تصفیه آب صنعتی
از نیازهای مهم صنایع مختلف، دسترسی به منابع آبی با ظرفیت بالا است و استفاده از آب تصفیه شده در بسیاری از صنایع امری غیرقابل از اجتناب است. از این رو برای تصفیه آب صنعتی از دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی استفاده می‌شود، که یکی از تجهیزات اصلی صنایع مختلف است. به دلایل زیر سیستم تصفیه آب صنعتی در سراسر جهان بسیار پرکاربرد است:
- کاهش میزان خوردگی تجهیزات مختلف
- جلوگیری از اکسیده شدن مواد
- کاهش میزان رسوب گرفتگی قطعات و دستگاه‌ها به دلیل کاهش سختی آب
- جلوگیری از رشد مواد بیولوژیک و باکتری‌ها
- بهبود عملکرد و افزایش راندمان قطعات ودستگاه‌ها
- افزایش چشمگیر کیفیت تولید
دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی
دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی برای پاکسازی آب از روش‌های مختلفی استفاده می‌کنند. اینکه کدام روش و کدام نوع دستگاه‌ها تصفیه آب صنعتی انتخاب شود بستگی به کمیت و کیفیت آب صنعتی مورد نیاز دارد. کمیت آب صنعتی موردنیاز با توجه به میزان مصرف دستگاه‌ها، تجهیزات و فرایندهای تولید تخمین زده می‌شود. کیفیت آب صنعتی مورد نیاز نیز با در نظر گرفتن شاخص‌هایی نظیر سختی آب، کانداکتیوتی، EC,TDS,TSS و … محاسبه می‌شود. متداولترین نوع و روش دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی، اسمز معکوس یا RO است.
انواع روش‌های تصفیه آب صنعتی
در سیستم‌های تصفیه آب صنعتی از روش‌های گوناگونی برای تصفیه آب استفاده می‌شود. از جمله رایج ترین این روشها عبارتند از:
روش تبادل یونی
روش تبادل یونی معمولاً برای از بین بردن سختی آب و تولید آب فوق خالص مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش آب با عبور از بسترهای مواد شیمیایی خاص که تمایل شدیدی به تبادل یون و بارالکتریکی دارند، پاکسازی می‌شود. به این معنی که ذرات تشکیل دهنده ی بستر با یون‌های مضر و سختی‌زای محلول در آب وارد تبادل یونی شده و آن‌ها را از آب جدا می‌کنند. رایج‌ترین سیستم تصفیه تبادل یونی، استفاده از بسترهای رزینی برای از بین بردن مواد سختی زا در آب شهری است. در این روش یون‌های سدیمی را به رزین اضافه کرده و این یون‌ها با کاتیون‌های کلسیم و منیزیم موجود در آب تبادل یونی انجام داده و آن‌ها را از آب جدا می‌سازند. سیستم‌های تصفیه صنعتی تبادل یونی در صنایع مختلفی چون: صنایع غذایی و نوشیدنی، پرداخت فلز، تصفیه فاضلاب، تصفیه آب آشامیدنی و … کاربرد دارد. از معایب این روش می‌توان به بالا بودن میزان مصرف مواد شیمیایی تبادلی و یا احیا کننده و همچنین نیاز به فضای زیاد اشاره کرد.
روش فیلتراسیون
در این روش از انواع فیلترهای شنی، غشایی، کربنی و … برای جداسازی آلاینده‌ها از آب استفاده می‌شود. روش فیلتراسیون انواع مختلفی چون میکروفیلتراسیون، نانو فیلتراسیون و اولترافیلتراسیون دارد که در هر کدام با توجه به فیلتربه کار رفته سطح مشخصی از آالاینده‌ها جداسازی می‌شوند.
