آب شیرین کن های ترکیبی – Hybrid Water Treatment

آب شیرین کن های ترکیبی – Hybrid Water Treatment

بزرگ ترین سیستم های آب شیرین کن عربستان

آب شیرین کن های ترکیبی

امروزه ترکیب آب شیرین کن های حرارتی و مکانیکی خصوصا در سیستم های تولید همزمان توان و حرارت بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

آب شیرین کن ترکیبی MSF RO

این سیستم از ترکیب آب شیرین کن RO با MSF ساخته شده است. این ترکیب باعث می شود که آب شیرین کن RO با TDS نسبی بیشتری کار می کند لذا تعویض ممبران آن دیرتر اتفاق می افتد. چنانچه از این طریق عمر مفید ممبران از 3 به 5 سال افزایش پیدا کند هزینه تعویض ممبران حدود 40 % کاهش می یابد. ویژگی اصلی این آب شیرین کن ها انعطاف پذیری در عملکرد، مصرف انرژی مخصوص کمتر، هزینه احداث کمتر و کوپلینگ بهتر با نیروگاه هاي حرارتی جهت تولید همزمان توان و آب شیرین می باشد.

آب شور در ابتدای ورود به سیستم به دو قسمت تقسیم می شود. سهمی وارد RO و مابقی وارد MSF می شود. محصول به دست آمده از MSF دارای خلوص بیشتری است. این دو محصول طوری با هم ترکیب می شوند که آب شیرین نهایی دارای TDS کمتر از 500 باشد.( استاندارد سازمان جهانی سلامت W.H.O)

آب شیرین کن ترکیبی NF-MSF

یک روش مناسب دیگر برای پیش تصفیه آب دریا استفاده از نانو فیلترها (NF) است. مزایای این روش کاهش و خارج کردن سختی هاي یونی Mg2+،Ca2+ از آب تغذیه است که رسوب زدگی در سطوح انتقال حرارت آب شیرین کن را کاهش می دهد. این موضوع باعث می شود که ماکزیمم دمای آب شور در آب شیرین کن های حرارتی و به تبع آن نسبت عملکرد افزایش یابد.

آب دریا پس از تصفیه وارد NF می شود. در آنجا پس از دفع بسیاری از سختی ها یونی وارد آب شیرین کن حرارتی MSF می گردد.
نتایج نشان می دهد که با این روش می توان ماکزیمم دمای آب شور را به 130 درجه افزایش داد و زمان مورد نیاز جهت رسوب زدایی از سطوح انتقال حرارت آب شیرین کن به 1200 ساعت افزایش می یابد.

آب شیرین کن ترکیبی NF-RO-MSF

آب دریا پس از تصفیه وارد NF می شود. در آنجا پس از دفع بسیاری از سختی های یونی وارد آب شیرین کن مکانیکی RO می شود. آب شور غلیظ شده (پساب خروجی) از RO وارد آب شیرین کن حرارتی MSF می شود و در نهایت محصول خروجی از RO و MSF باهم ترکیب شده و آب شیرین با TDS مورد نظر حاصل می گردد.

معرفی چند معیار برای عملکرد آب شیرین کن

جهت پی بردن به مقدار آب شیرین تولیدی و پارامترهای انتخابی چند معیار معرفی می گردد و سپس عملکرد آب شیرین کن ها با یکدیگر توسط این معیارها مقایسه می شود.

1) نسبت عملکرد (PR)

نسبت آب شیرین کن تولیدشده به مقدار بخار مصرفی را نسبت عملکرد آب شیرین کن حرارتی می گویند.
PR=mw/mm

2) سطح انتقال حرارت مخصوص (SA)

سطح حرارتی مورد نیاز آب شیرین کن حرارتی برای تولید 1کیلوگرم آب شیرین را سطح انتقال حرارت مخصوص می گویند. α=A/mD
کل سطح حرارتی موردنیاز که از مجموع سطح موثر و سطح کندانسور حاصل می شود. =A

3) انرژی مصرفی مخصوص

مقدار انرژی مصرفی جهت تولید یک کیلوگرم آب شیرین را انرژی مصرفی مخصوص می نامند.

بر اساس اطلاعاتی که از آژانس انرژی اتمی در سال 2006 منتشر نمود میزان حرارت و برق مصرفی مخصوص برای سه آب شیرین کن

مقایسه برق مصرفی آب شیرین کن ها

مقایسه برق مصرفی آب شیرین کن ها
مقایسه برق مصرفی آب شیرین کن ها

همانطور که مشاهده می شود آب شیرین کن مکانیکی RO دارای مصرف انرژی الکتریکی بیشتری به ازا تولید یک مقدار مشخص آب شیرین می باشد.

بر اساس آمار ارائه شده توسط اداره اطلاعات عمومی آب در سال 2009 میلادی مشاهده می گردد سهم تولید آب شیرین کن هاي MSF نسبت به MED بیشتر است.

سهم انواع آب شیرین کن ها در تولید آب شیرین جهان بر اساس آمار منتشر شده توسط اتحادیه بین المللی آب شیرین کنها در سال 2006 میلادی در نمودار اول نشان داده شده است

نمودار تولید آب شیرین کن

 

کشور عربستان به عنوان یکی از کشورهای کم آب در منطقه خاورمیانه، بخش بزرگی از آب شیرین خود را از آب شیرین کن های بزرگ آب دریا تأمین می کند. بررسی تجربه عربستان در شیرین سازی آب دریا در احجام بزرگ برای کشورهایی که از کم آبی رنج میبرند، بسیار ارزشمند است.

آب شیرین کن بزرگ رأس الخیر

آب شیرین کن راس الخیر

فرایند شیرین سازی آب در این پروژه به صورت ترکیبی از فناوری های تبخیر کننده فلاش چند مرحله (MSF) و اسمز معکوس (RO) است. این آب شیرین کن بزرگ در شهرک صنعتی راس الخیر و در ۷۵ کیلومتری شمال غربی جوبیل عربستان واقع شده است. ساخت این کارخانه در اوایل سال ۲۰۱۱ آغاز شد و در آوریل سال ۲۰۱۴ به بهره برداری رسید. در واقع می توان گفت این کارخانه بزرگ ترین سیستم آب شیرین کن در جهان، و برای تامین آب مورد نیاز ۳٫۵ میلیون نفر از مردم شهر ریاض مورد استفاده قرار می گیرد. ظرفیت این واحد نمک زدایی عظیم نزدیک به یک میلیون مترمکعب بر روز آب شیرین و هزینه ساخت این مجموعه اعم از واحدهای آب شیرین کن، نیروگاه سیکل ترکیبی و نیروگاه گازی در حدود ۷٫۲ میلیارد دلار بوده است. پیمانکار طرح و ساخت جهت احداث این پروژه شرکت Doosan  با همکاری شرکت Archirodon بوده است.  شرکت Poyry نیز به عنوان مشاور در این پروژه مشارکت داشته است.

مجموعه نیروگاهی و آب شیرین کن های راس الخیر از ۸ واحد MSF و ۱۷ واحد اسمز معکوس تشکیل شده است. بخش عمده ظرفیت شیرین سازی آب دریا در این مجموعه توسط واحدهای نمک زدایی حرارتی اشغال شده است که انرژی مورد نیاز آن از نیروگاه سیکل ترکیبی و گازی به ظرفیت تقریبی ۳۰۰۰ مگاوات تأمین می شود. این پروژه از بخش های مختلف، شامل واحد RO، ساختمان تابلوهای فرمان، واحد تصفیه آب فاضلاب، واحد تزریق مواد شیمیایی و همچنین شامل نصب واحد های تزریق هوا و فیلتراسیون است.

گرمای تلف شده(waste heat) در نیروگاه سیکل ترکیبی و نیروگاه گازی، انرژی مورد نیاز برای تبخیر آب دریا را در واحدهای MSF تأمین می کند. آب دریا طی مراحل مختلف با انرژی حرارتی و درفشار پایین به بخار تبدیل می شود. با کاهش فشار، دمای جوش آب شور پایین آمده و در مخازن MSF به بخار تبدیل می شود. آب باقیمانده با طی مراحل مشابهی تغییر فاز می دهد. به صورتیکه که در هر مرحله فشار یک روند کاهشی را طی می کند. در ادامه با کندانس بخارات به واسطه لوله های مبدل حرارت که از هر مرحله عبور کرده است آب شیرین ایجاد می شود.

