دستگاه تصفیه آب صنعتی

در سالهای اخیر بدلیل كمبود شدید آب قابل آشامیدن بخصوص در کشورهایی نظیر ایران که در مناطق خشک و نیمه خشک واقع شده‌اند و همچنین جهت تأمین آب مورد نیاز صنایع (با استانداردهای كیفی مشخص)، از دستگاه تصفیه آب صنعتی یا همان آب شیرین كن صنعتی به میزان وسیعی استفاده می­گردد.

برخی اثرات زیان بخش ناخالصی‌های آب در صنعت عبارتند از:

• تولید رسوب در دستگاه‌های حرارتی و دیگ بخار.
• تولید بخار با کیفیت پایین.
• خوردگی بویلرها و دیگر سیستمهای حرارتی و لوله‌ها.
• اتلاف مواد شیمیایی مانند صابون.
• باقی گذاردن لکه روی محصولات غذایی و نساجی.

کاربردهای دستگاه تصفیه آب صنعتی

1. تامین آب شیرین و بدون سختی برای تولید محصولات غذایی، آرایشی و دارویی.
2. تصفیه آب جهت استفاده در صنایع تولید آب آشامیدنی و معدنی، کارخانه‌های تولید آب میوه و
3. تصفیه آب ورودی دیگ‌های بخار، کولینگ تاورها (Cooling Towers) و سایر تجهیزات مشابه
4. تصفیه آب کشاورزی برای آبیاری درختان و زمینهای کشاورزی
5.  تصفیه آب جهت پرورش آبزیان
6. تامین آب شرب، نظافت و مصرفی در منزل با تصفیه آب شور دریا
7. تصفیه سختی و شوری آب مصرفی در تاسیسات نفتی و کاهش خسارتها و هزینه‌های ناشی از آن در صنایع نفت، گازو…
8. تصفیه آب جهت تولید آب مقطر برای استفاده در دستگاه‌های پذیرنده آب مقطر

انواع دستگاه آب شیرین کن صنعتی

دستگاه تصفیه آب صنعتی به سه دسته تقسیم می‌شوند که ظرفیت آب خام ورودی آنها بین 5 تا 2000 مترمکعب در روز می‌باشد:

1- تصفیه آب چاه (Brakish Well Water) که قادر به تصفیه آب خام ورودی با TDS تا 4000ppm را می‌باشد.
2- تصفیه آب شور سطحی (Brakish Surface Water) که قادر به تصفیه آب خام ورودی با TDS تا 12.000ppm می‌باشد.
3- تصفیه آب دریا (Sea Water) که قادر به تصفیه آب خام ورودی با TDS تا 35.000ppm می‌باشد.

در این نوع تصفیه آب از ممبران­های غشایی استفاده می­شود. انتخاب نوع پمپ و ممبران و تعداد مراحل تصفیه، با توجه به آنالیز آب ورودی (کیفیت آب) و پارامترهای مورد نیاز آب خروجی، منطبق با نرم افزارهای طراحی متغیر می‌باشد و نیاز به طراحی دقیق دارد که توسط کارشناسان و مهندسان شرکت انجام می ­پذیرد.

دستگاه تصفیه آب صنعتی باعث جدا کردن نمکهای محلول و سایر مواد معدنی از آب می‌شود. منابع فاضلاب ممکن است شامل آب شور، آب دریا، چاه‌ها، سطح (رودخانه‌ها و جریانها)، فاضلاب، و فیدرهای صنعتی و آبهای فرآوری شده باشند. جداسازی غشا نیازمند نیروهای رانندگی از جمله فشار (اعمال شده و بخار)، پتانسیل الکتریکی و غلظت برای غلبه بر فشارهای اسمزی طبیعی است و به طور موثر آب را از طریق فرایندهای غشاء به کار می برد. به همین ترتیب،تحقیقات به طور مداوم به منظور بهبود بهره وری و کاهش مصرف انرژی ادامه دارد.

آب شیرین کن صنعتی با روش اسمز معکوس (RO)

اسمز (Osmosis) پدیده ای طبیعی و بسیار مهم در طبیعت است. این فرآیند زمانی رخ می‌دهد که یک محلول رقیق در مجاورت یک محلول غلیظ قرار می گیرد. مثال طبیعی آن جذب آب توسط ریشه گیاه و جذب آب از خون در بدن انسان می‌باشد. بعنوان مثال اگر دو محلول آب نمک که یکی غلیظ تر و دیگری رقیق تر را توسط یک غشاء نیمه تراوا از یکدیگر جدا کنید، نمک تمایل دارد که از غشاء عبور کرده و به سمت محلول رقیق حرکت کند و آب نیز تمایل دارد از قسمت رقیق به قسمت غلیظ نفوذ کند.