روش الکترودیونیزاسیون
در الکترودیونیزاسیون از هر دو روش تبادل یونی و فیلتراسیون غشایی استفاده می‌شود. بعداز یک مرحله فیلتراسیون آب در معرض تبادل یونی قرار می‌گیرد. در نهایت آب خروجی خالص و دارای بار و هدایت الکتریکی به مقدار کم است. مهم‌ترین امتیاز این روش نسبت به روش تبادل یونی، احیای فیلترها به وسیله ی جریان برق، بصورت پیوسته و بدون نیاز به مواد شیمیایی است.
روش الکترودیالیز معکوس
این روش بیشتر مورد استفاده سیستم‌های تصفیه آب آشامیدنی و یا آب صنعتی با میزان سختی و آلایندگی کمتر از پنج هزار می‌باشد. در این روش با استفاده از برقرای جریان برق DC و فیلترهای آنیونی وکاتیونی آب خالص و تصفیه می‌شود.
روش اسمز معکوس (RO)
روش اسمز معکوس مؤثرترین روش تصفیه آب به شمار می‌رود و در بین دستگاه‌های تصفیه در انواع خانگی، نیمه صنعتی و صنعتی بهترین روش است. دستگاه‌های تصفیه که از روش اسمز معکوس استفاده می‌کنند قادر به حذف کامل مواد جامد، آلاینده‌های شیمیایی، نیترات، نیتریت، سرب، جیوه، نمک، املاح و از بین بردن سختی آب هستند. در روش اسمز معکوس از فیلترهای از جنس پلی آمید به نام ممبران استفاده می‌شود. ممبران در ساختار خود حفره‌ها و سوراخ‌های بسیار ریز دارد که تمامی ذرات جامد را از آب گرفته و جدا می‌کند. آب ورودی توسط پمپ با فشار توسط لوله‌ها به داخل محفظه ممبران وارد می‌شود. آب خوراک از منافذ لایه به لایه ممبران عبور می‌کند و بعد از چند مرحله فیلتر شدن از طریق لوله‌های خروجی خارج می‌شود. معمولاً برای عملکرد بهتر سیستم‌های اسمز معکوس از یک فیلتر شنی قبل از ورودی آب جهت جلوگیری از ورود گل و لای و ذرات جامد به سیستم استفاده می‌شود.
اجزای دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس صنعتی
در دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس از قطعات زیادی استفاده می‌شود که مهم‌ترین ان‌ها عبارتند از:
- مخزن ذخیره آب: در دستگاه‌های تصفیه آب معمولاً از دو مخزن استفاده می‌شود. یکی از این مخازن آب خام یا آب خوراک را جهت کاهش نوسان و فشار آب در خود ذخیره می‌کند ودیگری نیز برای ذخیره سازی آب تصفیه و تولید شده توسط دستگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. جنس و ابعاد این مخزن‌ها بسته به کاربرد و ظرفیت می‌تواند از پلی اتیلن تک لایه، سه و یا پنج لایه باشد. در ظرفیت‌ها و اندازه‌های بزرگتر از جنس فلزاتی چون استیل و یا بتن استفاده می‌شود.
- پمپ: وظیفه ی پمپ آب خوراک، پمپاژ آب موجود در مخزن آب ورودی به محفظه ی ممبران است. انتخاب پمپ با توجه به فاکتورهای چون هد، دبی،محاسبه NPSH پمپ و کاویتالاسیون انجام می‌شود. دبی پمپ آب ورودی باید ۲۰ تا ۳۰ درصد از ظرفیت دستگاه بالاتر باشد.
- فیلتر شنی و یا فیلتر کربنی: با توجه به میزان آلودگی و ناخالصی آب از یکی از این دو فیلتر و یا هر دو به عنوان پیش تصفیه در مسیر سیستم اسمز معکوس استفاده می‌شود.
- پمپ فشار قوی: این پمپ وظیفه‌ی تامین فشار مورد نیاز برای عبور آب از لایه‌های ممبران و ایجاد فشار اسمز معکوس استفاده می‌شود. جنس، قدرت و سایر ویژگی‌های این پمپ براساس شرایط محیطی، شرایط آب خوراک و .. انتخاب می‌شود.
