آب شیرین کن صنعتی

آب شیرین کن صنعتی چیست؟

آب شیرین کن صنعتی دستگاهی است که برای حذف ناخالصی ها، آلاینده‌ها و مواد مضر از آب در مقیاس صنعتی استفاده می شود. این دستگاه‌ها در صنایع مختلف، از جمله صنایع غذایی، داروسازی، نساجی، پتروشیمی، کشاورزی و غیره کاربرد دارند. برخی از اهداف استفاده از دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی عبارتند از:

• آشامیدن توسط انسان
• آشامیدن توسط طیور و حیوانات.
• آبیاری درختان
• راه اندازی گلخانه‌های صنعتی
• راه اندازی عابر آب (مغازه آب فروشی)
• تصفیه آب مرغداری
• تصفیه آب ورودی به دستگاه دیالیز در بیمارستان‌ها و آزمایشگاه‌ها
• صنایع جهت استفاده برای نیازهای صنعتی
• بیمارستان به منظور استریل نمودن
• استفاده به عنوان آب رادیاتور و آب باتری در تعمیرگاه‌های خودرو
• استفاده نمودن به عنوان آب باتری در صنایع مخابراتی
• آزمایشگاه‌های تجزیه مواد
• تهیه آب بهداشتی در مناطق مجاور دریا و بنادر

انواع آب شیرین کن صنعتی

انواع پکیج‌های تصفیه آب صنعتی بسته به نوع آب ورودی به دستگاه و نوع آب خروجی از آن تقسیم بندی می شوند. انواع آب شیرین کن‌های صنعتی به شرح زیر است:

1. دستگاه تصفیه آب کشاورزی
2. آب شیرین کن گلخانه ای
3. سیستم تصفیه آب مرغداری
4. آب شیرین کن دریایی

دستگاه تصفیه آب مرغداری

استفاده از آب بدون کیفیت نه تنها سلامتی مرغ را به خطر جدی می اندازد؛ بلکه مشکلاتی از جمله مسدود شدن تجهیزات آبرسانی را به وجود می آورد. درصد بالای مواد جامد محلول در آب بیشترین تأثیر مخرب را در مرگ و میر جوجه‌ها دارد.

از دلایل استفاده تصفیه آب برای طیور میتوان موارد ذیل را نام برد:

• افزایش نمکهای معدنی در آب، تعادل آنیونی مثبت در بدن طیور را مختل می کند که منجر به مواردی از جمله: اختلالات استخوانی، آسیب دیدگی ران، محتوای خاکستر ران پایین و افزایش شکنندگی استخوان ران … می شود.
• وجود نمکهای بالا به ویژه سدیم و پتاسیم، ترشح آب فضولات مرغ را افزایش می دهد و بستر تولید را مرطوب می کند. در نتیجه رشد میکروارگانیسمهای بیماریزا در بستر ایجاد بیماریهایی مانند کوکسیدیوز فراهم می شود و نتیجه آن رشد کمتر و ضرر بیشتر است.
• آب ناخالص دارای مقدار زیادی نمک باعث: عدم تمایل به حرکت، تشنگی شدید، ضعف عضلانی، ضایعات کبد، کلیه‌ها و روده‌ها و همچنین تأثیر منفی بر جذب کلسیم و کاهش کلسیم در خون می شود.

مانند هر ارگانیسم دیگری در بدن مرغ و جوجه‌ها، کم آبی بدن و همچنین مصرف ناسالم آب می تواند باعث بیماری شود و در موارد شدید منجر به مرگ مرغ شود. بنابراین، تصفیه آب مرغداری طیور از اهمیت زیادی برخوردار است. به همین دلیل استفاده از دستگاه تصفیه آب در مرغداری ها جهت افزایش بهره وری توصیه می شود.

آب شیرین کن دریایی

میزان خورندگی در آب دریا آیتمی است که برای سازندگان آب شیرین کن صنعتی و خریداران آن از اهمیت بالایی برخوردار است. از طرفی مواد شیمیایی اضافه شده به آب باعث می شود که میزان خوردگی در این سیستم ها چند برابر گردد. لذا انتخاب نوع متریال در این سیستم ها بسیار مهم است.

آب شیرین کنهای دریایی، نسبت به دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی که آب دریا را تصفیه می کنند نسبتا در ایران جدیدتر بوده و طراحی و ساخت آن از اهمیت بالایی برخوردار است که به صورت مختصر به چند مورد از آن موارد می پردازیم.

• هر چه TDS آب ورودی به دستگاه تصفیه آب بالا تر باشد، فشار مورد نیاز جهت انجام عمل تصفیه یا همان فشار اسمزی بیشتر می باشد. آب شیرین کن‌های دریایی برای تصفیه آب دریا و شیرین سازی آن به فشار بالایی برای کار نیاز دارند.
• راندمان و ریکاوری (نسبت تولید به آب ورودی یا خوراک) یک سیستم RO دریایی، از 8 الی 45 درصد می‌باشد. افزایش تعداد المان، رابطه مستقیمی با افزایش ریکاوری سیستم دارد.
• معمولا برای بهتر کردن ورودی آب دریا به آب شیرین کن دریایی، از چاه برای استحصال استفاده می شود.

بهای تمام شده دستگاه تصفیه آب صنعتی دریایی، بسیار بالاتر از یک سیستم تصفیه آب معمولی می باشد. به طور مثال یک دستگاه با ظرفیت تولید 50 متر مکعب آب در شبانه روز، نسبت به یک آب شیرین کن دریایی به ظرفیت 50 متر مکعب در شبانه روز قیمت حداقل 2.5 برابری دارد.

قطعات دستگاه تصفیه آب دریایی

به صورت کلی قطعات و تجهیزات به کار رفته در آب شیرین کن‌های دریایی با ROهای معمولی یکی بوده و فرقی نمی کنند. فقط جنس، نوع و گاها مدل قطعات متفاوت است. اما در یک تصفیه آب صنعتی دریایی، حداقل 7 پمپ مورد نیاز است. چهار دستگاه از این پمپ ها، پمپهای تزریق می باشد که برای تزریق مواد شیمیایی مانند اسید، آنتی اسکالانت و غیره استفاده می شود.

