۵/۵ - (۲ امتیاز)

سیستم RO

اسمز معکوس (RO) یک فرآیند تصفیه آب است که از یک غشای تا حدی نفوذپذیر برای جداسازی یون ها، مولکول های ناخواسته و ذرات بزرگتر از آب آشامیدنی استفاده می کند. در اسمز معکوس، از فشار اعمال شده برای غلبه بر فشار اسمزی استفاده می شود، یک ویژگی جمعی که توسط اختلاف پتانسیل شیمیایی حلال، یک پارامتر ترمودینامیکی هدایت می شود.

در این روش به هیچگونه تغییرات فازی شدید انرژی و یا استفاده از محلولهای گرانقیمت جاذب نیازی نیست .طراحی و عملکرد این روش در مقایسه با بسیاری از روشهای قدیمی جداسازی راحت‌تر می‌باشد.

سیستم RO - اسمز معکوس

کاربردهای اسمز معکوس

  • صنایع تولید آب شیرین
  • تصفیه پسابها
  • صنایع غذایی
  • داروسازی

تفاوت اسمز معکوس و فیلتراسیون

اسمز معکوس از این جهت با فیلتراسیون متفاوت است که مکانیسم جریان سیال از طریق اسمز در سراسر غشا است. مکانیسم حذف غالب در فیلتراسیون غشایی، کرنش کردن یا حذف اندازه است، جایی که منافذ ۰.۰۱ میکرومتر یا بزرگتر هستند، بنابراین فرآیند از نظر تئوری می تواند بدون توجه به پارامترهایی مانند فشار و غلظت محلول به کارایی کامل برسد.

اسمز معکوس در عوض شامل انتشار حلال در غشایی است که یا غیر متخلخل است یا از نانوفیلتراسیون با منافذ به اندازه ۰.۰۰۱ میکرومتر استفاده می کند. مکانیسم حذف غالب ناشی از تفاوت در حلالیت یا انتشار است و این فرآیند به فشار، غلظت املاح و سایر شرایط بستگی دارد.

تاریخچه اسمز معکوس

فرآیند اسمز از طریق غشاهای نیمه تراوا برای اولین بار در سال ۱۷۴۸ توسط ژان آنتوان نولت مشاهده شد. برای ۲۰۰ سال بعد، اسمز فقط یک پدیده بود که در آزمایشگاه مشاهده شد. در سال ۱۹۵۰، دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس برای اولین بار نمک زدایی آب دریا را با استفاده از غشاهای نیمه تراوا بررسی کرد.

در سال ۱۹۷۷ کیپ کورال، فلوریدا اولین شهرداری در ایالات متحده بود که از فرآیند RO در مقیاس بزرگ با ظرفیت عملیاتی اولیه ۱۱.۳۵ میلیون لیتر (۳ میلیون گال آمریکا) در روز استفاده کرد. تا سال ۱۹۸۵، به دلیل رشد سریع جمعیت کیپ کورال، این شهر دارای بزرگترین کارخانه اسمز معکوس کم فشار در جهان بود که قادر به تولید ۵۶.۸ میلیون لیتر (۱۵ میلیون گال آمریکا) در روز (MGD) بود.

