روش های تصفیه آب و دستگاه تصفیه آب صنعتی
اسمز معکوس فرایندی فیزیکی است که می توان از محلولی(حلال+ ناخالصی) به کمک یک غشا نیمه تراوا، حلال تقریباً خالص تهیه کرد. منظور از تصفیه آب صنعتی صرفا تصفیه کردن آب های کاربردی در صنعت نمی باشد بلکه دستگاه های تصفیه آب در مقایسه بزرگتر از تصفیه کن های خانگی را دستگاه تصفیه آب صنعتی می نامند. و به سیستم های که ظرفیت های بالا و خروجی آب تصفیه زیاد دارند و توانایی بالایی در تصفیه آب دارند، دستگاه تصفیه آب صنعتی می گویند.
روش های تصفیه آب و دستگاه تصفیه آب صنعتی
پیش از آنکه با دستگاه تصفیه آب صنعتی و عملکرد آن آشنا شویم، لازم است که انواع روش ها و فرآیند های تصفیه آب را توضیح دهیم تصفیه آب: مقصود از تصفیه آب، حذف آلاینده ها و مواد مضر برای به دست آوردن آبی است که آلودگی نداشته باشد و برای مصرف انسان هیچگونه خطری ایجاد نکند.
انواع روش های تصفیه آب 1.
تصفیه آب به روش تبادل یونی2
. تصفیه آب به روش EDR (الکترودیالیز معکوس) 3. تصفیه آب به روش فیلتراسیون
- تصفیه آب به روش
EDI 5. تصفیه آب به روش سیستم اسمز معکوسRO (reverse osmosis)
اسمز معکوس
اسمز معکوس پروسه ای کاملا فیزیکی است که توسط آن، می توان از محلول(محلول عبارت است از ترکیب حلال و ناخالصی)، به وسیله یک غشا با خاصیت نیمه تراوایی، حلال با خلوص بسیار بالا(تقریبا صد درصد) تهیه کرد. ویژگی اصلی تصفیه آب به روش اسمز معکوس، بازدهی بالا و هزینه پایین تر نسبت به روش های ذکر شده و قدیمی تر می باشد. غشاء نیمه تراوا دارای این خاصیت است که به آب یا حلال اجازه عبور داده ولی مانع عبور محلول در آنها می شود. این غشا ها به صورتی ساخته شدهاند که مولکول های 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. محلول های عبوری از غشای نیمه تراوا، تمایل دارند که غلظت مشابهی پیدا کنند، لذا آب از محلولی که رقیق تر است به سمت محلول غلیظ تر جریان یافته تا اینکه غلظت دو محلول کاملا یکسان شود(فشار اسمزی محلول با افزایش غلظت آن افزایش می یابد). جریان آب که از غشاء عبور می یابد در سمت محلول غلیظ تر تولید فشاری می کند که به فشار اسمزی مشهور است. اما در روش اسمز معکوس، فرآیند برعکس بوده و آب با فشار از غشای نیمه تراوا گذرانده میشود و سبب شده، نیترات و سایر مواد معدنی و بسیاری از مواد شیمیایی و میکروارگانیسمها (عمدتا باکتریها) حذف شوند
نیم تا دو سوم آب در پشت غشای نیمه تراوا باقی میماند که به آن پساب گفته می شود و دور ریخته میشود. میتوان پساب خارج شده را مجدداً به سیستم بازگرداند تا در مصرف آب صرفه جویی شود. برای افزایش راندمان سیستم، می توان پساب خروجی که نیم تا دو سوم آب را تشکیل میدهد، در یک سیکل چرخشی وارد کرد و شاهد افزایش بازدهی بود.
دستگاه آب شیرین کن
دستگاه آب شیرین کن، دستگاهیست که توانایی شیرین سازی آب های شور(غیر قابل مصرف) و تبدیل آنها به آب های شیرین و قابل مصرف را دارا باشد.
دو نوع دستگاه شیرین سازی آب عبارتند از: دستگاه تصفیه آب صنعتی و دستگاه تصفیه آب نیمه صنعتی این تقسیم بندی بر اساس ظرفیت آبدهی دستگاه ها بوده و بر این اساس، حوزه کاربرد و عملکرد آنها را نیز مشخص می کند. البته این دو نوع دستگاه، با وجود شباهت در استفاده از سیستم اسمز معکوس، متفاوت از یکدیگرند.
