آرشیو فروردین ماه 1400

پيش تصفيه سيستم اسمز معكوس

آب خوراك بسته به منبع آن ممكن است حاوي غلظت هاي مختلفي از مواد جامد معلق و مواد محلول باشد. جامدات معلق ممكن است از ذرات معدني، ذرات كلوئيدي و ناخالصي هاي بيولوژيكي مانند ميكروارگانيسم ها و جلبك ها تشكيل شود. ماده محلول ممكن است از نمكهاي بسيار محلول مانند كلريدها و نمك هاي با حلاليت كمتر مانند كربناتها، سولفاتها و سيليس تشكيل شود.

در طي فرآيند اسمز معكوس، حجم آب خوراك كاهش مي يابد و غلظت ذرات معلق و يون هاي حل شده افزايش مي يابد. ذرات معلق ممكن است بر روي سطح غشايي مستقر شوند، بنابراين كانال هاي خوراك را مسدود كرده و افت فشار را در سيستم افزايش مي دهند. نمك هاي با حلاليت كمتر ممكن است از جريان آب تغليظ شده رسوبي در سطح غشايي ايجاد كند و باعث نفوذپذيري كم آب از طريق غشاهاي RO شود. اين فرآيند شكل گيري يك لايه رسوب بر روي سطح غشايي، گرفتگي (fouling) غشاء ناميده مي شود و باعث افت عملكرد سيستم RO مي شود. هدف از فرآيند پيش تصفيه آب خوراك بهبود كيفيت آب خوراك به سطح مناسب است كه منجر به عملكرد قابل اعتماد از غشاهاي RO مي شود. بر اساس كيفيت آب خام، فرايند پيش تصفيه RO ممكن است از تمام يا بعضي از مراحل تصفيه زير تشكيل شود:

•  زلالسازي توسط فيلتر شني جهت حذف كدورت
• ضدعفوني آب با كلر
• كاهش سختي توسط سختيگيري
• افزودن مواد ضد رسوب
• كاهش كلر آزاد با استفاده از بيسولفيت سديم يا فيلترهاي كربن فعال
• حذف نهايي ذرات معلق با استفاده از فيلترهاي كارتريج

سيستم اسمز معكوس

كاربرد هاي روش اسمز معكوس 

از اين روش در صنايع غذايي استفاده مي شود. اما در صنايع ديگري همچون صنايع لبني، شكر و نشاسته، حذف الكل، كنسانتره سفيده تخم مرغ، حذف باكتري و آب نمك در گوشت، آبميوه و … نيز استفاده مي شود.

از جمله مهمترين كاربرد هاي اسمز معكوس بايد به موارد زير اشاره نمود:

1. تصفيه آب آشاميدني

در تمام دنيا براي تصفيه آب آشاميدني و آب شيرين كن از روش اسمز معكوس استفاده مي شود. مي توان با اين روش كيفيت آب آشاميدني را افزايش داده و تمامي املاح معدني و نمك هاي موجود درآب را حذف كرد.

البته اين دسته از سيستم هاي آب شيرين كن داراي مراحل مختلفي هستند. از جمله:

• استفاده از فيلتر رسوب براي به دام انداختن ذرات
• استفاده از فيلتر رسوب دوم با منافذ كوچكتر كه معمولا به صورت اختياري استفاده مي شود.
• فيلتر كربن، براي به دام انداختن مواد شيميايي آلي و كلر موجود درآب
• فيلتر اسمز معكوس كه از يك غشاي كامپوزيت با فيلم نازك برخوردار است.
• استفاده از يك فيلتر كربن اختياري در سيستم آب شيرين كن براي گرفتن قسمتي از مواد شيميايي كه فيلتر اسمز معكوس موفق به حذف آنها نشده است.
• در نهايت نيز استفاده از يك غشاي نانو سايز

اصولا در برخي از سيستم هاي آب شيرين كن از غشاي تري استات سلولز استفاده مي كنند، كه در اصل اين غشا نوعي غشاي جانبي مصنوعي است. كه قابليت تماس با كلر در آب را دارد. اين غشا به هيچ عنوان قابليت پوسيدگي ندارد. مگر آن كه تحت تاثير كلر موجود در آب قرار گيرد و مستعد شكستن باشد.

