دستگاه تصفیه آب صنعتی و کشاورزی – طراحی و قیمت

دستگاه تصفیه آب صنعتی سیستمی است که تمامی املاح و شوری آب ورودی به سیستم را از طریق فرآیند اسمز معکوس یا وارونه در حجم های بالاتر از 5 مترمکعب در شبانه روز تصفیه نموده و آبی شیرین و فاقد املاح در اختیار خریدار قرار می‌دهد.

چیدمان تجهیزات درون دستگاه تصفیه آب صنعتی باید به گونه ای باشد که تا حد ممکن تمامی ناخالصی‌های قابل حذف فیزیکی همچون گل و لای، نخاله‌ها، درشت دانه‌ها و حتی رنگ و بوی آب بواسطه استفاده از فیلتر شنی، فیلتر کربنی و حتی سختی گیر قبل از ورود به ممبران‌ها گرفته شود.

دستگاه تصفیه آب صنعتی چیست؟

دستگاهی است که بواسطه عبور آب ناخالص از درون ستونهایی از ممبران های اسمز معکوس با پمپهای تحت فشار، تمامی ناخالصی‌های مضر برای بدن انسان و موجودات زنده دیگر را فیلتر نموده و آبی شیرین، بی رنگ و بی بو و قابل شرب در اختیار استفاده کنندگان می گذارد.

فرآیندهای مختلف جهت تصفیه آب درون دستگاه RO عبارتند از:

• تزریق کلر برای گندزدایی از آب با کلرزن
• استفاده از سیستم پیش تصفیه شامل فیلتر شنی و کربنی بمنظور افزایش بازدهی و طول عمر ممبران‌ها
• استفاده از فیلتر میکرونی جهت حذف ذرات
• اعمال فشار جهت انجام فرآیند اسمز معکوس
• تزریق آنتی اسکالانت و سایر مواد شیمیایی جهت پیشگیری از ایجاد رسوب درون ممبران

دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی با توجه به ظرفیت آبدهی به دستگاه‌های تصفیه قادر به شیرین سازی آب با TDS کمتر از 4000ppm، سیستم‌های تصفیه آب شور سطحی با قابلیت تصفیه آب با TDS کمتر از 12000ppm و انواع آب شیرین کن‌ دریایی با قابلیت تصفیه آب با TDS کمتر از 40.000ppm تقسیم بندی می‎‌شوند.

انواع دستگاه تصفیه آب صنعتی با توجه به نوع فن آوری

• سیستم تقطیر (MED): فرآیندی چند مرحله ای برای کاهش فشار آب، کاهش نقطه جوش و تقطیر آب حاوی املاح و نمک (منجمله در تصفیه آب دریا) که هزینه های عملیاتی پایین و تکنولوژی راه اندازی اولیه بالایی دارد. 5% آب شیرین کن‌های دریایی در سطح جهان از این تکنولوژی بهره می‌برند.
• دستگاه تصفیه تبادل یونی سختی گیر رزینی: فرآیندی است که درآن از طریق تبادل یون های کلسیم و منیزیم آب (عوامل ایجاد سختی) با یون سدیم رزین جایگزین شده و تصفیه آب انجام میگیرد.
• تصفیه آب با روش اسمز معکوس (RO): اقتصادی ترین روش برای تصفیه آب است که در آن با استفاده از فیلتر ممبران، امکان حذف جامدات و شیرین سازی آب فراهم می شود.
• تصفیه غشایی نانو فیلتراسیون (NF): این فن آوری در صنایع لبنی، تولید انواع آبمیوه و داروسازی برای حذف مواد کلوئیدی، پلیمرها، مواد معلق و پروتئینی و تمامی ذرات با ابعاد بیشتر از 1 نانومتر استفاده می‌شود.
• تصفیه غشایی اولترافیلتراسیون (UF): یکی از فرآیندهای فیلتراسیون غشایی درون تصفیه خانه‌های آب می‌باشد که قابلیت تولید آب با خلوص بسیار بالا تا حد ذرات 0/03 میکرون را دارد و دارای کاربردهای پیش تصفیه آب شیرین کن‌های دریایی، جداسازی نفت از آب، تصفیه آب در صنایع نساجی، بازیافت آب تبرید، کارخانه‌های تولید آب میوه و نوشیدنی‌ها و… می‌باشد.
• دستگاه‌‌های تصفیه آب فیزیکی و شیمیایی: در این روش آب بواسطه عبور از داخل سیلیس گل و لای آن گرفته می شود و سپس با فشار از لابلای کربن اکتیو فیلتر کربنی عبور داده می شود تا بو، آهن و… آن گرفته شده و تصفیه شود.
• گندزدایی آب: در این روش استفاده از دستگاه‌های کلرزن، ازن ژنراتور و دستگاه UV باعث کشته شدن میکروارگانیسم های درون آب از جمله باکتری، ویروس و تک یاخته ها، از بین بردن بوها و طعم نامطبوع و نهایتا ضدعفونی و تصفیه آب میشود.
• تصفیه آب از الکترو دیالیز: ترکیبی از روش تبادل یونی و فیلتراسیون غشایی با این تفاوت که ممبرانهای مورد استفاده درون دستگاه تصفیه آب صنعتی به صورت پیوسته با جریان برق احیا می شوند و به این ترتیب دیگر نیازی به استفاده از مواد شیمیایی برای شستشوی ممبران نیست.

بخشهای دستگاه تصفیه آب صنعتی

یک سیستم تصفیه آب اسمز معکوس متشکل از چهار قسمت اصلی فرایند است:

• واحد پیش تصفیه
• واحد کنترل دبی و فشار آب
• واحد جداسازی توسط ممبران ها
• تثبیت پس از تصفیه بوسیله تزریق مواد شیمیایی

شکل زیر قسمتهای اساسی سیستم اسمز معکوس (RO) را نشان می دهد.

