صفر تا صد طراحی دستگاه تصفیه آب صنعتی

دستگاه تصفیه آب صنعتی چیست؟

سیستم تصفیه آب، آب آلوده را مطابق با استانداردها و نیازهای مختلف تصفیه میکند. به سیستمهایی که توانایی تصفیه آب در حجم بالا را داشته باشند، دستگاه تصفیه آب صنعتی گفته میشود. این مدل دستگاهها آب را در ظرفیتهای بالاتر، حدود 3 متر مکعب در روز، تصفیه میکنند.

در پاسخ به این سوال که اجزای دستگاه آب شیرین کن صنعتی چیست؟ باید بگوییم که این دستگاه از چند بخش مختلف تشکیل شده است که هر یک از آنها عملکرد خاصی را برعهده دارند. مراحل مختلف سیستم تصفیه آب صنعتی عبارتاند از:

پیشتصفیه: مبنای کار این مرحله، فیلتراسیون آب است. مرحله پیشتصفیه توسط انواع فیلترهای مختلف شامل شنی، کربنی و میکرونی انجام میشود.

فیلترها: یک دستگاه تصفیه آب صنعتی از چند فیلتر مختلف شامل فیلترهای شنی، کربنی و کاتریج تشکیل شده است. فیلتر شنی چند منظوره است و ذرات معلق تا 50 میکرون را حذف میکند. از فیلتر کربنی برای حذف بو، مزه و همچنین کلر آزاد موجود در آب استفاده میشود. برای حذف بهتر ذرات به قطر 5 میکرون از فیلتر کارتریج صنعتی استفاده خواهد شد.

پمپ فشار قوی: بعد از اینکه آب از مرحله پیشتصفیه عبور کرد، وارد بخش اصلی دستگاه میشود. سپس با عبور از ممبران تصفیه آب صنعتی، از املاح و آلاینده‎ها، تمیز خواهد شد. آب برای اینکه بتواند از ممبران عبور کند، باید دارای فشار مناسبی باشد. هرچقدر آب شورتر باشد، فشار کار سیستم بالاتر میرود. در این حالت، فشار مورد نیاز توسط پمپ فشار قوی تامین میشود.

ممبران: ممبران تصفیه آب صنعتی وظیفه جداسازی ناخالصی آب خام را بر عهده دارد. نوع و تعداد ممبران با توجه به نوع و میزان آب تولیدی، متفاوت است. برای جلوگیری از گرفتگی و ایجاد رسوب روی ممبران از مواد شیمیایی ضد رسوب روی آن استفاده میشود.

ابزارهای اندازهگیری و ابزار دقیق: برای کنترل و مشاهده فرایند، استفاده از ابزارهای اندازهگیری و ابزار دقیق ضروری است. این ابزارهای شامل ابزارهای اندازهگیری PH، دماسنج، مانومتر، فلومترهای نشانگر جریان آب و TDSسنج است.

شاسی و اتصالات: در دستگاه تصفیه آب صنعتی، معمولا لولههای فشار بالا از جنس استیل ضد زنگ 304 و لولههای فشار پایین از جنس UPVC ساخته میشود. همچنین شاسی را از جنس استیل 304 یا کربن استیل ST37 میسازند.

روش اسمز معکوس چیست؟

برای تصفیه آب، روشهای مختلفی وجود دارد که یکی از روشهای رایج آن، اسمز معکوس (RO) است. این روش بهصرفهترین و قدرتمندترین روش، جهت تصفیه آب است. در دستگاه تصفیه آب صنعتی، جداکردن املاح آب به روش اسمز معکوس توسط غشاء یا ممبران با ایجاد یک فشار انجام میشود.

در واقع، ممبران در سیستم تصفیه آب صنعتی دارای روزنههای بسیار ریزی است که فقط اجازه عبور آب را میدهد و از عبور املاح مختلف جلوگیری میکند. فشار مورد نیاز برای عبور آب توسط پمپ فشار قوی یا پمپ طبقاتی، تامین میشود.