به غیر از پمپهای تزریق که هد PVDF (ضد خوردگی) دارند، به دلیل خوردگی بالا در این سیستم ها حتما می بایست از پمپهای جنس استیل 316 و یا داپلکس و یا سوپر داپلکس استفاده نمود. نوع پمپ اصلی RO، در آب شیرین کنهای دریایی معمولا از نوع پیستونی بوده که فشار زیادی تولید می کنند. دو عدد از مجموع تمامی پمپهای استفاده شده در تصفیه آب صنعتی دریایی، بسیار مهم است. یکی پمپ تامین آب خوراک سیستم و دیگری پمپ RO.

نوع، جنس و مدل پمپ استفاده شده در تصفیه آب صنعتی دریایی، متفاوت از پمپهای معمولی است. استفاده از دو پمپ طبقاتی به صورت سری، در ساخت یک تصفیه آب صنعتی دریایی اصلا کار آمد نبوده و باعث ایجاد خسارت به ممبرین دستگاه و در نهایت عدم کارایی آن می گردد.

آب شیرین کن کشاورزی

آب شیرین کن کشاورزی برای تصفیه آب چاه‌های لب شور و آب‌های قلیایی استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها با حذف املاح و ناخالصی‌های موجود در آب، کیفیت آن را بهبود می‌بخشند و آن را برای آبیاری زمین‌های کشاورزی مناسب می‌کنند. کاربردهای آب شیرین کن کشاورزی عبارتند از:

• آبیاری مزارع: آب شیرین کن کشاورزی می‌تواند کیفیت آب را بهبود ببخشد و شوری آن را کاهش دهد. این امر باعث افزایش رشد و نمو گیاهان و افزایش تولید محصول می‌شود.
• افزایش عملکرد محصولات: با استفاده از آب شیرین کن کشاورزی، میزان شوری و املاح مضر در آب کاهش می‌یابد. همین امر سبب افزایش رویش، گل‌دهی و افزایش تولید میوه می‌گردد.
• حفاظت از خاک و پایداری زمین‌های کشاورزی: آب شور و قلیایی ممکن است باعث کم‌اثر شدن خاک و کاهش کیفیت آن شود. با استفاده از آب شیرین کن کشاورزی، میزان شوری در خاک کاهش می‌یابد و کیفیت خاک بهبود پیدا می‌کند. این امر باعث افزایش مقاومت خاک در برابر فرسایش و حفظ پایداری زمین‌های کشاورزی می‌شود.

آب شیرین کن گلخانه ای

تصفیه آب کشاورزی و گلخانه راهکاری برای افزایش بهره‌وری کشاورزی و بهبود کیفیت محصولات کشاورزی است. با توجه به اهمیت این موضوع، لازم است که کشاورزان و مسئولان نسبت به آن توجه بیشتری داشته باشند. آب یکی از مهم‌ترین عوامل تولید محصولات گلخانه‌ای است. با توجه به شور شدن آب‌های زیرزمینی و برداشت‌های غیرمجاز، کیفیت آب در بسیاری از مناطق کشور کاهش یافته است. این امر باعث شده است که گلخانه‌داران نتوانند محصولات مورد نظر خود را با کیفیت مطلوب تولید کنند. مزایای استفاده از سیستم‌های تصفیه آب گلخانه عبارتند از:

• افزایش عملکرد و تولید محصول: تصفیه آب باعث افزایش جذب مواد غذایی توسط گیاه و بهبود رشد و نمو آن می‌شود. این امر منجر به افزایش عملکرد و تولید محصول می‌شود.
• افزایش کیفیت محصول: تصفیه آب باعث کاهش درصد میوه‌های ریز و خراب و افزایش زمان ماندگاری محصول می‌شود.
• کاهش هزینه‌ها: تصفیه آب باعث کاهش مصرف آب، کود و سم می‌شود. این امر منجر به کاهش هزینه‌های تولید می‌شود.

مزایای آب شیرین کن صنعتی

آب شیرین کن صنعتی از مزایا و ویژگیهای خاص و منحصر به فردی برخوردار می باشد که در زیر به آنها اشاره شده است.

• مصرف انرژی پایینی دارد.
• به محیط زیست آسیب نمی رساند.
• هزینه‌های نصب، راه اندازی و نگهداری از آن پایین می باشد.
• میزان بازدهی و راندمان بالایی دارد.
• دارای کیفیت و مرغوبیت بالایی می باشد.
• به حداقل شست و شو نیاز دارد.
• از قیمت مناسب و مقرون به صرفه ای برخوردار است.
• عمری طولانی دارد.
• تمامی آلاینده‌ها و میکروب ها را از بین می برد.
• کادمیوم، سرب، سیانید و آرسنیک موجود در آب را جدا می کند.
• می توان از آن برای آبهای دارای حجم بالا مثل آب دریا استفاده کرد.
• دارای سیستم هدایت و کنترل جریان برق می باشد.
• فیلترها و قطعات آن کیفیت و عمر بالایی دارند.
• شاسی و بدنه ای مقاوم و با دوام دارد.

اساس عملكرد دستگاه‌های آب شيرين كن

سیستم کامل تصفیه آب به روش اسمز معکوس (RO) شامل بخش پیش تصفیه، بخش تامین فشار، بخش چیدمان ممبران‌ها و بخش بعد از تصفیه می باشد. برای افزایش بازدهی و طول عمر سیستم‌های اسمز معکوس، وجود پیش تصفیه ای موثر برای آب خوراک ضروری می باشد. انتخاب سیستم پیش تصفیه مناسب، بازدهی و طول عمر ممبران را زیاد می کند زیرا عوامل زیر را به حداقل می رساند:

• جرم گرفتگی
• رسوب گرفتگی
• تخریب ممبرین

نتیجه نهایی موارد فوق، بهینه سازی این موارد می باشد:

• شدت جریان محصول
• کیفیت محصول (عدم رد شدن نمک)
• بیشتر شدن نرخ بازیافت محصول
• کاهش هزینه‌های عملیاتی و نگهداری

بخش بعد از تصفیه جهت نائل شدن به کیفیت آب مورد نیاز بکار برده می شود. در نمک زدایی از آب دریا، این مرحله شامل تنظیم pH، افزودن سختی مجدد و ضد عفونی کردن با ازن ژنراتور یا کلرزن می باشد. در تولید آب بسیار خالص (UPW)، معمولا آب نفوذ کرده در مرحله بعد از تصفیه توسط ستونهای تبادل یونی به آب بدون یون تبدیل می شود.