1. پیش تصفیه

آب ورودی به دستگاه RO جهت سازگاری با ممبران ها و جلوگیری از تخریب آنها تحت یک سری فرایندهای پیش تصفیه قرار می گیرد در واقع این واحد مسئول تنظیم PH، حذف مواد جامد معلق و همچنین افزودن بعضی مواد شیمیایی به منظور کنترل غلظت مواد مخرب مانند سولفات کلسیم که باعث پوسته پوسته شدن ممبران ها می‌شود، است.

2. پمپ کردن آب تحت فشار

پمپ در دستگاه تصفیه آب صنعتی، فشار آب پیش تصفیه را به فشار مناسب جهت ورود به ممبرانها را افزایش میدهد.

3. جداسازی توسط ممبران ها

غشاهای نفوذ پذیر عبور نمکهای محلول را مهار می کنند، در حالی که اجازه می دهند آب فاقد املاح از طریق آن عبور کند. در نتیجه آب ورودی به ممبران تبدیل به آب شیرین می‌شود.

از آنجایی که هیچ غشایی در حذف نمکهای محلول کامل نیست و نمیتواند به طور 100% عملیات حذف را انجام دهد، درصد کمی از نمک از طریق غشاء عبور کرده و در آب حاصل باقی می ماند.

دو نوع پرکاربرد از غشاء ها، غشای مارپیچی و فیبر نازک تو خالی هستند. آنها معمولا از استات سلولز، پلی آمیدهای معطر و یا امروزه کامپوزیتهای پلیمری نازک ساخته می شوند. در واقع ممبران و پرشروسل بر اساس حداکثر فشار قابل تحمل رده بندی می شوند.

4. تثبیت پس از تصفیه

آب خروجی از ممبران معمولا قبل از انتقال به سیستم توزیع برای استفاده به عنوان آب آشامیدنی نیاز به تنظیم pH و… دارد. در واقع با توجه به نحوه نگهداری آب حاصل، معمولا از یکی از روش های ضدعفونی مانند ازن زنی، کلر زنی و یا uv جهت تثبیت تصفیه به کار گرفته می‌شود.

مطلب کاربردی: پکیج تصفیه فاضلاب

مکانیزم عملکرد دستگاه تصفیه آب

اصول طراحی تمامی سیستمهای تصفیه آب اسمز معکوس، افزایش فشار در جریان آب خام ورودی جهت غلبه بر فشار اسمزی معمول و عبور آن از غشاء نیمه تراوا می‌باشد. به این ترتیب آب خام ورودی به دو جریان آب با املاح بسیار پائین و آب غلیظ با املاح بسیار بالا تقسیم می‌گردد.

مادامی که فشار وارده به آب خام ورودی به اندازه ای باشد که بر فشار اسمزی معمول غلبه کند، آب خالص از غشاء نیمه تراوا عبور کرده و مواد محلول در پشت ممبران باقی مانده و وارد جریان غلیظ می‌گردد.

جریان غلیظ را می‌توان دفع کرد یا مجددا جهت مصرف بعنوان آب خام به سیستم برگشت داد. جریان آب رد شده از ممبران که بعنوان آب شیرین استفاده می‌شود، 95 تا 99% املاح خود را با این روش از دست می‌دهد.

باید توجه داشت که در فرآیند اسمز معکوس از روش فیلتراسیون متقاطع استفاده می‌شود زیرا فیلتراسیون طبیعی باعث کور شدن ممبران یا عبور مواد جامد از آن می‌گردد.

با استفاده از فیلتراسیون متقاطع، آب خالص از یک طرف غشاء و مواد محلول از طرف دیگر آن حرکت می‌کنند. جهت ممانعت از گرفتگی ممبران درون پرشر وسل، عبور جریان آب غلیظ از روی غشاء با جریان آشفته بسیار موثر خواهد بود.

انتخاب و خرید دستگاه تصفیه آب صنعتی

آنچه که در مورد انتخاب یک دستگاه تصفیه آب صنعتی مناسب جهت استفاده در مصارف آشامیدنی، کشاورزی، دام و طیور، پزشکی و… اولویت دارد کنترل آلودگی‌های احتمالی و همچنین افزایش کیفیت آب با کاهش میزان شاخص مواد جامد محلول موجود در آب می‌باشد.

خرید دستگاه تصفیه آب صنعتی بدلیل نیاز به آشنایی به محاسبه ظرفیت، شناخت کیفیت قطعات و آگاهی از قیمت تجهیزات مورد نیاز در ساخت این دستگاه کار ساده ای نیست. لذا یک فرد فنی می‌بایست تمامی پارامترهای لازم بمنظور خرید بهینه را رعایت نماید تا خدای ناکرده بهنگام استفاده توسط کشاورزی که به احتمال زیاد دانش آنچنانی در خصوص راهبری این سیستم ندارد بصورت مداوم دچار مشکل نگردد.

پارامترهای لازم در خرید دستگاه تصفیه آب صنعتی نیازمند مد نظر قرار دادن نتایج آزمایش آب ورودی بمنظور آگاهی از میزان ذرات معلق درون آن، آگاهی از میزان تصفیه بر اساس نوع کاربری، کیفیت و تعداد ممبران‌ها، کیفیت و قدرت پمپ‌ها و نهایتا آگاهی از دبی آب مورد نیاز می‌باشد.