غشاء نیمه تراوا یک صافی است که اجازه عبور آب از داخل منافذ خود را می‌دهد ولی مانع عبور املاح، مواد محلول، باکتریها و مواد بیماری زا میگردد. غشاء نیمه تراوا مانند پنجره ای می ماند که اجازه عبور هوا را می‌دهد ولی اجازه عبور سایر مواد را به داخل نمی‌دهد.

اسمز معکوس (Reverse Osmosis) برخلاف فرآیند طبیعی اسمز عمل می‌کند و با ایجاد فشار زیاد جهت غلبه بر فشار طبیعی اسمزی باعث عبور آب از ممبرانها میگردد. بنابراین نیاز به فشار بالایی جهت عبور آب از غشاء نیمه تروا و نمک زدایی آن می‌باشد.

روش کار دستگاه تصفیه آب صنعتی

همانطور که اشاره شد، اساس كاركرد دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی، عبور آب از غشاء نیمه تراوا و بخاطر وجود مقدار بالای املاح محلول در آب است، كه نا خالصی‌های آب را از آن جدا می‌نماید. آب با فشار بالاتر از فشاراسمزی، با عبور از غشاء نیمه تراوا به دو قسمت تبدیل می‌شود:

1. آب شیرین: كه محصول نهایی دستگاه آب شیرین كن می‌باشد.
2. جریان آب تغلیظ شده (شور) که دورریز خروجی RO می­باشد.

اصول تصفیه آب با این روش افزایش فشار در جریان آب خام ورودی جهت غلبه بر فشار اسمزی معمول و عبور آن از غشاء نیمه تراوا می‌باشد. به این ترتیب آب خام ورودی به دو جریان آب با املاح بسیار پائین (Permeate) و آب غلیظ با املاح بسیار بالا (Concentrate) تقسیم میگردد. مادامی که فشار وارده به آب خام ورودی به اندازه ای باشد که بر فشار اسمزی معمول غلبه کند، آب خالص از غشاء نیمه تراوا عبور کرده و مواد محلول در پشت غشاء باقی مانده و وارد جریان غلیظ میگردد. جریان غلیظ را می توان دفع کرد یا مجددا جهت مصرف بعنوان آب خام به سیستم برگشت داد. جریان آب رد شده از غشاء که بعنوان آب شیرین استفاده می‌شود، 95 تا 99 درصد املاح خود را با این روش از دست می‌دهد.

باید توجه داشت که در فرآیند اسمز معکوس از روش فیلتراسیون متقاطع (Cross Filtration) استفاده می‌شود. استفاده از فیلتراسیون طبیعی باعث گرفتگی غشاء یا عبور مواد جامد از غشاء میگردد. با استفاده از فیلتراسیون متقاطع آب خالص از یک طرف غشاء و مواد محلول از طرف دیگری غشاء حرکت می‌کنند. جهت ممانعت از گرفتگی غشاء عبور جریان آب غلیظ از روی غشاء با جریان آشفته (Turbulent Flow) بسیار موثر خواهد بود.

سیستم اسمز معکوس نیاز به مواد شیمیایی مصرفی روزانه نداشته و در مواردی که TDS آب خام بالاتر از 500ppm باشد، بهترین روش املاح زدایی است. میزان فشار مورد نیاز بستگی به درصد مواد جامد محلول در آب دارد. هر چقدر TDS آب خام ورودی بیشتر باشد، میزان فشار مورد نیاز نیز بیشتر خواهد بود تا بر فشار اسمزی غلبه گردد. قبل از آنکه آب خام وارد سیستم شود یک سری عملیات مقدماتی به نام پیش تصفیه بر حسب آنالیز آب روی آن صورت می گیرد (فیلتراسیون، سختی‌گیری و جذب سطحی). با توجه به اینکه این سیستمهای تصفیه آب که از روش اسمز معکوس استفاده میکنند به اختصار به آنها دستگاه RO گفته میشود.