تشريح فرآيند اسمز معكوس

سیستم اسمز معکوس تاسیسات کاملی است با یک ورودی جهت آب خوراک و دو خروجی برای آب نفوذ کرده (شیرین شده) و محلول غلیظ شده (پساب).

عملکرد سیستم RO نوعا توسط دو عامل طبقه بندی می شود : جریان آب نفوذ کرده (تولیدی) و کیفیت آن. این عوامل اغلب به آنالیز آب خوراک، فشار آن و مقدار بازیافت مربوط می گردد. هدف طراح سیستم RO برای جریانی معین و لازم از آب نفوذ کرده، به حداقل رساندن فشار خوراک و هزینه ممبرین جهت حداکثر نمودن کیفیت آب تصفیه شده و مقدار بازیافت می باشد.

یک غشاء نیمه تراوا (ممبرین RO) بین دو محلول با غلظتهای متفاوت قرار می‌گیرد. پدیده‌ اسمز وقتی اتفاق می‌افتد که آب خالص از یک محلول نمکی رقیق، پس از عبور از میان ممبران RO، به سمت محلول نمکی با غلظت بالاتر در بخش دیگر جاری شود و سبب افزایش ارتفاع محلول نمکی در قسمت غلیظ‌تر ‌گردد. جریان آب وقتی قطع می‌شود که فشار ستون محلول نمکی با اختلاف پتانسیل شیمیایی بین دو محلول آبی برابر شود.

به حرکت مولکولهای حلال از طریق یک غشا نیمه تراوا، از منطقه ای که غلظت املاح در آن کم است، به ناحیه ای که غلظت املاح زیاد است به اصطلاح اسمز می گوییم. در نهایت، تعادلی بین دو طرف غشای نیمه تراوا ایجاد می شود. حداقل فشار مورد نیاز برای خنثی سازی روند اسمز، فشار اسمزی نامیده می شود.

اگر نیرویی به این ستون از آب وارد گردد، مسیر جریان آب از میان ممبرین می‌تواند برعکس شود، این پدیده اسمز‌ معکوس نامیده می‌شود. چنین جریان معکوسی سبب تولید آب خالص از محلول نمکی می‌شود، به علت این که ممبران اجازه عبور به نمک را نمی‌دهد. امروزه فرایند اسمز معکوس جزء يكي از جديدترين و متداول ترين روشهاي جداسازي به خصوص در تصفيه و شیرین سازی آبهاي نیمه شور و شور محسوب مي شود.

در این بخش طرحی از یک سیستم اسمز معکوس قرار دارد. این سیستم شامل المانهای ممبرینی است که در لوله‌های تحت فشار به ترتیب خاصی چیده شده اند. از یک پمپ فشار قوی برای وارد کردن آب (خوراک) به لوله‌های تحت فشار استفاده می شود. وسایل اندازه گیری، لوازم یدکی و ابزار جهت سرویس نیز به آنها افزوده می گردد. سیستم شستشو در محل (CIP) عملیات پاک کردن ممبرین ها را آسان می کند.

پیش تصفیه در سیستمهای اسمز معکوس RO

با توجه به حساسیت بالای ممبران ها در دستگاه RO به انواع آلاینده‌ها، وجود یک سیستم پیش تصفیه قوی مهم می باشد. پیش تصفیه باعث جلوگیری از رشد باکتری ها در سطح ممبران و همچنین نشست ذرات درشت می شود و سبب افزایش طول عمر ممبرین ها می گردد.

برای انجام عملیات تصفیه بدون مشکل و با حداقل هزینه دو نکته باید توجه شود.

1. طراحی پیش تصفیه مناسب
2. انتخاب مناسب افزودنیهای شیمیایی

واحدهای پیش تصفیه:

1. کلرزنی: تزریق کلردرآب خام ورودی، از رشد اجتماعات بیولوژیکی و باکتری در تمامی بخشهای پیش تصفیه جلوگیری می کند.
2. فیلتر شنی: حذف کدورت و مواد معلق در آب خام.
3. فیلتر کربنی: حذف کلر و ترکیبات آلی آب خام و باقیماندۀ کدورت در آب خام ورودی.
4. فیلتر رزینی: حذف سختی آب به منظور کمک در فرآیند آب شیرین کن و کاهش رسوب گذاری در پشت ممبران ها
5. پمپهای تزریق مواد شیمیایی: ممانعت از رسوب در ممبران ها به منظور تنظیم pH آب ورودی به دستگاه
6. فیلتر میکرونی یا فیلتر کارتریج: به منظور حذف باقیمانده کدورت، لازم به توضیح است که بدلیل آنکه ممبران‌های پلی آمیدی نسبت به کلر حساس می باشند باید در هنگام ورود آب به سیستم RO، کلر آزاد آن حذف شود.

کربنات کلسیم و رسوبات کلسیم سختی آب، منشاء ایجاد رسوب در سیستم RO است و گفته می شود 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. نشست رسوب در RO علاوه بر تنگ شدن مجاری عبور آب و کاهش دبی سبب کاهش عمر ممبرین می شود (بدلیل شستشوهای مکرر با مواد شیمیایی)، پس جهت بالا بردن عمر ممبران باید تا حد امکان سختی را حذف نمود.

برخی از روشهای حذف سختی عبارت است از : استفاده از ستونهای سختی گیر در قسمت پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس.

قیمت دستگاه Ro صنعتی

انتخاب هر یک از متریال، نوع و برند قطعات باعث کاهش و افزایش قیمت در یک دستگاه می شود. از طرفی ظرفیت دستگاه، نقش مهمی در تعیین قیمت دستگاه Ro صنعتی دارد. ولی باید به این نکته توجه کرد که با افزایش ظرفیت یک سیستم تصفیه آب صنعتی، بهای تمام شده و صرفه اقتصادی آن بالاتر می باشد و به اصطلاح دستگاه مقرون به صرفه تر است.