در ماهیت قضیه تفاوتی بین مکانیزم عملکرد دستگاه تصفیه آب صنعتی با مدل خانگی وجود ندارد. در همه آنها با وجود ممبران که جریان آب خالص در آن یک طرفه است عملیات تصفیه آب انجام می‌پذیرد.

استفاده از دستگاه تصفیه آب صنعتی به روش اسمز معکوس (RO) بدلیل هزینه زیاد سایر روشهای شیرین کردن آب همچون تقطیر و تولید آبی مطلوب، بهداشتی و استاندارد مورد تایید بسیاری از متخصصین دام و طیور، پزشکان، کشاورزان و… با سرعت در حال افزایش است.

امروزه محدودیت برخورداری از آب سالم و بهداشتی و آب مورد نیاز برای برخی از دستگاه‌ها که به آب مقطر نیاز دارند باعث گردیده است دستگاه‌هایی تولید گردند بنام دابل آر او. آنها علاوه بر تصفیه آب به روش اسمز معکوس از ستونهای رزینی نیز برای یون زدایی استفاده می کنند تا آب فوق خالص تولید نمایند.

مزایای دستگاه تصفیه آب صنعتی

• بصرفه و اقتصادی بودن سیستم اسمز معکوس نسبت به روش های دیگر
• کاهش مصرف انرژی نسبت به روش های تقطیری
• عدم عبور باکتری، ویروس ها و مواد تب زا از ممبران ها
• امکان بازگرداندن پساب حاصله به محیط زیست و یا تصفیه چندباره
• برخورداری از استانداردهای بین المللی
• امکان استفاده در هر شرایط محیطی اعم از روی عرشه کشتی ها، زون های صفر پالایشگاهی و…

امروزه در صنایعی که با آب کار میکنند خیلی مهم است که بتوانند آب سبک و بدون یون با TDS پایین را جایگزین آبهای سخت نمایند. با توجه به اینکه میزان سختی آب بالا بر روی کیفیت تولید نیز تاثیر مستقیم دارد لذا استفاده از دستگاه تصفیه آب صنعتی بصرفه ترین روش جهت دسترسی به آب شیرین برای صاحبان صنایع می باشد.

طراحی دستگاه تصفیه آب صنعتی

مهمترین پارامتر زمینه طراحی این تجهیزات، بررسی کامل آنالیز آب قبل از ساخت می‌باشد. کدورت آب، سیلیس، آهن، سولفات، آلودگی میکروبی در راندمان ممبران دستگاه تصفیه آب صنعتی تاثیر منفی می‌گذارد که باید کامل مورد توجه قرار گیرند.

مراحل طراحی آب شیرین کن صنعتی عبارتند از:

1. باید بدانید آب تصفیه شده چه مصرفی دارد؛ لذا مشخص خواهد شد کدامیک از ممبران‌ها (میکرو، نانو یا اولترافیلتراسیون) را باید بخدمت بگیرید.
2. چه آبی با چه کیفیتی وارد دستگاه می شود؛ در نتیجه تجهیزات مورد نیاز برای پیش تصفیه، نوع پمپ تغذیه و چیدمان ممبران‌ها مشخص خواهد شد.
3. چه مقدار آب در روز مورد نیاز خواهد بود؛ در این صورت تعداد ممبرانها مشخص می شود.
4. استفاده از تجهیزات CIP بمفهوم دستگاه شستشو در محل نیز برای طراحی و ارائه قیمت پارامتر مهمی خواهد بود.

قیمت دستگاه تصفیه آب صنعتی

بمنظور آگاهی از قیمت دستگاه تصفیه آب صنعتی ضرورت دارد تجهیزات مورد استفاده بمنظور تصفیه آب طراحی گردد.

قیمت دستگاه تصفیه آب 5 مترمکعبی حدودا 90 میلیون تومان و دستگاه 10 مترمکعب در روز معادل 155 میلیون تومان می باشد. قیمت دلار در این مقطع 58 هزار تومان میباشد. قیمت دلار مبنای خوبی برای ارزیابی قیمت آب شیرین کن‌های صنعتی نیست لیکن پارامتری است که زمان نوشتن مطلب را برای شما بیان می نماید.

قیمت دستگاه تصفیه آب صنعتی با ظرفیت 20 مترمکعب در صورتی که آب ورودی از آب شهر شیراز یا بوشهر تامین شده باشد و نه چاه‌های آن منطقه معادل 220 میلیون تومان می باشد. قطعات مورد استفاده در ساخت دستگاه تصفیه صنعتی دقیقا بر قیمت آن تاثیر دارند. کیفیت ممبران و میزان دورریز دستگاه نیز قیمت را تحت تاثیر قرار می دهد.

قیمت دستگاه تصفیه آب نیمه صنعتی با ظرفیت حداکثر 2.5 مترمکعب با سیستم اتوماتیک حدودا 23 میلیون تومان می‌باشد.

قیمت پارامتر مهمی در تصمیم گیری مدیران کارخانجات و دست اندرکاران صنعت تصفیه آب بمنظور بهره برداری مجدد از آب خروجی از کارخانجات و یا شیرین کردن آب برای استفاده بمنظور کشاورزی و… می‌باشد. بمنظور استعلام قیمت آب شیرین کن صنعتی اولین پارامتر دانستن میزان آبی است که خریدار دستگاه تصفیه آب صنعتی انتظار دارد در روز به آن مقدار برسد.

دستگاه تصفیه آب صنعتی بطور متوسط حدودا 50% از آب ورودی به دستگاه را در قالب تفکیک املاح به پساب غیر قابل استفاده (پساب دور ریز) تبدیل می‌نماید لذا به هنگام محاسبه ظرفیت و اعلام دبی آب مورد نیاز، دبی آب خروجی از دستگاه را به همکاران ما اعلام نمائید.

