تصفیه آب در پالایشگاه ها و صنایع مربوطه چگونه است

[ali.sabbaghi 14]

سيستم تصفيه و نمك زدائي اسمز معكوس (Reverse Osmosis System)

 

سيستم اسمز معکوس، از جمله روشهاي نوين تصفيه و نمک زدائي آب محسوب مي گردد.اسمز معکوس يک فرآيند فيزيکي -جداسازي است که در اين فرآيند، جريان آب خام به دو جريان آب محصول و جريان آب تغليظ شده تقسيم مي شود. به جريان غليظ تر، آب شور و يا دورريز هم گفته مي شود. در اين فرآيند، آب خام ( تصفيه نشده ) توسط پمپ به داخل محفظه اي که داراي غشاي نيمه تراوا(ممبران ) مي باشد، رانده مي شود چون تقريبا فقط آب خالص مي تواند از غشاء عبور کند به اين صورت آب تقريبا خالص در يک طرف غشاء و آب تغليظ شده از ناخالصي ها در طرف ديگر قرار خواهد گرفت .

سيستم اسمز معکوس ( تصفیه آب ) بطور عمده قادر به حذف 99% تمامي املاح محلول موجود در آب، 97-95% ترکيبات آلي محلول و بيش از 98% مواد کلوئيدي و پارامترهاي بيولوژيکي موجود در آب مي باشد. با توجه به قابليت بالاي سيستمهاي اسمز معکوس در مقايسه با ساير روشهاي معمول تصفيه آب، امروزه از اين سيستمها بطور گسترده اي در تصفيه آب مورد نياز صنايع مختلف از جمله صنايع نفت، گاز، پتروشيمي، نيروگاههاي حرارتي، صنايع فولاد، توليد آب مورد نياز صنايع داروسازي و توليد مواد آرايشي و بهداشتي، توليد آب قابل تزريق و ... استفاده مي گردد .

 

 

برخي مزاياي استفاده از سيستمهاي اسمز معكوس (RO):

قابليت حذف موثر تمامي املاح محلول موجود در آب

جداسازي ترکيبات مولد رنگ، مزه و بو در آب

قابليت حذف تمامي آلاينده هاي آلي، غير آلي و ميكروبي از آب

قابليت توليد آب با خلوص بسيار بالا (آب مقطر) متناسب با نياز مشتري

عدم كاربرد تركيبات زيان بخش براي انسان

عدم تحميل هر گونه آثار منفي بر محيط زيست

مصرف پايين انرژي و راندمان بالاي سيستم

هزينه نصب، راه اندازي و نگهداري تعميرات پايين سيستم

قابليت طراحي و ساخت دستگاه درون كانتينر بصورت پرتابل

قابليت كاركرد سيستم بصورت پيوسته، مداوم 24 ساعت در شبانه روز

 

 

سیستم‌های اسمز معکوس دامنه‌ای از آب‌های شیرین با غلظت 150 میلی‌گرم در لیتر تا آب دریا با غلظت 000,60 میلی‌گرم در لیتر را پوشش می‌دهند دلیل این گستردگی کاربرد غشاهای اسمز معکوس وجود انواع مختلفی از این غشاها از بسیار کم‌فشار، کم فشار تا غشاهای ویژه آب دریا یا غشاهای پرفشار می‌باشد. حد بالای غلظت قابل تحمل برای غشاهای اسمز معکوس 60000 میلی‌گرم در لیتر است در غلظت‌های بالاتر از این مقدار فشار اسمزی بسیار بالا و امکان تأمین چنین فشاری میسر نیست.

به طور معمول غلظت نمک در آب دریاها بین 30000 تا 40000میلی‌گرم در لیتر است. به عنوان مثال این غلظت در دریای مدیترانه حدود 35000 و در خلیج‌فارس حدود 50000 تا 60000 میلی‌گرم در لیتر می‌باشد. غلظت نمک در آبهای لب شور بین 1000 تا 10000 میلی‌گرم در لیتر و به طور معمول بین 2000 تا 3000 میلی‌گرم در لیتر است و آبهای با غلظت 100 تا 1000 میلی‌گرم در لیتر جامدات محلول جزو آبهای شیرین طبقه‌بندی می‌شوند.

