اسمز معکوس (RO) - اولترافیلتراسیون (UF) - ضدعفونی آب با اشعه فرابنفش (UV)

شماره های تماس: 88440102 - 88427972

تلگرام آواب صنعت

کانال تلگرام آواب صنعت

سوالات متداول


انتخاب غشاء مناسب برای اسمز معکوس

غشاء را معمولا از استات سلولز، پلی آمید، پلی فنیل اکسید و غیره تهیه می کنند. غشاء مناسب برای اسمز معکوس باید دارای ویژگی های خاصی باشد. از جمله آن ویژگی ها میتوان گفت که باید در برابر حمله مواد شیمیایی یا بیولوژیکی مقاوم بوده و قدرت تحمل فشار اعمال شده را داشته باشد و از همه مهمتر در برابر تغییرات pH مقاوم باشد. محدود pH قابل تحمل برای غشاء استات سلولزی 3 تا 8 و برای تری استات سلولزی 2 تا 9 و برای پلی آمیدی 2 تا 10 می باشد. امروزه غشاها را از مخلوط استات سلولز و تری استات سلولز می سازند. به تازگی نوع جدیدی از غشاها از جنس پلی سولفان باردار به بازار عرضه شده است که مزیت خوب استات سلولزی ( تحمل کلراین ) و مزیت خوب پلی آمیدی ( دبی زیاد ) را داراست که بهای آن بسیار زیاد است. علاوه بر تصفیه مقدماتی لازم برای هر نوع اسمز معکوس، برای جلوگیری از آلودگی غشاء برای بعضی از غشاها تصفیه مقدماتی ویژه ای لازم می شود . بعنوان مثال حذف کلراین از آب ورودی به اسمز معکوس با غشاء پلی آمیدی و نیز تنظیم pH آب ورودی برای جلوگیری از هیدرولیز غشاء از جنس استات سلولز ضروری می باشد. لازم است بار دیگر به تفاوت غشاهای از نوع سلولزی و پلی آمیدی از نظر وجود کلراین در آب ورودی به RO تاکید شود . برای غشاهای استات سلولزی باید در آب ورودی به مقدار کافی کلراین ( حدود یک ppm ) وجود داشته باشدتا از رشد و فعالیت میکرو ارگانسیم ها جلوگیری شود. در حالیکه برای غشاهای پلی آمیدی نباید هیچگونه کلراینی در آب ورودی وجودداشته باشد. چون این غشا ها بشدت با کلراین تخریب می شوند . از این رو هنگام مواجهه با غشای پلی آمیدی همواره باید کارایی سیستم های حذف کلراین ارزشیابی شده و از حذف کلراین در آب ورودی به اسمز معکوس اطمینان کامل حاصل شود . بعضی از سازندگان غشاء، قدرت تحمل غشاء نسبت به ماده اکسیدانی مثل کلراین را به صورت ppm.hr بیان می کنند . مثلا مقدار مجاز اکسیدان ppm.hr 2000 معرف آن است که غشا می تواند آبی با غلظت 1ppm ماده اکسیدان چون کلراین