پارامتر مهم بعدی در تعیین قیمت، میزان آلایندگی آب ورودی است که با عنوان TDS یا EC بر حسب PPM بیان می‌شود. در نهایت ضروری است به همکاران ما بفرمائید که از آب خروجی از دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس به چه منظوری استفاده می‌شود یعنی پکیج RO تا چه حد باید آب ورودی را تصفیه کند.

همکاران ما با تجربه کافی و تولید بیش از 1000 دستگاه انواع دستگاه تصفیه آب دریایی، بیمارستانی، کشاورزی، صنعتی و… بمنظور ارائه خدامات مشاوره در زمینه تعیین ظرفیت و قیمت در تمامی روزهای هفته و بصورت 24 ساعته آماده پاسخگویی به شما می‌باشند.

قیمت دستگاه RO تا حد بسیار زیادی وابسته به جنس قطعاتی است که در ساخت مورد استفاده قرار گرفته است. لذا تجهیزات چینی قیمت را تا حد زیادی کاهش میدهد ولی هزینه‌های نگهداری آنقدر بالا خواهد رفت که در آینده ای نه چندان دور شما چندین برابر قیمت اولیه دستگاه تصفیه آب صنعتی، هزینه اورهال کردن سیستم RO خواهید نمود.

کاربردهای دستگاه تصفیه آب صنعتی

• تامین آب مصرفی بویلرها، برج خنک کننده و کلیه سیستمها حراراتی و برودتی
• تهیه آب مقطر جهت مصارف دارویی و بیولوژیکی
• شیرین سازی آب های شور و سنگین برای مصارف آشامیدنی
• استفاده بمنظور تهیه آب نرم و شیرین مورد مصرف در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهها
• تامین آب مناسب جهت تولید محصولات متنوع در صنایع غذایی، نوشیدنی، آرایشی، بهداشتی، الکترونیکی و…
• استفاده بمنظور تصفیه نهایی پسابهای صنعتی
• تامین و تولید آب مناسب جهت مصارف کشاورزی و گلخانه‌ای
• تامین و تولید آب مقطر مورد نیاز در دستگاه‌های دیالیز بیمارستان بصورت “دابل آر او”

نصب دستگاه تصفیه آب صنعتی

بمنظور نصب می‌بایست برخی پارامترهای مهم را همواره مد نظر قرار داد:

• چک کردن میزان دبی آب ورودی و میزان فشار اولیه (حداقل 2 بار)
• کنترل مشخصات برق ورودی و تطبیق آن با شرایط دستگاه Ro
• برآورد متراژ و آماده سازی محل استقرار سر پوشیده دستگاه تصفیه آب صنعتی
• کنترل و آماده سازی مسیر پساب دور ریز
• چک کردن وجود مخازن ذخیره و تطبیق ظرفیت آنها با میزان خروجی از پکیج تصفیه آب
• قرار نگرفتن دستگاه در معرض آب و هوای بسیار متغیر
• تعیین یک پمپ کمکی در صورت وجود اختلاف سطح دستگاه با مخزن ذخیره اولیه و یا کمبود فشار اولیه به هر دلیل

اهمیت واحد پیش تصفیه آب دستگاه RO

پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب صنعتی شامل بخشهایی است که باعث افزایش کارایی و طول عمر ممبران شده و بر اساس آنالیز آب طراحی می‌شود.

چون قیمت ممبران بسیار بالاست و قطر منافذ یک آنگستروم یعنی یک بر ده میلیارد متر می‌باشد؛ اگر آب ورودی به صورت کنترل نشده وارد ممبران شود این مسئله گرفتگی ممبرانها را در پی خواهد داشت و باعث پیدا شدن مشکلاتی از قبیل کم شدن آب دهی، کم شدن دفع املاح و در بدترین حالت پاره شدن یا از کار افتادن آنها خواهد شد.

پس وجود یک واحد پیش تصفیه درون دستگاه تصفیه آب صنعتی برای اینکه بتواند مشخصات آب ورودی به ممبران را به حد مجاز برساند الزامی می‌باشد. برای مثال کلر آزاد باقی مانده در آب باعث اکسید شدن و تخریب ممبران می‌شود. اکسید شده آهن و منگنز در ورودی آب به ممبران صدمات شدیدی را وارد می‌کند.

بخش اعظم پیش تصفیه برای دستگاه تصفیه آب صنعتی بمنظور رفع مشکلات ظاهری و شاخصه کدورت آب می باشد که بوسیله یک مرحله فیلتر شنی محتوی سیلیس یا آنتراسیت، یک مرحله کربن اکتیو (ذغال فعال ) و یک مرحله کارتریج فیلتر (MF) قابل انجام است.

البته در بعضی از آبهای دارای شرایط خاص می توان از سختی گیر نیز برای کنترل برخی از املاح که قابلیت چسبندگی در سطح ممبران را دارند استفاده کرد.

میزان فشار مورد نیاز پشت ممبران که می‌بایست توسط پمپ تامین گردد بستگی به درصد مواد جامد محلول در آب دارد. هر چقدر مواد جامد محلول آب خام ورودی بیشتر باشد، میزان فشار مورد نیاز نیز بیشتر خواهد بود تا بر فشار اسمزی غلبه گردد.

آب خروجی از واحد پیش تصفیه دستگاه RO وارد یک محفظه شامل المان هایی از نخ فشرده در هم پیچیده از جنس پلی پروپیلن (PP) می‌گردد. این واحد ذرات بزرگتر از 5 میکرون موجود در آب را حذف می‌نماید تا از ایجاد آسیب به ممبران ها جلوگیری به عمل آید. سپس به منظور تامین فشار لازم، آب وارد یک پمپ فشار قوی یا پمپ طبقاتی می‌گردد.