توليد آب شيرين با روش اسمز معكوس

1. توليد آب معدني

در توليد آبهاي معدني نيز از سيستم هاي آب شيرين كن استفاده مي شود. تا تمامي آلاينده ها و ميكروارگانيسم هاي موجود در آب از بين رود. البته اين عمل به طور كامل رخ نمي دهد و لازم است در نهايت از اشعه فرابنفش استفاده شود تا اين آلاينده ها از آب حذف شوند.

معمولا اندازه منافذ غشاي استفاده در اين سيستم ها متفاوت است و بين ۰.۱ تا ۵۰۰۰ متغير مي باشد. ميكروفيلتراسيون هاي موجود در آب شيرين كن ها قادر هستند ذرات ۵۰ نانومتر يا بزرگتر را از بين ببرند. اما اولترافيلتراسيون تنها ذرات بزرگتر از ۳ نانومتر را حذف مي كند.

1. تصفيه آب روستايي

افرادي كه در مناطق روستايي زندگي مي كنند معمولا از سيستم هاي آب شيرين كن استفاده مي كنند. زيرا با اين سيستم مي توان آب رودخانه يا اقيانوس نزديك به روستا را تصفيه نموده و مورد استفاده قرار داد.

1. تصفيه آب و فاضلاب

آب باران هايي كه در راه فاضلاب ها جمع مي شود، با استفاده از روش اسمز معكوس تصفيه شده و براي سيستم هاي خنك كننده صنعتي و آبياري مورد استفاده قرار مي گيرند.

1. استفاده در مراكز نظامي

يكي ديگر از قسمت هايي كه از سيستم هاي آب شيرين كن استفاده مي كند، مراكز نظامي هستند. سيستم هاي اسمز معكوس را مي توانيم يك تصفيه خانه قابل حمل به شمار آوريم كه در هر محيطي مي توان از آن استفاده كرد. از آنجايي كه بيشتر مناطق نظامي با شهر ها فاصله دارند، نياز به دستگاه هاي شيرين كننده آب دارند. تا آب مورد نياز آنها تامين شود.

1. تصفيه شيرابه زباله ها

جهت تصفيه شيرابه هاي زباله نيز از اسمز معكوس استفاده مي شود. تا عناصر معدني همچون Ba, Si, Fe, CaSO4 از اين پساب ها حذف شود.

1. صنايع غذايي

علاوه بر آنكه از سيستم هاي آب شيرين كن براي تصفه آب آشاميدني استفاده مي شود، براي تغليظ مايعات غذايي نيز كاربرد دارد. از اين روش در صنايع لبني نيز براي توليد پودر هاي پروتئيني آب پنير و .. نيز استفاده مي كنند.

1. توليد شربت افرا

توليد كننده شربت افرا از سال ۱۹۴۶ تاكنون از سيستم هاي اسمز معكوس براي از بين بردن آب موجود در شيره استفاده مي كند. با اين روش بيش از ۷۵ تا ۹۰% آب موجود در شيره از بين رفته و منجر به كاهش مصرف انرژي موجود در آن مي شود. البته لازم است اين نكته در نظر گرفته شود كه براي انجام اين فرايند، بايد آلودگي ميكروبي و تخريب غشاء كنترل گردد.

از جمله مهمترين تجهيزات ديگر به كار رفته در سيستم هاي آب شيرين كن بايد به موارد زير اشاره كنيم:

