دستگاه آب شیرین کن

پدیده ی اسمز معکوس در دستگاه آب شیرین کن یا به اختصار RO فرایندی می باشد که توسط غشاهای نیمه تراوا در دستگاه آب شیرین کن صورت می گیرد، که هدف حذف مواد آلاینده در آب می باشد.

دستگاه آب شیرین کن

در سیستم اسمز معکوس دستگاه آب شیرین کن، مانند شکل زیر از سیستم فیلتراسیون جریان متقابل (Cross-flow) بهره می گیرند. سیستم جریان متقابل پدیده های مخرب Fouling و Scaling را بر غشاهای RO به حداقل می رساند. به این صورت که جریان مماسی بر سطح، به نوعی یک نیروی برشی  ایجاد می کند که سبب تمیز نگه داشتن سطح می شود. البته این سیستم همیشه ضامن تمیز ماندن غشا نخواهد بود و بایستی به صورت متناوب غشاها از خط خارج شوند و باید مواد رسوب شده بر آن را تمیز کنند.

 

 

 

 

سیستم RO در دستگاه آب شیرین کن مانند شکل زیر از سه جریان اصلی خوراک(F)، آب تولیدی (P) و دور ریز(C) تشکیل می شود:

دیاگرام یک ماژول غشا اسمز معکوس

شیر کنترلی بر روی جریان دور ریز، فشار برگشتی لازم برای ایجاد اسمز معکوس را تامین می کند. به این صورت که با بستن شیر سبب یک افزایش کلی در نیروی محرکه فشاری RO و در نتیجه ی آن افزایش آب تولیدی می شود. در مجموع میزان درصد باز شدگی شیر بستگی به پارامتر هایی دارد که در ادامه ذکر خواهند شد.

پارامتر های موثر در طراحی دستگاه آب شیرین کن RO

۱) Recovery (بازیافت):

اسمز معکوس

به مقدار درصدی از جریان ورودی (F) می گویند که به عنوان آب تولیدی (P) ریکاوری می شود. به عنوان مثال یک سیستم با ریکاوری ۷۵% (عمده ی سیستم های RO ریکاوری ۷۵% دارند) یعنی از خوراک ورودی به مقدار ۷۵ درصد آن به آب تولیدی و ۲۵ درصد آن به دور ریز تبدیل می گردد. ریکاوری از فرمول زیر به راحتی محاسبه می شود:

فرمول محاسبه ریکاوری اسمز معکوس

به ظاهر افزایش ریکاوری در دستگاه آب شیرین کن، سبب بالا رفتن مقدار جریان آب تولیدی می شود و همچنین حتی در طول زمان غشا را مستهلک می کند. بنابراین درصد ریکاوری مناسبی را برای سیستم RO باید محاسبه شود. در واقع مقدار نهایی درصد ریکاوری حاصل سبک-سنگین کردن میان کمیت و کیفیت آب خروجی می باشد.

۲) Rejection (دفع):

به مقدار درصدی از نمک حذف شده از آب خوراک توسط غشاهای دستگاه آب شیرین کن Rejection می گویند. به عنوان مثال: ۹۸% Rejection نمک سیلیکا به معنی این می باشد که غشا قادر است ۹۸ درصد از نمک سیلیکا را در همان طرف خود نگه دارد و صرفا ۲ درصد را از خود عبور دهد.  به عبارتی ۲ درصد از نمک موجود در آب خوراک وارد آب تولیدی می شود. این پارامتر از فرمول زیر محاسبه می گردد:

فرمول محاسبه دفع اسمز معکوس

که CF، مقدار TDS  خوراک و CP، مقدار TDS مطلوب آب تولیدی در دستگاه آب شیرین کن می باشد.

مقدار نمک عبوری نیز دقیقا عکس Rejection می باشد:

نمک عبوری از غشا

درصد Rejection که تنها به ۲ مشخصه وابسته است: ۱)نوع غشا ۲)نوع نمک مورد نظر در آب

منظور از نوع نمک در واقع به ویژگی های آن نمک بر می گردد:

الف) وزن مولکولی: هرچه نمک سنگین تر، درصد Rejection بیشتر خواهد بود.

ب) قطبیت (Polarity): هر چه قطبیت بیشتر، درصد Rejection کمتر خواهد بود. بنابراین به این دلیل است که آب به راحتی از غشا عبور می کند.

ج) درجه تفکیک (Degree of Dissociation): تاثیر مثبتی بر Rejection دارد. در نتیجه اسید های ضعیف در pH بالاتر، بهتر Reject می شوند.

۳)Flux :

دستگاه آب شیرین کن

به مقدار دبی آب تصفیه شده ی دستگاه آب شیرین کن در واحد سطح غشا، Flux می گویند که واحد آن را با lmh) L/m2.h) یا gfd) gal/ft2.d) بیان می کنند. این پارامتر وابسته به ۴ پارامتر دما، فشار، ریکاوری و TDS خوراک می باشد.

۴) پدیده ی Fouling:

این پدیده در نتیجه ی رسوب مواد جامد معلق (SS)، موادآلی یا میکروارگانیسم ها بر سطح غشاهای دستگاه آب شیرین کن می باشد.

Fouling بر سطح غشا سبب ایجاد یک نوع مانع اضافی برای انتقال آب می شود که برای حفظ Recovery، مجبور هستند فشار بیشتری را بر سیستم RO اعمال کنند که در برخی مواقع سبب تخریب غشا می شود.

پتانسیل ایجاد Fouling را با تستی به نام SDI) Silt Density Index) پیش بینی می کنند که در وقع با مقدار TSS در ارتباط است. در بیشتر مواقع این مقدار در آب خوراک بایستی کمتر از ۵ باشد و در برخی مواقع حتی به زیر ۳ باشد.

۵) پدیده ی Scaling:

این پدیده در نتیجه ی ته نشین شدن نمک اشباع آب خوراک بر سطح غشا های دستگاه آب شیرین کن به وجود می آید. از عوامل این پدیده می توان به موارد زیر اشاره کرد:

الف)رسوبات کلسیمی که شامل کربنات، سولفات، فلورید و فسفات می شود

ب) ماده سیلیس واکنش زا که تابع pH و دما می باشد.

ج) رسوبات با پایه سولفاتی با فلزاتی چون باریم و استرانسیم می باشد.

به منظور جلوگیری از این پدیده، مشخصات آب خوراک ورودی به دستگاه آب شیرین کن بایستی از این استاندارد تبعیت کند:

جدول رسوبات غشا

وبلاگ های مرتبط با دستگاه آب شیرین کن:

آب شیرین کن

مدولاسیون اسمز معکوس

تصفیه آب به روش اسمز معکوس

تصفیه آب صنعتی

تصفیه آب نیمه صنعتی

آب شیرین کن کشاورزی

 

دستگاه آب شیرین کن
۵ (۱۰۰%) ۷ votes
این صفحه را به اشتراک بگذارید