آب با فشار بالا وارد محفظه‌هایی از جنس استیل و یا FRP که حاوی ممبران هایی از جنس پلی آمید و از نوع Spiral Wound می‌گردد. خروجی این واحد شامل دو جریان غلیظ و جریان رقیق با املاح بسیار پائین می‌باشد. بدین ترتیب آب بدون املاح مورد نظر در انتهای دستگاه تصفیه آب صنعتی تامین می‌گردد.

تمیزکاری دستگاه تصفیه آب صنعتی

جرم گیری بیولوژیکی یکی از عمومی ترین و سخت ترین مسائل در بهره برداری از تصفیه خانه آب می باشد. بنابراین کنترل رشد میکروارگانیسم ها با استفاده از طراحی درست و استفاده از پیش تصفیه ای که دارای تجهیزاتی جهت فرآیند کلرزنی و گندزدایی موثر (قبل از ممبرین RO) است، بسیار اهمیت دارد.

پیش از هر کار دیگری، بررسی محل تجمع میکروارگانیسم ها در سیستم و ضدعفونی نمودن سیستم به طور دوره ای، معمولی ترین عمل و بهترین روش برای کنترل فعالیت میکروبیولوژیکی درون دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس می باشد. تکرار نمونه برداری از میکروارگانیسم ها و آنالیز آن ها با خطر ایجاد رسوب بیولوژیکی مرتبط می‌باشد.

بررسی روزانه آب خوراکی پس از مرحله کلرزدایی و بررسی هفتگی کلیه نقاطی که در زیر بیان شده اند، برای تاسیساتی که از آبهای سطحی استفاده می کنند، توصیه می گردد:

• منبع آب سطحی قبل از دستگاه کلرزن
• آب پس از فرآیند زلال سازی یا فرایند ته نشینی مشابه
• آب پس از واحد های فیلتر کننده (شنی، مولتی مدیا، کربن فعال )
• و نهایتا آب پس از کلرزدایی (معمولا پس از فیلتر کارتریج یا فقط قبل از ورود به واحد های RO در حالتی که بی سولفیت سدیم برای کلرزدایی استفاده می‌شود)

برای کنترل فعالیت میکروبی دستگاه RO، بررسی سیستم با استفاده از روش زیر بسیار مفید است.

حوضچه‌ها یا مخازن روباز باید به درستی در محل ضدعفونی شوند و بخشی از جریان پایین دستی سیستم نیز باید به طور دوره ای ضدعفونی گردد. در مخازن بدون منفذ، سیستم دمنده هوا (تهویه) باید با فیلتر های هپا مجهز شود.

انواع ممبران دستگاه تصفیه آب صنعتی

ممبران‌ها در مدل­های فیلمتک (Filmtec) آمریکا، CSM کره و Toray ژاپن در سایزهای 4 و 8 اینچی موجود بوده و بر اساس اندازه ذرات، مولكول­ها را گزینش می كنند و به این صورت آب تقریبا خالص در یک طرف غشاء و آب تغلیظ شده از ناخالصی­ها در طرف دیگر بدست می آید.

فیلتر ممبران تنها فیلتری است که می تواند شوری و نمک آب را از بین برده و آب را شیرین کند و تمام ناخالصی‌های موجود در آب را نیز از بین ببرد. انواع ممبرانها بر اساس ظرفیت جداسازی ذرات عبارتند از:

• میکروفیلتراسیون: جزء فیلترهای معمولی به حساب می آید و در آن ذرات سوسپانسیونی توسط غشاهای متخلخل جداسازی می شوند.
• اولترافیلتراسیون: این ممبران ها ار مواد آلی و غیرآلی ساخته می شوند و طی فرایندی از عبور ذرات با سایزهای بالاتر از 20-10 نانومتر مثل جلبک­ها، ویروس­ها و… جلوگیری می­نماید. مهمترین مزیت استفاده از ممبران اولترافیلتر رهایی از شر ویروس ها و حد قابل قبول میکروارگانیزم ها بدون استفاده از مواد شیمیایی می باشد.
• نانوفیلتراسیون: از میکرو و اولترافیلتراسیون­‌ها کوچکترند و قطر منافذ غشاء آن بین 1 تا 10 نانومتر است.

ممبران مانند پنجره ای می‌ماند که اجازه عبور هوا را می‌دهد ولی اجازه عبور سایر مواد را به داخل نمی‌دهد. ممبران‌ها نیاز به مواد شیمیایی مصرفی روزانه نداشته و در مواردی که مواد جامد محلول آب خام بالاتر از 500ppm باشد، بهترین روش املاح زدایی است.

آرایش ممبران‌ ها

آرایش ممبران‌ها در یک سیستم تصفیه آب اسمز معکوس دومرحله‌ای، به معنی نحوه چیدمان فیزیکی پرشروسل‌ها می باشد. هر پرشروسل عموماً می‌تواند بین یک تا شش فیلتر ممبران را در خود جای دهد.

در یک آب شیرین کن صنعتی، هر مرحله می‌تواند شامل یک یا چند پرشروسل باشد. به طور معمول در این سیستم به ازای هر 5 متر مکعب دبی آب خروجی از ممبران 4 اینچی و به ازای دبی 25 متر مکعب از ممبران 8 اینچی استفاده می‌شود.