را به مدت 2000 ساعت قبل از شروع تخریب غشاء تحمل نماید . برای حذف ماده اکسیدان معمولا از ماده احیا کننده بی سولفیت سدیم استفاده می شود که مقدار مورد نیاز آن حدود 1ppm بیشتر از غلظت کلراین یا هر ماده اکسیدان موجود در آب است. اما باید توجه داشت که غلظت بیشتر بی سولفیت سدیم باعث ایجاد محیط احیایی در آب می شود که خود باعث رشد، استمرار عمر و دوام باکتری های بی هوازی می شود. معیار مناسب بودن غلظت بی سولفیت سدیم برای کنترل غلظت ماده اکسیدان محلول در آب ورودی به RO، اندازه گیری پتانسیل اکسیداسیون – احیا با دستگاه ORP متر می باشد. لازم است که دستگاه ORP متر در شرایط اضطراری به طور اتوماتیک هشدار یا آلارم دهد و در صورت لزوم، سیستم RO را از سرویس خارج نماید. اگر ORP مقدار منفی باشد، معرف آن است که محیط احیایی بوده و غلظت سولفیت سدیم بیشتر از حد مجاز است بنابراین بویژه اگر مقدار آن mV200 تا -100mV باشد، خطر رشد و فعالیت باکتری های هوازی وجود خواهد داشت. شرایط استاندارد آن است که ORP مقدار مثبتی در حدود کمتر از 200mV داشته باشد. بدلیل اهمیت و حساسیت زیاد غشاء پلی آمیدی به مواد اکسیدان در بعضی از صنایع از سیستم کنترل دوگانه استفاده می شود، به این صورت که از دو سیستم کنترل استفاده می کنند که در صورت نقص یکی، دومی از ورود غیر مجاز ماده اکسیدان جلوگیری کند. پارامتر کلیدی دیگر برای ایجاد سازگاری بین کیفیت آب و غشاء، pH آب است. غشاء پلی آمیدی مقاومت خوبی در مقابل تغییرات PH دارد اما غشاء استات سلولزی به تغییرات pH بسیار حساس می باشد. چون در pH بازی بویژه در دماهای بالاتر از محیط ، سرعت هیدرولیز استات سلولز قابل توجه می باشد. PH مطلوب برای به حداقل رسیدن هیدرولیز غشاء سلولزی 8/4 می باشد، باید توجه داشت PH آب شور بالاتر از pH آب شیرین می باشد و این به خاطر تغلیظ بی کربنات در آب شور خروجی از واحد RO می باشد. در المنتهای انتهایی یک مدول RO ( المانی که آخرین بخش خوراک در آن به جریان غلیظ ( شور ) و شیرین ( محصول ) تبدیل می شود ) pH بالاتری نسبت به pH آب ورودی وجود دارد. بنابراین کاهش کارایی RO ناشی از هیدرولیز غشاء بیشتر در المنتهای انتهایی یک مدول صورت می پذیرد. در عمل باید سعی کرد که pH آب ورودی حدود 5/6 باشد.

