فرآیند دستگاه تصفیه آب
امروزه با وجود آلودگی های بیشتر بر روی آب های سطحی زمین و بحران کم آبی در دنیا نیاز به دستگاه های تصفیه آب بیشتر دیده می شود. همانطور که از اسم دستگاه تصفیه آب پیداست، این دستگاه در ابعاد مختلف و با نصب در ورودی سیستم تأسیسات آب رسانی، باعث رسیدن آبی بدون سختی و آلودگی برای مصرف می شود.
دستگاه تصفیه آب به دو نوع مسکونی و صنعتی تقسیم می شود. سیستم های تصفیه آب مسکونی بصورت فیلتراسیون از ورود بسیاری از آلودگی های آب مانند باکتری ها، میکروب ها، سموم، سنگریزه و… به داخل تأسیسات ساختمان جلوگیری می کند، تا برای مصارف روزمره قابل استفاده باشد.
اما دستگاه تصفیه آب صنعتی به روش دقیقتری فرآیند تصفیه را انجام می دهند. دستگاه تصفیه آب در صنایع، مراحل متعددی را با استفاده از فیلترهای معین انجام می دهند. سرعت و حجم تصفیه آب این غشاء ها برای مصارف صنعتی بیشتر از مصارف خانگی است، که می توانند با دقت 0.0001 میلی متر در فیلتر، آبی خالص تحویل دهد.
دستگاه تصفیه آب صنعتی دارای چند بخش پیش تصفیه و تصفیه می باشد که در نهایت به فیلتر اسمز معکوس یا RO می رسد. اسمز، به فرآیند حرکت محلول دارای غلظت کم به سمت محلول غلظت بالا، می گویند، و اسمز معکوس، عکس این فرآیند را نشان می دهد. مهمترین بخش دستگاه تصفیه آب صنعتی، پمپ تصفیه آن است که دارای فیلترهایی به نام ممبران می باشد.
ممبران و انواع آن ممبران
(Membrane)، فیلترهایی هستند با هدف حذف میکروارگانیسم و باکتری هایی که در پساب ها یا آب شور پیوسته در حال رشد هستند. نوع ممبران مورد استفاده در دستگاه تصفیه آب به کیفیت آب خروجی و از بین رفتن آلایندگی های آن بستگی دارد که در ذیل به آن ها خواهیم پرداخت:
• ممبران میکروفیلتراسیون (MF): هدف از این فیلتر حذف ذرات با اندازه ی 0.03 تا 10 میکرون در محدوده فشار پایین 15 psi تا 60 psi می باشد، که شامل خاک، ماسه، جلبک و … می شوند. پس می توان ممبران میکروفیلتراسیون را، یک پیش تصفیه اسمز معکوس نام برد، تا از ایجاد رسوب در طی فرآیند تصفیه آب جلوگیری نماید. گاهی میکروفیلتراسیون را به اشعه UV مجهز می نمایند تا بتواند ویروس های آب را نیز حذف کند.
• ممبران اولترافیلتراسیون (UF): این فیلتر ذرات با اندازه های 0.002 تا 0.1 میکرون را در محدوده فشار 30 psi تا 100 psi تصفیه می نماید. این فیلتر قادر است ویروس هایی در این اندازه را به کلی حذف نماید.
• ممبران نانوفیلتراسیون (NF): فیلتری که تا 0.001 میکرون، در از بین بردن ویروس های آب دقت دارد. این ممبران نیازمند 150 psi است، که عبور آب را در فشار بالاتری از دو ممبران دیگر نشان می دهد. کاهش قلیایی بودن آب و حذف تمامی ویروس ها از جمله کارایی این ممبران در دستگاه تصفیه آب می باشد.
• اسمز معکوس (RO): این نوع ممبران محبوب ترین نوع تصفیه هستند، با اینکه آب سالمی را تحویل می دهند اما هزینه های نگهداری بیشتری را می طلبند. اسمز معکوس یا ممبران RO دارای سه لایه پلی استر، پلی سولفون و پلی آمیدی است که بر سه نوع BW، SW و TW تقسیمبندی می باشد، و دو نوع BW و SW در مصارف صنعتی به کار می روند، که نسبت به ظرفیت مصرفی آب، دارای ابعاد و سایزهای مختلفی می باشد. این فیلتر ها حذف کامل تمامی آلاینده های آلی و معدنی، انگل ها و رادیم را به خوبی صورت می دهد.