ممبران ­ها بسته به کیفیت آب خام ورودی هر 3 الی 6 ماه به شستشوی دوره‌ای نیاز دارند. بطور معمول اگر افت فشار 15% از حالت طراحی یا پایه بیشتر باشد، زمان شستشوی ممبران می‌باشد. ممبران­ها را می‌توان درون سیستم و یا خارج از آن و در جای دیگری شستشو شوند. شستشوی ممبران ها بوسیله ماده ای بنام آنتی اسکالانت انجام می گیرد که خود انواع متفاوتی دارد.

انواع دستگاه تصفیه آب صنعتی

دستگاه تصفیه آب RO شامل تجهیزاتی است که از طریق فرآیند اسمز معکوس، آب ورودی به دستگاه را شیرین سازی می نماید. در این فرآیند، فشار بالا سبب حرکت معکوس جریان آب از درون فیلترهای نیمه تراوا از فشار اسمزی بالاتر به فشار اسمز پایین‌تر می‌شود. اسمز معكوس می‌تواند تا 98% مواد معدنی حل‌شده و مواد آلی و كلوئیدی آب را حذف كند.

دستگاه RO صنعتی بر اساس نیاز و کاربردهای مختلف مانند استفاده در صنایع شیمیایی، صنایع فلزی، ریخته‌گری، صنایع برودتی و حرارتی، صنایع غذایی، صنایع آرایشی بهداشتی، آزمایشگاه‌ها، مصرف آب شرب، تصفیه چاه و شیرین سازی آب دریا، مصارف کشاورزی و دام طیور و… و نوع آلاینده‌هایی که باید حذف شوند، در ظرفیت‌ها و آنالیزهای مختلف تولید می‌گردد.

دستگاه تصفیه آب دریایی

دستگاه تصفیه آب دریایی به منظور حذف املاح یا شوری و مواد مضر آب دریا، جهت مصارف مختلف به کار می رود. یکی از روش های شیرین سازی و تصفیه آب دریا استفاده از اسمز معکوس (RO) می باشد. با استفاده از این روش می توان آب با شوری کمتر از 500 میلی گرم بر لیتر از آب دریا تولید نمود.

دستگاه RO دریایی شامل تجهیزاتی هستند که از آنها برای تصفیه آب دریا در احجام مختلف بمنظور استفاده در صنایع متنوع، دامداری ها، مرغداری ها، مجتمع های مسکونی، تجاری و اداری و… استفاده می‌شود.

تجهیزات و تاسیسات شیرین سازی آب دریا در دو بخش تجهیزات پیش تصفیه آب دریا و تجهیزات اسمز معکوس تقسیم بندی می شوند.

تفاوت عمده آب شیرین کن دریایی با سایر مدلها، در شوری و کدورت آب ورودی از دریا به سیستم می باشد. با در نظر گرفتن اینکه آب دریا شوری 2 الی 4 گرم در لیتر دارد و کدورت، ذرات معلق و موجودات زنده دریایی در آن به وفور یافت می شوند، بنابراین می توان تجهیزات پیش تصفیه و ممبران‌ها را متناسب با آن انتخاب نمود.

تجهیزات پیش تصفیه آب دریا

1. حوضچه بمنظور برداشت و حوضچه آرامش اولیه آب دریا.
2. دستگاه آشغالگیر به منظور جلوگیری از ورود ماهی ها و درشت دانه‌ها به دستگاه RO دریایی
3. واحدهای ته نشینی اولیه به منظور کاهش ذرات معلق موجود در آب دریا
4. تاسیسات فیلترشنی و فیلتر کربنی به منظور کاهش تیرگی آب.
5. واحدهای تزریق مواد شیمیایی از قبیل مواد منعقد کننده آنتی اسکالانت و اسید به دستگاه تصفیه آب دریایی
6. واحد میکروفیلتراسیون به منظور کاهش شاخص لجنی.

قسمت دوم دستگاه تصفیه آب دریایی، تجهیزات اسمز معکوس شامل ممبران‌های دریایی می باشند که پارامترهای شوری و هدایت الکتریکی آب را کاهش می دهند. تامین فشار اسمزی به منظور تصفیه آب دریا با TDS نزدیک به 40000PPM توسط یک پمپ فشار قوی انجام می گیرد.

استفاده از صفحات و تجهیزات خورشیدی و توربو شارژر در بهینه سازی مصرف انرژی در دستگاه تصفیه آب دریایی نقش مهمی دارد و می تواند هزینه‌های بهره برداری را به شدت کاهش دهد.

در دستگاه تصفیه آب دریایی به علت شوری و TDS بالا (در حدود 20,000 تا 45,000)، فشار اسمز به شدت افزایش می یابد. جهت غلبه بر این فشار، از پمپ فشار قوی از جنس داپلکس یا سوپر داپلکس استفاده می گردد. زیرا غلظت بالای کلراید در آب دریا سبب ایجاد خوردگی در پمپ می گردد.

محافظت از ممبران در سیستم تصفیه آب دریایی بسیار پر اهمیت می باشد. زیرا به علت شوری بسیار بالای آب ورودی، احتمال تشکیل رسوب بر روی آن وجود دارد. همچنین با توجه به بالا بودن خاصیت قلیائی آب و آلایندگی قبل از ورود آب در چرخه تصفیه، می بایستی کلرزنی و تزریق اسید انجام شده و با استفاده از فیلترهای کربنی و تزریق سدیم متا بی سولفیت از ورود کلر آزاد باقی مانده جلوگیری به عمل آید.

آب شیرین شده توسط آب شیرین کن دریایی برای مصارف آشامیدنی، صنعتی، در کمپ های موقت تامین آب شرب در دکل‌های نفتی، استفاده در هتل ها، کشاورزی، تفریحی قابل استفاده است.

