید عمل گندزدایی انجام گیرد.

از جمله مواد گندزدایی می توان کلر، ازن و امواج فرا بنفش را نام برد که جهت گندزدایی آب مورد استفاده قرار می گیرند.

سختی گیری یا سبک سازی Softening

سختی گیری آب از فرآیند های خاص تصفیه آب محسوب می شود. سختی به معنی حضور کاتیون های فلزی چند ظرفیتی در آب می باشد که این کاتیون ها در حالت فوق اشباع با آنیون های موجود در آب واکنش داده و رسوب تولید می کنند.

از عوامل اصلی ایجاد کننده سختی در آب یون های کلسیم و منیزیوم هستند که در فرآیند سختی گیری باید حذف گردند. سختی گیری به دو روش شیمیایی و روش تبادل یونی انجام می شود.

انواع دستگاه های تصفیه آب

تصفیه آب خانگی

ازدیاد املاح ومواد زائد موجود درآب باعث افزایش بیماریهای کلیوی، سرطان وحتی ناراحتی عصبی شده و نفوذ آلودگیها به منابع آب نیز می تواند باعث ایجاد بیماری هایی مانند وبا، اسهال، تیفوئد و انواع عفونت پوستی شوند. که این امر موجب استفاده از دستگاه تصفیه خانگی می گردد.

تصفیه آب صنعتی

تصفیه آب بی کیفیت باعث صدمات احتمالی به لوله ها و تجهیزات می شود. احتمال رسوب و خوردگی در بویلرهای بخار آب افزایش میابد و این نیاز به سوخت بیشتر جهت گرم کردن همان مقدار آب میشود.

در برج های خنک کننده نیز احتمال رسوب و خوردگی وجود دارد که آب بی کیفیت، گرم و کثیف داخل برج ،احتمال رشد باکتری و عوامل بیماری زا را بوجود می اورند که باعث ایجاد بیماری و مرگ می شود.

<-Menu_Title->
<-Menu_Code->
درباره ما