فرایند RO به کار رفته در این سیستم شامل استفاده از یک عامل فشار خارجی که به وسیله پمپ های فشار قوی تامین می شود؛ و برای غلبه بر فشار اسمزی جهت روانه سازی آب دریا از غشاء های فرایند RO برای حذف سدیم و کلر مورد استفاده قرار می گیرد؛ همچنین واحد پیش تصفیه به کار رفته در این فرایند به بخش های انعقاد، لخته سازی، ته نشینی، اولترافیلتراسیون و میکرو فیلتراسیون تقسیم بندی می شوند.

آب شیرین کن بزرگ شعیبا

یکی دیگر از واحد های بزرگ شیرین سازی آب که در کشور عربستان واقع شده، شعیبا (Shuaiba) نام دارد که این واحد در جایگاه دوم از بزرگ ترین سیستم های آب شیرین کن کشور عربستان، با ظرفیت ۸۸۰,۰۰۰ متر مکعب بر روز قرار دارد؛ همچنین این واحد در ۹۰ کیلومتری جنوب شهر تاریخی جده واقع شده است. شرکت ها و پیمانکاران حاضر در احداث این پروژه شامل شرکت زیمنس آلمان (Siemens) برای بخش نیروگاه و شرکت دوسان (Doosan) برای بخش آب شیرین کن حرارتی، که توسط ACWA برای ارایه مهندسی پروژه، تهیه و ساخت کارخانه انتخاب شده اند. با راه اندازی فاز سوم و چهارم شعیبا، این آب شرین کن به بزرگترین آب شیرین کن دنیا در سالهای آینده تبدیل خواهد شد. پروژه فاز چهارم این آب شیرین کن با فرایند اسمز معکوس به ظرفیت ۴۰۰،۰۰۰ مترمکعب در روز در سال ۲۰۱۸ شروع شده است. فاز سوم شعیبا نیز با ظرفیت ۲۵۰،۰۰۰ مترمکعب در روز طراحی شده است.

فاز دوم واحد شیرین سازی آب شعیبا توسط شرکت دوسان در تاریخ ۱۷ مارس ۲۰۰۳ به پایان رسید همچنین این واحد شامل تامین مخازن ذخیره سازی، ایستگاه پمپاژ و خطوط لوله برای اتنقال آب می باشد. تولید اولیه در فاز اول این واحد در حدود ۲۴٫۶ میلیون متر مکعب در سال، و میزان تولید با احداث فاز-۲ تا ۱۵۰ میلیون مترمکعب افزایش پیدا کرد. همچنین هزینه اتمام این پروژه یک میلیارد دلار تخمین زده شد. به عنوان بخشی از توسعه کلی در واحد شعیبا یک نیروگاه نفتی مجهز به توربین ها، ژنراتور بازیابی گرمای بخار و تجهیزات تولید برق جانبی، در مجاورت واحد آب شیرین کن ساخته شده است. این نیروگاه به عنوان آماده سازی تاسیسات فرایند شیرین سازی آب، با گرم کردن آب دریا و فراهم سازی شرایط لازم در فرایند تقطیر به صورت یک عملیات یکپارچه عمل می کند.

واحد آب شیرین کن شعیبا نیز از فرایند تبخیر کننده فلاش چند مرحله (MSF) برای شیرین سازی آب دریا استفاده می کند که نشان دهنده علاقمندی در استفاده از این فناوری در کشور عربستان با منابع انرژی حرارتی ارزان است. همچنین استفاده از این فرایند دارای علل مختلفی از جمله صرفه جویی در هزینه واحد ها که در سال های اخیر، برای تاسیسات سیستم های بزرگ آب شیرین کن از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده است. بهره وری از فرایند MSF در طی سال ها با داشتن هزینه نگهداری نسبتا پایین، عاملی است، که در سیستم های مختلف آب شیرین کن از آن استفاده می کنند. ولی با پیشرفتهای اخیر در زمینه فناوری تولید غشاهای اسمز معکوس، امروز فرایند اسمز معکوس از منظر اقتصادی از فرایندهای حرارتی مقرون به صرفه تر است.

آب شیرین کن ربیغ

سومین آب شیرین کن صنعتی بزرگ در کشور عربستان فاز سوم ربیغ می باشد که در سمت غرب این کشور در شهر باستانی ربیغ واقع شده است. احداث این پروژه توسط شرکت ACWA با ارایه کمترین هزینه پیشنهادی جهت توسعه و ساخت واحد آب شیرین کن با همکاری شرکت SBCC انجام شده است؛ در فاز سوم این پروژه از فناوری اسمز معکوس به ظرفیت ۶۰۰،۰۰۰ متر مکعب بر روز استفاده می شود که طراحی و مهندسی دقیق در این قسمت اطمینان کامل را جهت دستیابی به بیشترین راندمان را در مقایسه با نمونه های مشابه جهانی تضمین می کند؛ آب تصفیه شده در این واحد جهت تامین آب مصرفی به شهرهای مکه و جده انتقال پیدا می کند و به سبب اطمینان از شرایط پایدار در مقدار ظرفیت آب تولیدی از واحد مذکور، جهت تامین آب مصرفی روستاها و شهرها به خصوص در ماه رمضان و حج های سالیانه که میزان تقاضای آب افزایش پیدا می کند این واحد تضمین کننده تامین ظرفیت لازم آب مصرفی می باشد.

آب شیرین کن ینبع

واحد آب شیرین کن ینبع یکی از بزرگ ترین واحد های شیرین سازی آب در جهان و چهارمین آب شیرین کن بزرگ در کشور عربستان می باشد؛ و دارای ظرفیت کل ۵۵۰،۰۰۰ مترمکعب در روز با بهره گیری از فرایند MSF و در ۳۵۰ کیلومتری شمال شهر جده، شهر صنعتی ینبع احداث شده است. میزان انرژی مصرفی در این واحد در حدود ۴٫۵ کیلووات ساعت به ازای هر متر مکعب و هزینه احداث این واحد ۱٫۱ میلیارد دلار بوده است.

برداشت آب جهت تصفیه در این واحد از آب دریای سرخ صورت می گیرد که در ابتدای فرایند نیازمند به به یک واحد پیش تصفیه شامل کلرزنی جهت جلوگیری از رشد گونه های دریایی و کاهش ظرفیت آب تولیدی از هر مرحله، قبل از ورود به اولین واحد ۶ مرحله ای فرایند MSF با ظرفیت ۹۴۳۶۰ مترمکعب بر روز در نظر گرفت؛ در واحد تصفیه ثانویه آب خروجی از واحد MSF با CO2  و سنگ آهک حل شده، و قبل از ذخیره آب آشامیدنی برای ارسال آن بازیابی می گردد.

انواع مواد شیمیایی مورد مصرف در RO

انواع مواد شیمیایی مورد مصرف در RO

JP CHEM TECH | R.O. Plant chemicals Manufacturers Ahmedabad ...

آنتی اسکالانت (ضدرسوب) جهت مصرف در آب های لب شور (Brackish water)

به دلیل حضور انواع نمک های موجود در آب که سبب رسوب گذاری بر روی سطح ممبرین میشود استفاده از آنتی اسکالانت در فرایند اسمز معکوس امری ضروری است. مواد پایه ای درآنتی اسکالانت ها ترکیبات فسفونات ها, پلی آکریلات ها و سدیم هگزا متا فسفات ها می  باشد. استفاده ازآنتی اسکالانت ها به عنوان یک ماده شیمیایی کارامد در فرایند اسمز معکوس وکاهش شدید پتانسیل رسوب گذاری یون ها می گردد.

شرکت پرسا شیمی اکسیر مطلوب ترین و کارشناسانه ترین آنتی اسکالانت را با توجه به غلظت یونهای موجود در آب خوراک RO به صنایع مربوطه ارايه میدهد.

آنتی اسکالانت PORSA-100 یکی از محصولات شیمیایی ارائه شده در صنعت شیرین سازی آب به روش اسمز معکوس می باشد.

RO Antiscalant - Manufacturers & Suppliers in India

ویژگی های آنتی اسکالانت PORSA-100

کنترل کننده ی قوی و عالی برای رسوبات کلسیم کربنات, کلسیم سولفات, باریم سولفات, استرانسیم سولفات…

سازگاری باالا با تمامی ممبرین ها

کاربرد کارامد در رنج وسیعی از pH

-آنتی اسکالانت (ضدرسوب) جهت مصرف در آبهای شور مانند آب دریا(Salin water)

به دلیل بالا بودن غلظت نمک های موجود در آب دریا که خود باعث افزایش میزان TDS   میشود , شرکت پرسا شیمی اکسیر آنتی اسکالانت مخصوص به آب دریا را عرضه می نماید.