مشخصات فنی دستگاه آب شیرین کن (نمک زدای آب ، RO ) :
دستگاه آب شیرین کن به روش اسمز معکوس ( RO ) از مجموعه ای از قطعات ساخته می شود که روی یک شاسی از جنس فلز ( استیل یا آهن با پوشش اپوکسی یا رنگ ) نصب می شود، که به شرح زیر می باشد:
 پمپ خوراک ( فید پمپ ) :
از مخزن ورودی آب را به سمت دستگاه RO پمپاژ می کند که به وسیله فلوتر داخل مخزن قطع و وصل میشود و به صورت اتوماتیک کار میکند و دبی و هد این پمپ اهمیت فراوانی دارد که بتواند آب را از فیلتر شنی و فیلتر کربنی و فیلتر میکرونی عبور داده و با فشار مشخصه پمپ هایپرشر برساند و از لحاظ دبی ظرفیت دستگاه را تضمین کند.
فیلتر شنی :
فیلتر شنی در دستگاه آب شیرین کن صنعتی ( اسمز معکوس ) به عنوان پیش تصفیه و حذف کدورت و ذرات معلق در آب ( تا اندازه ۵۰ میکرون ) استفاده می گردد.
مخزن فیلتر شنی های موجود در بازار از جنس فایبرگلاس و فلزی هستند که از شن هایی با دانه بندی ریز ، متوسط و درشت در آن ها استفاده می شود.
شیر های فیلتر شنی به صورت دستی ، اتوماتیک و یا نیمه اتوماتیک میباشند.
فیلتر شنی متناسب با مشخصات آب ورودی در تایم مشخص بکواش میشود که در این عمل، ذرات به دام افتاده از فیلتر شنی خارج می شود.
( بکواش : در عمل بکواش آب به صورت برعکس عکس از فیلتر عبور کرده و فیلتر شستشو داده میشود. )
*فیلتر کربنی : در سیستم های آب شیرین کن ( RO یا اسمز معکوس ) فیلترهای کربنی نیز همانند فیلترهای شنی عملیات پیش تصفیه را را بر عهده دارند. از فیلترهای کربنی جهت حذف بو ، طعم و مزه ، BOD ، COD ، کلر و مواد آلی استفاده می گردد.
در فیلتر های کربنی ، آب از بستر کربن عبور داده می شود ( توسط پمپ خوراک ) و آبی کاملا زلال و عاری از هر گونه مواد رنگی به دست می آید.
نکته: PH آب ورودی به دستگاه RO برای ورود به بستر فیلتر کربنی باید خنثی باشد. ( از ورود آب با خاصیت اسیدی یا قلیایی به فیلتر کربنی جلوگیری شود. )
فیلتر کربنی همانند فیلتر شنی نیاز به بکواش دارد.
مخازن فیلترهای کربنی نیز همچون فیلتر های شنی، از جنس فایبر گلاس و یا فلزی هستند.
فیلتر میکرونی 
در دستگاههای آب شیرین کن صنعتی از فیلترهای میکرونی به عنوان فیلتر های فدا شونده جهت حذف کدورت ( تا ۵ میکرون ) ، باکتری ها ، مواد معلق و مواد پلیمری استفاده می شود.
فیلترهای میکرونی به صورت سری یا موازی نصب می شوند.
* پکیج تزریق آنتی اسکالانت (جهت جلوگیری از رسوبات) :
از آنتی اسکالانت جهت جلوگیری از رسوب در ممبران ها در سیستم های آب شیرین کن استفاده می شود.
دم استفاده از آنتی اسکالانت باعث رسوب و آسیب جدی به ممبران ها ، کاهش دبی خروجی دستگاه RO و بالا رفتن TDS آب می شود.
آنتی اسکالانت مناسب هر دستگاه RO مطابق با آنالیز آب ورودی انتخاب میشود. (انتخاب آنتی اسکالانت برعهده مشاوران و طراحان سیستم های تصفیه آب شرکت زلال آب پارتاک است.)
 پکیج تزریق آنتی اسکالانت در دستگاه آب شیرین کن ( نمک زدای آب ) شرکت زلال آب پارتاک، شامل یک مخزن آماده سازی آنتی اسکالانت است که به وسیله پمپ تزریق بعد از فیلترهای میکرونی، آنتی اسکالانت را به آب تزریق می کند.
پمپ فشار قوی 
یکی از اجزای اصلی در سیستم های آب شیرین کن پمپ فشار قوی میباشد که آب را با فشار بالا و به صورت یکنواخت به سمت پرشر وسل ها هدایت می کند.
طراحی و انتخاب این پمپ بسیار اهمیت دارد. (آن را به طراحان شرکت زلال آب بسپارید.)
پمپ های فشار قوی هیچگاه نباید فشار بالاتر است به فشار مورد نیاز داشته باشند در غیر این صورت آسیب جدی به ممبران ها وارد می شود و باعث کاهش طول عمر ممبران ها می شود.