نوع BW مربوط به تصفیه آب چاه ها، دریاچه ها و رودخانه ها هستند و نوع SW برای تصفیه آب های خیلی شور مانند آب دریا کاربرد دارند. عمر فیلترهای ممبران عمر این فیلترها کاملا به کیفیت و حجم آب مصرفی و جنس فیلترهای پیش تصفیه بستگی دارد. در مصارف شهری عمر فیلترهای ممبران 2 ساله است، اما در دستگاه تصفیه آب صنعتی، مدت زمان عمر ثبت شده از سوی شرکت های تولید کننده 3 سال می باشد.
کلر به عنوان یک ماده اکسید کننده قوی، وجود ذرات معلق و بیولوژیکی به همراه رسوبات، کاملا کیفیت آب را کاهش خواهند داد. عدم تعویض به موقع فیلترها و کاهش تعداد دفعات شستشوی فیلترهای دستگاه، می تواند هزینه های نگهداری و تعمیرات آتی آن را افزایش دهد. شستشوی ممبران های صنعتی نباید با آب دمای بیش از 45 درجه ی سانتیگراد باشد.
عوامل موثر بر عمر مفید ممبران
عمر مفید ممبران در آب شیرین کن صنعتی به شدت وابسته پیش تصفیه می باشد. اساس کار پیش تصفیه، به آب ورودی بستگی دارد. یکی دیگر از عوامل موثر بر عمر مفید ممبران، به زمان صحیح و درست شستشوی cip بستگی دارد.
رسوب گذاری فلزات سنگین و آب های معدنی در ممبران، یکی از عوامل مهمی است که، در کاهش عمر ممبران تاثیر می گذارد. توصیه ما به شما، استفاده از آنتی اسکالانت ها است. آنتی اسکالانت ها از فرآیند رسوب گذاری در ممبران ها جلوگیری می کند. و از فرآیند ته نشینی و رسوب گذاری، کربنات، سولفات، کلسیم فلوراید در ممبران ها جلوگیری می کند. آنتی اسکالانت هایی که در پیش تصفیه استفاده می شوند، به سه دسته تقسیم می شوند.
سدیم هگزا متا فسفات
۲- ارگانو فسفونات
۳-پلی اکریلیک( بیشتر برای جلوگیری از ته نشینی و رسوب گذاری سیلیکا استفاده می شود) یکی دیگر از عواملی که در کاهش عمر مفید ممبران ها تاثیر دارد، رسوب کلسیم کربنات در آب می باشد.
پس با اضافه کردن اسید، کلسیم کربنات، به صورت حلال باقی می ماند، و در آب، رسوب گذاری نمی کند. این ماده اسیدی که استفاده می کنند، بیشتر سولفوریک اسید یا اسید کلریدریک می باشد.
زمان تعویض انواع فیلتر همانطور که برایتان توضیح دادیم، ممبران RO، یکی از گران ترین و مهمترین دستگاه های تصفیه آب صنعتی است. که وظیفه این دستگاه بدین صورت میباشد که، ناخالصی های موجود در آب را، نظیر فلزات سنگین، جامدات، املاح موجود در آب، نیترات، سنگینی آب را، می گیرد. این موضوع باعث می شود که، با استفاده از این آب در منازل، کتری یا سماور کچ نمی گیرد.
ناخالصی های موجود در آب، در طرف دیگر غشاء نیمه تراوا جمع می شوند، ولی فیلتر آن را در لابه لای خود نگه نمی دارد و از طریق پساب های خروجی هدایت می کند.
اما به مرور زمان که بین 2 تا 3 سال عمر مفید آنها می باشد، نیاز به تعویض این فیلتر ها یا ممبران نمی باشد. البته زمان تعویض ، بستگی به آب ورودی، و میزان املاح موجود در آب دارد.
برای حذف گازها، بو و طعم نامطلوب آب، کلر موجود در آب از فیلترهای کربنی استفاده می شود. خاصیت جذب کنندگی فیلترهای کربنی، حدود 6 ماه می باشد، بعد از این مدت، فیلتر قادر به حذف کلر نمی باشد، و برای سلامتی بدن خطرناک می باشد. موضوع مهم تر اینکه، عمر ممبران RO را کاهش می دهد، چون ممبران RO نسبت به کلر حساس می باشد و عمر آن کاهش می یابد.