کلیه دستگاه‌های تصفیه آب با اسمز معکوس نیاز به پیش تصفیه آب ورودی به دستگاه دارند که در تعیین قیمت آنها موثر است. نوع سیستم پیش تصفیه در این سیستم ها به کیفیت نوع غشا و شرایط بحرانی (از قبل محاسبه و طراحی شده است) بستگی دارد.

از آنجا که انتخاب پمپ خط لوله دارای غشاهای ویسل است، آب TDS بیش از 5000 را عمدتا آب نمک می نامند. آب زیر این مواد جامد محلول را آب نمک می نامند. قیمت آب شیرین کنهای دریایی بسیار گرانتر از سایر دستگاه‌های تصفیه آب است و عامل بعدی که در قیمت نقش مهمی دارد، انتخاب نوع و مارک پمپ است. انتخاب پمپهای ایتالیایی تفاوت زیادی با نوع چینی دارد، بنابراین پمپهای اروپایی اغلب گران تر از نوع چینی هستند.

انتخاب نوع اتصالات کم فشار در صنعت تصفیه آب اتصالات UPVC است و فشار بالا استیل 304 یا 316 است. غشاها تجهیزات دیگری هستند که در ساخت سیستم تصفیه آب صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. نوع غشاها در سیستمهای تصفیه آب بر اساس تجزیه و تحلیل آب خام انتخاب می شوند. نوع اصلی غشایی که در سیستمهای تصفیه آب استفاده می شود CSM یا مارک FILMTEC است. استفاده از تجهیزات مارکهای معتبر همراه با طراحی اساسی منجر به مصرف بهینه و طول عمر دستگاه می شود.

پارامترهای تاثیر گذار در قیمت دستگاه آب شیرین کن صنعتی

قیمت آب شیرین کن صنعتی به عوامل و پارامترهای زیادی نظیر میزان آلایندگی آب ورودی، نحوه طراحی، جنس و کیفیت قطعات و تجهیزات استفاده شده در ساخت دستگاه، جنس لوله‌ها، ظرفیت، نوع پمپ، نوع فیلترها، نوع ممبران، هدایت الکتریکی آب ورودی، برند و شرکت تولید کننده بستگی دارد و با توجه به این موارد تعیین می شود. به طور مثال قیمت دستگاهی که 5 متر مکعب در شبانه روز آب تصفیه می کند، حدودا 70 میلیون تومان است و دستگاهی با قابلیت تصفیه روزانه 10 متر مکعب در شبانه روز، حدودا 80 میلیون تومان می باشد. شما می توانید برای اطلاع از قیمت دقیق این دستگاه‌ها و ثبت سفارش خود با کارشناسان ما تماس بگیرید.

یکی از موارد اصلی که در تعیین قیمت دستگاه تصفیه آب ذکر می شود: هر چه درصد مواد جامد محلول در آب ورودی بیشتر باشد، قیمت نیز بالاتر است. برای تعیین دقیق قیمت سیستم اسمز معکوس انجام موارد زیر ضروری است:

1. انتخاب پمپ ها در سیستمهای تصفیه آب از نوع ایتالیایی یا چینی
2. نوع شاسی را از انواع متریال فولادی شامل ST37 ، ST201 ، ST304 ، ST316 انتخاب کنید.
3. انتخاب نوع بدنه فیلتر شنی یا ماسه ای از مواد FRP ، ST37 بر اساس تجزیه و تحلیل آب خام
4. نوع اتصالات فشار قوی ساخته شده از ST304 ، ST316 و ST316L انتخاب شوند.
5. نوع اتصالات فشار پایینPP ، UPVC را انتخاب کنید.
6. نوع پمپهای دوز را از مارکهای چینی یا ایتالیایی انتخاب کنید
7. انتخاب غشاهای تصفیه آب CSM و FILMTEC
8. نوع دستگاه نگهدارنده غشا را انتخاب کنید.
9. نوع مدار و ROC ، PLC یا تجهیزات کنترل خودکار دستی را انتخاب کنید.

ظرفیت آب شیرین کن‌های صنعتی

در تئوری دستگاه‌های آب شیرین کن صنعتی از پایین ترین ظرفیت خود که همان 5 متر مکعب در شبانه روز می باشند آغاز و تا ظرفیت بی نهایت ادامه دارد. اما اگر بخواهیم ظرفیت دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی را طبقه بندی کنیم، می توان آن‌ها را به گروه‌های خانگی، تجاری و صنعتی دسته بندی کرد. دستگاه‌های آب شیرین کن خانگی روزانه 200 لیتر در شبانه روز و دستگاه‌های آب شیرین کن تجاری یا نیمه صنعتی تا 2000 لیتر در شبانه روز و دستگاه‌های آب شیرین کن صنعتی از 5000 لیتر تا بی نهایت در شبانه روز توانایی تولید آب شیرین دارند.

معیار زمانی ظرفیتهای فوق برای یک روز کامل (24 ساعت) می باشد. سیستمهای شیرین سازی صنعتی آب را می توان بنا به مقدار مصرف به صورت سفارشی طراحی کرد. لطفا قبل از خرید یا سفارش دستگاه آب شیرین کن توجه داشته باشید به منظور بالا بردن طول عمر دستگاه، ظرفیت آب را مقداری بالاتر از میزان مصرف خود در نظر بگیرید تا قطعات زودتر از موعد، مستهلک نشوند و عمر طبیعی خود را از دست ندهند.

اجزای تشکیل دهنده آب شیرین کن صنعتی

سیستم تصفیه آب صنعتی از اجزا و بخشهای زیادی تشکیل شده است که در زیر به آنها اشاره شده است.