پرشر وسل

پرشر وسل محفظه‌ای از جنس استیل یا فایبرگلاس جهت قرارگیری ممبران ها می باشد.
پرشر وسل ها در دو نوع اند پورت و ساید پورت طراحی شده‌اند و از جهت اندازه (سایز و تعداد المان) و محل قرارگیری ورودی و خروجی آب متفاوت هستند.

پرشر وسل ها در سایز های ۴ اینچ و ۸ اینچ و در انواع ۱ تا ۶ المانه موجودند.
پرشر وسل های ۴ اینچ برای آب شیرین کن تا حجم ۲۰ متر مکعب در شبانه روز و پرشر وسل های ۸ اینچ برای آب شیرین کن در حجم بالا تر از ۲۰ متر مکعب در شبانه روز استفاده می گردند.

پرشر وسل ها دارای فشار کاری متفاوت می باشند که با توجه به TDS آب نوع پرشر وسل مورد استفاده متغیر است برای مثال:
برای آبهای لب شور پرشر وسل ۳۰۰ PSI
برای آبهای شور پرشر وسل ۴۵۰-۶۰۰ PSI
برای آبهای دریا پرشر وسل ۱۰۰۰-۱۲۰۰ PSI
مورد استفاده قرار می گیرند.

ممبران ها

فیلتر ممبران یکی از اصلی ترین و مهمترین قطعات تشکیل دهنده دستگاه های آب شیرین کن RO ، از طریق اسمز معکوس ، جهت شیرین کردن (نمک زدایی) آب و حذف مواد محلول در آب است.
ممبران فیلتری است به صورت ورق هایی که دور یک لوله به‌نام نافی قرار گرفته است.
این فیلتر از جنس کامپوزیت که توسط یک غشا بسیار نازک احاطه شده است.
این غشا دارای لایه های متفاوتی می باشد، از جمله لایه ای از جنس پلی استر ، لایه‌ای های از جنس پلی سولفون و لایه حصاری از جنس پلی آمید.
تعداد ممبران ها در دستگاه تصفیه آب به روش اسمز معکوس RO با توجه به ظرفیت دستگاه و کیفیت و میزان شوری آب متفاوت است.

برندهای متفاوتی ممبران ها را تولید می کنند که از جمله معروف ترین آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • فیلمتک آمریکا (FILMTEC / DOW)
  • الجی کره (LG)
  • ونترون چین (VONTRON)
  • HYDRANAYTICS آمریکا

کارشناسان شرکت زلال آب پارتاک با توجه به آنالیز آب، از ممبران های متفاوتی در طراحی دستگاه RO بهره می برند، مثلا مدل های:
BW30-400DRY
BW30-4021
BW30-4040
BW30HRLE4001

ممبران ها از لحاظ سایز در دستگاه های آب شیرین کن صنعتی به دو دسته ۴ و ۸ اینچ تقسیم می شوند.

تصفیه آب آشامیدنی

در سراسر جهان، سیستم های تصفیه آب آشامیدنی خانگی، از جمله مرحله اسمز معکوس، معمولا برای بهبود آب برای آشامیدن و پخت و پز استفاده می شود.

  • چنین سیستم هایی معمولاً شامل تعدادی مرحله هستند:
  • یک فیلتر رسوب برای به دام انداختن ذرات، از جمله زنگ و کربنات کلسیم
  • در صورت تمایل، یک فیلتر رسوب دوم با منافذ کوچکتر
  • یک فیلتر کربن فعال برای به دام انداختن مواد شیمیایی آلی و کلر، که به انواع خاصی از غشای کامپوزیتی لایه نازک حمله کرده و آنها را تخریب می کند.
  • یک فیلتر اسمز معکوس که یک غشای کامپوزیت لایه نازک است
  • به صورت اختیاری، یک لامپ ماوراء بنفش برای استریل کردن هرگونه میکروبی که ممکن است از فیلتر شدن توسط غشای اسمز معکوس فرار کنند.
  • به صورت اختیاری، یک فیلتر کربن دوم برای جذب آن دسته از مواد شیمیایی که توسط غشای اسمز معکوس حذف نشده اند.