 

ویژگی های آنتی اسکالانت آب دریا

کنترل کننده قوی وعالی برای رسوبات کربناتی و سولفاتی

سازگار با اکثر ممبرین ها

خاصیت پخش کنندگی بالا

کنترل کننده ی میزان یون بر(BORON) در آب دریا

اثربخشی بالا در خصوص خاصیت ضد باکتری

RO Chemicals Manufacturer in India (Call: 8956318060) | U.S. Steriles

مواد ضد باکتری (گندزدا)

ایزوتیازولین ، گلوتال آلدهید , نمکهای چهارتایی آمونیومی , گاز کلر , هیپوکلریت کلسیم , هیپو کلریت سدیم , ازون, سولفات مس و…

ایزوتیازولین ، گلوتال آلدهید , نمکهای چهارتایی آمونیومی یک مایع غلیظ ومخلوط چندین نوع آنتی باکتریال قوی می باشد که برای طیف گسترده ای از باکتری های هوازی, بی هوازی , جلبک و قارچ ها در سیستم های صنعتی کاربرد دارد. این مواد خاصیت گندزدایی بالا و در عین حال غیر اکسنده در صنعت می باشد.

 

مواد کلرزدا

کلر به دلیل خاصیت اکسید کنندگی در سیستم های اسمز معکوس باید حذف شوند , بنابراین جهت حذف کلر از ترکیبات SMBS  و Activated carbon  استفاده میشوند.

Manufacturer of Industrial Acids, Chemicals

مواد شسشتشو دهنده (cleaner)

NLR_303 موادشستشودهنده ممبرین

یک ماده ی شیمیایی فرموله شده جهت شستشوی و خیساندن ممبرین های اسمز معکوس می باشد.

از دست رفتن کارایی ممبرین ها به علت رسوب به وسیله مواد ریزکلوئیدی در بسیاری از سیستم های UF،NF، RO رایج می باشد

این رسوبات تشکیل یافته می تواند به کاهش جریان پرمیت منجر شود و همچنین منجر به افزایش اختلاف فشار در ورودی و خروجی ممبرین ها می گردد ونیز باعث افزایش TDS آب پرمیت میشود.

شستشو دهنده های مایع NLR_303 جهت حذف و شستشوی مواد کلوئیدی و محلول گوناگونی نظیر گل و لای و ترکیبات شیمیایی محلول سنتز شده است و همچنین ذرات ارگانیکی و لکه ها و دیگر مواد هیدروفوبیک را به حالت پخش  مطلق در می آورد.

این شوینده ممبرین ها را به طور وسیع شستشو می دهد که این امر سبب طول عمربیشتر و کارایی مفیدتر سیستم RO می گردد.

 

روش مصرف:

NLR_303 یک مایع تغلیظ شده می باشدکه باید با آب ترکیب شود و همچنین جهت شستشو اعمال گردد.

مقداردوز استاندارد مصرفی تهیه محلول 2% می باشد. برای تهیه این محلول 2 لیتر ازNLR_303 را در 98 لیتر آب مخلوط نمایید.

میزان pH محلول NLR_303 به طور تقریبی بین 9  الی 5/9 می باشد.

در ابتدا سیستم ممبرین را توسط آب دیونایز(DI ) به مدت 10 دقیقه آبکشی نمایید.

سپس محلول 2 % NLR_303راطبق توضیح فوق آماده نمایید. در این مرحله بهتر است اگر از آب گرم استفاده شود(40 ).

عمل سیرکوله شدن سیستمROرا توسط محلول NLR_303 به مدت 45-30 دقیقه انجام دهید و مقدار PH به طور دوره ای در طول سیرکولاسیون چک شود. اگر مقدار PH از مقدار اولیه کاهش پیدا کرد مقداری از محلول ساخته شده NLR_303 را به چرخه محلول اضافه کنید.

بعد از  این مراحل سیستم RO را مجددا توسط آب دیونایز (DI) آب کشی نمایید.

اگر سیستم RO خیلی گرفته و رسوبی شده باشد بهتر است محلول 3 % از NLR_303 ساخته شود و عمل شستشو دوبار انجام گیرد.

 

بسته بندی Packaging

NLR_303 به صورت مایع در ظرف های پلاستیکی با حجم230 و 30  کیلوگرمی قابل عرضه می باشد.

 

موارد احتیاط

NLR_303 یک ترکیب شستشو دهنده قلیایی می باشد که نباید با ترکیبات اسیدی ترکیب شود

در هنگام استفاده از دستکش لاستیکی و عینک استفاده شود.

 

NLR_404مواد شستشو دهنده ی اسیدی ممبرین ها

یک مواد شیمیایی فرموله شده جهت شستشوی اسیدی اسمز معکوس می باشد.

از دست رفتن کارایی ممبرین ها به علت رسوب به وسیله ی مواد ریز کلوئیدی در بسیاری از سیستم های uf، Nf، ROرایج است.

این رسوبات تشکیل یافته می تواندباعث کاهش جریان آب پرمیت شود و همچنین منجر به افزایش اختلاف فشار ورودی  و خروجی ممبرین  و افزایش TDS خروجی گردد.

شستشو دهنده NLR_404 جهت شستشو و حذف نمک های فلزی ، هیدروکسید فلزی و همچنین  رنگ ها ی معدنی سنتز شده است.

این ترکیب شیمیایی باعث افزایش  طول عمر ممبرین های RO و همچنین افزایش راندمان و کارایی آن می شود.

 

روش  مصرف:

NLR_404 یک مایع شستشو دهنده ی اسیدی غلیظ می باشد که باید با آب جهت محلول سازی ترکیب شود.

مقدار دوز استاندارد مصرفی تهیه محلول 2% می باشد . برای تهیه مقدار 2 لیتر از محلول  را در 98 لیتر آب مخلوط کنید.

میزان pH  محلول NLR_404 با غلظت ساخته شده 2% به میزان 3-5/2می باشد.

در ابتدا سیستم ممبرین را توسط آب دیونایز(DI) به مدت10 دقیقه آبکشی نمایید.

سپس محلول2% را طبق استاندارد بالا در آب با دمای  45  تهیه نمایید.

عمل سیرکوله شدن سیستم RO را توسط محلول شستشودهنده ساخته شده به مدت 45- 30 دقیقه انجام داده و به طور دوره ای میزان pH چک شود.

اگر میزان pH از رنج  مورد نظر خارج شد باید توسط NaOHجهت افزایش pH و اسید سولفوریک جهت کاهش pH استفاده می گردد.

بهترین راندمان و کارایی محلول شستشو در 2<pH<3 می باشد.

پس از مراحل فوق سیستم Ro را مجدداً توسط آب دیونایز آبکشی نمایید.

بسته بندی packaging

NLR_303 به صورت مایع در ظرف های پلاستیکی با حجم230 و 30  کیلوگرمی قابل عرضه می باشد.

NLR_404یک شستشو دهنده اسیدی می باشد که نباید با ترکیبات قلیایی وNLR_303 ترکیب و مخلوط شود.چون حالت خنثی ایجاد شده و کارایی خودشان را از دست می دهند.

 

NLR_505 مواد شستشو دهنده ی قلیایی ممبرین ها

 یک مواد شیمیای فرموله شده جهت شستشوی قلیایی اسمز معکوس می باشد.

از دست رفتن کارایی ممبرین ها به علت جرم گرفتگی ترکیبات ارگانیکی و ترکیبات بیولوژیکی در بسیاری از فرایندهای Uf،Nf، Roرایج می باشد. این جرم گرفتگی می توانند باعث کاهش جریان آب پرمیت  و افزایش اختلاف فشار ورودی و خروجی ممبرین ها گردد.

NLR_505 به صورت مایع جهت از بین بردن و شستن ترکیبات بیولوژیکی ارگانیکی ،روغن،گریس، و هر گل و لای دیگر طراحی شده است

شستشو توسط این شوینده باعث افزایش عمر غشا و کارایی بهترآن می شود.

 

روش  مصرف:

NLR_505 یک مایع غلیظ شده قلیایی می باشد که می تواند با آب جهت محلول سازی ترکیب گردد. جهت شستشوی استاندارد میزان محلول سازی 2% انجام می گیرد.جهت ساخت 2 لیتر از محلول را در 98 لیتر آب مخلوط نمایید.میزان pH محلول در حدود 11 تا5/11 می باشد.

در ابتدا سیستم ممبرین را توسط آب دیونایز(DI) به مدت 10 دقیقه آبکشی نمایید.

سپس محلول 2% را طبق استاندارد بالا در آب با دمای 45  تهیه نمایید.

عمل سیرکوله شدن سیستمRO را توسط محلول ساخته شده به مدت 45-30دقیقه انجام دهید.میزان pH  را در طول عمل شستشو ،کنترل و چک کنید.