تعدادی از موارد استفاده اولترا فیلتراسیون (UF)

اولترافیلتراسیون یا به اختصار UF، یکی از انواع فرایندهای تصفیه غشایی می باشد که مهمترین نقش آن کاهش کدورت، حذف انواع انگل ها و آلودگی ها می باشد. فشار عملکرد غشاء اولترافیلتر 1 الی 3 بار می باشد که در مقایسه با سیستم های اسمز معکوس (RO) به مراتب پایین تر می باشند.اولترافیلتراسیون می تواند به عنوان پیش تصفیه، در کنار مخازن شن و کربن و همچنین فیلترهای میکرونی(کارتریج)، برای دستگاه های RO به کار رود. البته از این سیستم ها در بسیاری موارد به طور مستقل نیز استفاده می شود. به عنوان مثال این نوع تصفیه یکی از بهترین گزینه جهت تولید آب شرب در مناطق صعب العبور و سخت و همچنین روستا ها می باشد. یکی دیگر از مزیت های این نوع تصفیه میزان راندمان بالا (95%) می باشد. بر خلاف دستگاه های RO که این میزان به مراتب پایین تر می باشد. بنابراین میزان دور ریز این نوع تصفیه بسیار پایین می باشد.

دسته بندی خواص فیزیکی-شیمیایی غشاءها (ممبران)های اسمز معکوس

بررسی خواص غشاء از لحاظ پیش بینی چگونگی انجام فرایند جداسازی توسط آنها مفید است . این خواص با توجه به موادی که در ساخت غشاء به کار گرفته شده است ، روش ساخت و اصلاحات بعدی حاصل می گردد . خواص غشاء را می توان به دو دسته فیزیکی و شیمیایی تقسیم بندی نمود : 1 . خواص فیزیکی : الف : اندازه حفره های غشاء : ذراتی که بزرگتر از اندازه حفرات غشاء باشند نمی توانند از غشاء عبور نمایند . به طور کلی اندازه منافذ غشاء به دو صورت قطر منافذ و یا (Molecular weight cut-off) بیان می شود . (این فاکتور معمولا از طریق اندازه گیری میزان عبور یک پلیمر خاص از درون حفره های غشاء بدست می اید . اندیس (MWCO) برابر وزن مولکولی پلیمری است که بیش از 90 درصد ان توسط غشاء دفع شود) . ب : توزیع اندازه حفرات : اندازه حفرات یک غشاء یکسان نیست . هر غشایی یک اندازه اسمی دارد که نشان گر متوسط اندازه حفره هاست . حفره های کوچکتر و بزرگتر از اندازه اسمی نیز در غشاء وجود دارند . توزیع اندازه حفره های غشاء نشان دهنده محدوده تغییر اندازه حفره ها و تعداد نسبی آنهاست . هر چه توزیع اندازه حفرات یکنواخت تر باشد جداسازی در عمل با انتظارات ما نزدیکتر خواهد بود . ج : تعداد حفرات : تعداد حفرات در واحد سطح ، دانسیته حفره نامیده می شود که حدود 108 تا 109 حفره در سانتی متر مربع است تعداد حفرات بیانگر سهولت اجزایی است که می توانند از غشاء عبور کنند . د: شکل حفره ها : حفره های غشاء به ندرت به صورت استوانه ای هستند و در اغلب موارد به شکل معابر پر پیچ و خم می باشند . مسلما هر چه حفره پیچ و خم کمتری داشته باشد ، عبور اجزا از ان ساده تر خواهد بود . و: ضخامت غشاء : ضخامت کمتر غشاء بیانگر مقاومت کمتر در مقابل انتقال جرم است . غشاءهای بسیار نازک دارای یک نگهدارنده هستند که مقاومت مکانیکی لازم را فراهم می اورد . ه: تخلخل : که نشان دهنده فضای آزاد موجود در غشاء است . در بسیاری از غشاءها حدود 60 تا 80 درصد غشاء باز است که باعث عبور سیال می شود . ن: چروک خوردگی : سطح غشاء می تواند صاف یا دارای چین و چروک باشد . این مسئله تاثیر مهمی در جذب یا دفع مواد بر روی سطح غشاء دارد 2 . خواص شیمیایی : الف : بار سطحی : اجزای شیمیایی موجود در سطح غشاء ممکن است دارای گروههای عامل خنثی یا باردار (مثبت ومنفی) باشند . بار سطحی غشاء از این جهت اهمیت دارد که عامل جاذبه یا دافعه الکترواستاتیکی بین غشاء و ذرات موجود در محلول است . بار سطحی غشاء به قدرت یونی محلول مجاور آن بستگی دارد . ب: هدایت الکتریکی : اکثر غشاءهای پلیمری هادی الکتریسیته نیستند ولی غشاءهای هادی نیز ساخته شده اند . ج: جذب کنندگی : با توجه به عوامل موجود در سطح غشاء و بار ، انها امکان جذب یا دفع ذرات توسط سطح غشاء وجود دارد . به علاوه بسیاری از ذراتی که داخل حفره های غشاء می گردند جذب سطح داخلی حفره ها شده و امکان عبور از آنها را نمی یابند . و: آبدوست یا آبگریز بودن غشاء : غشاء ممکن است ابدوست یا آبگریز باشد . این موضوع با توجه به ساختار مولکولی سطح غشاء حاصل می شود . با تغییر و اصلاح سطح غشاء می توان این خاصیت را تغییر داد . آبدوستی یا ابگریزی می تواند در جداسازی تاثیر بگذارد .