- فیلتر ممبران: قدرت و ظرفیت دستگاه براساس تعداد و نوع فیلتر ممبران به کار رفته در آن تعیین می‌شود. ممبران یک فیلتر کامپوزیتی نازک و متشکل از سه لایه است که مهم‌ترین واصلی‌ترین قسمت سیستم تصفیه محسوب می‌شود.
- پرشر وسل: پرشر وسل در واقع نگهدارنده ومحفظه ممبران محسوب می‌شود. پرشر وسل‌ها سایز، فشار کاری، تعداد ممبران پوشش دهنده و نوع ورودی متفاوتی دارند.
- سوییچهای فشار بالا و پایین: از این دو سوییچ برای کنترل افت فشار در دهانه ورودی و کنترل افزایش فشار در خروجی پمپ فشار قوی استفاده می‌شود. چرا که افت فشار و یا افزایش فشار آب از سطح مجاز تعیین شده به سیستم آسیب می‌رساند.
- پرشر گیج، دبی سنج، پرشر سوییچ، تابلو برق، سوییچهای فشار بالا و پایین نیز سایر قطعات به کار رفته در این سیستم هستند.
مزایای استفاده از تصفیه آب صنعتی RO
- قابل طراحی برای مقادیر و ظرفیت‌های متفاوت
- توانایی از بین بردن کامل مواد شیمیایی، نیترات‌ها، آلاینده‌ها، جیوه و… از آب
- هزینه نگهداری کم
- راهبری آسان
- میزان مصرف کم انرژی
- اقتصادی ترین روش تصفیه و نمک زدایی
- قابل استفاده در صنایع ومصارف مختلف
- امکان بازیابی مجدد پساب دستگاه توسط خود دستگاه
- قابلیت استفاده برای انواع آب با درجات مختلفی از سختی و آلودگی
- اضافه نکردن هیچگونه ناخالصی ای به پساب غیر از آنچه در آب موجود بوده
- عدم نیاز به متوقف کردن کامل سیستم، در صورت بروز خرابی در قطعات
کاربردهای دستگاه تصفیه آب صنعتی
از رایج ترین و عمده ترین کاربردهای دستگاه تصفیه آب صنعتی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- در تهیه وتولید آب مورد نیاز دامداری برای سرعت بخشیدن به رشد دام و طیور
- نمک زدایی و شیرین سازی آب‌های شور جهت استفاده آشامیدنی را انجام می‌دهد.
- تأمین و تولید آب مورد نیاز مصارف کشاورزی که با از بین بردن سختی و مواد مضر موجب کاهش نیاز به کودها ومواد شیمیایی، جلوگیری از تحلیل رفتن خاک، رشد یکنواخت‌تر محصول در سرتاسر زمین، افزایش طول عمر محصول و کاهش هزینه های نگهداری از محصول می‌شود.
- به عنوان آب شیرین کن در گلخانه‌ها استفاده می‌شود که به دلیل حذف رسوبات از آب باعث جلوگیری از مسدود شدن لوله‌های آبیاری قطره‌ی، از بین رفتن خاک و بهبود کیفیت محصولات می‌شود.
- در کارخانجات دارو سازی، آرایشی و بهداشتی، پتروشیمی، فولاد، نساجی، کاغذ سازی، رنگ سازی مورد استفاده قرار می‌پیرد.
- با تصفیه آب، منابع آبی مورد نیاز نیروگاه‌های بخار و سیکل ترکیبی را تأمین می‌کند.
- وظیفه‌ی تأمین آب دیگ‌های بخار، بویلرها، سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی را برعهده دارد.
- آب دستگاه‌های دیالیز مورد استفاده در بیمارستان ها را تصفیه و تأمین می‌سازد.
- در کارخانجات تولید مواد غذایی و نوشیدنی‌ها، کیفیت آب مورد نیاز را بهبود بخشیده و آن را قابل شرب می‌سازد.
- در مرغداری‌ها، مراکز پرورش ماهی به صورت نیمه صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.