Preliminary water treatment for optimal use of membrane in reverse osmosis
تصفیه مقدماتی آب (pretreatment) به شیوه اسمز معکوس
تصفیه مقدماتی به منظور استفاده بهینه از غشاها و افزایش زمان کارکرد غشا انجام می گیرد و در طی این عملیات آب را آماده عبور از روی غشا می سازند. این عملیات عبارتند از:
الف) جداسازی ذرات جامد معلق موجود در آب ورودی:
مواد معلق و کلوئیدی موجود در آب سبب گرفتگی غشا می شوند. گرفتگی غشاها با اندیس گرفتگی تعیین می گردد و لازم است اندیس گرفتگی آب عبوری از روی یک غشای مشخص، زیر حد مجاز تعیین شده برای غشا باشد.
برای این منظور آب را از روی صافی های کارتریج 5 الی 10 میکرونی عبور می دهند.
ب) حذف میکرو ارگانیسم ها:
میکروارگانیسم ها همانند باکتری ها می توانند موجب گرفتگی غشاها شوند. حتی در برخی موارد نیز آنزیم های ترشح شده از میکروارگانیسم ها بر روی غشاها، اثر تخریبی داشته اند. به این منظور لازم است آب تغذیه پیش از عبور از روی غشا به وسیله تابش ماورا بنفش و یا کلرین ضدعفونی شود. در صورت استفاده از کلرین به خاطر جلوگیری از کاهش عمر مفید غشاها، باید کلرین اضافی حذف شود. این عمل با استفاده از صافی بستر ذغال فعال و سولفیت ها انجام می یابد. غشاهای سلولز استات در برابر میکروارگانیسم ها آسیب شدیدی دارند.
پ) تنظیم نمودن pH آب:
تنظیمpHآببه منظور افزایش عمر غشا و جلوگیری از رسوب کردن برخی از املاح، امری ضروری است. عمر مفید غشاها درpHنامناسب به دلیل هیدرولیز شدن به مقدار زیادی کاهش می یابد.pH مناسب برای غشاهای پلی آمید بین 4 الی 11 می باشد در حالی که برای غشاهای سلولز استات بین 4.5 الی 6.5 است. لذا بهره برداری از غشاهای سلولز استات نیاز به دقت زیادی دارد.
ت) تنظیم دما:
برای حفاظت غشا بایست دمای آب تغذیه در زمان های مختلف در حد 20 الی 25 درجه سانتیگراد کنترل شود. بیشترین دمای مجاز برای غشاهای پلی آمید 35 درجه و غشاهای سلولز استات 30 درجه سانتیگراد است. دمای بالا درpHنامناسب سرعت هیدرولیز غشا را افزایش می دهد.
ث) کنترل عوامل رسوب کننده:
مواد اکسید شونده همانند اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن، منگنز و سیلیس می توانند در طی فرایند املاح زدایی با رسوب نمودن روی غشا مشکلاتی را به وجود آورند و در نتیجه کارایی غشا را کاهش دهند. ترکیب هگزا متافسفات را می توان برای کنترل این عوامل رسوب کننده، مورد استفاده قرار داد.
افزایش فشار آب تغذیه
آب تغذیه بعد از انجام تصفیه مقدماتی به وسیله یک پمپ فشرده می شود تا پتانسیل عبور از غشا را دارا باشد. حداکثر فشار مجاز برای غشاهای پلی آمید 28 اتمسفر و برای سلولز استات 60 اتمسفر با توجه به تجهیزات مورد استفاده می باشد. یک شیر کنترل به منظور تنظیم فشار مورد استفاده قرار می گیرد. برای آب های باT.D.S.بالا که نیاز به تامین فشار بالا است لازم است غشا از جنس سلولز انتخاب گردد.
اجزا سیستم اسمز معکوس
غشا جز اصلی در تصفیه می باشد ولی در سیستم اسمز معکوس وسایل و تجهیزات زیر وجود دارد:
- مخازن تهیه محلول و تزریق کننده های اسید فسفات:این وسایل به منظور تهیه اسید با غلظت مناسب و تزریق آن به آب تغذیه به منظور تنظیمpHآب و تامین و تزریق فسفات به آب به دلیل جلوگیری از رسوب املاح کلسیم و منیزیم می باشد.
- صافی کارتریج و کربن فعال:این تجهیزات به منظور افزایش عمر غشا، با وارد نمودن آب عاری از مواد معلق و حذف باقی مانده کلرین ناشی از گندزدایی آب است.
- پمپ فشار قوی:پمپ به منظور خنثی نمودن فشار اسمزی، جبران نمودن افت فشار ناشی از وجود غشا و تجهیزات موجود در مسیر مورد نیاز است.
- قاب ها (مدول ها):غشاها فوق العاده حساس و صدمه پذیرند. به دلیل فشار بالای سیستم اسمز معکوس از قاب ها استفاده می شود. قاب ها محفظه های مستحکم فلزی و یا پلیمری هستند که غشا را در خود جای می دهند. قاب ها سطح غشا را در حجم پایینی جای می دهند. مدول ها وظیفه هدایت سیال را عهده دار هستند.