• شاسی: تمام قطعات آب شیرین کن صنعتی بر روی شاسی مونتاژ می شوند و شاسی نگهدارنده قطعات و تجهیزات تشکیل دهنده این دستگاه می باشد.با توجه به اسکلت ساختمانی هر یک از قطعات RO، استحکام آنها باید به اندازه‌ای باشد که قابل حمل و نقل باشند. اسکلت سیستم‌های اسمز معکوس باید تا حد قابل قبولی استوار و محکم باشد تا بتواند هم محوری الکتروموتور و پمپ فشار قوی را حفظ کند و نیز به خوبی از لوله‌ها و اتصالات محافظت کند. همچنین باید به اندازه کافی محکم باشد تا از وقوع ارتعاشات جلوگیری کند.معمول‌ترین متریال مورد استفاده در ساخت اسکلت، شاسی آهنی می باشد. البته در نواحی با نرخ خوردگی بالا نظیر محلهای شیرین سازی آب دریا از اسکلت فایبرگلاس استفاده می‌شود. شاسی با بدنه استیل، اغلب در صنایع دارویی و غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.یک پکیج RO کوچک با توجه به وزنش می‌تواند توسط چهار چوبی که از میله‌های 4 و 6 اینچی ساخته شده، پایدار بماند. همچنین اسکلت باید شامل میله‌های قطری مورب باشد تا بهنگام حمل و نقل از سیستم محافظت کند. اسکلت نگهدارنده وسایل ابزار دقیق و تابلوهای برق، مشابه اسکلت نگهدارنده‌ غشاها هستند. همچنین باید در ساخت و نصب اسکلت فلزی دقت کافی مبذول گردد تا نواحی مرده (که امکان جمع آب و نخاله در آن وجود دارد) بوجود نیاید.
• فیلتر شنی: فیلتر شنی املاح و ذرات معلق موجود در آب را از بین می برد.
• فیلتر کربنی: فیلتر کربنی رنگ، بو، مزه، کلر و سایر آلاینده‌های موثر بر عملکرد و عمر دستگاه را از بین می برد و طعم و بوی آب تولیدی را بهبود می بخشد.
• فیلتر کارتریج: فیلتر کارتریج به عنوان فیلتر پولیش نهایی استفاده می شود و آلودگیهای سنگین و انواع میکروب ها را از بین می برد.
• بوستر پمپ: بوستر پمپ که به آن پمپ تقویت کننده نیز گفته می شود، برای افزایش فشار آب و رساندن فشار به سطح ایده آل استفاده می گردد.
• پمپ تقویت کننده: پمپ تقویت کننده، فشار آب به داخل واحد RO را افزایش می دهد.
• پمپ فشار بالا: پمپ فشار بالا برای المنت ها جریانی یکنواخت فراهم می کند.
• ممبران: ممبران که هسته اصلی دستگاه تصفیه آب صنعتی می باشد، آب شور و آب دریا را تصفیه می کند و در بازیابی پسابهای صنعتی و شهری استفاده می شود. ممبران که به آن غشاء نیمه تراوا نیز گفته می شود، این قابلیت را دارد تا 99% املاح و ذرات موجود در آب را از بین می برد.
• وسل یا پرشر وسل: وسل همان محفظه ای است که ممبران در آن قرار می گیرد. پرشر وسل‌ها از سایز 4 اینچ تا 8 اینچ و بصورت ساید پورت (side port) و اند پورت (end port) در برندهای کد لاین (codeline) و وتک (vetec) در بازار ایران موجود هستند.پرشر وسلهای دریایی به دلیل فشار عملیاتی بالای سیستم می بایست فشار زیادی را تحمل کنند و به همین منظور قطر گوشته آنها بیشتر می باشد. تفاوت پرشروسل ها در جنس پوسته، ورودی و خروجی مواد، محدوده فشاری عملکرد، محدوده دمایی کارکرد، محدوده PH، اندازه و محل قرارگیری پورت‌های ورودی و خروجی می باشد.
• سیستم تزریق ضد رسوب و آنتی اسکالانت: این سیستم که به آن دوزینگ پمپ نیز گفته می شود، ماده ضد رسوب و آنتی اسکالانت را به آب اضافه می کند و از پوسته پوسته شدن غشاها و ممبران جلوگیری می نماید.
• محفظه تحت فشار: محفظه تحت فشار که با فایبرگلاس تقویت شده است، از غشاها در برابر فشارهای زیاد جلوگیری می کند.
• گیج فشار: گیج فشار بر فشار موجود در یک خط آب نظارت می کند و هم می تواند مستقیما روی هر خط آب نصب شود و هم روی صفحه کنترل نصب گردد.
• TDS متر: TDS متر تمام مواد جامد محلول موجود در آب و مقدار شفافیت آب را مشخص می کند.
• فلومتر: فلومتر سرعت جریان، مقدار گاز و سیال داخل لوله را اندازه گیری می کند. فلومتر همچنین حجم آب موجود در دستگاه را کنترل می کند و برای انجام این کار هم تنظیمات دستی دارد و هم تنظیمات اتوماتیک.
  فلومتر وسیله ایست که حجم مواد عبوری را نسبت به زمان اندازه گیری می کند. از فلومتر در بیشتر صنایع از جمله صنعت تصفیه آب استفاده می‌شود. دانستن مقدار دقیق جریان عبوری سیال، مانند آب امری حیاتی است و در سیستمهای اسمز معکوس فلومتر برای تعیین مقدار آب ورودی و در بعضی مواقع برای اندازه گیری مقدار آب تصفیه شده و همچنین بعضا برای اندازه گیری مقدار پساب تولید شده از دستگاه آب شیرین کن صنعتی کاربرد دارد.
• لوله‌ها: لوله‌ها به بخشهای مختلف دستگاه آبرسانی می کنند. لوله‌های فشار پایین از جنس یو پی وی سی هستند و لوله‌های فشار بالا جنس استیل دارند.
  باید لوله‌های فشار بالا کاملاً قادر به تحمل حداکثر پتانسیل فشار موجود در سیستم باشند. معمولاً از فولاد برای ساخت لوله‌های تحت فشار استفاده می‌شود. معمولاً اتصالات اصلی RO جوشی هستند. لیکن برخی از سازندگان سیستمهای تصفیه آب صنعتی، گاه از لوله و اتصالات پیچ و مهره ای هم استفاده می کنند که استحکام کمی داشته و از زیبایی ظاهری هم برخوردار نمی باشند.
  در ارتباط با منابع آبی که غلظت کلراید آنها از چند هزار ppm تجاوز می کند، استفاده از لوله و اتصالات از جنس استیل 316L پیشنهاد می گردد. غالباً برای لوله و اتصالات فشار پائین سیستم RO از جنس PVC استفاده می شود. گاهی نیز برای سیستمهای تولید آب فوق خالص پلی وینیل دی ‌فلوراید (PVDF) بکار می رود.
• سوییچ فشار بالا: سوییچ فشار بالا زمانی که آب مخزن پر شود، دستور خاموش کردن دستگاه را می دهد.
• سوییچ فشار پایین: سوییچ فشار پایین زمانی که آب مخزن کم شود، دستور روشن شدن سیستم را می دهد.
• سایر قطعات و تجهیزات: سایر قطعات استفاده شده در آب شیرین کن صنعتی مانند گیج، شیر برقی، لوله کشی تحت فشار، لوله کشی فشار پایین، پرشر سوئیچ، و غیره می بایست از جنسهای قابل قبول و با کیفیت که استانداردهای خوردگی و فشار را داشته باشند استفاده شود.