در صورت خروج  pH از بازه 5/11-11 می توان توسط NaOH جهت افزایش و سولفوریک اسید جهت کاهش pHاستفاده کرد.

بهترین بازه ی  pH برای افزایش کارایی محلول 5/11-11می باشد.

پس از مراحل فوق سیستم ROرا مجدداٌ توسط آب دیونیاز آبکشی نمایید

 

بسته بندی packaging

NLR_505 به صورت مایع در ظرف های 5 یا 55 لیتری حمل می شود.

موارد احتیاط:

NLR_505 یک مایع شستشو دهنده قلیایی می باشد که نباید با ترکیبات اسیدی و همچنین NLR404 مخلوط گردد.

در صورت مخلوط شدن با اسید امکان خنثی سازی و تشکیل رسوب دارد.

این ترکیب نباید با محلول های کلرین ترکیب شود.(به دلیل ایجاد گاز سمی).

در هنگام استفاده از دستکش لاستیکی و عینک استفاده شود.

دلایل گرفتگی ممبران در سیستم اسمز معکوس

دلایل گرفتگی ممبران در سیستم اسمز معکوس

Related image

ممبرانهای اسمز معکوس به صورت گسترده درسرتاسردنیا جهت عملیات نمک زدایی ،سبک کردن آب وخالص سازی شوراب هایی مانند دریا ودیگر آبهای سطحی برای آشامیدن ،صنایع وکشاورزی استفاده می شوند. در سالهای اخیرممبرانها را در تجهیزات آبی مورد استفاده قرار دادند و پیش بینی شده است که درطی 30 سال آینده اغلب آب نوشیدنی ما از ممبرانهای تک مرحله ای عبور کند .پیش تصفیه با مواد شیمیایی ضعیف می تواند موجب یک کاستی در کنترل رسوب تشکیل شده شود وباعث گرفتگی آلی ورشد باکتری گردد.آلودگی میکروبی درهربخش از آب خوراک سیستم ،می تواند باعث نفوذ باکتری و دیگر میکرو ارگانیسم ها به درون ممبران شود در این حالت لایه های باکتری تشکیل شده موجب تنگ شدن مجاری عبوری از اسمز معکوس می شود.گرفتگی باکتری روی سطوح جدا شونده مهم است،زیرا باعث کاهش مقدارجریان خروجی و محصولات می گردد.نگهداری خروجی ثابت تحت این شرایط منجربه یک افزایش در مصرف انرژی می گردد وهزینه عملکرد را بالا می برد بهمین دلیل سیستمهای R.O بدون در نظر گرفتن منبع آب خوراک نیازبه پیش تصفیۀ شیمیایی وفیزیکی دارند .پیش تصفیه نا کافی و یا ضعیف سیستم نگهداری را مختل کرده وآلودگی ممبران را بالا می برد که این مسئله لکه سیاهی در شهرت اسمز معکوس بوجود آورده و باعث افزایش هزینه جایگزینی با روشهای سنتی فرآیند تصفیه گردیده است.

فیلتر ممبران به دلیل وجود منافذ بسیار ریز همواره در معرض خطر گرفتگی قرار دارد زیرا آب های طبیعی غلظت بالایی از کلسیم، سولفات و یون های بی کربنات دارد که در بهترین حالت نیز وجود موادی مانند گچ و کلسیت سبب ایجاد کریستال بر روی سطح ممبران می شود.

به صورت کلی به تجمع و رسوب بستن مواد مختلفی چون کلوئیدهای ارگانیک مانند چربی ها و میکروارگانیسم ها و مواد غیر ارگانیک مانند مواد معدنی در سطح غشاء فیلتر ممبران، فولینگ می گویند. فولینگ (Fouling) در نهایت سبب بروز پدیده اسکیلینگ می شود.

در واقع به رسوب گذاری نمک هایی که حلالیت کمی دارند اسکیلینگ (Scaling) می گویند. فرآیند اسکیلینگ در تمامی موارد هنگامی ایجاد می شود که از مواد ضد رسوب در سطح غشاء ممبران استفاده نشود.

Related image

 

 

دلایل گرفتگی ممبران

هررسوبی که در ممبران یا فضای مواد به جای می ماند مربوط به یک آلودگی است.افزایش آلودگی ها روی ممبران متناسب است با گرادیان غلظتی که روی سطوح جدا شونده پدید می آید.همانطوریکه آب محلول از ممبران عبور می کند ،پشت هریک ،سطح در حال افزایشی از محلول وجامدات معلق درلایه مرزی به سطح ممبران باقی می ماند.

اسمز معکوس

عناصرآلوده کننده ای که عموما”در عملکرد ممبران در سیستم اسمز معکوس (R.O) تأثیر گذار هستند به شرح ذیل است

1)کربنات کلسیم ورسوبات کلسیم
2)مواد آلی .
3)مواد کلوئیدی.
4)بیوفیلم(لایه نازک از موجودات زنده)
5)سیلیکا.
6)اسیدهای هیومیک .
7)آهن

سایر مواد آلوده کننده نظیرباریم وسولفات استرانسیوم ،فلوئورید کلسیم،سیلیکات آلومینیوم نمک های منگنز و موادلخته کنندۀ کاتیونی ثبت شده است که خوشبختانه این عناصر نسبتا”نادرهستند.نوع وشدت آلوده سازی بالقوه ،بوسیله کیفیت آب خوراک ومنبع آن تعیین می گردد این خاصیت با آنالیز شیمیایی آلوده کننده های ریز شامل آهن واکسید های فلزی /هیدروکسیدها،گل،کلوئیدها ،باکتری و مواد آلی وهمچنین بوسیله اندازگیری شاخص (SDI) قابل تشخیص می باشد.

SD<3 برای ممبرانهای است که بصورت مارپیچ پیچیده شده و SDI<5 جهت ممبرانهای که الیاف توخالی دارندتوصیه می گردد.میکروب ها،قارچ های لیفی شکل ،مخمرها اغلب به آلوده سازی ممبران کمک نموده ویک بخش وسیع توده میکروبی هستند که در سطح ممبران تشکیل می شوند.تعدادی محصولات کشندۀ زیستی (بایوساید) وجوددارند که معمولا” بعنوان مواد تمیز کننده وبهداشتی وبصورت غیر مستقیم (off line) برای آبهای غیر آشامیدنی بکار برده می شود.
برنامه های هم جهت تزریق (on line) در سالهای اخیر با موفقیت اجرا شده است .آبهای سطحی سردترمتعلق به اروپای شمالی ،حداقل آلوده شدن را نشان می دهد در حالیکه آبهای سطحی با حرارت بالا مربوط به خاورمیانه متاسفانه بصورت مستمر در معرض آلوده شدن قرار دارند.

جلوگیری از آلوده شدن بااستفاده ازمواد شیمیایی پیش تصفیۀ شیمیایی.

بازدهی عملیات CIP بر احیای شاخصهای عملکردی ممبران

کنترل میکروبیولوژیکی:

بیشتر سیستم های ممبرانهای بزرگ در نواحی گرمتر جهان قرار دارند.جائیکه آلودگی ممبران یک مسئله دامنه دار است.احتمالا” هم اکنون در مورد آلوده شدن ممبران بیش ازهربخش دیگرفنآوری ،تحقیقات ادامه دارد؛اما با اینکه راجع به این موضوع اسناد زیاد وجود دارد،معهذا آلودگی زیستی برای خیلی از گردانندگان کارخانجات هنوز به صورت یک مسئله مهم باقی مانده است .در عمل،جلوگیری از تشکیل شدن یک لایۀ نازک از موجودات زنده (bio film) روی ممبران پلی آمیدی امکان پذیرنیست،مگر اینکه ممبران بصورت مستمر با یک مادۀ میکروب کش ضدعفونی گردد،گزارش گردید که در برخی از سیستم های بزرگ تصفیۀ آب به روش اسمز معکوس (R.O)، عمل کلرزنی وسپس کلرزدائی مسئله را خرابتر کرده است،برخی از این کارخانجات،باقطع عمل کلرزنی ،به نتایج بهتری دست یافته اند،گرچه جلوگیری از تشکیل بیوفیلم دشوار است ،اما بیوفیلم را می توان به نحوی اصلاح نمود که از گسترش مسئله جلوگیری شود.

جمع شدن وتشکیل بیوفیلم همانطوریکه نشان داده شده است در چهار مرحله صورت می گیرد:

1)جذب مواد آلی که در نتیجه آن سطح آماده می شود.
2)انتقال سلولهای میکروبی به سطح آماده شده (ضمیمه قابل برگشت).
3)چسبیدن سلولهای میکروبی (ضمیمه غیر قابل برگشت).
4)تشکیل وتوسعۀ بیوفیلم(لایه نازک از موجودات زنده).