تجهیزات اصلی دستگاه تصفیه آب به روش اسمز معکوس کدام هستند؟

پمپ تغدیه(Feed Pump): این پمپ از نوع سانتریفیوژ بوده و به منظور تأمین فشار اولیه ورود آب خام به مدار تصفیه تعبیه می گردد. نوع دور متغیر این نوع پمپ ها برای جبران افت فشار آب در نتیجه عبور از مراحل پیش تصفیه مورد استفاده قرار می گیرند. ممبران (Membrane): ممبران قطعه ای سیلندری شکل است که در واقع همان غشاءهای نیمه تراوا می باشند که با ایجاد فشار اسمزی در جداره خارجی آن عمل فیلتراسیون (تصفیه آب) صورت می گیرد. پرشروسل (Pressure Vessel): محفظه نگهدارنده ممبران ها را پرشروسل می نامند. این محفظه می تواند از جنس استیل یا فایبر گلاس باشد که در سایزهای مختلف و با قابلیت جای دهی چندین ممبران موجود می باشد. آب خام ورودی با فشار بین جداره خارجی ممبران و جداره داخلی پرشر وسل پمپ می شود. پمپ طبقاتی فشار بالا ( High Pressure Pump): از آنجایی که اساس کار تصفیه آب بر اساس اختلاف فشار اسمزی است برای تأمین این فشار از پمپ های طبقاتی که فشار بالایی را تامین میکند استفاده می شود. فیلتر میکرونی (Cartridge Filter): ورود ذرات معلق بزرگتر از 5 میکرون باعث آسیب رساندن به ممبران میگردد، برای جلوگیری از این امر استفاده از فیلترهای میکرونی الزامی است. این فیلتر ها در ورودی آب خام که تعداد و سایز آنها با توجه به شرایط آب ورودی تعیین می شود. دوزینگ پمپ (Dosing Pump): پمپی کوچک است که به منظور تزریق آنتی اسکالانت و با سایر مواد شیمیایی با هدف جلوگیری از ایجاد رسوب، لخته سازی و یا ضدعفونی در جداره ممبران به آب اضافه می شود. روتامتر (Rotameter): در واقع نوعی فلومتر مکانیکی می باشد که در ورودی آب خام و خروجی آب تصفیه نصب می گردد و با رصد کردن این دو می توان به میزان راندمان دستگاه تصفیه پی برد. گیج فشار (Pressure Gauge): به منظور اطلاع از صحت عملکرد ممبرانها و فیلتر میکرونی و قسمتهای مختلف سیستم از گیج های فشار استفاده می شود. بدین معنی که با ملاحظه تغییرات قابل توجه فشار در مدار تصفیه می توان پی برد که قسمتی از دستگاه به طور مطلوب کار نمی کند. به عنوان مثال ممکن است ممبران ها دچار گرفتگی شده و باعث بالا رفتن فشار شوند که توسط گیج فشار قابل ملاحظه است. METER TDS: برای مشاهده لحظه به لحظه املاح محلول در آب به کار می رود به عبارت دیگر نشانه عملکرد صحیح سیستم تصفیه می باشد. تابلوی کنترلی (Electrical Control Box): تابلوی کنترلی شامل مدارهای حفاظتی و ابزارآلات کنترل اتومات سیستم می باشد و وظیفه برق رسانی به قسمت های اصلی و تجهیزات جانبی را بر عهده دارد. تجهیزات جانبی (Accessories): تجهیزات کنترلی: مانند پرشر سوئیچ، شیر برقی، شیر های سوزنی، PH متر و ... مخازن پلی اتیلن: جهت آنتی اسکالانت و اسید و بازشویی ممبران ها فیلتر زغالی: جهت حذف رنگ و بو و کلر باقیمانده فیلتر شنی: جهت حذف ذرات درشت بزرگتر از 20 میکرون لوله و اتصالات فشار قوی و فشار ضعیف

