دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس Ro

اسمز معکوس (Ro) از جمله شیوه هایی است که امروزه به طور گسترده در شیرین سازی آب دریا، جدا سازی مواد آلی و سمی از پساب های صنعتی به کار برده می شود.

به طور کلی این روش بر پایه انتقال جرم حلال با استفاده از غشای نیمه تراوا و نیز فشار هیدرواستاتیک استوار است. جهت آشنایی با فرآیند اسمز معکوس، شناخت پدیده اسمز از اهمیت بالایی برخوردار است.

اگر بین دو محلول با غلظت های مختلف یک غشاء نیمه تراوا قرار گیرد، مقداری از حلال از یک طرف غشاء به طرف دیگر منتقل می شود.

جهت طبیعی حرکت به گونه ای است که محلول غلیظ تر، رقیق می شود، پس آب خالص از غشاء عبور کرده و وارد آب شور می شود.

اگر به سیستم اجازه رسیدن به تعادل داده شود در آن صورت سطح آب نمک آن از سطح آب خالص بالاتر خواهد رفت. این اختلاف سطح بوجود آمده در دو طرف غشاء را فشار اسمزی گویند.

اسمز معکوس

اما در اسمز معکوس آب توسط پمپ به داخل محفظه ای که دارای غشاء نیمه تراوا می باشد رانده می شود و چون ناخالصی ها قادر به عبور از غشاء نیستند. از این رو، در یک طرف غشاء آب تقریبا خالص و در طرف دیگر آن آب تغلیظ شده از ناخالصی ها وجود خواهد داشت.

این فرآیند برای تهیه آب آشامیدنی از آب هایی که حاوی املاح معدنی زیاد و ناخالصی های آلی می باشند بسیار مناسب بوده و حتی قادر خواهد بود از آبهایی با TDS بالا مانند دریا که حدود  50000ppm می باشد، نیز آب آشامیدنی تهیه نماید.

روش اسمز معکوس قادر به جداسازی مواد غیر آلی حل شده و حتی ویروس ها و باکتری ها می باشد.

اسمز معکوس در صنایع غذایی، تولید آب میوه ها، صنایع داروسازی و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

طراحی دستگاه ro

برای طراحی دستگاه ro در ابتدا باید آنالیز آب یا حداقل TDS آب ورودی به دستگاه و TDS مورد مصرف آب را داشته باشیم.

با مشخص کردن TDS آب و دیگر پارامترها از قبیل pH و دبی مورد نیاز می توان با استفاده از نرم افزار مربوطه تعداد ممبران، فشار مورد نیاز، دبی  و کیفیت آب خروجی را مشخص کرد و از صحت طراحی سیستم اطمینان پیدا کرد. اما قبل از طراحی سیستم لازم است چند تعریف را بدانیم:

1 . ممبران

غشایی از جنس پلی آمید با منافذی به قطر 1 آنگسترم که فقط به ملکول های آب اجازه عبور می دهد. ممبران های صنعتی دردو سایز  3 و 4 اینچ وجود دارد.

قیمت اسمز معکوس

2 . پرشل وسل

محفظه ای که در آن ممبران قرار می گیرد که دارای یک ورودی آب و دو خروجی یکی برای آب تولید شده و دیگری برای آب دورریز ( Drain) می باشد.

3 . بازیافت

میزان آب تولید شده به آب ورودی، بازیافت دستگاه گفته می شود.

4 . پلاریزاسیون

اگر میزان آب دورریز ممبران از مقدار حداقلی که شرکت سازنده ممبران تعیین کرده است کمتر باشد و یا میزان بازیافت دستگاه بیشتر از حد ظرفیت ممبران باشد املاح در سطح ممبران رسوب می ذکند و باعث کاهش ظرفیت آبدهی ممبران می شود.

5 . آنتی اسکالانت

مواد ضد رسوب می باشد که برای جلوگیری از رسوب کردن آن دسته از املاحی که  خاصیت چسبندگی به ممبران را دارند ( مانند : بی کربنات و کربنات ها  و….) می شود که این مواد را به آب ورودی به ممبران یا آب خام اضافه می کنند.

روش کلی دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس

در این دستگاهها آب در دو مرحله تصفیه می شود:

مرحله اول سیستم پیش تصفیه

پیش تصفیه ممکن است شامل فیلتر میکرونی، کربن اکتیو، سختی گیر و فیلتر شنی باشد که با توجه به سختی آب تعیین می گردد.

علاوه بر تصفیه مقدماتی لازم برای هر نوع اسمز معکوس برای جلوگیری از آلودگی غشاء گاهی تصفیه مقدماتی ویژه، برای نوع به خصوصی از غشاء هم لازم می شود.

مثلا اگر آب کلر داشته باشد جهت رفع این مشکل باید از یک غشاء پلی آمیدی استفاده نمود و یا جهت تنظیم آب ورودی برای جلوگیری از هیدرولیز، غشاء از جنس استات سلولز ضروری می باشد.

خرید اسمز معکوس

اما به طور معمول از فیلتر های زیر استفاده می گردد:

مرحله دوم سیستم آب شیرین کن

  • فیلتر میکرونی
  • غشای نیمه تراوا (ممبران) 

چگونگی تصفیه آب به طریق اسمز معکوس

  1. فیلتر شنی موجود در مخازن

در این مرحله مواد معلق توسط سنگهای سیلیس موجود در مخازن تا میزان 200 میکرون از آب عبوری حذف می شود.

البته باید توجه داشت که این فیلترها بعد از گذشت مدت زمانی اشباع می شوند که نیاز به Back wash (شستشوی معکوس) دارند.

نحوه Back wash  کردن فیلترها 

در شستشوی معکوس مسیر آب برعکس حالت عادی می باشد یعنی جریان آب از پایین به بالای مخزن می باشد تا مواد معلق جذب شده توسط سیلیس به بیرون هدایت شود.

در روی هر مخزن  یک شیر (اتوماتیک، نیمه اتوماتیک و یا دستی) نصب شده است که می توان با استفاده از آن کربن و سیلیس موجود در مخزن را شست.

    2. فیلتر کربنی موجود در مخازن 

در فیلترهای کربنی  با استفاده از کربن فعال موجود در مخزن مقداری از کلر، مواد آلی، مواد معلق، رنگ و بو از آب حذف می شود. زمان احیای این فیلترها با توجه به اختلاف فشار ورودی و خروجی مخزن تعیین می گردد.

   3. فیلتر میکرونی

در مرحله سوم آب از فیلتر الیافی عبور می کند که ذرات تا اندازه 5 میکرون از آب حذف می شوند.

    4. ممبران اسمز معکوس

ممبران اسمز معکوس غشاء آن می باشد که قلب یک دستگاه است.  آب با فشار زیادی از این فیلتر عبور می کند و با استفاده از فشار اسمزی تصفیه می گردد.

ممبران ها معمولا از استات سلولز، پلی آمید، پلی فنیل اسید و غیره تهیه می شود. غشاء انتخاب شده برای اسمز معکوس باید ویژگی های خاص داشته باشد.

مثلاً در برابر مواد شیمیایی یا بیولوژیکی مقاوم بوده و قدرت تحمل فشار اعمال شده را داشته باشد و از همه مهمتر در برابر تغییرات مقاوم باشد.

طول عمر ممبران بستگی به نحوه نگهداری و راهبردی سیستم دارد که تقریبا 1 تا 3 سال می باشد.

ممبران باید هرچند ماه یکبار با موادشیمیایی (CIP) شستشو داده شود.

خرید اسمز معکوس

سیستم شستشوی ممبران اسمز معکوس

سیستم CIP در اسمز معکوس از یک مخزن ذخیره و پمپ فشارجهت تزربق مواد شستشو به داخل ممبران تشکیل شده است.