وقتی تعداد اندکی میکرو ارگانیسم وارد ممبران گردید،رشد بسرعت انجام گرفته ویک لایه بیوفیلم سریعا”تشکیل می شود.بیو فیلم متشکل از موجودات زنده ومدفوعات پلی ساکاریدی آنها است.که glycocalyx نامیده می شود.سپس این لایه بیوفیلم ،جهت چسباندن سایر ذرات ریز وخالص ورسوبات نمکهای موجود در آب خوراک،بصورت یک مدیوم (واسطۀ)عالی عمل خواهد نمود.کانالهای باریک آب،بین سطوح ممبران که دارای مواد فاصله دهندۀ پلاستیکی می باشند،بویژه مستعد مسدود شدن هستند.
میکروارگانیسم های زیر که بطور منظم شناسایی شده اندوبوسیله آزمایشات نمونه های آلوده که از سطح ممبرانهای کالبد شکافی شده بدست آمده ،گزارش شده اند.

باکتری ها:

Pseudomonas, Corynebacterium, Bacillus, Arthrobacter, Actinomyces, Flauobacterium,Aeromonas,occasionallysulphate-reducing bacteria(SRB,s)

قارچ ها:

Penicillium, Trichoderma, Mucor, Fusarium,Aspergillus

مخمرها
:گاها”به تعداد زیاد شمارش شده اند.

جلبک ها
:گاهی شناسایی شده اند.
گرچه باکتری ها،بعلت اندازۀ مولکولی شان ،نمی توانند از میان لایه جدا کنندۀ ممبران عبور کنند ،اما مرتبا” در حمل کنندۀ آب محصول شناسائی شده اند.تنها کافی است بعلت سهل انگاری،نشتی اندکی در آبندهای شوراب ویا ممبرانهای معیوب یا برگشت آب آلوده از طریق لوله کشی در سمت آب محصول داشته باشیم.

Related image

آزمایشات میزان حساسیت بایوسایدبرای تعیین اثرکشندگی،در مقابل میکروب ها وقارچ های جدا شده از نمونه های آلوده که درخلال کالبد شکافی ممبران بدست آمده است ،یک آزمایش تعلیق کمی می توان بکار گرفت.این روش به منظور انتخاب مناسب ترین بایوساید وتعیین میزان غلظت مورد نیاز جهت کنترل میکروارگانیسم ها بکارگرفته می شود.نمونه هایی از موجودات زنده رسوب شده وجوددارند که درممبران ،بصورت سطحی یا نقطه ای یا بارش در شمارش ومحاسبۀ راندمان هرمیکروب کش که می خواهیم آزمایش کنیم استفاده می شوند.سپس عملکرد قابلیت کشندگی هر محصول را می توان برحسب درصدکشتن میکروارگانیسم ها ،بایک غلظت کاربردی معین بیان نمود.تعدادی فرمولاسیون های کشنده از نوع غیراکسیدی که از سازندگان ممبران درجه یک تأئیدیه دارند ،موجود است .وقتی این موادکشنده در یک برنامۀ ساختاری جهت کنترل زیستی بکار می روند،در به حداقل رساندن اثرات آلوده سازی ،تا حد قابل قبول اثر بخش ومفید می باشند.ایده آل آنست که این محصولات از نوع غیر اکسید کننده ،سریع العمل ،قابل تضیف اثر بوده وبمظور دورریزی آنها ،به آسانی قابل خنثی سازی باشند.

Related image

زدودن بیوفیلم

فاکتورهای زیادی برای راحتی کار زدودن بیوفیلم در یک R.O آلوده اثرگذار هستند.برای اجرای روش های تمیز کاری بصورت مفید، ترکیبی از مواد بالا آورنده ومواد کشندۀ میکروب ،از نوع طیف وسیع ،موردنیاز است.توصیه می شود یک ماده کشنده از نوع غیر اکسید کننده بصورت دورهایی وغیر مستقیم جهت تمیز کاری ممبران وکنترل رشد میکروبیولوژی مورد استفاده قرار گیرد.یک روش تمیز کاری بهداشتی 3مرحله ایی بشرح ذیل توصیه می شود.

1)تمیز کاری اصلاحی جهت شکستن لایه های آلوده انباشته شده.
2)مرحله ضدعفونی بهداشتی بمنظور کشتن ارگانیسم های چسبیده.
3)تمیز کاری سطحی جهت شکستن وخروج همۀ پس ماندهای آلی.

کنترل رسوب

رسوب یکی دیگر از آلوده کننده هایی است که با تراکم یون های محلول در آب به وجود می آید.
آنالیز آب خوراک پتانسیل تشکیل رسوب را بخوبی نشان می دهد .چنانچه سیستم های پیش تصفیه ومواد ضدرسوب بصورت صحیح انتخاب نشود،پیش بینی های کامپیوتری ،خطر تشکیل رسوب ومیزان آن را تعیین می کند.

مکانیزم های تشکیل رسوب

زمانی که قابلیت حل شدن یک نوع نمک از حد مطلوب تجاوز کند. تشکیل رسوب بوقوع می پیوندد.بیشتر آبهای طبیعی می خواهند کربنات کلسیم را روی سطوح ممبران ته نشین کنند.اگر از قبل تصفیه نشده باشند (توسط سختی گیرهایا آنتی اسکیل مناسب).سولفات کلسیم نیز نوع دیگر رسوبات است .باریم،سولفات استرانسیم وفلورید کلسیم،هم انواع دیگر این رسوبات هستند که باید در شرایطی در نظر گرفته شود گرچه بندرت اتفاق می افتد.رسوبات در 3مرحله تشکیل می شوند.

1)باعبورآب از ممبران ،یون های موجود در محلول غلیظ ،در لایه مرزی نزدیک به سطح جدا می شوند .باافزایش قدرت یونی ،فاصله بین یون ها کاهش می یابد وآنها شروع به تجمع می کنند بطوریکه یک ،تک هستۀ سست بیشتر از 1000 اتم شکل می گیرد.این واکنش برگشت پذیر بوده ویون ها آمادگی بازگشت بداخل محلول را دارند.
2)با توسعه بیشتر نخستین هسته،یونها بیشتر منظم می شوندوتنظیم شکل هسته بصورت منظم آغاز می شود.این مرحله هم برگشت پذیر است،اما با تشکیل این هسته ها امکان برگشت پذیری کمتر می شود.
3)آخرین مرحله رشد برگشت ناپذیر کریستالها است. که وقتی تشکیل گردید ،تازمانیکه نمک مربوطه از فریب قابلیت حل خودتجاوز نماید.کریستالها به رشد خودتا بی نهایت ادامه می دهند .
تمام نمک های رسوب ساز بدین طریق تشکیل یافته ورشد می کنند ؛تنها تفاوت آنه در وضعیت قابل حل بودن آنها است.جلوگیری از رسوب بستگی به قدرت باز دارندگی مواد ممانعت کننده دارد که با این مکانیزم رشد مقابله می نمایند.

ممانعت کننده های رسوب – Anti scalant

اولین ممبران تجاری ازاستات سلولز ساخته شد که می بایستی در یک محیط اسیدی عمل می کرد.با استفاده از کنترل PH ،مولکول بی کربنات نابود می شود وبدین ترتیب ،پتانسیل رسوب سازی کربنات کلسیم یا کاهش یافته یا بکلی حذف می گردید.باورود ممبران از نوع پلی آمیدی،دیگر استفاده از اسید خطرناک لازم نبود وبجای آن مواد ضدرسوب قابل استفاده بود.معروفترین این مواد ضد رسوب ،سدیم هگزا متافسفات (SHMP) به فرمول [(NaPo4)6]بود،که بعنوان یک مادۀ ممانعت کنندۀ آستانه ایی بکار می رفت.گرچه هنوز مصرف گسترده دارد،اما بتدریج مادۀSHMP منسوخ گردید وبجای آن موادضدرسوب بااثر بخش بهتر مصرف می شود،بویژه،محصولاتی که برپایۀ فسفناته بوده وبعنوان یک مادۀ ممانعتکنندۀ عالی عمل می کند.راههای دیگری هم برای جلوگیری ازتشکیل رسوب وجوددارد،مانند تعویض یون،نرم سازی بوسیله Lime Soda گرم وسرد یا بامحدود کردن نرخ مقادیر ریکاوری به آسانی انجام می شود.