اساس طراحی سیستم تصفیه آب صنعتی

اساس کار آب شیرین کن صنعتی، بر مبنای اسمز معکوس می‌باشد. اگر یک غشای نیمه تراوا بین دو محلول با غلظت‌های متفاوت قرار گیرد، مقداری از حلال از یک طرف غشا به طرف دیگر منتقل می‌شود. جهت حرکت طبیعی حلال (از پتانسیل شیمیایی بیشتر به پتانسیل شیمیایی کمتر) به گونه ای است که محلول غلیظ تر، رقیق می‌شود. اگر ظرفی در دو طرف آن، آب خالص و آب شور موجود باشد در یک تراز، و وسط آن غشای نمیه تراوا باشد، آب خالص از غشا عبور کرده و وارد اب شور می‌شود.

اگر به سیستم اجازه رسیدن به تعادل داده شود در آن صورت سطح آب نمک از سطح آب خالص بالاتر می رود. این اختلاف سطح در دو طرف غشا را فشار اسمزی گویند. با اعمال این فشار در جهت معکوس، سطح تعادل اولیه حفظ خواهد شد و با اعمال فشار معکوس بیشتر، آب از جهت غلیظ، به سمت آب خالص خواهد رفت و سمت تغلیظ شده، سطح پایین تری خواهد گرفت. واضح است که هدف در تصفیه آب صنعتی، تهیه آب شیرین از آب شور می‌باشد. بنابراین با اعمال فشار اسمزی معکوس، مولکولهای آب از نمک جدا خواهند شد.

محصول مرتبط با آب شیرین کن صنعتی: فیلتر شنی

قسمتهای مختلف دستگاه تصفیه آب صنعتی

سیستمهای تصفیه آب صنعتی، شامل مراحل پیش تصفیه و مرحله عبور از غشاء میباشد. معمولا خوراک تغذیه سیستمهای تصفیه اب صنعتی، از آب چاه یا اب دریا می‌باشد. خروجی سیستم بر مبنای نیاز طرح، دارای استاندارد مورد نظر در آن صنعت می‌باشد. از آب شیرین کن صنعتی به طور عمده در تولید محصولات مختلف صنعتی، تولید آب تمیز و آب دارویی، تولید آّب شرب، تولید آب جهت مصارف کشاورزی و گلخانه ای و… استفاده میشود.

فناوری غشایی در سیستمهای تصفیه اب صنعتی، امروزه یکی از پرکاربردترین روشهای تولید آب شیرین و آب استاندارد می‌باشد. هلدینگ برتر، با تجارب گروه تخصصی مهندسی آب و تجربه 15 ساله در این عرصه، در زمینه تصفیه آب صنعتی و سیستمهای تصفیه آب صنعتی، یکی از پیشگامان این فناوری می‌باشد.

بخش پیش تصفیه در تصفیه آب صنعتی

آب ورودی به آب شیرین کن صنعتی، قبل از ورود به مرحله غشا و ممبران، باید از فیلترهای پیش تصفیه عبور کند. حدود 50 درصد هزینه تصفیه آب با روش اسمز معکوس در دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی، بخاطر تصفیه مقدماتی می‌باشد. ضمنا می توان گفت که پر دردسر ترین قسمت این سیستم، غشای آن می‌باشد. از این رو ضروری است در مرحله قبل از غشاء، حتما تصفیه مقدماتی صورت گیرد. پیش تصفیه می تواند برای نوع بخصوصی از غشا متفاوت باشد. مثلا حذف کلر از آب ورودی به سیستم تصفیه آب صنعتی، با غشای پلی آمیدی و یا تنظیم PH آب برای جلوگیری از هیدرولیز غشای استات سلولزی بسیار ضروری می‌باشد.

یکی از مهم ترین دلایل تصفیه آب قبل از ورود به غشای دستگاه تصفیه آب صنعتی، جلوگیری از آلودگی غشاء می‌باشد. در سیستم تصفیه آب صنعتی، آلودگی غشا شامل تجمع ذرات روی سطح غشا و یا داخل حفره‌های آن است که باعث اختلال در عملکرد آن می‌شود و سبب آسیب به کل سیستم تصفیه آب صنعتی می‌شود.