ویژگی‌های دستگاه تصفیه آب دریایی

• استفاده از ممبران های پلی آمید TFC ویژه آب دریا که انرژی کمتری مصرف می کند و نمک بالایی را حذف می کند.
• استفاده از پمپ های سانتریفیوژ فشار قوی از جنس Duplex
• پرشروسل های FRP در دو قطر 4 و 8 اینچ و محدوده فشار 1200psig
• استفاده از سیستم بازیافت برای بازیافت برق

دستگاه تصفیه آب خورشیدی

دستگاه تصفیه آب صنعتی خورشیدی عملکردی مقرون به‌ صرفه در شیرین سازی آب دارد. روش‌های تقطیری شیرین کردن و تصفیه آب در مقیاس های صنعتی، کشاورزی و دریایی نیاز به انرژی و توان حرارتی بالایی دارد که با استفاده از انرژی خورشیدی، در فناوری دستگاه تصفیه آب خورشیدی، از نظر فناوری و اقتصادی مقرون‌ به‌ صرفه و توجیه‌ پذیر می‌شوند.

در این روش انرژی ورودی به دستگاه تصفیه آب صنعتی از طریق انرژی خورشید تأمین می‌شود و از قواعد اصلی تبخیر و تقطیر آب استفاده می‌کند.

با عبور اشعه‌ خورشید، آب دریا یا آب شور داخل دستگاه گرم شده و عملیات تبخیر صورت می‌گیرد. سپس بخار آب پس از برخورد به سرپوش‌های دستگاه که دمای پایین‌تری دارند تقطیر شده و آب شیرین به‌ دست‌ آمده به سمت خروجی سیستم هدایت می‌شود.

مواد اضافه و برخی از میکروب‌ها حین تبخیر از مولکول‌های آب جدا شده و در دستگاه باقی می‌مانند. مزیت عمده استفاده از انرژی خورشیدی به‌ جای انرژی الکتریکی تولید شده از سوخت‌های معمولی در ساخت دستگاه‌های تصفیه آب، تولید آب شیرین بدون تخریب محیط‌ زیست می‌باشد.

عملکرد دستگاه‌های تصفیه آب خورشیدی به دو صورت مستقیم و غیرمستقیم است. در روش مستقیم صرفا از انرژی خورشیدی و در روش غیر مستقیم یا تبدیل انرژی خورشید به انرژی الکتریکی یا مکانیکی و سپس استفاده برای تصفیه آب استفاده می‌شود.

جهت افزایش بازدهی در دستگاه تصفیه آب خورشیدی باید نکات زیر را مد نظر داشت:

• سرپوش پلاستیکی یا شیشه‌ای مناسب جهت حداکثر عبور نور خورشید
• تشتک آب شور باید تیره‌رنگ باشد جهت جذب بهتر انرژی خورشید
• جلوگیری از تشکیل بلورهای نمک در دستگاه
• فاصله حداقل بین آب تشتک و سرپوش
• محیط کاملاً بسته و عدم ارتباط با فضای خارج از تصفیه خانه آب

دستگاه تصفیه آب کشاورزی

بدلیل پایین رفتن مداوم کیفیت آب چاه‌های عمیق و شوری آبهای سفره‌های زیر زمینی، درختان و گیاهان نیز از ضررهای این کم آبی در امان نمانده اند. گیاهان نیز همچون سایر جانداران برای ادامه حیات و محصول دادن باید آب با کیفیت بالا دریافت نمایند. حال اینکه درخت پسته چه کیفیت آبی را توسط ریشه میتواند دریافت کند و صیفی‌جات گلخانه ای چه آبی! خود باعث ایجاد سیستمهای جدیدی بنام دستگاه‌های تصفیه آب کشاورزی شده است.

دستگاه تصفیه آب کشاورزی نیز بر مبنای پدیده اسمز معکوس کار میکند و با کاهش شوری و املاح آب به ریشه درختان کمک میکند کیفیت محصول را بالاتر برده و بهره وری کشاورزی را به حداکثر برساند.

برای خرید دستگاه تصفیه آب کشاورزی؛ کشاورزان محترم اول باید دو بطری 1.5 لیتری نمونه آب خود را برای واحد آزمایشگاه آب بفرستند تا مورد آزمایش دقیق قرار گیرد. در ادامه دقیقا برای ما مشخص نمایند در روز چه میزان آب تصفیه شده برای کشاورزی نیاز دارند و نوع درختان و گیاهانی که قرار است از آب تصفیه شده استفاده کنند مشخص شود.

در این صورت همکاران من در واحد فنی نسبت به محاسبه بهینه ترین دستگاه‌ها به لحاظ اقتصادی و کیفیت آب خروجی را به شما معرفی خواهند کرد تا در انتخاب بهترین دستگاه تصفیه آب کشاورزی دستتان باز باشد.

سازنده دستگاه تصفیه آب صنعتی

شاید در اصطلاحی فراتر بجای سازنده دستگاه تصفیه آب بتوان گفت شرکتهای مونتاژ کننده دستگاه RO؛ چرا که تقریبا بخش اعظمی از اجزای سیستمهای تصفیه آب بصورت قطعات از کشورهای اروپایی، آمریکایی و چین وارد می‌شوند و در ایران صرفا مونتاژ می‌گردد.

البته بحث مهندسی کار و محاسبات مربوط به ظرفیتهای مورد نیاز در ساخت دستگاه تصفیه آب صنعتی پارامتر بسیار مهمی است. شرکت‌های سازنده آب شیرین کن صنعتی با خرید پمپهای طبقاتی در تعداد زیاد، ممبران، انواع مخازن FRP و شیرهای مختلف نسبت به چیدمان انواع سختی گیر، فیلتر شنی، ممبران‌ها و پمپهای فشار قوی روی یک شاسی فلزی و در حالت سفارشی استیل مطابق محاسبات انجام گرفته توسط نرم افزارها نسبت به ساخت دستگاه تصفیه آب صنعتی، دریایی، کشاورزی و… اقدام می نمایند.