1)اثرتحریف کریستال: مداخله در رشد طبیعی کریستال می کند ،ویک کریستال با ساختار نامنظم با توانایی تشکیل رسوب ضعیف تولید می کند.
2)اثر استانه ایی: سطوح زیر استوکیومتری از ممانعت کنندهها باعث کند شدن نمک هایی که دارند فراتر از قابلیت انحلال خودشان رسوب تولید می کنند خواهند شد.
3)مقدار پرکندگی یک بار ناحیه ایی روی سطح کریستال است.حالتی که بارهای همنام کریستالها یکدیگر را دفع می کنند.

پلیمرهای تجاری متعددی در حال حاضر موجودمی باشند که رایجترین آنها پلی اکریلیک cHcooH] [cH2 باوزن مولکولی بین 1500تا2500 می باشد. این پلیمرها مانند عاملهای تحریف کریستال عمل می کنند:
آنهایی که وزن مولکولی بیشتری دارند خاصیت پراکنده شدن را ازخودنشان می‌دهند. اگرچه چگونگی تأثیر پراکندگی و تحریف کریستال در یک مجموعۀ محکم محیط ممبران بحث انگیز است.
فسفات ها که با باندC-P با ویژگی ثابت می باشد،برتمایل هیدرولیز زنجیرۀ O-P غالب می شود،که نوع خاصی از پلی فسفاتها می باشد.فسفاتها بصورت گسترده در تصفیۀ آب تنظیم رسوب وممانعت از خوردگی در سیستم های ممبران و به عامل آستانه ای عالی استفاده می شود.این محصولات دارای توانایی نگهداری بالای محلول فوق اشباع دریک شرایط ثابت ودرخلال زمان محدودیکه آب از سیستم ممبران خارج می شود.

دیگر عوامل آلوده کنندۀ ممبران

3عامل دیگر عبارتند از آهن ، سیلیکا و هیومیک اسید مشترکا” آلوده کننده هستند. از طریق آب خوراک تمامی عوامل آلوده کننده می توانند وارد سیستم ممبران شوند وآنها می تواننددراشکال مختلف ظاهرشوند. آهن اضافی در دو حالت، محلول (Ferrous (Fe2+ و نمکهای غیر محلول (Fe3+) است. بدلیل خطر نمک های Ferrous قبل از فیلتر کارتریج را اکسیده کرده وآنرا به نمکهای فریک تبدیل می کنیم . توصیه می شود کل بارآهن را در آب خوراک به کمترین سطح ممکن کاهش دهیم. این امر توسط اکسید کردن نمک های Ferrous با کلرین و فیلترکردن نمک غیر محلول فریک امکان پذیر می شود. مقداری ممانعت کننده‌های رسوب که بر پایه فسفنات هستند بطور مؤثر در جداسازی آهن بکار رفته واز آلودگی آهن جلوگیری بعمل می آورند اما ممکن است محلول گرانی باشد. توصیه معمول جهت خروج آهن از خوراک این است اگر میزان کل آهن به غلظت 8/0میلی گرم در لیتر برسد

سیلیکا:

سیلیکا یک مشکل درنواحی مشخصی ازجهان بخصوص در نواحی آتشفشانی ونواحی گرم است.خیلی ها درباره آن در سالهای اخیر نوشته اند ،عرفا”کنترل سیلیکا توسط محدود کردن مقدار ریکاوری و نگه داشتن سطح سیلیکا زیر نسبت غلظت سیلیکا (SCR)برای دما وp H مربوطه که حدود 125 میلی گرم در واحد غلظت، قابل دستیابی می باشد در سالهای اخیر سطوح قابل قبول سیلیکا در غلظت به دلیل توانایی antifoulance سیلیکا و فن آوری های عملکرد بهتر در حال افزایش بوده است. گرچه آوردن سطوح سیلیکا 200-250 میلی گرم در لیتر مورد آزمایش بدون تأثیرات سوء ثبت وآزمایش شده است دسترسی به این اطلاعات ازطریق تهیه کنندگان موادمقدورمی باشد.

اسید هیومیک:

اسید هیومیک در غلظت های مختلف در رنج وسیعی از آبهای سطحی مشاهده می شود اسید های هیومیک ساختارهای آلی پیچیده ای دارند که ممکن است فراهم کننده یک منبع غذایی برای باکتری وهمچنین باعث گرفتگی شدید ممبران گردند اسیدهای هیومیک توسط فیلترهای کربنی یا یک تله آلی ممکن است از سیستم خارج شونداما باید از خروج سطوح بالای آن اطمینان حاصل شود گزارشاتی ثبت گردیده اساست که تصفیه آب خوراک توسط اسید یا کلرین مشکل گرفتگی را بدتر از حالتی کرده است که آب خوراک توسط 2ماده فوق تصفیه نشده باشد.

Related image

انتخاب وکنترل واحد پیش تصفیۀ R.O

کیفیت آب خوراک ،عملکرد سیستم ممبران ،آنچه راکه در محدودۀ چرخش سیستم بازیافت ،خروجی R.O وکیفیت آب است راتحمیل می کند.اغلب سیستم پیش تصفیه مناسب به منبع وآنالیز جریان خوراک واندازۀ پیچیدگی سیستم ممبران وابسته است.این می تواند از یک فیلتر کارتریج ساده به یک سیستم خیلی پیشرفته ایی که شاید شامل:عملیات ازن زنی،نرم سازی توسط Lime/Soda ،کلاروفلوکولیشن، Mixed Media Filtration و فیلتر کارتریج باشد.

کمترین سیستم پیش تصفیه برای آب چاه با SDI<2 و دمای قابل قبول برای ممبران نیازمند یک فیلتر کارتریج 10میکرونی وتزریق ممانعت کننده جهت جلوگیری از تشکیل رسوب است .سیستم های بزرگتراغلب در آبهای سطحی یادریابکار می روند،جائیکه عملیات انعقاد ومراحل فیلتر کردن جهت خروج جامدات معلق افزوده شده موردنیاز می باشد.در آبهای سطحی ،طبق استاندارد تجربی ،جهت کنترل رشد میکروبیولوژیکی ،بوسیله عملیات کلرزنی انجام می شود.اغلب جهت کلرزدائی ،سدیم بی سولفیت ضروری است.براساس یک قاعدۀ کلی ،آب چاه معمولا”دارای T.D.S بالاتر از آب سطحی است.اما جامدات معلق ومواد آلی کمتری دارد، آب دریا دارای استثنا در این قاعده است.به همین دلیل ؛فاکتور محدود کردن برای گرفتگی ممبران در آب زیرزمینی مقدار کلسیم ،الکالینی ،ودرصدآهن است.در حالیکه در آبهای سطحی گرفتگی ممبران بوسیله درصد موادی نظیر ذرات ریز ،مواد آلی واسید های خوراکی دیکته می شود.قبل از هر کاردر واحد R.O بررسی آب ورودی از اهمیت ویژهای برخوردار است واین عمل تنها با آنالیز کامل آب مقدور است.طبق یک قاعده کلی ،آب چاه معمولا”دارای یک T.D.S بالاتر از آب سطحی است اماجامدات معلق ومواد آلی کمتری دارد؛آب دریا دارای یک استثنا در این قاعده است .به همین دلیل :فاکتورمحدود کردن براثر گرفتگی ممبران در آب زیرزمینی مقدار کلسیم ،الکالیتی،ودرصد آهن است.در حالیکه در آبهای سطحی گرفتگی ممبران بوسیله سطح ذرات ریز،مواد آلی واسیدهای خوراکی درصد مواد دیکته می شود.پایش ونقصان سیستم جهت پایش کردن راندمان سیستم، مهم است که به طور ثابت پایش کیفیت آب خوراک وعملکرد ترکیبات فردی سیستم پیش تصفیه پایش شود.

مشکلات ناشی ازغلظت بالای یون آهن در آب ورودی به اسمز معکوس

حداکثر غلظت توصیه شده یون آهن در جریان آب ورودی به غشاهای اسمز معکوس ۰/۳ ppm است. اگرچه اسمز معکوس به راحتی قادر است آهن را حذف کند، وجود غلظت بالاتر از حد استاندارد در جریان آب ورودی باعث گرفتگی بسیار سریع غشای RO می‌شود. پس بهتر است وظیفه حدف آهن از آب را به بهش دیگری از فرایند تصفیه نظیر مدیا فیلتر بسپاریم که قادر است به خوبی این کار را برای ما انجام دهد.