این مخزن ها که برای مخلوط کردن مواد شستشو استفاده میشود باید از جنس پلی پروپیلن یا فایبرگلاس با مقاومت در محدوده  1 تا 12 pH باشد.

دمای مناسب جهت شستشو بین 40 تا 350 درجه سانتی گراد می باشد و در زمانی که سرعت شستشو پایین است نباید دما کمتر از 15 درجه سانتی گراد باشد.

 حجم مخزن CIP با توجه  به اندازه حجم پرشل وسل، حجم آب خام و لوله کشی های برگشت تعیین می شود.

ممبرانها با مواد خاصی شستشو داده می شوند. شستشوی ممبران کار بسیار تخصصی  می باشد و نیاز به کارشناس مجرب دارد.

عوامل تعیین کننده زمان شستشوی ممبران اسمز معکوس

  1. زمانی که میزان TDS خروجی به میزان 5 تا 10 درصد افزایش پیدا  کند.
  2. زمانی که اختلاف فشار آب  (تفاضل فشار آب ورودی و فشار آب پساب) بین 10 تا 15 درصد از حالت اولیه پس از 24 تا48 ساعت از کارکرد دستگاه باشد.
  3. زمانی که تولید آب به میزان 10 تا 15 درصد کاهش پیدا کند.

مراحل شستشوی ممبران اسمز معکوس

مخزن شستشو را با آب تصفیه شده سیستم RO پر می کنیم. حجم محلول شستشو باید به اندازه ای باشد که پرشل وسل ها و لوله های مربوطه را پرکند.

سپس محلول شستشو را طبق محاسبه به مخزن اضافه کنیم که با استفاده از همزن کاملا مخلوط شوند. توجه داشته باشید مواد قبل از اختلاط کامل نباید وارد پرشل وسل و ممبران ها گردند.

ابتدا آب موجود در سیستم RO باید کامل تخلیه گردد، به این منظور در ابتدا محلول شستشو را با فشار کم وارد پرشل وسل می کنیم.

وارد کردن آرام محلول شستشو باعث تخلیه آب اضافی از ممبران می گردد. این کار را تا زمانی ادامه می دهیم که محلول شستشو در آب پساب و یا لوله های برگشتی مشاهده شود. سپس دبی و فشار را تنظیم می کنیم.توجه کنید که شیر فشار شکن جریان پساب حتما باید باز باشد.

 به منظور افزایش تأثیر شستشو دمای محلول باید طبق استاندارد دستور سازنده مواد شیمیایی و فشار آب ورودی حداکثر 4/5 بار  باشد.

مشاهده هرگونه تیرگی  و کدورت در محلول شستشو نشان دهنده این است که شستشوی خوبی انجام می گردد و برای ادامه شستشو باید از محلول شستشوی جدید استفاده شود.

زمانی که در شستشوی اسیدی از محلول اسیدی استفاده می کنیم کنترل pH بسیار مهم است.

اگر میزان pH بیشتر از 0.5 واحد افزایش یابد باید از اسید بیستری استفاده گردد.

بعد از ورود محلول شستشو به دستگاه پمپ ها را خاموش می کنیم تا عمل مکش مواد شستشو دهنده در ممبران ها انتقال یابد.

مدت زمان لازم جهت انتقال در بعضی مواقع 1 ساعت و زمانی که رسوب گذاری زیاد باشد 10 تا 15 ساعت می باشد.

بعد از شستشوی ممبران ها و راه اندازی مجدد دستگاه RO، به مدت 30 دقیقه آب را از مدار خارج میکنیم تا مصرف نشود. زیرا ممکن است مواد شیمیای هنوز در ممبران ها باشد.

همچنین هنگام شروع کارکرد مجدد دستگاه کم کم فشار و دما را افزایش می دهیم. در سیستم چند مرحله ای بهتر است هرمرحله جداگانه شستشو داده شود.