در سيستم‌هاي اسمز معكوس به طور معمول با دو نوع سيستم يا دو نوع غشاء روبرو هستيم. غشاء‌هاي فشار بالا (High Pressure ) با فشار تا 80 بار كه براي شيرين‌سازي آب دريا استفاده مي‌شود و غشاهاي فشار پايين (Low Pressure ) كه براي تصفيه آبهاي لب‌شور و آب رودخانه به كار مي‌رود و فشار كار آنها بين 10 تا 20 بار است.

طبیعتاً میزان فشار لازم برای معکوس نمودن جریان متناسب با فشار اسمزی و به عبارت ساده‌تر متناسب با غلظت نمک می‌باشد. به همین دلیل است که برای شیرین‌سازی یا نمک‌زدائی‌ از آب شور دریا به فشار بیشتری در مقایسه با نمک‌زدائی از آبهای لب‌شور نیاز است.

فرآیند اسمز معمولی یک فرآیند طبیعی می‌باشد و در بخش‌های مختلف طبیعت رخ می‌دهد. حال اگر مطابق شکل با استفاده از فشار مصنوعی روی قسمت حاوی آب شور جریان آب را برعکس نمائیم یعنی از سمت آب شور به آب شیرین به این فرآیند، اسمز معکوس (Reverse Osmosis ) گفته می‌شود.

 

نحوه عبور آب از میان غشاء‌های اسمز معکوس و نانو فیلتر به خوبی مشخص نیست. اما اصلی‌ترین تئوری در این زمینه تئوری «حل شدن و انتشار» (Solution Diffusion Theory ) می‌باشد.

 

 

علت حل شدن آب در پلیمرهای غشاء می‌تواند ناشی از ایجاد پیوندهای شیمیایی ضعیف بین مولکول‌های آب با سطح غشاء باشد. با توجه به اینکه فرآیند عبور آب از میان غشاء یک فرآیند شیمیایی و فیزیکی می‌باشد، خصوصیات شیمیایی و فیزیکی غشاء مانند بار سطحی و اندازه روزنه‌ها، هر دو روی تعیین میزان توانائی عبور انتخاب آب به جای نمک‌ها از میان غشاء مؤثر هستند. البته همانطور که قبلاً نیز بیان شد نمک‌ها نیز در غشاء حل و از آن عبور می‌کنند ولی سرعت عبور نمک‌ها بسیار کمتر و ناچیزتر از سرعت و در نتیجه میزان عبور آب می‌باشد.

 

 

میزان بازیافت آب توسط اسمز معکوس مهمترین و مؤثرترین عامل در هزینه تولید آب می‌باشد و بهینه کردن آن دارای اهمیت فراوان است. علت اهمیت میزان بازیافت تأثیر آن روی کیفیت و کمیت آب شیرین تولیدی می‌باشد.با افزایش میزان بازیافت آب، غلظت نمک در سمت ورود آب به غشاء افزایش می‌یابد و چون میزان عبور نمک تابع اختلاف غلظت در دو طرف غشاء می‌باشد. در نتیجه میزان عبور نمک افزایش یافته و غلظت نمک در آب تولیدی افزایش می‌یابد در نتیجه کیفیت آب تصفیه شده افت می‌کند. همچنین کمیت آب تولیدی نیز تابع میزان بازیافت می‌باشد.

 

 

با افزایش میزان بازیافت و افزایش غلظت نمک در سمت ورود آب به غشاء، اختلاف فشار اسمزی (Dp ) افزایش می‌یابد و چون میزان فشار خالص قابل دسترس (DP-Dp ) تعیین کنده دبی عبور آب از غشاء می‌باشد، با افزایش اختلاف فشار اسمزی، میزان فشار خالص کاهش می‌یابد ودر نتیجه دبی عبور آب نیز کاهش خواهد یافت. بنابراین علاوه بر افزایش میزان عبور نمک میزان عبور آب نیز کاهش می‌یابد که خود باعث کاهش رقیق‌سازی نیز می‌شود.

 

منبع : شرکت مهندسی فرآب صنعت

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام