061-33739660

دستگاه تصفیه آب صنعتی:

چندین روش برای دستگاه تصفیه آب صنعتی وجود دارد که به کاربر اجازه می دهد بیشترین استفاده از سیستم را ببرد. این مقاله چند تکنیک استفاده شده در طراحی RO را برای بهینه سازی عملکرد سیستم مورد بررسی قرار خواهد داد.

این تکنیک ها شامل استفاده مجدد از آب فاضلاب و گردش مجدد این آب برای افزایش ریکاوری کل در دستگاه تصفیه آب صنعتی است ، برای دستیابی به آب تصفیه شده فوق خالص ، طراحی ، کیفیت قطعات و فیلتر شنی عامل های بسیار مهمی هستند.

اجزا دستگاه تصفیه آب صنعتی:

سیستم های RO شامل اجزا اصلی زیر هستند:

1)      واحد تغذیه آب

2)      سیستم پیش تصفیه ( فیلتر شنی )

3)      واحد پمپاژ فشار بالا

4)      پرشر وسل

5)      ابزار دقیق و سیستم کنترل

6)      تصفیه آب و واحد ذخیره سازی

7)      واحد تمیزکننده ( فیلتر ممبران)

واحد دستگاه تصفیه آب صنعتی ( سیستم RO ) شامل پایه پرشر وسل ها ، لوله کشی متصل بین آنها ، پمپ طبقاتی ، منیفولدهای پساب تغلیظ و آب تصفیه شده است. فیلتر ممبرین در پرشر وسل نصب می شوند.  این مخازن دارای پورت های خروجی آب تصفیه شده در هر سمت خود هستند ( در انتها ) واقع شده ، و ورودی های آب فاضلاب و آب ورودی واقع در سمت های مخالف مخزن هستند. هر پرشر وسل شامل یک تا شش فیلتر ممبرین نصب شده به طور متوالی است.

همان طور که در بالا نشان داده شده، پرشر وسل فیلتر ممبرین اول و آخر به پلیت های انتهایی مخزن متصل شده اند. لوله های پرمیت فیلتر ممبرین ها در وسل با استفاده از اتصال دهنده ها به یکدیگر اتصال یافته اند. در یک سمت هر  فیلتر ممبران غشا اسمزی ، آب شور وجود دارد که گذرگاه بین لبه بیرونی ممبرین و دیواره داخلی مخزن پرشر وسل را مسدود می کند. این بتونه مانع از عبور آب خام از مدول غشا شده، و آن را وادار می کند از طریق کانال های موجود جریان پیدا کند.

همان طور که آب خام از هر فیلتر ممبرین عبور می کند ، بخشی از حجم آب به صورت تصفیه شده دفع می شود. غلظت نمک آب باقیمانده در امتداد مخزن افزایش پیدا می کند. لوله های پرمیت عمل تصفیه را با توجه به تمام عناصر متصل به هم انجام می دهند. آب تصفیه جمع آوری شده دارای پائین ترین میزان شوری در آب خام مخزن هستند ، و در جهت جریان آب تغلیظ به تدریج افزایش پیدا می کنند.

مراحل دستگاه تصفیه آب صنعتی به روش موازی

سیستم به گروه هایی از پرشر وسل به نام مراحل پساب تغلیظ تقسیم بندی می شود. این وسل ها در هر مرحله با توجه به جهت جریان آب خام و فاضلاب به طور موازی به هم متصل می شوند. همان طور که در زیر نشان داده شده، در هر مرحله بعد تعداد وسل های تحت فشار در جهت جریان آب خام ، معمولا با نسبت 2:1 کاهش پیدا می کند.

نحوه کار دستگاه تصفیه آب صنعتی دو مرحله ای

بنابراین، تصور می شود جریان آب ورودی از طریق مخازن تحت فشار دارای ساختاری شبیه به ساختار هرمی است : حجم بالایی از جریانات آب ورودی در پایه هرم ، و حجم نسبتا کمی از پساب تغلیظ شده در بالا باقی می ماند. کاهش تعداد مخازن تحت فشار موازی از مرحله ای به مرحله بعد کاهش حجم جریان آب ورودی را تعدیل می کند که به طور مستمر به آب تصفیه شده تبدیل می شود. در هر مرحله جریان آب تصفیه شده تمام مخازن در منیفولد جریان آب تصفیه شده با هم ترکیب می شوند.

هدف پیکربندی مخروطی مخازن تحت فشار حفظ میزان جریان آب خام/پساب تغلیظ در هر مخزن از طریق طول سیستم و حفظ جریان آب ورودی/تغلیظ در محدوده های تعیین شده برای هر نوع عنصر غشا است. جریان بسیار بالا از طریق مخزن تحت فشار منجر به افت فشار بالا و آسیب ساختاری به عنصر می شود. جریان بسیار پائین آشفتگی کافی ایجاد نمی کند، و منجر به غلظت نمک بیش از حد در سطح غشا می گردد. برای واحد RO معین، تعداد مراحل پساب تغلیظ به نسبت بازیافت آب تصفیه شده و تعداد فیلتر ممبران در هر مخزن بستگی دارد. به منظور اجتناب از قطبش بیش از حد پساب تغلیظ در سطح غشا، میزان بازیافت در هر عنصر غشا نباید از 18% متجاوز شود. طراحی دستگاه تصفیه آب صنعتی شورمزه یک عملکرد مهندسی رایج است به طوری که میزان بازیافت متوسط در هر 40 اینچ در امتداد عنصر غشا حدودا 9% خواهد بود. براین اساس، تعداد مراحل پساب تغلیظ برای واحد RO حاوی 6 عنصر در هر مخزن برای میزان بازیافت بیش از 60% دو، و برای میزان بازیافت بیش از 75% سه خواهد بود. در مخازن تحت فشار شامل هفت عنصر، پیکربندی دو مرحله ای برای میزان بازیافت بیش از 85% کافی خواهد بود. فیلتر شنی 

گردش مجدد پساب تغلیظ

 ساده ترین مونتاژ عنصر غشا شامل یک مخزن تحت فشار حاوی یک عنصر غشا است. هر پیکربندی استفاده شده در سیستم های بسیار کوچک می تواند با نسبت بازیافت آب تصفیه شده محدود، معمولا 15% عمل کند. به منظور افزایش نسبت بازیافت کلی سیستم و حفظ جریان پساب تغلیظ قابل قبول، بخشی از جریان پساب تغلیظ برای مکش پمپ فشار بالا بازگردانده می شود. پیکربندی بازیافت پساب تغلیظ نشان داده شده در زیر عمدتا در واحدهای RO بسیار کوچک استفاده می شود. مزیت این طراحی اندازه فشرده واحد دستگاه تصفیه آب صنعتی است. نقص طرح گردش مجدد با نیاز برای پمپ تغذیه بزرگ تر برای به کارگیری جریان بالاتر آب وروی مرتبط است. براین اساس، مصرف انرژی نسبتا بیشتر از مصرف موردنیاز در پیکربندی چندمرحله ای است. به علت مخلوط کردن آب ورودی با جریان پساب تغلیظ، شوری متوسط آب افزایش پیدا می کند. از این رو، هم فشار آب ورودی و هم شوری آب تصفیه شده بالاتر است.

نمودار جریان واحد RO تک مرحله ای با گردش مجدد پساب تغلیظ

مرحله بندی پساب تغلیظ

یک واحد RO تجاری معمولا شامل پمپ ساده و مجموعه چندمرحله ای از مخازن تحت فشار است. نمودار بلوکی ساده شده از واحد RO دو مرحله ای در صفحه بعد نشان داده شده است.

پساب تغلیظ از مرحله اول به جریان تغذیه مرحله دوم تبدیل می شود؛ منظور از اصطلاح مرحله بندی تغلیظ این است. جریانات و فشارها در واحد چندمرحله ای با شیر جریان پساب و تغذیه کنترل می شوند. شیر تغذیه پس از پمپ فشار بالا، جریان تغذیه را برای این واحد کنترل می کند. شیر جریان پساب در خروجی بلوک فیلتر ممبرین کنترل کننده فشار تغذیه است.

نمودار جریان سیستم RO دومرحله ای

توزیع جریان

در برخی موارد، متعادل کردن جریان آب تصفیه شده بین مراحل ضروری است. به عبارت دیگر، جریان آب تصفیه شده از مرحله اول را کاهش می دهد و جریان آب را از مرحله آخر افزایش می دهد. این را می توان در یکی از دو پیکربندی طراحی انجام داد. همان طور که نشان داده شده، یک راه حل نصب شیر بر روی خط جریان تصفیه شده از مرحله اول است.

با بستن این شیر، فشار پسین آب تصفیه شده افزایش خواهد یافت، این فشار محرک خالص را کاهش داده و جریان آب تصفیه شده از مرحله اول را کم می کند. جریان آب تصفیه شده با راه اندازی واحد RO با فشار ورودی بالاتر از محله دوم تولید می شود.

نمودار جریان دستگاه تصفیه آب صنعتی دومرحله ای با مهار کردن جریان آب تصفیه شده

راه حل دیگر نصب پمپ تقویت کننده بر روی خط پساب تغلیظ بین مرحله اول و دوم است. پمپ تقویت کننده فشار جریان ورودی را به سمت مرحله دوم افزایش داده، منجر به ایجاد جریان آب تصفیه شده بالاتر می شود. مزیت طراحی مهارکننده جریان آب تصفیه شده سادگی واحد RO و هزینه سرمایه پائین است. با این وجود، این طراحی منجر به اتلاف انرژی بیشتر به علت مهار کردن جریان آب تصفیه شده و مصرف انرژی بالاتر می شود. طراجی پمپ بین طبقه ای نیازمند اصلاح منیفولد فیلتر شنی بین طبقه ای و واحد پمپاژ اضافی است. هزینه سرمایه گذاری بالاتر از هزینه مربوط به طراحی اول است اما مصرف انرژی آن پائین تر می باشد.

نمودار جریان سیستم RO دو مرحله ای با پمپ بین طبقه ای

مرحله بندی جریان آب تصفیه شده

برای برخی کاربردها، ممکن است سیستم RO تک گذر قادر به تولید آب تصفیه شده با شوری موردنیاز نباشد. احتمال دارد با چنین شرایطی در دو نوع کاربرد RO مواجه نشوید:

سیستم های آب زیرزمینی RO که با آب تغذیه با شوری بسیار کم، با نسبت بازیابی بالا و/یا دمای آب تغذیه بالا عمل می کنند.

کاربردهای RO شورمزه که نیازمند تامین جریان آب تصفیه شده با شوری بسیار کم برای بویلرهای فشار یا تولید آب شستشو برای کاربردهای میکروالکترونیک هستند.

برای کاهش بیشتر شوری آب تصفیه شده، آب تصفیه شده ای که در گذر اول تولید شده، بار دیگر در سیستم RO دوم نمک زدایی می شود ( فیلتر شنی ) این پیکربندی طراحی دوگذر یا مرحله بندی جریان آب تصفیه شده نامیده می شود. بسته به شرایط کیفیت، تمام یا بخشی از حجم آب تصیه شده گذر تول بار دیگر در سیستم گذر دوم نمک زدایی می گردد. پیکربندی سیستم به صورت سیستم دو گذر کامل یا نسبی بسته به اینکه تمام جریان آب تصفیه شده وارد جریان گذر دوم می شود یا خیر شناخته شده است.

جریان آب تصفیه شده گذر اول آب بسیار تمیزی است که حاوی غلظت های بسیار پائین ذرات معلق و نمک های حل شده است؛ بنابراین، نیاز به هیچ پیش تصفیه ای ندارد. سیستم گذر دوم می تواند با جریان آب تصفیه شده نسبتا بالا و میزان بازیابی بالا عمل کند. پارامترهای طراحی معمول برای واحد RO گذر دوم شامل نرخ جریان آب تصفیه شده 20 gfd و میزان بازایبی 90-85% هستند. در سیستم دو گذر، جریان آب تصفیه شده از گذر دوم از طریق مخزن ذخیره سازی عبور کرده یا مستقیما وارد قسمت مکش گذر دوم با پمپ فشار بالا می شود. چندین پیکربندی از واحدهای RO دو گذر وجود دارند. یک پیکربندی که شامل سیستم دو گذر نسبی است و در اینجا نشان داده شده، جریان آب تصفیه شده از گذر اول را به دو سیستم تقسیم بندی می کند.

نمودار جریان دستگاه تصفیه آب صنعتی دوگذر نسبی

یک جریان توسط واحد گذر دوم پردازش شده، و پس از آن با بخش پردازش شده جریان آب تصفیه شده از گذر اول مخلوط می شود. مشروط به اینکه سیستم گذر دوم نسبی می تواند کیفیت جریان آب تصفیه شده موردنیاز را تولید کند، این پیکربندی منجر به هزینه های سرمایه و عملیات پائین تر، و نیز میزان بازیابی جریان آب تصفیه شده مخلوط (استفاده از آب تغذیه) در مقایسه با سیستم دو گذر کامل می شود. ( فیلتر شنی )

پروسه مشابه در سیستم های دوگذر برگرداندن پساب تغلیظ از واحد گذر دوم به قسمت مکش پمپ فشار بالای واحد گذر اول است. غلظت نمک های حل نشده در پساب تغلیظ از مرحله دوم معمولا کمتر از غلظت جریان تغذیه برای واحد گذر اول است. از این رو، مخلوط کردن آب تغذیه با پساب تغلیظ گذر دوم شوری آب تغذیه را کاهش داده، و استفاده کلی از این آب را افزایش می دهد.

نظرات
عنوان نظر :
نام شما :
ایمیل :