انواع پمپ برای دستگاه‌های آب شیرین کن صنعتی

پمپهای مورد استفاده در دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی در دو نوع متفاوت وجود دارند که هر کدام کاربرد مشخصی دارند. در ادامه به توضیح هر کدام پرداخته ایم.

پمپهای سانتریفیوژ جابجایی مثبت (Positive displacement) یا PD: پمپهایی هستند که راندمان بالایی دارند و انتخاب بسیار مناسبی برای آب شیرین کنهای سایز کوچک هستند.

پمپهای پیستونی (Plunger pumps): این پمپ ها آب را با فشار زیاد با سمت جلو پرتاب می کنند و می توانند فشاری تا 1000 پی اس ای بسازند. یکی از مشکلات عمده این پمپ ها لرزش بالای آن ها بوده که مشکلات زیادی به سیستم وارد می کند.

طراحی آب شیرین کن صنعتی

برای طراحی آب شیرین کن صنعتی جواب به این 3 سوال ضروری و راه را برای طراح آب شیرین کن هموار می سازد.

• آنالیز آب ورودی به آب شیرین کن صنعتی، اصلی ترین و مهم ترین آیتم برای طراحی یک پکیج تصفیه آب صنعتی می باشد.
• تعیین ظرفیت دستگاه برای این است که در نرم افزارهای طراحی RO بعد از مشخص کردن آنالیز آب ورودی به سیستم می‌بایست ظرفیت آب خروجی از دستگاه را مشخص نمود. این کار برای چیدن نوع و تعداد ممبران ها و فیلترها به طراح کمک میکند.
• تعیین نوع آب و آنالیز آب خروجی از دستگاه یکی دیگر از آیتمهایی است که باید در اختیار طراح قرار داد. این کار به طراح این اجازه را می دهد تا در انتخاب نوع فیلتر و متریال بهتر تصمیم بگیرد.

نرم افزارهای طراحی دستگاه اسمز معکوس

نرم افزار (ROSA (Reverse Osmosis System Analysis، ارائه شده توسط کمپانی DOW، نرم افزاری قدرتمند در طراحی سیستمهای اسمز معکوس است و از ویژگیهای این نرم افزار می توان به توانایی داشتن اطلاعات جزئی از آب خوراک و قدرت محاسبات یونی طراحیهایی با استانداردهای دنیا و تخمین نسبتا دقیق هزینه اشاره کرد.

بنابراین با استفاده از این نرم افزار می توان طراحی‌هایی مطابق با استانداردها داشت و همچنین گزارشی کلی از ساختمان سیستم اسمز معکوس و هزینه‌های مورد نیاز را ارائه داد.

طراحی آب شیرین کن RO با نرم افزار wave

نرم افزار جدید شرکت Dupont را می‌توان یک نرم افزار طراحی RO تمام عیار دانست، و این حداقل کاری است که می‌توانید با آن انجام دهید. خوبی این نرم افزار نسبت به دیگر نرم افزارهای مشابه این است که اطلاعات بسیار جامعی در گزارش خروجی به شما تحویل می‌دهد، که باعث می‌شود دید گسترده‌تری نسبت به سیستم RO خودتان داشته باشید. همچنین آنالیز هزینه‌های عملیاتی یکی دیگر از امکاناتی است که در این نرم افزار طراحی تصفیه آب صنعتی توسعه داده شده، تا جایی که می‌توانید هزینه هر متر مکعب آب تولیدی را به هر واحد پولی که مد نظرتان است محاسبه کنید.

مثلا می‌توانید حتی به تومان هزینه‌های مورد نظرتان را در اختیار داشته باشید. این نرم افزار جایگزینی برای نرم افزار ROSA است که قبلا توسط همین شرکت برای طراحی سیستم تصفیه اسمز معکوس ارائه شده بود.

طراحی آب شیرین کن صنعتی با نرم افزار ROSA

اگر تجربه استفاده از نرم افزار ROSA را دارید قطعا می دانید که تغییر دما طراحی انجام شده را با خطاهای محسوسی مواجه می کند که باعث کاهش دقت مدلسازی می شود. دلیل این خطا استفاده نرم افزار ROSA از موازنه حجم برای محاسبات است.

خوشبختانه در این نرم افزار طراحی سیستم تصفیه آب، چنین مشکلی برطرف شده و محاسبات طراحی سیستم بر اساس موازنه جرم صورت گرفته که با تغییرات دمایی منجر به خطا نمی شوند.

دستگاه تصفیه آب صنعتی RO برای تولید آب با خلوص بالا جهت آب ورودی به بویلرها، آب شرب، تصفیه پساب‌ها و کاربردهای متعدد دیگر استفاده می شوند. در سیستم تصفیه آبی که اصول طراحی رعایت شده است، اجزایی مثل گیج ها و فلومترها به منظور ارزیابی عملکرد دستگاه و تعیین اینکه تمیز کردن (CIP) غشا RO یا همان فیلتر ممبران چه زمانی موردنیاز است، مورد استفاده قرار می گیرند.