مراحل طراحی دستگاه تصفیه آب صنعتی

برای طراحی دستگاه تصفیه آب صنعتی باید مراحل مختلفی را اجرا کرد. اجرای این مراحل به افراد متخصص و کاربلد نیاز دارد. در ادامه مراحل بهصورت قدم بهقدم تشریح شده است:

1-آنالیز دقیق آب ورودی و مشخصات محصول: در مرحله اول، باید آنالیز آب ورودی به دستگاه جهت مشخص شدن نوع عناصر و همچنین غلظت آن در آزمایشگاههای معتبر انجام شود. در این مرحله باید مشخصات سیستم هم تعیین شود. باید طراحی سیستم اسمز معکوس بر اساس آنالیز آب ورودی و مشخصات محصول انجام شود.

2-تعیین نوع الگوی جریان: سه نوع الگوی جریان شامل پیوسته، نیمه پیوسته و ناپیوسته در سیستمهای اسمز معکوس وجود دارد. معمولا در دستگاههای تصفیه آب صنعتی بزرگ، الگوی جریان از نوع پیوسته است. در جریان پیوسته، آب تنها یکبار از داخل سیستم عبور و از فیلترهای ممبران میگذرد. در این شرایط جریان پساب صنعتی از سیستم خارج خواهد شد. در سیستم مربوط به اسمز معکوس کوچکتر، الگوی جریان ناپیوسته مورد استفاده قرار میگیرد. این سیستم، زمانی که آب ورودی، فاضلاب یا پساب باشد، میتواند انتخاب خوبی باشد.

3-انتخاب نوع فیلتر ممبران: برای انتخاب نوع ممبران باید چهار فاکتور نوع آب ورودی، کیفیت آب تولید، پتانسیل فولینگ و همچنین هزینه سرمایهگذاری را در نظر داشت. اگر آب ورودی به دستگاه، آب دریا باشد از فیلترهای ممبران نوع SW و اگر آب شور باشد، از فیلترهای BW استفاده میشود.

4-انتخاب فلاکس طراحی: معمولا برای انتخاب فلاکس طراحی در دستگاه تصفیه آب صنعتی، باید به دو فاکتور نوع آب ورودی و همچنین پیشتصفیه انجام شده، توجه داشت. در واقع، فلاکس طراحی، تعداد فیلتر ممبران مورد نیاز برای سیستم را تعیین میکند تا دستگاه، ظرفیت تولید دبی آب تولیدی مورد نظر را داشته باشد.

5-محاسبه تعداد فیلتر ممبران مورد نیاز: برای محاسبه تعداد فیلتر ممبران تصفیه آب صنعتی هم باید پارامترهای سطح فعال غشاء، فلاکس طراحی و دبی آب تولید شده را در نظر گرفت. ار دفترچه راهنمای قطعه، میتوانید سطح فعال ممبران را پیدا کنید.

6-تعداد پرشر وسلها: معمولا تعداد پرشر وسلها از تقسیم کردن تعداد فیلترهای ممبران بر ظرفیت پرشر وسل مشخص میشود. در حالت عادی، پرشر وسلها با ظرفیت 6 فیلتر ممبران ساخته میشوند و برای ظرفیتهای بالاتر آنها را تا 8 فیلتر میسازند.

7-افزایش تعداد ممبران: در حالتیکه ریکاوری سیستم بالا و کیفیت آب تولید شده پایین باشد، باید تعداد فیلترهای ممبران را افزایش داد. جهت افزایش ریکاوری در سیستمهای اسمز معکوس تک مرحلهای، از جریان برگشتی کمک گرفت میشود.

8-تعیین نسبت بین مراحل: در سیستمهای اسمز معکوس، باید تعداد پرشر وسل در مرحله اول و تعداد آن در مراحل بعدی را مشخص کرد. نسبت بین مراحل برای تصفیه آبهای مختلف، متفاوت است. برای مثال، در سیستم‎‎های تصفیه آب شور، مقدار این نسبت، دو به سه است.

9-بالانس در جریان آب تصفیه شده: در یک سیستم اسمز معکوس، جریان آب تصفیه شده ممبران انتهایی در هر وسل نسبت به اولین فیلتر ممبران کمتر خواهد بود. در واقع، اگر مقدار این اختلاف زیاد باشد، سیستم، عملکرد مطلوبی ندارد و در نتیجه با ظرفیت خیلی کمتر از پتانسیل واقعی خود کار میکند. پس برای عملکرد مناسب باید جریان آب تصفیه شده را بالانس کرد.