معتبرترین سازندگان دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی در ایران عبارتند از: شرکت مهاب، موجان، آبنیک، ناب زیست، آب ثمین، پاکمن و فراز آب

تعریف پدیده اسمز معکوس

اسمز زمانی رخ می‌دهد که یک محلول رقیق در مجاورت یک محلول غلیظ قرار می‌گیرد. مثال طبیعی آن جذب آب توسط ریشه گیاه و جذب آب از خون در بدن انسان می‌باشد. غشای نیمه تراوا یک توری یا صافی است که اجازه عبور آب از داخل منافذ خود را می‌دهد ولی مانع عبور املاح، مواد محلول، باکتری ها و مواد بیماری زا می‌گردد.

فرآیند اسمز معکوس برخلاف فرآیند طبیعی اسمز عمل می‌کند و با ایجاد فشار زیاد جهت غلبه بر فشار طبیعی اسمزی باعث عبور آب از ممبران‌ها می‌گردد. بنابراین نیاز به فشار بالایی جهت عبور آب از غشاء نیمه تروا و نمک زدایی آن می‌باشد. اسمز معکوس فرایندی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه تراوا استفاده می‌شود.

اگر یک غشای نیمه‌ تراوا بین دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گیرد آب به گونه طبیعی و تحت خاصیت اسمزی از غلظت پایین تر به غلظت بالاتر جریان می‌یابد. این پدیده تا هنگامی که پتانسیل‌های شیمیایی دو طرف برابر گردند ادامه خواهد یافت. در حالت تعادل اختلاف فشار بین دو طرف غشاء 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.

در شکل زیر براحتی می‌توان تفاوت بین فرآیند اسمز و اسمز معکوس (ro) را مشاهده کرد:

عیب یابی دستگاه تصفیه آب صنعتی

برخی از متداول ترین عیبهای احتمالی دستگاه تصفیه آب صنعتی و راهکار رفع هر کدام از آنها در

عدم تولید آب کافی

• کنترل دما بمنظور افزایش دما در صورت بیش از حد پایین بودن این پارامتر
• بررسی فیلترهای پیش تصفیه و تعویض آنها بمنظور تنظیم فشار آب ورودی
• شستشوی مداوم ممبران ها و در صورت نیاز تعویض آنها جهت جلوگیری از گرفتگی ممبرانها
• بررسی لوله ها و شیرهای دستگاه تصفیه آب صنعتی جهت تنظیم فشار پمپ‌ها
• کنترل میزان TDS بمنظور عدم ورود آب با میزان مواد معلق زیاد

تولید بیش از حد آب

• بای پس شدن جریان توسط اورینگ ها بیرون آوردن ممبران ها و بررسی اورینگ ها و در صورت نیاز، تعویض آنها
• آسیب دیدن ممبران ها توسط کلر تعویض ممبران
• افزایش دمای آب کنترل دما
• پاره شدن ممبران از طریق جریان معکوس بررسی لوله ها و شیرهای دستگاه

بالا بودن میزان مواد معلق موجود در آب خروجی

• بیرون آوردن ممبران‌ها، بررسی اورینگ‌ها و در صورت نیاز تعویض آنها بمنظور جلوگیری از انحراف جریان آب
• تعویض ممبران های آسیب دیده توسط کلر
• کنترل دما بمنظور جلوگیری از افزایش دمای آب
• بررسی شیرها و لوله‌ها جهت پیدا کردن نشتی و پارگی ممبران‌ها
• پایش مداوم TDS آب ورودی بمنظور تطابق با پارامترهای طراحی دستگاه تصفیه آب صنعتی

روشن نماندن پمپ دستگاه تصفیه آب صنعتی

• بررسی فیلترهای پیش تصفیه و تعویض آنها جهت بالا بردن فشار آب ورودی
• تنظیم نمودن شیر برگشت بمنظور تنظیم میزان باز بودن حد شیر پساب
• تنظیم دمای آب بمنظور کاهش دمای آن

کار کردن مدام پمپهای طبقاتی و عدم تولید آب

• تنظیم یا تعویض نشانگرها جهت اندازه گیری دقیق تر
• رفع گرفتگی در لوله آب تصفیه شده خروجی
• بررسی جریان شیر جهت بسته نبودن شیر برگشت

نگهداری از دستگاه تصفیه آب صنعتی

1. نرخ عبوری آب از ممبران در سیستمهای تصفیه آب به شدت به دما وابسته است. با موتورهای فرکانس متغیر دمای آب را ثابت نگه دارید.
2. چنانچه دستگاه CIP نصب کرده اید بصورت دوره ای ممبران ها رو شستشو دهید در غیر اینصورت باید دستی این کار را انجام دهید.
3. در صورت وجود و گل و لای حتی پیش تصفیه را با مواد منعقد کننده انجام دهدی و در صورت زیاد بودن از سیستم اولترافیلتراسیون استفاده نمائید.
4. با تزریق سدیم متابی سولفیت کلر را از آب ورودی بگیرید.
5. بیش از حد پساب را برای تصفیه به سیستم برنگردانید زیرا به ممبران ها فشار مضاعفی وارد میشود.
6. بکواش فیلترهای شنی، کربنی و سختی گیر و تعویض منظم و بموقع فیلترهای پیش تصفیه در صورت نیاز