هر قدر میزان جامدات حل شده و معلق (TDS) در آب خام RO بیشتر باشد، انجام عمل CIP (اسید شویی) زود به زود اهمیت بیشتری پیدا می کند.

راه اندازی آب شیرین کن صنعتی

برای راه اندازی یک دستگاه تصفیه آب صنعتی، ابتدا می بایست ابعاد و اندازه دستگاه توسط شرکت سازنده سیستم تصفیه آب به کارفرما داده شود تا محیط مناسب جهت نصب و راه اندازی دستگاه مهیا گردد.

باید توجه نمود راه اندازی آب شیرین کن صنعتی کاری نیست که بخواهیم آن را خودمان انجام دهیم و حتما می بایست توسط فرد متخصص و مجرب که آشنا با این سیستم ها و طراحی آن باشد، انجام گردد. معمولا راه اندازی و نصب سیستمهای تصفیه آب صنعتی به عهده پیمانکار می باشد.

نکات مهم در نگهداری آب شیرین کن صنعتی

نگهداری از آب شیرین کن صنعتی آسان است و کار سختی نمی باشد اما اگر می خواهید عمر مفید دستگاه را بالاتر ببرید و باعث دیرتر آسیب دیدن آن شوید، بهتر است نکات زیر را رعایت کنید.

• دستگاه را در مکانی قرار دهید که از نظر دمایی مناسب باشد و سرد و مرطوب نباشد.
• هر 6 ماه، عملیات شست و شو را انجام دهید.
• در صورت تغییر رنگ فیلترها، آنها را تعویض کنید.
• از ماده ضد رسوب و آنتی اسکالانت حتما و به موقع استفاده نمایید.
• آب ورودی به دستگاه باید فاقد کلر باشد. آب شیر دارای کلر است، اگر می خواهید از آب شیر استفاده کنید، حتما میزان کلر آن را اندازه گیری نمایید.
• فشار روی دستگاه را با استفاده از فشارسنج اندازه گیری کنید. مراقب افت فشار و تغییر زیاد فشار باشید.

تفاوت آب شیرین کن با سختی گیر

1. مقایسه سختی گیر و اسمز معکوس در کاهش سختی آب: سختی گیر رزینی قادر به حذف سختی موقت می باشد در حالی که سیستم تصفیه آب اسمز معکوس قادر است سختی دائم را نیز حذف کند.
2. مقایسه سختی گیر و اسمز معکوس در کاهش TDS و شوری آب: در روش سختی‌گیر رزینی به خاطر اینکه یون سدیم با کلسیم و منزیم جایگزین می شود در این حالت با افزایش املاح میزان TDS و شوری آب بالا می رود. در روش اسمز معکوس به دلیل حذف کلیه املاح، TDS و شوری آب کاهش می یابد.
3. مقایسه سختی گیر و اسمز معکوس در حذف سیلیکا SIO2: سیستم سختیگیر رزینی توانایی حذف رسوبات ناشی از سیلیس ها نداشته در حالی اسمز معکوس می تواند سیلیکا را حذف کند.
4. مقایسه سختی گیر و اسمز معکوس در تولید آب آشامیدنی: سیستم اسمز معکوس کلیه رسوبات، نمک ها، فلزات سنگین، ویروس ها را حذف می کند سختی‌گیر رزینی سختی آب را کاهش اما شوری و TDS نمی تواند کاهش دهد. بنابراین برای تولید آب آشامیدنی بهترین گزینه اسمز معکوس می باشد.
5. مقایسه سختی گیر و اسمز معکوس از لحاظ بهره برداری: در سختیگیر کاتیونی یا رزینی نیاز به شستشو و احیاء نیاز به دقت و بهره برداری دقیق دارد اسمز معکوس نیاز به تعویض فیلتر و شستشوی ممبران ها دارد ولی نسبت به سیستم سختیگیر عملیات شستشوی کمتری نیاز دارد.
6. مقایسه سختی گیر و اسمز معکوس از لحاظ اقتصادی: قیمت سختی گیر رزینی نسبت به قیمت تصفیه آب اسمز معکوس پایین تر می باشد اما کیفیت تولید آب اسمز معکوس خیلی با کیفیت تر از سختی گیر رزینی می باشد.

سیستم تصفیه آب RO سینگل پس و دابل پس

یک سیستم اسمز معکوس تک پاس یک بار یک فرایند تصفیه را دنبال می کند. سیستمهای دوگانه RO از آب خالص تولید شده برای بار دوم استفاده می کنند به این ترتیب، آب دو بار قبل از رسیدن به شیر آب فیلتر شده است. آب تصفیه شده توسط سیستم دابل RO دو برابر دارای کیفیت بالاتری نسبت به سیستم تولید شده توسط یک سیستم سینگل پس است، زیرا در واقع دو بار فیلتر شده است. (البته سیستمهای دابل پس برای آب لوله کشی توصیه نمیشود)

تفاوت دیگر بین دو نوع فیلتر آب این است که سیستم دابل RO، ذرات دی اکسید کربن بیشتری را از طریق تزریق سوزنی بین منافذ ممبران‌ها حذف می کند. pH آب را افزایش می دهد و دی اکسید کربن را به کربنات و بی کربنات تبدیل می کند و باعث می شود که مسدود شود. اضافه کردن سوزاننده قبل از اولین بار تصفیه غیر ممکن است زیرا باعث می شود که ذرات کلسیم به غشای RO متصل شوند.

فیلتر ممبران چیست؟

ممبران دستگاه تصفیه آب صنعتی یا همان ممبران RO، فیلتری است ورقه ای که دور یک لوله به اسم نافی پیچیده شده است. فیلتر ممبران صنعتی جنس کامپوزیتی دارد که توسط یک غشاء نازک، پوشیده شده است. این غشاء نازک خود از سه لایه تشکیل شده است که به ترتیب عبارتند از:

1. یک لایه تنیده شده از جنس پلی استر
2. یک لایه پلی سولفون بسیار ریز متخلخل
3. یک لایه حصاری بسیار بسیار نازک از جنس پلی آمید در بالای تمامی لایه‌ها

تعداد لایه هر فیلتر بسته به مدل فیلتر ممبران صنعتی از 30 لایه به بالا دور نافی پیچیده می شود. فیلتر ممبران در داخل پرشر وسل‌ها به صورت سری، و پشت سر هم قرار می گیرند. البته تعداد فیلتر ممبران در هر دستگاه RO بستگی به طراحی، ظرفیت دستگاه و کیفیت آب ورودی دارد.

