تصفیه آب صنعتی
1400-02-18 1402-03-10 6:01تصفیه آب صنعتی
تصفیه آب صنعتی چیست؟
تصفیه آب صنعتی یا همان آب شیرین کن روشی بسیار کارآمد برای تولید و تصفیه آب است. یکی از معروف‌ترین روش‌های مورداستفاده سیستم RO است که به معنای فرآیند اسمز معکوس (reverse osmosis) است. استفاده از سیستم تصفیه آب در صنایع مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است چراکه آب ماده اولیه هر صنعتی محسوب شده و بازیابی آن اهمیت بالایی دارد. از اهداف اصلی این دستگاه می‌توان به کنترل ترک خوردگی، کنترل رسوب‌گذاری و کنترل رشد میکروارگانیسم‌ها اشاره کرد .
افزایش نیاز به تصفیه آب صنعتی
همان‌طور که تا به حال شنیده‌ایم، جهان با بحران کم‌آبی روبه‌رو است و صنایع مختلفی که آب ماده خام آن‌هاست به قطع در آینده با این مشکل دست‌وپنجه نرم خواهند کرد. بنابراین، اهمیت استفاده از سیستم تصفیه آب صنعتی یکی از بهترین گزینه‌های پیش رو برای صنایع مختلف است. به دلیل وجود برخی عوامل اکسیدکننده در آب‌ها، این املاح رفته‌رفته سبب خوردگی و از بین رفتن تأسیسات می‌شوند که درنتیجه استهلاک تجهیزات را بالا می‌برد.
با عبور آب از درون لوله‌ها، املاح به مرور زمان در لوله‌ها ته‌نشین شده و میزان آب عبوری را کاهش می‌دهند. همین امر در نهایت امکان دارد به ترکیدگی لوله بیانجامد. سالانه صنایع هزینه‌های زیادی را برای تمیز کردن لوله‌های تأسیسات می‌پردازند که تنها با داشتن دستگاه تصفیه آب صنعتی نیازی به این کار نخواهد بود. در کنار املاح، باکتری‌های هوازی و بی‌هوازی نیز در خلل و فرج تأسیسات جمع می‌شوند و سبب گرفتگی لوله‌ها می‌شوند.
انواع روش‌های تصفیه آب صنعتی
روش‌های مختلفی برای تصفیه آب صنعتی وجود دارد که به اختصار به آن‌ها اشاره خواهد شد:
- سیستم تبادل یونی (سختی گیر): در این روش، یون‌های سبک‌تر به وسیله رزین تبادل یونی و طی فرایندی به نام فرایند تبادل یونی ، وارد محلول شده و یون‌های سنگین‌تر با همان بار، وارد دستگاه می‌شود. به طور مثال با جایگزینی سدیم که عنصری سبک‌تر است با عناصر کلسیم و منیزیم موجود در آب، سختی آب کاهش میابد. این آب نرم شده در صنایع غذایی و مصارف آب شهری کاربرد دارد.
- سیستم فیلتراسیون یا تصفیه غشایی: در این روش، املاح از آب جدا شده، به دستگاه منتقل می‌شوند. در حقیقت همان‌طور که از نام این روش مشخص است، املاح موجود در آب فیلتر می‌شوند. این دستگاه‌ها قدرت‌های مختلفی دارند که به ترتیب، میکروفیلتراسیون، نانوفیلتراسیون و اولترا فیلتراسیون می‌باشد. در هر درجه، املاح با ابعاد مختلفی از آب جدا می‌شود که بسته به نیاز هر صنعتی متفاوت خواهد بود.
- سیستم الکترودیونیزاسیون: این روش ترکیبی از دو روش بالا است. آب خروجی از این سیستم هدایت الکتریکی پایین داشته و بدون املاح است. برخلاف روش تبادل یونی، به طور مداوم ممبران‌های این سیستم توسط جریان برق احیا می‌شوند و نیازی به احیا کمک مواد شیمیایی نیست.
- سیستم الکترو دیالیز معکوس: این روش بیشترین کاربرد را در تولید آب آشامیدنی دارد. در ساختار این سیستم غشای آنیونی و کاتیونی قرار دارند که به کمک جریان برق‌کار حذف املاح معدنی را از آب انجام می‌دهند.
- سیستم اسمز معکوس (RO): این روش تقریباً در تمام صنایع مورداستفاده قرار میگیرد. در این سیستم، فیلتر ممبران‌ها از جنس پلی‌آمید ساخته می‌شوند و آب با فشار از منافذ ریز آن که به‌اندازه قطر موی انسان است عبور می‌کند. آب زمانی که به قسمت مرکزی می‌رسد عاری از املاح مختلف شده و پساب ایجاد شده از سمت دیگری از دستگاه خارج می‌شود که یا می‌تواند دور ریخته شود یا دوباره وارد دستگاه شود.
پدیده اسمز معکوس چیست؟
اسمز پدیده‌ای در طبیعت است که در تمام جانداران وجود دارد. زمانی که مایعی غلیظ در کنار مایعی رقیق قرار میگیرد، آب از طریق غشای نیمه تراوا (یک توری یا صافی) که در اینجا نقش ممبران است، از سمت غلیظ به رقیق حرکت می‌کند. روش اسمز معکوس برخلاف این سیستم طبیعی عمل می‌کند. در این دستگاه‌ها، آب با فشار به ممبران‌ها وارد می‌شود تا اسمز طبیعی رخ ندهد و جریان اسمز معکوس انجام شود.
در این دستگاه، جریان آب به دو بخش جریان با املاح پایین و بالا تقسیم می‌شود. تا زمانی که فشار وارده به آب ورودی بتواند برخلاف پدیده اسمزی آب را از ممبران عبور دهد، 95 تا 99 درصد از املاح موجود در پشت غشا باقی‌مانده و آب شیرین به سمت دیگر می‌رود. آب خالص به دست آمده از یک سمت و مواد معدنی از سمت دیگر حرکت می‌کنند.
مزایای استفاده از دستگاه تصفیه آب صنعتی RO
روش تصفیه آب به کمک فرآیند اسمز معکوس RO، روشی اقتصادی برای تصفیه آب صنعتی است. در این روش، آب با فشار بالا از تصفیه آب عبور می‌کند و ممبران‌های موجود در دستگاه، املاح آب را تا 99 درصد حذف می‌کنند. یعنی قابلیت حذف انواع آلاینده‌های موجود در آب را دارد. همچنین این دستگاه می‌تواند برای مقادیر مختلف ورودی آب تنظیم شده و آب موردنیاز را برای مصارف مختلف آماده کند.
این روش از بقیه روش‌های تصفیه آب صنعتی اقتصادی‌تر و بهینه‌تر بوده و نیازمند مصرف انرژی کمتری نسبت به روش تقطیر است. ممبران‌های این دستگاه در برابر عبور میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا مقاوم بوده و می‌تواند از آب استفاده شده دوباره بهره‌گیری کند. دستگاه‌های تصفیه‌کننده RO، بسته به جامدات محلول (TDS) آب، به چند دسته تقسیم می‌شوند: دستگاه اسمز معکوس معمولی، دستگاه اسمز معکوس پرفشار و دستگاه اسمز معکوس دریایی.
کاربردهای دستگاه تصفیه آب
از کاربردهای دستگاه تصفیه آب صنعتی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد. در هر یک از صنایع نام برده شده، تصفیه آب سبب حفظ سلامت و افزایش کارایی دستگاه‌های مورداستفاده در این صنایع می‌گردد.
تصفیه آب کارخانه‌های آب بسته‌بندی و نوشابه‌سازی:
در این صنایع، از دستگاه تصفیه آب صنعتی برای تولید آب شرب مصرفی در محصولات و همچنین آب کافی برای خنک کردن تجهیزات کارخانه استفاده می‌شود. استفاده از آب شیرین نشده، بر روی کیفیت نهایی محصول کارخانه اثر منفی گذاشته و همچنین سبب آسیب به تجهیزات کارخانه می‌شود.
تصفیه آب دیگ بخار و بویلرها:
در ساختار این دستگاه‌ها آب نقش مهمی ایفا می‌کند. چراکه آب به طور مداوم در دستگاه در حال حرکت است. به دلیل دمای بالایی که این دستگاه تولید می‌کند، املاح موجود در آب در صورت تصفیه نشدن رفته‌رفته ته‌نشین شده و نه تنها لوله عبور آب را مسدود می‌کند بلکه به دلیل ضخامت رسوب ایجاد شده از انتقال گرما جلوگیری می‌کند.
تصفیه آب در فرایند تولید مواد غذایی:
در این صنایع نیز، آب تولیدی باید قابل شرب بوده و عاری از نمک‌ها و مواد معدنی که بر بافت غذا اثر می‌گذارد باشند. بعضی املاح مانند آب بر روی مزه و کیفیت غذا اثر منفی دارند و همچنین آب عبوری از ماشین‌آلات در صورت تصفیه نبودن سبب خوردگی قطعات خواهند شد. تصفیه آب سبب صرفه‌جویی در مصرف آب و انرژی شده و کیفیت محصولات غذایی را بالا می‌برد.
صنایع داروسازی و آزمایشگاه‌ها:
آب ورودی و خروجی به این صنایع باید به دقت کنترل شوند. آب ورودی، باید دارای ویژگی‌های خاصی برای مواد آلی، تخمیری و گیاهی موجود در آزمایشگاه‌ها باشد. همچنین، تضمین pH مناسب و نبود املاح سمی پارامترهای مهمی برای تحقیقات آزمایشگاهی است که توسط دستگاه تصفیه آب باید تامین شود. آب خروجی از این مراکز نیز باید به دقت تصفیه شوند تا میکروارگانیسم‌های خاص آزمایشگاهی وارد محیط خارجی نشده و آلودگی ایجاد نکنند.
در مزارع کشاورزی و گلخانه‌ای:
آبی که برای آبیاری مزارع استفاده می‌شود باید سختی مناسبی داشته باشد، چرا که بعضی فلزات موجود در آب بر روی سلامت گیاه و در نتیجه بر روی سلامت مصرف‌کنندگان اثر می‌گذارد. با افزایش هدایت الکتریکی آب به دلیل املاح موجود در آن، کیفیت محصولات تولیدی پایین آمده است.
صنایع نساجی:
اگر در آب ورودی به صنایع نساجی املاح آهن زیادی وجود داشته باشد بر روی پارچه‌ها لکه ایجاد می‌شود.
تصفیه آب مرغداری:
بیشتر مزارع مرغداری در خارج از سطح شهر احداث می‌شوند که این امر سبب می‌شود، مرغداری‌ها برای تامین آب طیور از چاه‌های اطراف استفاده کنند. درنتیجه، برای جلوگیری از درگیر شدن طیور با میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا، مرغداری‌ها باید از دستگاه تصفیه آب صنعتی استفاده کنند تا سلامت طیور را تضمین کنند.
تصفیه آب در صنایع دامداری:
کیفیت آب و غذای دام اثری مستقیم بر روی سلامت دام دارد؛ بنابراین با تصفیه آب در دامداری‌ها از ورودی باکتری‌ها و عوامل بیماری‌زا به بدن دام جلوگیری می‌شود. همچنین اگر آب مورداستفاده سختی بالایی داشته باشد، شیردهی و وزن دام بسیار کاهش خواهد یافت و اثری منفی بر بازدهی دامداری‌ها خواهد گذاشت.
مراکز پرورش ماهی:
ذرات معلق، مانند میکروارگانیسم‌ها و آبزیان کوچک، و ذرات محلول، مانند گازها و مواد معدنی، باید از آب حوضچه‌ها به طور مداوم جدا شوند تا سبب بیماری‌زایی نشوند.
- تامین آب مقطر برای مصارف بیمارستانی، مانند دستگاه دیالیز
- تامین آب مقطر برای صنایع دارویی و بیولوژیک
- تصفیه پساب‌های صنایع مختلف: در صنایع مختلف، از املاح و مواد مختلفی استفاده می‌شود که باید از ورود آن‌ها به طبیعت جلوگیری به عمل بیاید.
- تامین آب نرم و شیرین برای صنایع پتروشیمی، نفت و گاز
- تصفیه و شیرین‌سازی آب‌های شور و سنگین برای مصارف آشامیدنی
تجهیزات دستگاه تصفیه آب صنعتی
این اجزا به ترتیب شامل این موارد می‌شود: واحد پیش‌تصفیه، واحد غشایی، واحد کنترل دبی و فشار، سیستم تزریق مواد شیمیایی، واحد تامین فشار، تجهیزات ابزار دقیق و تابلو کنترل.
اجزای تصفیه آب
اجزای دستگاه تصفیه آب صنعتی شامل موارد زیر می‌شود:
- مخازن تزریق کننده
- مخازن ذخیره آب: برای کنترل دبی مورداستفاده قرار میگیرد.
- فیلتر شنی – کربنی: این فیلتر کمک می‌کند که آب خام و طبیعی به صورت اولیه از املاح طبیعی تا حد خوبی جدا شود.
- پمپ فشارقوی: بعد از ممبران این بخش از دستگاه اهمیت بالایی دارد چون تمام عملکرد این دستگاه به قدرت فشار آب بستگی دارد. قبل و بعد از پمپ‌ها قطعات لوله‌کشی فشار پایین و فشار بالا متصل می‌شود.
- پمپ آب خام یا فید: وظیفه تامین و رساندن آب را به پمپ فشارقوی برعهده دارد.
- پرشر وسل: اتصال ممبران به دیگر اجزا توسط این بخش صورت میگیرد که بسته به فشار دستگاه تقسیم‌بندی می‌شود.
- شیرآلات نمونه‌گیری: نمونه‌گیری را از پرشر وصل انجام می‌دهد.
- کدورت سنج: عملکرد پیش‌تصفیه را بررسی می‌کند.
- ممبران: این فیلتر شوری و نمک آب را از بین می‌برد و آب را با از بین ناخالصی‌های موجود شیرین می‌کند. از انواع فیلترهای مختلف با درجه توان متفاوت می‌توان در این دستگاه استفاده کرد که در بالا به آن اشاره شده است. نحوه چیدمان ممبران‌ها در کنار هم نقش مهمی را عملکرد دستگاه ایفا می‌کند. به دلیل رسوب املاح در ممبران‌ها، این اجزا به صورت دوره‌ای باید به کمک مواد شیمایی آنتی اسکالانت شست‌وشو شوند.
- ابزار اندازه‌گیری و ابزار دقیق: این ابزار شامل گیج (وسیله اندازه‌گیری فشار)، سنسور و کلیدها شده که وظیفه محافظت از دستگاه تصفیه آب صنعتی را برعهده دارند. مرکز فرمان نیز تابلو برق و انتقال قدرت است که وظیفه کنترل دستگاه را برعهده دارد.
مراحل آب شیرین‌کن صنعتی
ابتدا به کمک روش‌های مختلفی (مانند کلرزنی) گندزدایی از آب انجام میگیرد. سپس سیستم پیش‌تصفیه که شامل فیلتر شنی و کربنی است تصفیه اولیه آب را انجام می‌دهد. این قیمت برای افزایش بازدهی و طول عمر ممبرین نقش مهمی را ایفا می‌کند. با استفاده از فیلترهای مخصوص ذرات موجود در آب حذف می‌شوند و وارد سیستم تصفیه اصلی می‌شوند که بهترین گزینه برای مصارف صنعتی، سیستم اسمز معکوس است. در آخر نیز مواد شیمیایی آنتی اسکالانت به محیط تزریق می‌شود تا از ایجاد رسوب در دستگاه جلوگیری کند و عمر دستگاه را افزایش دهد.
خرید دستگاه تصفیه آب صنعتی و نصب آن
همانند خرید هر محصول دیگری، خریداران باید با متخصصین این حوزه مشورتی داشته باشند تا انتخاب صحیحی را انجام دهند. مسلما، هر صنعت ابعاد دستگاه تصفیه آب صنعتی مخصوص به خودش را احتیاج دارد؛ بنابراین با در نظر گرفتن تمام پارامترهای موردنیاز خود خرید محصول را انجام دهید تا در آینده به مشکلی برخورد نکنید.
برای استعلام قیمت نیز می‌توانید به سایت شرکت‌های سازنده این محصولات سر بزنید و یا با بررسی قیمت‌های اینترنتی یا تماس تلفنی لیست قیمتی را بدست آورید. برای نصب دستگاه نیز باید از متخصصین کمک بگیرید تا میزان دبی و فشار اولیه آب ورودی، متراژ دستگاه و محل استقرار آن، میزان پتانسل برق ورودی و مخازن ذخیره را بررسی کرده و نصب دستگاه را انجام دهند.