1. پمپ فشار قوي: كه فشار مورد نياز براي عبور آب از غشا را تامين مي نمايد.
2. غشاي نيمه تراوا: كه از عبور يك سري مواد به درون آب جلوگيري مي نمايد و با غشاي گزينشي متفاوت است.
3. تزريق سود سوزآور و اسيد: براي كنترل PH آب سود سوزآور، اسيد نيتريك، اسيد سولفوريك و .. به آب تزريق مي شوند. اصولا مخازن و پمپ هاي تزريق اين مواد لازم است در برابر باز ها و اسيد ها مقاوم باشند.
4. تزريق ماده ضد رسوب: اين ماده پيش از ورود آب به غشاهاي آب شيرين كن تزريق مي شود و حضور موادي همچون منيزيم، كلسيم و بي كربنات را به تاخير مي اندازد. در نتيجه اين فرايند نيز هيچ رسوبي در زمان تصفيه آب در اسمز معكوس به وجود نمي آيد.
5. شاسي استقرار: براي نگه داشتن سيستم بر روي هر سطحي غير از زمين و زمين استفاده مي شود.
6. سيستم CIP: اين سيستم وظيفه تميز كردن غشاها را بر عهده دارد.
7. تابلوي توزيع برق و مدار كنترل: تمامي سيستم هاي آب شيرين كن نياز به يك كنترل از راه دور دارند.
8. سيستم تصفيه آب به روش (RO): در مناطقي كه سطح اب شيرين محدود است، مي توان با استفاده از اين سيستم ها به راحتي بحران آب منطقه را از بين برد. نمك زدايي آب درياها از سال ۱۹۷۰ مورد توجه قرار گرفت، و اولين بار دانشگاه كاليفرنيا در لس آنجلس فردي به نام Sidney Loeb، و Srinivasa Sourirajan از شوراي ملي تحقيقات كانادا مورد استفاده عملي قرار گرفت.
9. سيستم تصفيه( Treatment): در اين سيستم علاوه بر از بين بردن نمك ها و املاح به روش اسمز معكوس، لازم است ميكروارگانيسم ها نيز از بين روند.
10. سيستم پيش تصفيه: در سيستم هاي آب شيرين كن يك سري غشا استفاده مي شود كه قبل از ورود آب به اسمز معكوس، ميزان زيادي از املاح از آن حذف شود. در عين حال PH آب نيز در اين مرحله تنظيم مي شود تا به فيلتر اسمز معكوس آسيبي وارد نشود.