انواع ممبران RO

فیلتر ممبران آب شیرین کن صنعتی بسته به نوع آب ورودی و ظرفیت تولید هر فیلتر طبقه بندی و تقسیم می شوند.

فیلتر ممبرین صنعتی از نظر سایز:

• ممبران 4 اینچ
• ممبران 8 اینچ

و البته دیگر سایزهای فیلتر ممبرین، معمولا مرسوم نبوده و در بازار ایران به سختی قابل تهیه می باشد.

طبقه بندی فیلتر ممبرین بر اساس نوع آب ورودی به انواع:

1. فیلتر ممبران دریایی: این فیلترها مخصوص شیرین سازی و تصفیه آب دریا می باشند که در آب شیرین کن‌های دریایی استفاده می شوند.
2. فیلتر ممبران لب شور: این فیلترها برای دستگاه تصفیه آب صنعتی که بمنظور تصفیه آبهای شهری و چاه استفاده می شود. بیشترین استفاده از فیلتر ممبران صنعتی از همین مدل است که در انواع برندها و سایزها در بازار موجود است.

 علل خرابی فیلتر ممبران

در زیر برخی از دلایل فیلترهای ممبران را بر می شماریم.

• میزان مصرف از دستگاه تصفیه آب صنعتی
• آنالیز و کیفیت آب خروجی
• طراحی نادرست و غلط دستگاه
• کیفیت و عملکرد نامناسب پیش تصفیه‌های شنی
• کیفیت فیلتر
• اصل و تقلبی (fake) بودن ممبران

باید توجه نمود که فیلتر ممبران صنعتی برای حذف مواد معلق یا همان TDS آب، ساخته شده است و برای حذف ذرات معلق و کدورت آب (TSS و NTU) از فیلتر شنی باید استفاده شود. یکی از عمده خرابیهایی که برای فیلتر ممبران صنعتی رخ می دهد ایجاد رسوب و گرفتگی فیلتر ممبران است.

شست و شوی ممبرانهای دستگاه تصفیه آب صنعتی

مواد معدنی، بیولوژیکی، ذرات کلوئیدی و مواد آلی در اغلب موارد باعث گرفتگی ممبرانهای RO می شوند. بنابر این برای جلوگیری از گرفتگی منافذ غشای ممبرانهای RO و کاهش طول عمر آنها، شستشوی ممبران ها انجام می شود.

در صورت به وجود آمدن هر یک از شرایط زیر، ممبرانهای RO باید با مواد شمیایی مناسب شستشو شوند:

• کاهش جریان نرمال آب تصفیه شده خروجی از سیستم به میزان 10%
• افزایش مقدار نرمال عبور نمک و TDS آب به میزان 5 تا 10 درصد
• افزایش میزان افت فشار نرمال شده به میزان 10 تا 15 درصد (تفاضل فشار آب ورودی و فشار پساب)

در صورت به وجود آمدن هر یک از مسائل بالا باید سریعا نسبت به شستشوی ممبران ها اقدام کرد، در غیر این صورت احتمال این وجود دارد که ممبران ها دیگر به حالت اولیه خود باز نگردند و لایه‌های ممبران نیز با سرعت بیش تری دچار گرفتگی شوند.

نکته مهم: عواملی مانند پیش تصفیه نامناسب، عدم کنترل فشار و یا افزایش بازیافت نیز می توانند باعث کاهش جریان آب تصفیه شده و یا افزایش عبور نمک شوند. بنابر این قبل از اقدام برای شستشوی ممبران ها باید ابتدا علل و عوامل فوق را بررسی کنید، شاید با بررسی و رفع این مشکلات دیگر نیازی به شستشوی ممبران ها نباشد.

با توجه به نوع مواد و رسوبات تشکیل شده بر روی لایه‌های ممبران از مواد شوینده آلی یا غیر آلی برای شستشوی ممبران ها استفاده می شود.

شوینده‌های اسیدی برای شستشوی ممبران ها

برای شستشوی نمکهای غیر آلی مانند سولفات باریم (BaSO4 )، سولفات کلسیم (CaSO4)، کلسیم کربنات (CaCO3) و هم چنین اکسید فلزاتی مانند آهن از لایه‌های ممبرانهای RO از محلولهای شوینده اسیدی استفاده می شود.

برخی از مواد شوینده اسیدی مناسب برای حذف رسوبات غیر آلی از لایه‌های ممبران عبارتند از:

• محلول 0.2% هیدروکلریک اسید (HCL)
• محلول 0.5% فسفریک اسید (H3PO4)
• محلول 0.2% سولفامیک اسید
• محلول 1% سدیم هیدرو سولفید

شوینده‌های قلیایی برای شستشوی ممبران ها

برای شستشو و حذف سیلیس و مواد آلی از لایه‌های ممبران اسمز معکوس صنعتی از محلولهای شستشوی قلیایی استفاده می شود. رایج ترین محلولهای شستشو دهنده قلیایی ممبران شامل موارد زیر می باشند:

• محلول 0.1% سدیم هیدروکسید (NaOH)
• محلول 0.1% سدیم هیدروکسید (NaOH) و 1% نمک تتراسدیم حاصل از اتیلن دیامین تترا استیک اسید
• محلول 0.1% سدیم هیدروکسید (NaOH) و 5% نمک سدیم حاصل از دودسیل سولفات
• محلول 1% سدیم تری فسفات (STP)، 1% تری سدیم فسفات و 1% تترا سدیم حاصل از اتیلن دیامین تترا استیک اسید PH مربوط به محلولهای قلیایی شستشوی ممبران باید در حدود 12 و دمای آنها باید کمتر از 30 درجه سانتیگراد باشد.