مرحله تصفیه آب

آب خروجی از واحد پیش تصفیه وارد یک محفظه شامل المانهایی از نخ فشرده در هم پیچیده از جنس پلی پروپیلن (PP) می‌گردد. این واحد ذرات بزرگتر از 5 میکرون موجود در آب را حذف می‌نماید تا از ایجاد آسیب به ممبرانها جلوگیری به عمل آید. سپس به منظور تامین فشار لازم، آب وارد یک پمپ فشار قوی یا پمپ طبقاتی (High Pressure Pump) میگردد. آب با فشار بالا وارد محفظه‌هایی از جنس استیل و یا FRP که حاوی ممبرانهایی از جنس پلی آمید و از نوع Spiral Wound است، میگردد. خروجی این واحد شامل دو جریان غلیظ و جریان رقیق با املاح بسیار پائین می‌باشد. بدین ترتیب آب بدون املاح مورد نظر تامین میگردد.

سیستمها و تجهیزات برق، ابزاردقیق و کنترل ‏

• تابلوی برق: جهت تامين شرايط کارکرد مناسب پمپ، کلید قطع و ‏وصل پمپ تغذیه ‏آب خام، کلید قطع و وصل دوزینگ پمپ و سایر نیازمندی‌ها
• فلومتر: جهت اندازه گیری دبی آب تصفیه شده تولیدی و آب دورریز‏
• گیج فشار: جهت اندازه گیری فشار در قسمتهای مورد نیاز سیستم‏
• پرشر سوئیچ: جهت جلوگیری از افزایش و کاهش میزان فشار بیش از مقادیر تعیین شده‏
• TDS‏ متر تابلویی: جهت نمایش مقدار کل جامدات محلول در آب‏

بخشهای شستشو

•  شستشوی هر مرحله بصورت جداگانه (CIP): این سیستم معمولاً در دستگاه‌های تصفیه آبصنعتی بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. وجود این سیستم، باعث مؤثرتر شدن عملیات شستشو میگردد.
• فلاشینگ (Flushing): با بازگرداندن دوره ای بخشی از آب تصفیه شده جهت شستن و از بین بردن رسوبات ممبران، تعداد شستشوهای مورد نیاز کاهش خواهد یافت. این سیستم، مخصوصاً برای دستگاه تصفیه آب صنعتی که برای تصفیه پساب استفاده می‌شوند، کاربرد زیادی دارد.

طراحی سیستمهای تصفیه آب صنعتی

اصولا هر شرکت تولید کننده غشا، نرم افزار مخصوص جهت طراحی دستگاه تصفیه آب صنعتی و انتخاب ممبرانها و تعداد آنها، به بازار عرضه می‌کند. ممبرانهای استفاده شده در شرکت هلدینگ برتر، محصول کارخانه فیلمتک آمریکا بوده و نرم افزار طراحی این شرکت، نرم افزار ROSA می‌باشد.

طراحی سیستم تصفیه آب صنعتی با استفاده از این نرم افزار، توسط کارشناسان و متخصصان مهندسی آب این شرکت انجام شده و مطابق با طراحی صورت گرفته، دستگاه صنعتی فوق جهت تصفیه اب، در کارگاه این شرکت تولید و ساخته خواهد شد.

قیمت دستگاه آب شیرین کن صنعتی

هلدینگ صنایع برتر یکی از بزرگترین تولید کنندگان دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی در ایران آمادگی خود را بمنظور تامین قطعات، تعمیرات و تولید انواع تصفیه آب به روش اسمز معکوس اعلام می‌نماید.

برای تعیین قیمت دستگاه تصفیه آب صنعتی باید فاکتورهای مختلفی را مد نظر قرار داد. برخی از این پارامترها شامل موارد زیر می‌باشند:

• میزان خلوص آب تصفیه شده
• کیفیت آب ورودی
• حجم آب تصفیه شده مورد نیاز در یک روز
• تعداد ممبران‌های به کار رفته در دستگاه با توجه به نوع کاربرد و ظرفیت دستگاه
• قدرت پمپ‌های RO (دستگاه‌های با ظرفیت بالاتر به پمپ با قدرت بیشتری نیاز دارند)
• برند قطعات به کار رفته در دستگاه
• نوع و جنس شاسی و لوله‌کشی
• اتوماسیون دستگاه (استفاده از PLC یا دیگر سیستم‌های کنترلی)
• نوع آلاینده‌هایی که باید از آب حذف شوند.

قبل از سیستم آب شیرین کن صنعتی همواره یک دستگاه سختی گیر آب نصب می‌شود.