نکات شستشوی ممبران اسمز معکوس

  1. مواد شستشوی اسیدی قابلیت از بین بردن مواد غیرآلی مانند آهن را دارند و مواد شستشوی قلیایی قابلیت از بین بردن مواد آلی را دارند. برای شستشوی ممبران ها نباید از اسید سولفوریک استفاده شود، زیرا باعث رسوب سولفات کلسیم می شود.
  2. جهت آماده سازی محلول شستشو برای ممبران بهتر است از آب تولید دستگاه استفاده شود ولی میتوان از آب خام هم استفاده کرد ولی باید مقدار بیشتری ازمحلول اسیدی یا بازی استفاده کرد.
  3. برای محلول اسیدی 2pH و برای محلول بازی 12pH و دمای 30 درجه سانتی گراد مناسب است و در دمای 35 درجه، PH  محلول باید بین 2 تا 11 باشد و برای دمای 50 درجه سانتی گراد PH بین 3 تا 10 باشد.
  4. در صورت عدم استفاده از دستگاه اسمز معکوس و خاموش بودن دستگاه بیش از 24 ساعت، میتوانیم از سدیم بی سولفات 1% و فرمالدئید 0.5% برای جلوگیری از خشک شدن ممبران استفاده گردد.

کاربرد اسمز معکوس در صنایع مختلف

1-حذف املاح و سختی از آب بویلرها و دیگ بخار توسط فرآیند اسمز معکوس (Pure water for boilers at Powerplant)

2-تولید آب دیونایز شده (آب دمین) برای صنایع دارویی(Deionized water)

3-تولید هیدروژن

4-تولید آب مناسب برای شرب برای جوامع شهری

5-استفاده از اسمز معکوس جهت تامین آب مناسب صنایع غذایی

6-استفاده در کارواش ها و شستشویی دستگاه های صنعتی

7-مورد استفاده در گلخانه ها

انواع دستگاه RO 

دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس (Reverse osmosis) معمولاً به دو صورت صنعتی و خانگی طراحی و مورد استفاده قرار میگیرد.

1) دستگاه RO خانگی

در این دستگاه ها غشاء به گونه ای طراحی می گردد که با فشار آب لوله کشی شهری (فشار معمولاً 2-4 bar) کار کند، بدین صورت که آب با فشار داخل لوله وارد پیش تصفیه ها و در نهایت وارد غشاء می گردد و با توجه به جنس غشاء مقداری از املاح در آب تصفیه شده حفظ می گردد و این املاح جهت آشامیدن مناسب به جا می باشد.

مزایای دستگاه تصفیه آب خانگی

1-تصفیه آب و مطبوع کردن آب به علت حذف املاح مضر

2-حذف بوی کلر یا گازهای فاضلابی و نا مطبوع دیگر

3-حذف کدورت آب توسط دستکاه تصفیه خانگی

4-حذف رسوبات و زنگ آهن داخل آب

5-حذف سختی آب توسط فیلتر اسمز معکوس تصفیه خانگی

2) تصفیه آب صنعتی ro

معمولاً این دستگاه ها برای حجم های بیش از 5m3/day در نظر گرفته می شود و راندمان تصفیه در حدود 98% می باشد.

بنابر این آب خروجی تقریبا عاری از املاح می باشد. انتخاب دستگاه مناسب بستگی به فاکتورهای زیادی از جمله TDS، آب ورودی، دبی آب و فراوانی و ارزانی و … دارد.

دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس از بخش های زیر تشکیل شده است

1) شاسی استقرار
2) پمپ تحت فشار
3) ممبران
4) لوازم اندازه گیری الکتریکی

معمولاً ابعاد ممبران ها به صورت صنعتی در اندازه های 4 و 8 اینچ موجود می باشد.

دستگاه ro در تصفیه آب شرکت کمال صنعت

شرکت کمال صنعت تولید کننده انواع دستگاه تصفیه آب خانگی و صنعتی می باشد. جهت مشاوره با کارشناسان ما با شماره 88022859 تماس حاصل نمایید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Fill out this field
Fill out this field
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست