دستگاه اسمز معکوس صنعتی

دستگاه اسمز معکوس

دستگاه اسمز معکوس صنعتی به پکیج شیرین سازی آب به روش اسمز معکوس در مقیاس صنعتی گفته می شود که برای شیرین سازی آبهای شور اعم از آب چاه، آب دریا و آبهای سطحی کاربرد دارد.

دستگاه اسمز معکوستوسعه شهر نشینی در کنار تغییرات اقلیم و کاهش منابع آب شرب در سرتاسر دنیا ضرورت وجود یک فناوری قابل اعتماد جهت شیرین سازی آبهای شور خصوصاً آب دریا را بیش از پیش مشخص نموده است. تا کنون تنها سه فناوری اسمز معکوس، تقطیر حرارتی و الکترودیالیز برای شیرین سازی آب دریا به صورت اقتصادی توسعه یافتند که مطابق بررسی ها و مطالعات مختلف در سالهای اخیر فناوری اسمز معکوس در شرایط یکسان از منظر اقتصادی فناوری برتر شیرین سازی آبهای لب شور و آب دریا است.

اگرچه فناوری اسمز معکوس(Reverse Osmosis)، فناوری برتر در تولید آب شیرین از آب شور است. لیکن طراحی و بهره برداری از دستگاه ها و تأسیسات آب شیرین کن اسمز معکوس نیازمند تخصص و تجربه لازم برای حصول به هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری بهینه می باشد. جانمایی های متنوعی برای واحدهای شیرین سازی به روش اسمز معکوس وابسته به شرایط و محیط آب خام وجود دارد. ولی مهمترین هدف دستیابی به حداقل انرژی و هزینه برای تولید آب شیرین می باشد که در غیاب تخصص و تجربه این مهم محقق نخواهد شد.

بر اساس کیفیت آب تولیدی مورد نیاز، دما و شوری آب، دستگاه یا تأسیسات اسمز معکوس صنعتی میتواند به صورت یکبار گذر(Single Pass) و یا دو بارگذر(Double Pass) طراحی و ساخته شود. در اغلب موارد، استفاده از سیستم یک بار گذر جهت دستیابی به کیفیت مطلوب آب آشامیدنی بر اساس استاندار اروپا برای غلظت عنصر بور(یک میلی گرم در لیتر) مناسب است. در صورت نیاز به دستیابی به غلظت بور براساس استاندارد سازمان بهداشت جهانی(نیم میلی گرم در لیتر)، پیش بینی گذر دوم برای واحد اسمز معکوس ضرورت پیدا می کند.

اجزای دستگاه های آب شیرین کن اسمز معکوس

بخش پیش تصفیه، فرایند اسمز معکوس و تصفیه نهایی مهمترین بخشهای دستگاه های آب شیرین کن اسمز معکوس هستند. در بخش پیش تصفیه، کدورت و ذرات معلق نامحلول در آب تا سایز ۵ میکرن جداسازی می شوند و آب شور آماده ورود به فرایند اسمز معکوس می شود. در فرایند اسمز معکوس، آب شور با استفاده از فشار اسمزی(Osmotic pressure) به ممبرانهای اسمز معکوس وارد می شود و به دو جریان آب شیرین و آب شورتر تقسیم می شود. آب شیرین تولیدی در صورت نیاز در مرحله تصفیه نهایی به کیفیت ایده آل آب شرب تصفیه می شود.

فرایندهای مختلفی در پیش تصفیه دستگاه های آب شیرین کن اسمز معکوس مورد استفاده قرار می گیرند. فیلتراسیون فیزیکی در انواع فیلترهای ثابت نیز فیلتر شنی و فیلتر کربنی از فرایندهای سنتی مورد استفاده در پیش تصفیه واحدهای آب شیرین کن هستند. ظهور فرایند جدید غشایی نظیر اولترافیلتراسیون به بخش پیش تصفیه منجر به افزایش کیفیت آب خروجی از واحد پیش تصفیه شده است. لیکن با توجه به هزینه بالای سرمایه گذاری اولیه در فرایندهای جدید، جایگزینی فرایندهای سنتی با فرایندهای مدرن مستلزم مطالعه اقتصادی و  امکان سنجی در این خصوص است.

ممبرانهای اسمز معکوس مهمترین بخش فرایند اسمز معکوس هستند. لایه های های به هم پیچیده شده در ممبران یا غشای نیمه تراوا از سه لایه پلی استر، پلی آمید و پلی سولفون با ضخامتهای کم تشکیل شده است. آب با فشار اسمزی در جهت شعاعی استوانه ممبران نفوذ کرده و در لوله مرکزی جمع آوری می شود. آب شور نیز در حرکت جهت طولی به تدریج شورتر می شود.

هزینه مصرف انرژی الکتریکی مهمترین بخش از هزینه های بهره برداری دستگاه های اسمز معکوس را تشکیل می دهد. البته در کشور ما به دلیل بهای پایین انرژی در مقایسه با دیگر کشورهای دنیا، سهم انرژی مصرفی در هزینه های بهره برداری دستگاه های آب شیرین کن اسمز معکوس پایینتر از نقاط دیگر دنیا است. پمپ فشار قوی مهمترین مصرف کننده انرژی در فرایند اسمز معکوس است. تأمین فشار اسمزی بالا نیازمند صرف انرژی است. فشار اسمزی متناسب با افزایش شوری آب ورودی به اسمز معکوس، افزایش می یابد. به طوریکه فشار اسمزی مورد نیاز برای شیرین سازی آب دریا بیش از ۶۰ بار خواهد بود. فشار جریان ورودی به ممبرانهای اسمز معکوس پس از عبور از هر ممبران کاهش می یابد. افت فشار مجاز در هر ممبران ۴ تا ۵ psi است. بنابراین فشار جریان ورودی پس از عبور از ۶ ممبران در هر pressure vessel حدود ۳۰ psi کاهش می یابد و به جریان شورابه(Concentrate) تبدیل می شود. بازیابی فشار جریان شورابه به معنای بازیابی انرژی است. سیستم بازیافت انرژی(Energy Recovery) به عنوان یک عامل تعیین کننده در مصرف انرژی به شمار می رود که با توجه به شرایط زیست محیطی و هزینه انرژی مصرفی در محل، لحاظ می شود.

سیستم دفع شورابه تولیدی(Brine Disposal)، به عنوان یک مسئله زیست محیطی و اقتصادی به خصوص در مناطقی که گونه های حیوانی و گیاهی نسبت به افزایش شوری آب دریا حساسیت بیشتری دارند، قابل توجه می باشد. از اینرو این موضوع ضروری است که براساس نیازمندیهای پروژه و شرایط حاکم بر آن مورد مطالعه قرار گرفته و طراحی شود.

طراحی واحد آب شیرین کن اسمز معکوس

طراحی آب شیرین کن صنعتی از بخش پیش تصفیه آغاز می شود. آنالیز فیزیکی آب مشتمل بر کدورت و ذرات معلق نامحلول مهمترین عوامل تعیین کننده نوع پیش تصفیه هستند.(البته در صورت وجود آلودگی آلی، BOD و COD در آب خام ورودی، انتخاب پیش تصفیه مناسب برای حذف این آلودگی ها ضروری است.) حذف کدورت و ذرات معلق نامحلول توسط فرایندهای مختلف انعقاد و لخته سازی و فیلتراسیون انجام می شود.

طراحی فرایند شیرین سازی آب با فرایند اسمز معکوس به عنوان قلب واحد شیرین سازی آب، مهمترین بخش از طراحی واحد آب شیرین کن است. شبیه سازی فرایند با استفاده از آنالیز شیمیایی آب ورودی، مشخصات فنی فرایند اسمز معکوس را اعم از دبی های واحد نظیر آب ورودی، آب شیرین و شورابه را تعیین می کند. پیش بینی TDS و فشار آب شیرین خروجی به همراه فشار و TDS شورابه از نتایج شبیه سازی فرایند است. تعداد و نوع ممبرانهای مورد استفاه و جانمایی قرارگیری آنها در هر Pressure vessel به تفکیک در طراحی مشخص می شود.

پس از انجام شبیه سازی واحد اسمز معکوس، تجهیزات الکترومکانیکال، شیرآلات و لوله های ارتباطی انتخاب و سایز می شوند. انتخاب پمپ فشار قوی مناسب با نتایج شبیه سازی از نکات کلیدی است. انطباق کامل منحتی مشخصه عملکرد پمپ با نیازمندیهای فرایندی اسمز معکوس، شرط لازم دستبابی به نتایج شبیه سازی در عملیات بهره برداری است. شیر آلات کنترلی و لوله های ارتباطی با هدف یکپارچه سازی فرایند پیش تصفیه تا تصفیه نهایی انجام می شود.

شرکت فران توانایی طراحی، تامین و ساخت بهینه ترین فرآیندها و سیستم های موجود جهت نمک زدایی آب دریا و سایر آبهای شور زیر زمینی و سطحی با بکارگیری سیستم اسمز معکوس به صورت پروژه های کلید در دست از برداشت آب خام تا مخازن ذخیره آب را داراست. بکارگیری تکنولوژیهای به روز و بهینه سازی شرایط تولید آب با کیفیت مطلوب با حداقل هزینه، از مزایای چشمگیر بکارگیری سیستم اسمز معکوس تامین شده توسط شرکت فران میباشد.

جهت کسب هرگونه اطلاع و سوال در مورد هزینه انواع پکیج های اسمز معکوس، آب شیرین کن ها میزان تولید و نحوه عملکرد و کاربرد آن در صنعت مربوط به حرفه یا محیط مورد نیاز خود با شماره ۸۸۸۸۸۹۳۸-۰۲۱ تماس حاصل فرمائید.