اگر غلظت آهن در آب خوراک بالاتر از مقدار مجاز بود باید انتظار مشاهده چه عوارضی را داشته باشیم؟

  • رسوب و تجمع آهن در کارتریج فیلتر (Cartridge Filter)
  • رسوب آهن روی سطح غشا و تشکیل گرفتگی در آن
  • افت فشار بالا در غشا
  • کاهش شدت جریان آب تصفیه شده

چگونه مشکل غلظت بالای آهن در اسمز معکوس را حل کنیم؟

  1. ابتدا باید به دقت لوله‌ها، شیرها و اتصالات ورودی به سیستم که از جنس فلزی هستند را مورد بازرسی قرار دهیم و اطمینان حاصل کنیم که هیچ گونه خوردگی و زنگ زدگی در آن‌ها وجود ندارد.
  2. در مرحله بعد مدیا فیلتر باید مورد باربینی قرار گیرد چون این فیلتر مسئول اصلی حذف آهن در سیستم پیش تصفیه اسمز معکوس است. حتی کوچکترین خرابی در ساختار مدیا فیلتر می‌تواند باعث ایجاد مشکل در فرایند اسمز معکوس شود.
  3. در نهایت در صورتی که مشکلات موجود در مدیا فیلتر گسترده باشد باید مدیا فیلتر را تعویض کرد.
  4. استفاده از فیلترهای آهن که بصورت اختصاصی یون‌‌های آهن را حذف می‌کنند.

– پیامدهای ناشی از اختلال در سیستم آنتی اسکالانت

هر سيستم غشایي نظير سيستم RO بطور طبیعی بر اثر وجود مواد معلق، املاح محلول و پارامترهای میکروبی موجود در آب خوراک دچار گرفتگی می­شود که این امر لزوم در نظر داشت پیش تصفیه فیزیکی و شیمیایی صحیح سیستم را ضروری می سازد.
فرآیند ترسیب عبارت از نشست نمکهای کم محلول روی سطح غشاء و فولینگ عبارت از تجمع مواد معلق جامد و میکروارگانیسمها روی سطح غشاء. فولینگ در سیستمهای RO یک پدیده طبیعی تلقی می­شود که با عملیات پیش تصفیه و فیلتراسیون مناسب و شستشوی شیمیایی در مواقع نیاز قابل کنترل است.
لایه گذاری شیمیایی (Scaling) ناشی از ترکیبات معدنی محلول در آب همچون کربنات کلسیم(CaCO3)، سولفات کلسیم(CaSO4)، سیلیکا(SiO2) یا دی اکسید سیلیکون، سولفات باریم(BaSO4)  می تواند موجب محدودیت راندمان کاری سیستم های فیلتراسیون غشایی دارای قیلتر ممبران، افزایش فشار و درنتیجه افزایش مصرف انرژی و هزینه های مرتبط با آن، کاهش کیفیت آب بدست آمده، شست و شوها و از کارافتادگیهای مکرر می شود. لازم به ذکر است عمر مفید فیلتر ممبرین بر اثر پدیده هایی چون لایه گذاری شیمیایی (Scaling) کاهش می یابد.
تشکیل رسوب زمانی آغاز می شود که غلظت يك نمك از حلاليت آن در شرایط محلول بالاتر رود. هسته­های اولیه کریستال نقش کاتالیزوری را برای تشکیل کریستالهای نمک بازی می­کند. اين كريستالهاي نمك به شرط اينكه به اندازه و جرم حجمي لازم برسند از حالت معلق خارج مي‌شوند و شروع به رسوب‌دهي مي‌كنند. فرآيند ته‌نشيني رسوب تا زماني ادامه خواهد داشت كه يونهای تشکیل دهنده نمک در محلول به صورت فوق اشباع باشند.
تشکیل رسوبات مختلف با توجه به ماهیت رسوب قابل کنترل یا غیرکنترل می­باشد. برخی رسوبات نظیر سولفات و سیلیکات پس از تشکیل بسیار سخت شستشو می شوند. همچنین این رسوبات باعث کاهش سریع و شدید کارایی سیستم RO ممبران می­شوند.بنابراین باید با پیش تصفیه مناسب، کار با میزان جریانهای طراحی و تزریق مواد شیمیایی مناسب از تشکیل این رسوبات جلوگیری نمود
مواد بازدارنده با جلوگيري از رشد كريستال نمك، سرعت فرآيند ته نشيني را كاهش مي‌دهند. اين مواد در سطح كريستال نمك تشكيل شده جذب و با جلوگيري از جذب بيشتر نمك فوق اشباع در سطوح كريستال، سرعت گسترش كريستال نمك را كاهش مي‌دهند و به این ترتیب هسته های اولیه کریستال هرگز به اندازه یا غلظت کافی برای ترسیب نمی­رسند.
اكثر مواد بازدارنده، خاصیت معلق نگهدارندگی نیز دارند. خاصیت معلق نگهدارندگی با محاصره‌ ذرات معلق نمك، آهن يا مواد جامد آلي صورت گرفته و سبب دفع آنها توسط سایر آنیونهای موجود در محلول می­شود. این فرایند از تجمع ذرات و تشکیل ذرات بزرگتر که احتمال ترسیب آنها وجود دارد، جلوگیری می­نماید.

مواد فعال سطحی هستند که در واکنش های رسوب زایی و ته نشینی از سه طریق ابتدایی مداخله و برهمکنش می کنند.
بازدارندگی در آستانه تشکیل رسوب(Threshold inhibition): آنتی اسکالانت قادر است که محلول هایی فوق اشباع از نمکهای کم محلول را حفظ کند. بدین طریق از ابتدا مانع تشکیل رسوب نمکهای کم محلول می شود.
تغییر و تبدیل و اصلاح کریستال(Crystal modification): آنتی اسکالانت قادر است کریستال ها را از شکل طبیعی خارج کند و یک رسوب غیر چسبنده نرم ایجاد نماید. در سطح میکروسکوپی وقتی یک کریستال شروع به شکل گرفتن کند، گروههای با بار منفی در مولکول آنتی اسکالانت، بار مثبت روی هسته رسوب را جذب میکند و سبب قطع کردن تعادل الکترونیکی که برای تکثیر رشد کریستال نیاز است می شود. وقتی آب با تغییر دهنده های کریستال تصفیه شد، کریستال های رسوب ناهموار به نظر می رسند، عموما بیشتر بیضی شکل اند و کمتر فشرده و بهم چشبیده اند.
پخش کردن یا معلق کنندگی(Dispersion)، توانایی برخی از آنتی اسکالانتها در جذب شدن روی کریستال ها یا ذرات کلوئیدی می باشد و یک بار آنیونی بالایی را القا کردن است که به جدا نگه داشتن کریستال ها می انجامد. همچنین این بار آنیونی بالا، ذراتی را از بارهای آنیونی فیکس شده که در سطح ممبران موجود هستند نیز جدا می کند.

آبی ورودی به سیستم اسمز معکوس حاوی انواع نمک‌ها و املاحی است که هنگام عبور از غشای RO روی سطح آن رسوب کرده (scaling) و باعث کاهش چشمگیر عملکرد سیستم می‌شود. برای پیشگیری از رسوب کردن این مواد روی سطح غشا از ضد رسوب یا آنتی اسکالانت‌ (Antiscalant) استفاده می شود. مقدار مناسبی از ضد رسوب را قبل از ورود جریان آب به غشاهای اسمز معکوس به درون آب اضافه می‌کنند. تجهیزات تزریق کننده دوز مشخصی را که توسط مدیر سیستم مشخص شده است، بطور مداوم و به صورت اتوماتیک به درون جریان آب ورودی تزریق می‌کند. یکی از مشکلات اسمز معکوس اختلال در دستگاه تزریق است که باعث می‌شود تزریق آنتی اسکالانت بیشتر یا کمتر از مقدار معین شده انجام شود.

Related image

عدم استفاده از آنتی اسکالانت چه مشکلاتی در عملکرد سیستم اسمز معکوس ایجاد می‌کند؟

  • تشکیل رسوب روی سطح غشاها (معمولا روی ماژول‌های انتهایی)
  • عبور بالای نمک از غشا به درون جریان تصفیه شده
  • اختلاف فشار در مرحله نهایی سیستم

برای جلوگیری از چنین مشکلاتی ضروری است که کیفیت آب خروجی (آب تصفیه شده) از سیستم بصورت دوره‌ای ارزیابی شود تا هر گونه تغییر به عنوان هشدار در نظر گرفته شود. در صورت مشاهده چنین مشکلی لازم است در وهله اول تجهیزات تزریق آنتی اسکالانت مورد بازرسی دقیق قرار گیرد.