تجهيزات مورد نياز در سيستم هاي آب شيرين كن

ساختار لوله گاروگيت

لوله گاروگيت از جنس مواد پليمري بوده و جز لوله هاي پلاستيكي طبقه بندي مي‌شوند و در انواع تك جداره، دوجداره يا كاروگيت به صورت كوپلر دار و اسپيرال موجود هستند.
پلي اتيلن از واكنش پليمريزاسيون حاصل مي‌شود و از جمله معروف ترين پليمر هاي ساخته شده مي‌باشد در ساختار پلي‌اتبلن پيوند دوگانه كووالانسي وجود دارد، در اثر واكنش پليمريزاسيون پيوند دوگانه شكسته شده است . در ساختار اتيلن پيوند دوگانه كووالانسي وجود دارد، در اثر واكنش پليمريزاسيون پيوند دوگانه شكسته شده و يك كربن به آن اضافه و به پلي اتيلن تبديل مي گردد. شكل جديد اين پليمر باعث ايجاد خاصيت متفاوت و مختلفي شده و كاربرد آن را در صنايع مختلف افزايش مي دهد. لوله پلي اتيلن فاضلابي، لوله ايست پليمري كه در پالايشگاه و از مواد اوليه نفتي سنتز مي شود بنابراين از گريدهاي مختلف پلي اتيلن، لوله هاي مختلفي توليد و مورد استفاده قرار مي گيرد.
پلي اتيلن ها در سه گريد متفاوت در پالايشگاه ساخته مي شود كه گريد ۸۰ و ۱۰۰ آن براي توليد لوله پلي اتيلن فاضلابي به كار مي رود. ويژگي منحصر به فرد اين دو گريد از پليمر پلي اتيلن باعث شده كه گريد ۸۰ و ۱۰۰ براي صنعت آب و فاضلاب كاركرد مناسب تري داشته باشد و لوله هاي كاروگيت نيز به نوعي لوله فاضلاب نيز محسوب مي شود.
قيمت پليمر پلي اتيلن، براي توليد لوله فاضلاب، ارزان بوده و باعث مي شود قيمت لوله گاروگيت نيز نسبت به لوله هاي ديگر قيمت پايين تري داشته باشد. لازم به ذكر است كه گريد ۱۰۰ پليمر پلي اتيلن براي تهيه لوله هاي پلي اتيلني و گريد ۸۰ براي توليد لوله هاي كاروگيت به كار گرفته مي شود.
با تركيب واحدهاي اتيلن و پروپيلن، پلي اتيلن ساخته شده و پليمر حاصل با توجه به نوع مواد اوليه نفتي كه از آن به دست مي آيند داراي خصوصياتي چون مقاومت شيميايي بالا، عايق بودن در برابر گرما و سرما، مقاومت به خوردگي در برابر انواع اسيدها، انعطاف پذيري بالا و وزن كم مي باشند.
توجه داشته باشيد كه هر چه ميزان مرغوبيت مواد اوليه بالاتر باشد و همچنين از گريد مناسب براي تهيه لوله استفاده كنند، عمر مفيد بالاتري داشته و از استحكام و مقاومت بالاتري برخوردار است.اين لوله ها در سايز بندي ، وزن و ضخامت هاي مختلف توليد شده و بر حسب سايز از ۱۶ تا ۲۰۰۰ ميلي متر موجود مي‌باشند.
لوله هاي پلي اتيلني تحمل هاي فشار هاي مختلف تا ۶ بار و حتي بالاتر از آن را نيز دارد.
اين ها لوله هاي فاضلابي با فشار ۴ بار و يا فشار هاي ۴ اتمسفر از سايز ۵۰ ميليمتر (۱.۵ اينچ) تا ۴۰۰ ميلي‌متر (۱۶ اينچ) به شكل شاخه هاي ۶ متري و ۱۲ متري (بنا به درخواست ) با مواد PE80 و ضريب ايمني SF =1/25 توليد مي‌شود .
از لوله هاي پلي اتيلن فاضلابي ، سايز ۵۰ الي ۱۶۰ ميلي‌متر تنها در فاضلاب درون ساختمان استفاده مي‌شود.
از سايز هاي بالاتر از ۱۶۰ ميلي‌متر براي فاضلاب شهري ، كانال آب و انتقال آب باران كاربرد دارد.
اين لوله ها از سايز ۵۰ تا ۱۶۰ ميلي‌متر همراه با اتصالات جوش فاضلابي پلي اتيلن با فشار هاي يكسان ۴ بار قابل استفاده است.

مزاياي لوله گاروگيت

اطلاع از نحوه طراحي و ساختار لوله مي‌تواند منبع خوبي براي اطلاعات مورد نياز ما باشد. سطح داخلي لوله برخلاف سطح خارجي آن كه موج دار و شياردار است ، صاف و يكپارچه مي‌باشد و اين امر باعث شده كه تشكيل رسوب در داخل لوله به حداقل برسد و پساب و سيال با سرعت بالاتري از داخل آن عبور كند . مقاومت و پايايي اين لوله خيلي زياد است و اين امر باعث مي‌شود كه در فشار هاي سطحي و زيرسطحي (عمقي تر) از قدرت تحمل بالايي برخوردار باشند.
همانطور كه گفته شد طراحي خاص اين لوله ها باعث شده كه ويژگي هاي منحصر به فرد و مزاياي ويژه اي داشته باشند كه در ادامه به طور خلاصه به آن مي‌پردازبم؛

• ماندگاري طولاني داشته و به طور كلي با طول عمر ۵۰ سال، ۷۵ سال و ۱۰۰ سال رتبه بندي مي شود.
• از آنجا كه اين لوله ها بيش از حد انعطاف پذير هستند، مي توان آنها را در مكان هاي مختلفي به سهولت بسيار استفاده كرد.
• هزينه هاي فعاليت هاي زيرزميني طي سال هاي متمادي را كاهش مي دهد.
• سبك وزن است.
• نشت و نفوذ كمتري دارد.
• احتمال آسيب كمتري در حين كار و حتي در زمان ذخيره سازي را ايجاد مي كند.

مزاياي لوله گاروگيت لوله شاپ