ویژگی های مدول با عملکرد بالا
طراحی نامناسب مدول سبب کاهش کارایی عملکرد غشاها می شود. یک مدول با طراحی مناسب، باید دارای ویژگی های زیر باشد.
- در اختیار قرار دادن مقاومت مکانیکی لازم
- در بر گرفتن سطح بالایی از غشا
- کنترل مناسب حرکت سیال
- سهولت در تمیز نمودن فیزیکی و شیمیایی غشا
- سهولت در تعمیر و نگهداری
انواع غشاهای اسمزی
غشاهای اسمزی صنعتی از مواد پلیمری مختلفی ساخته می شوند و از لحاظ شکل هندسی و مواد به کار رفته متنوع هستند. مهمترین غشاها عبارتند از:
غشاهای لوله ای (tubular membrane)
این غشاها اکثرا از ترکیب پلی سلولز استات ساخته شده است و به شکل لوله هایی به قطر 20 الی 30 میلی متر و با طول 200 تا 250 سانتی متر است. حدود 20 عدد از این غشاها در درون یک قاب فولادی قرار می گیرند.
غشاهای حلزونی شکل (Spiral-Wound membrane)
این گونه غشا نیز از ترکیب پلی سلولز استات با ضخامت 100 میکرون ساخته می شود. دو یا سه لایه از این غشاها که بین آنها تور پلاستیکی قرار گرفته است را به دور یک لوله پلیمری مشبک و یا فولادی مشبک می پیچند و مجموعه را در درون قاب قرار می دهند.
غشاهای الیافی (Hollow fiber Membrane)
این غشاها به شکل الیاف پلاستیکی مجوف و از جنس پلی آمید هستند. یک دسته از این الیاف مشتمل بر هزاران رشته از آن در درون یک قاب قرار می گیرند. آب تغذیه از روی غشا عبور داده می شود و آب تصفیه شده به درون حفره طولی الیاف تراوش می کند. مجموعه آب های تراوش شده به بیرون از قاب هدایت می شود.
شستشوی ممبران دستگاه تصفیه اسمز معکوس
با تصفیه مقدماتی آب جهت افزایش زمان کارکرد غشا پس از مدتی در نهایت به دلیل عبور آب از روی سطح غشا ذرات کلوئیدی، رسوبات، آلودگی های میکروبی و املاح محلول در آب ایجاد گرفتگی می کنند که نیاز است بصورت دوره ای عملیات شستشوی ممبران اسمز معکوس(CIP)انجام گردد. شرکت آبریزان جهت حذف این آلودگی ها محلول های تخصصی شستشوی ممبران را تولید و به صنایع عرضه کرد.
ابزار دقیق و وسایل اندازه گیری اسمز معکوس
لوازم کنترل اتوماتیک فشار، دما،pH، هدایت سنج الکتریکی، مانومترها و جریان سنج ها از دیگر لوازم به کار گرفته شده در یک سیستم اسمز معکوس است.
share :
Related Articles
Membrane processes
Membrane processes refer to physical methods for separating a solvent from its dissolved salts using semipermeable membranes. These processes have made great progress in recent years. The history of using membranes for filtration dates back to the early 20th century.
Cation and anion resins (ion exchange)
The process of ion exchange has been used since ancient times. Eratosthenes Thallis used this process to contact salt water with soil to produce fresh water. In 1845, Thomson showed that when water containing ammonium sulfate was passed through soil, calcium sulfate would be produced in the effluent.
Sedimentation water softening processes
Softening processes are used to reduce water hardness. Using chemicals, water hardness undergoes chemical reactions and precipitates. As a result, water hardness is reduced. Water hardness is due to the presence of carbonates, sulfates, chlorides, and nitrates of the metals calcium, magnesium, iron, and aluminum.
Types of water transfer systems
Water transmission systems include the channels necessary to transport water from one point to another. In most cases, it is necessary to transport water from its source to a treatment facility and from there to consumers. Pumping is used to provide the energy necessary to move the water from the beginning to the end of the transmission system. Pumping stations are usually located at the raw water intake, treatment plant and distribution network.
The effect of plastic pipes on the quality of tap water
The impact of plastic pipes on water quality in household plumbing and water distribution systems causes leakage of metals such as lead into drinking water. Lead, as the most widespread heavy and toxic element in the environment, is naturally present in river water at a level of 1 to 10 micrograms per liter. Lead compounds enter water sources as a result of mining, battery manufacturing, fossil fuel, paint, and glass and enamel industries.
What is reverse osmosis and natural osmosis?
Osmosis is the movement of a solvent from a dilute solution to a concentrated solution through a semipermeable membrane. Reverse osmosis is a widely used separation technique with a variety of applications. Desalination of seawater and separation of organic and toxic substances from industrial wastewater are two important applications of this technology.
Earth's water reserves
Water is the source of life and the continuation of life for living organisms, as well as a fundamental factor in the emergence of human communities and civilizations. Today, the total volume of the Earth's water, which is the source of life for all organisms, has remained almost constant and unchanging since its formation. These water resources were created about 4.5 billion years ago.
Impurities in water
Pure water does not exist in nature due to its high solubility and contains various impurities. Water impurities are classified into three general categories: dissolved solids, suspended and colloidal solids, and gases.
Submit your opinion
Your email address will not be published.