انواع ممبران اسمز معکوس – محدویت ها و طول عمر ماژول و شرکتهای مطرح سازنده

انواع ممبران اسمز معکوس – محدویت ها و طول عمر ماژول و شرکتهای مطرح سازنده

در واحدهای تصفیه آب غشایی نظیر اسمز معکوس از ممبران (Membrane) به عنوان قلب سیستم تصفیه یاد می شود. این ممبران ها برای تصفیه آب شور و آب دریا، و نیز بازیابی پساب های صنعتی و شهری استفاده می شوند. امروزه شرکت های متعددی این المان ها را تولید و به بازار جهانی عرضه می کنند. ولی نوع ممبران مورد استفاده در فرایند تصفیه بر کیفیت محصول نهایی تاثیر بسیار زیادی دارد. در این مطلب در مورد انواع ممبران اسمز معکوس، محدودیت های آن و طول عمر این ماژول ها بحث می کنیم.

MF UF NF Ro Comparion Chart - 1

انواع ممبران اسمز معکوس

ماژول های اسمز معکوس بر اساس نوع آب خوراکی که قرار است تصفیه کنند، در انواع مختلفی عرضه می شوند. ماژول های SW برای تصفیه آب دریا مناسب هستند و ماژول های BW برای آب های شور. ولی معیار اصلی ما در تعیین نوع مناسب ممبران برای خوراکی که قرار است تصفیه کنیم میزان TDS است. اگر TDS آب خوراک کمتر از ۱۰ هزار میلی گرم بر لیتر باشد از ماژول‌های BW استفاده می‌کنیم، و اگر TDS بالاتر از این عدد باشد بهتر است ماژول‌های SW که مخصوص تصفیه آب دریا هستند، بکار برده شوند. این تقسیم بندی به طور کلی می باشد و در مابین این دسته بندی کلی شرکتها انواع دیگری نیز تولید کرده اند.

همچنین، ممبران های اسمز معکوس بر اساس ظرفیت سیستم تصفیه آب، در ابعاد مختلفی به بازار عرضه می شوند. این ماژول ها را می‌توان در قطر ۲/۵، ۴ و ۸ تهیه کرد. ماژول‌های ۴ و ۸ اینچ برای مصارف صنعتی هستند، و ماژول های ۲/۵ اینچ بیشتر در سیستم های تصفیه آب خانگی بکار برده می شوند.

ماژول اسپایرال ممبران اسمز معکوس
ماژول اسپایرال ممبران اسمز معکوس در اندازه های مختلف

محدودیت‌های عملیاتی ممبران اسمز معکوس

هر ممبران RO بسته به نوع و شرکت سازنده دارای محدودیت‌های عملیاتی است که باید مورد توجه قرار گیرد. این محدودیت ها را می توان از کاتالوگ همراه ماژول یا وبسایت شرکت سازنده مشاهده کرد. ولی یک سری محدودیت های عمومی وجود دارد که برای تمام ممبران ها صادق است. در ادامه به چند مورد اشاره می کنیم:

محدودیت pH و دما

المان های ممبرین می توانند در محدوده pH بین ۲ تا ۱۲ بخوبی کار کنند. دما یکی دیگر از پارامترهای فرآیندی است که بر عملکرد و کیفیت فیلتراسیون ممبران تاثیر گذار است. حداکثر دمای مجاز آب ورودی به ممبران تا ۴۵ درجه سانتی گراد است.

کلر (هیپوکلریت)

تزریق کلر درون آب یکی از عملیات‌های پیش تصفیه اسمز معکوس است که برای جلوگیری از گرفتگی بیولوژیکی ممبران، استفاده می‌شود. لایه انتخابگر ممبران اسمز معکوس معمولا از جنس پلی آمید ساخته شده است و این لایه، که وظیفه اصلی حذف مواد و آلودگی‌ها را از آب انجام می دهد، در در برابر حضور کلر آسیب پذیر است. حد مجاز کلر آزاد برای ممبران کمتر از ۰/۱  میلی گرم در لیتر می باشد، و بیشتر از این مقدار می‌تواند لایه پلی آمیدی غشا را تخریب کرده و عملکرد آن را با مشکلات جدی مواجه کند.

افزایش طول عمر ممبران اسمز معکوس صنعتی

به طور معمول، انتظار می رود ممبران RO حداقل ۲ سال عمر مفید داشته باشد. ولی عوامل زیادی بر طول عمر آن تاثیر دارد. یکی از مهمترین عامل ها کیفیت آب خوراک است. برای جلوگیری از آسیب به ممبران و افزایش طول عمر آن، همیشه قبل از ورود آب خوراک به سیستم RO از پیش تصفیه های مختلفی استفاده می شود. همچنین طراحی درست و اصولی یک سیستم تصفیه آب از مهم‌ترین مواردی است که می‌تواند دوام ممبران‌ها را تضمین کند. البته به اهمیت نگهداری و شستشوی ممبران‌ها نیز باید توجه ویژه‌ای داشت.

اهمیت طراحی در افزایش طول عمر و دوام ممبران اسمز معکوس

متأسفانه در ایران به اهمیت طراحی سیستم تصفیه آب کمتر توجه می‌شود و این نه‌تنها باعث می‌شود سیستم به‌درستی کار نکند، بلکه عمر و دوام ممبران‌ اسمز معکوس را هم بشدت کاهش می‌دهد. پس برای اینکه بتوانیم از ماژول‌های دستگاه تصفیه آب صنعتی به مدت طولانی استفاده کنیم و در هزینه‌ها صرفه جویی کنیم، اولین قدم ما باید اطمینان از طراحی سیستم باشد.

افزایش طول عمر فیلتر ممبران RO از طریق کاهش فولینگ یا گرفتگی

ماژول های اسمز معکوس وقتی عملیات تصفیه را انجام می‌دهند، به مرور عملکرد خود را از دست می دهند. فولینگ (Fouling) یا گرفتگی اصلی ترین دلیل کاهش عملکرد غشا است. اگر چه استفاده از پیش تصفیه RO می‌تواند تا حد زیادی این گرفتگی ها را کاهش دهد، ولی فولینگ در تمام فرآیندهای غشایی امری اجتناب ناپذیر است. مواد جامد معلق، میکروارگانیسم ها و دیگر ذرات روی سطح غشای RO ایجاد رسوب می‌کنند و باعث فولینگ می‌شوند.

شستشوی ممبران اسمز معکوس

همان‌طور که گفتیم فولینگ در سیستم اسمز معکوس پدیده‌ای اجتناب ناپذیر است. حتی اگر بهترین طراحی را انجام دهیم و از پیشرفته‌ترین پیش تصفیه‌ها نیز استفاده کنیم باز هم فولینگ و گرفتگی روی سطح ممبران‌‌ ایجاد می‌شود. ولی عملیات شستشو می‌تواند راه‌ گشا باشد و این رسوبات ایجاد شده روی سطح غشا را تمیز کند. شستشوی دوره‌ای ممبران RO یکی دیگر از راه کارهای کم هزینه است، که اگر به طور منظم انجام شود می تواند باعث افزایش هر چه بیشتر طول عمر ممبران شود.

شرکت های تولید کننده ممبران اسمز معکوس

تا چند سال پیش تکنولوژی ساخت ممبران در انحصار چند کشور خاص شامل آمریکا، آلمان و ژاپن  بود. ولی امروزه کشورهای دیگری به این تکنولوژی دست یافته اند و یا امتیاز آن را خریداری کرده اند.

شرکت DOW (ایالات متحده آمریکا)

شرکت DOW در زمینه های مختلفی فعالیت می کند که یکی از فعالیت‌های آن تولید ممبران اسمز معکوس برای سیستم‌های تصفیه آب در همه ابعاد خانگی و صنعتی است. این شرکت ماژول های غشایی خود را با نام تجاری FilmTec به بازار عرضه می‌کند. امروزه کیفیت بسیار بالای ماژول‌های FilmTec، آن‌ها را به محبوب‌ترین فیلترهای ممبران RO در دنیا تبدیل کرده است.

شرکت Toray (ژاپن)

فعالیت اصلی این شرکت طراحی سیستم های تصفیه آب و تولید ممبران است. شرکت Toray در سراسر دنیا دفتر نمایندگی دارد که یکی از آن ها در خاورمیانه قرار دارد.

شرکت Koch (آمریکا)

این شرکت آمریکایی طیف وسیعی از غشاهای (UF، MF، RO، NF) و سیستم های مختلف را برای استفاده در تصفیه آب آشامیدنی، فاضلاب صنعتی و شهری، صنایع لبنی، و … به بازار عرضه می‌کند. همچنین، راه حل هایی برای صنایع مختلف از جمله مواد غذایی، خودرو، صنایع نساجی، صنایع دارویی و زیستی و … با استفاده از فرایندهای غشایی ارائه می دهد.

شرکت CSM (کره جنوبی)

این شرکت ممبران های خود را تحت لیسانس شرکت FilmTec آمریکا ولی با برند خود به بازار عرضه می کند.

error: Content is protected !!