10-شبیهسازی با نرمافزار: در مرحله آخر باید سیستم طراحی شده را با نرمافزار شبیهسازی کرد. با انجام این کار میتوان کلیه خطاهای موجود را برطرف کرد.

بهترین زمان تعویض ممبران تصفیه آب صنعتی

در هر دستگاه آب شیرین کن صنعتی سه نوع فیلتر ممبران شامل نانو فیلتراسیون، میکرو فیلتراسیون و اولترا فیلتراسیون وجود دارد. هر یک از این ممبرانها دارای ویژگی خاصی هستند که در ادامه به آنها بررسی شده است؛

نانو فیلتراسیون: اندازه این نوع ممبران از دو مدل دیگر کوچکتر است. قطر سوراخهای نانو فیلتراسیون در این دستگاه حدود 1 الی 10 نانومتر است.

میکرو فیلتراسیون: در ممبران میکرو فیلتراسیون جهت جداسازی ذرات سوسپانسیونی از آب استفاده میشود.

اولترافیلتراسیون: این نوع ممبران از رد شدن ذرات با سایزهای بالاتر از 10 تا 20 میلیمتر جلوگیری میکند. میکروارگانیسمها، قارچها و جلبکها از جمله ذراتی هستند که توسط ممبران اولترافیلتراسیون گیر خواهند افتاد.

اما باید ممبران را چه زمانی تعویض کرد؟ برای پاسخ به این سوال باید گفت که بهترین زمان تعویض ممبران تصفیه آب صنعتی مشخص نیست؛ چراکه فیلتر ممبران تا زمانیکه TDS خروجی پایین داشته باشد و همچنین میزان آبدهی در حد مطلوب باشد، قابل استفاده خواهد بود. پس با این شرایط، عمر ممبران میتواند در بعضی موارد 2 و در برخی شرایط به 10 سال هم برسد. برای تست عملکرد فیلتر ممبران از دو روش زیر استفاده میشود:

1-تست سختی یا TDS ممبران: برای تشخیص عمر ممبران، میزان TDS آب خروجی از خود ممبران باید از 20 درصد آب ورودی به دستگاه کمتر باشد.

2-تست میزان تولید آب توسط ممبران: با همان شرایط TDS ممبران، تست میزان خروجی آب را انجام دهید. شما برای بررسی تست عملکرد فیلتر، مقدار آب خارج شده از شیر را در مدت یک دقیقه اندازه بگیرید. مقدار این آب نباید از مقدار تعریف شده کمتر باشد. اگر از این حد کمتر باشد، ممبران باید تعویض شود.

استفاده از دوره های آموزشی تصفیه آب صنعتی در دانش لاین

دانش لاین بهعنوان مرجع تخصصی سیستمهای تصفیه آب صنعتی در ایران فعالیت میکند. هدف تیم دانش لاین، ارائه علم جدید در این حوزه است. برای رسیدن به این هدف بزرگ، دورههای آموزشی بسیار هوشمندانهای طراحی شده است که در اختیار علاقهمندان به این حوزه قرار دارد. تیم دانش لاین تاکنون توانسته است بیش از 1500 را نفر آموزش دهد.

برای طراحی صفر تا صد دستگاه تصفیه آب صنعتی میتوانید از دوره های آموزشی تصفیه آب و فاضلاب دانش لاین استفاده کنید. این دورهها بهصورت ساده و کاربردی آماده شدهاند و شما با هر سطح تخصصی در این زمینه، میتوانید آنها را به کار گیرید. در صفحه محصولات دانش لاین، علاوهبر دورههای آموزشی که برخی از آنها عبارتاند از:

طراحی حرفهای تصفیه آب اسمز معکوس

آموزش جامع تصفیه آب صنعتی

متخصص طراحی تصفیه آب با WAVE

عملیات CIP سیستم RO

صفر تا صد طراحی اسمز معکوس و...

میتوانید به کتابهای جامع هم دسترسی داشته باشید و از طریق آنها به اطلاعات بسیار مفیدی دسترسی پیدا کنید.