"اسمز معکوس-Reverse Osmosis" به چه معنا می باشد؟

اسمز معکوس فرآیندی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشاءی نیمه‌تراوا استفاده می‌شود. اگر یک غشاءی نیمه‌تراوا بین دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گیرد آب بطور طبیعی و تحت خاصیت اسمزی از غلظت بالاتر به غلظت پائین‌تر جریان می‌یابد. این پدیده تا زمانی که غلظت دو طرف برابر گردند ادامه خواهد یافت. در حالت تعادل اختلاف فشار بین دو طرف غشاءء برابر اختلاف فشار اسمزی است. اگر فشاری برابر با اختلاف فشار اسمزی به محلول غلیظ‌تر اعمال گردد جریان آب قطع خواهد شد. در صورتیکه فشار اعمال شده بیشتر از فشار اسمزی باشد جهت جریان طبیعی آب معکوس خواهد گردید و این امر اساس کار "اسمز معکوس" می باشد.

فشار اسمزی (Osmosis Pressure) چیست؟

غشاءء نیمه تراوایی را در نظر بگیرید که در دو طرف آن محلولی با غلظت های مختلف وجود دارد. مواد محلول در موقع تماس با غشاءء به آن فشار وارد میکنند و طرفی که ذرات محلول بیشتری در آن وجود دارد فشار بیشتری را تحمل می کند. در اثر همین فشار محلول از طرفی که غلظت آن بیشتر است به ناحیه با غلظت کمتر عبور می کند. به عبارت دیگر مولکول های حلال از نواحی رقیق تر به نواحی که غلظت بیشتری دارند نفوذ می کنند. به این پدیده فشار اسمزی می گویند.

واژه "اسمز (OSMOSIS)" به چه معنا می باشد؟

واژه اسمز ریشه یونانی داشته و به معنای "فشار دادن" می باشد. ساده ترین تعریف برای درک پدیده اسمز در مباحث علمی و فنی را می توان به شکل "گذرندگی و نفوذ حلال از یک غشاءء" ارائه کرد. برای فهم بهتر مثالی می آوریم:دو محلول غلیظ و رقیق را در نظر بگیرید که از حل شدن قند در آب حاصل شده اند. روشن است که بین این دو محیط، دو نوع اختلاف غلظت وجود دارد: غلظت قند در محلول غلیظ از محلول رقیق بیشتر است و غلظت آب در محلول رقیق از محلول غلیظ بیشتر است. اگر بین دو محیط مانعی وجود نداشته باشد، قند و آب به زودی در اثر انتشار به غلظت برابر می رسند.حال، در نظر بگیرید که بین دو محیط، پرده ای وجود داشته باشد که به ملکولهای آب اجازه عبور می دهد و برای این ملکولها مانع محسوب نمی شود ولی به ملکولهای قند اجازه عبور نمی دهد. به چنین پرده ای، پرده نیمه تراوا یا پرده با نفوذپذیری انتخابی می گوئیم.این پدیده، یعنی انتشار آب با عبور از یک پرده نیمه تراوا از محیط رقیق به محیط غلیظ، اسمز می گوئیم. به این ترتیب، هر گاه دو محیط غلیظ و رقیق آبی، با یک پرده نیمه تراوا از هم جدا شوند، پدیده اسمز روی می دهد و آب از سمت رقیق به سمت غلیظ انتشار می یابد.

غشاء (Membrane) و نیمه تراوایی (Semi-Permeability) به چه معنا می باشد؟

غشاء به ساختاری اطلاق می شود که ابعاد طولی آن نسبت به ضخامت آن خیلی بزرگ بوده و قابلیت عبور ذرات از خود را داشته باشد./r/n نوع ذراتی که انواع غشاءء ها از خود عبور می دهند بستگی به خواص ساختاری و فیزیکی آنها دارد.نيمه تراوایی خاصیت عبور دادن انتخابی مواد از خود می باشد. غشاءء (ممبران) نیمه تراوا به غشایی اشاره مي كند كه بطور انتخابي به بعضی ذرات اجازه عبور ميدهد در حاليكه باقی ذرات باقي مي مانند. سرعت عبور و نوع ذراتی که عبور می کنند به ساختار غشاءء نیمه تراوا بستگی دارد.