دستگاه تصفیه آب صنعتی
هنگام صحبت از تصفیه آب صنعتی، مقصود، صرفا تصفیه آب در صنایعی مانند پتروشیمی، نیروگاه های سیکل ترکیبی و... نمی باشد؛ بلکه دستگاه های با ظرفیت و حجم بیشتر نسبت به تصفیه کن های خانگی را دستگاه تصفیه آب صنعتی می نامند. دستگاه های تصفیه آب در مقیاس متوسط و با خروجی کمتر را دستگاه تصفیه آب نیمه صنعتی می گویند؛ و به سیستم های که ظرفیت های بالا و خروجی آب تصفیه زیاد دارند و توانایی بالایی در تصفیه آب دارند، دستگاه تصفیه آب صنعتی می گویند. میزان آب تصفیه شده دستگاه تصفیه صنعتی می تواند از حداقل ۱۵۰۰ لیتر الی ۳۰۰ هزار لیتر در شبانه روز باشد. پایه و اساس کار در این نوع از سیستم های تصفیه، بر پایه تکنولوژی غشایی اسمز معکوس که در بالا ذکر شد، می باشد
رایج ترین کاربرد ها برای دستگاه تصفیه آب صنعتی عبارتند از:
• دستگاه تصفیه آب صنعتی در تامین و تولید آب مورد استفاده کارخانههای داروسازی
•دستگاه تصفیه آب صنعتی جهت مصارف شهری(شرب)
• دستگاه تصفیه آب صنعتی در تولید آب مناسب جهت مصارف کشاورزی و گلخانهای
• دستگاه تصفیه آب صنعتی در بازیافت و استفاده مجدد پساب های صنعتی
• دستگاه تصفیه آب صنعتی در تولید آب فرآیندی کارخانههای پتروشیمی، فولاد
• دستگاه تصفیه آب صنعتی در تولید آب فرآیندی نساجی، رنگسازی و کاغذ سازی
• دستگاه تصفیه آب صنعتی در تامین آب مورد نیاز تاسیسات نیروگاه سیکل ترکیبی
• دستگاه تصفیه آب صنعتی جهت تامین و تولید آب مبدل های حرارتی
• دستگاه تصفیه آب صنعتی در تامین آب دستگاه های دیالیز بیماران کلیوی بیمارستانها
روشهای تصفیه و شیرینسازی آب
روشهای تصفیه و شیرینسازی آب به یک نوع ختم نمیشوند و در صنعت، این روشها دارای کاربردهای متفاوت و بازدهیهای مختلف میباشند.
انواع روشهای تصفیه آب
تصفیه آب به روش تبادل یونی: یکی از روشهای تصفیه و شیرینسازی آب ، تصفیه آب به روش تبادل یونی است که میتواند آنیونها و کاتیونهای نامطلوب را حذف کند. کاتیونهای نامطلوب با هیدروژن یا سدیم مبادله میشوند و آنیونهای محلول جای خود را به یونهای هیدروکسیل میدهند. سیستمهای تصفیه آب به روش تبادل یونی، به منظور سختیگیری و تولید آب با خلوص بالا مورد استفاده قرار میگیرند. از تصفیه آب به روش تبادل یونی در مواردی مانند: تولید آب بدون یون، حذف سختی آب، جداسازی مواد دارویی، حذف سولفات و نیترات و حذف کاتیونهای خارجی از آب بهرهگیری میشود.
تصفیه آب به روش EDR (سیستم الکترودیالیز معکوس): در تصفیه آب به روش EDR از جریان برق DC و همچنین غشاهای آنیونی و کاتیونی جهت جداسازی املاح آب استفاده میشود. نکته قابل توجه در مورد تصفیه آب به روشEDR این است که در هربار تصفیه 50% از املاح اضافی دفع میگردد و برای رسیدن به خلوص بیشتر باید در چندین مرحله آب را تصفیهسازی کرد. از مزایای این سیستم میتوان به بازدهی 94% برای تولید آب اشاره کرد. همچنین طول عمر غشاهای دستگاه به 10 سال میرسد، تصفیه آب به روشEDR کم هزینهتر نسبت به دستگاههای اسمز معکوس است و نیاز به تزریق مواد شیمیایی برای تصفیه بهتر ندارد. از معایب این دستگاه میتوان به ناتوانی آن در حذف عناصری که از لحاظ الکتریکی خنثی هستند اشاره کرد.
تصفیه آب به روش EDI : پس از انجام روشهایی مانند اسمز معکوس، EDR و نانوفیلتراسیون، از تصفیه آب به روش EDI برای تهیه آب فوق خالص، که در روشهای قبل امکان آن وجود ندارد، بهرهگیری میشود. سیستم EDI مخلوطی از فرآیند تبادل یونی و فیلتراسیون غشایی میباشد. در این سیستم املاح از طریق تبادل یونی از آب جدا میشوند، با این تفاوت که غشاهای نیمه تراوای آن به طور پیوسته با جریان برق احیا میشوند.