دستگاه تصفیه آب صنعتی RO

دستگاه تصفیه صنعتی RO

از دستگاه تصفیه آب صنعی RO به منظور تصفیه آب و تهیه آب سالم و بهداشتی مورد نیاز استفاده می شود. این دستگاه از جمله واحدهای مهم در تمامی واحدهای کارخانجات، صنایع و کارگاه های بزرگ و کوچک شناخته می شود. دستگاه صنعتی RO دارای انواع مختلفی می باشد که هر کدام دارای ویژگی و کاربرد منحصر به فرد خود است. این دستگاه ها همواره در اندازه ها و ابعاد گوناگون طراحی می شوند و از قابلیت ها مختلفی برخوردار هستند.

دستگاه تصفیه آب صنعتی RO در ابعاد بسیار بزرگ طراحی شده اند و از جمله دستگاه های پرکاربرد برای تصفیه آب و فاضلاب به منظور تهیه آب سالم و بهداشتی می باشند.این دستگاه با استفاده از یک سیستم ساده می تواند حجم زیادی از آب را تصفیه کند. همچنین با استفاده از این روش می توان آب مورد دستگاه های صنعتی، آب مصرفی دامداری و کشاورزی، ماشین آلات و غیره را تامین کرد.

طراحی دستگاه تصفیه آب صنعتی RO از لحاظ ساختاری مشابه با دستگاه های تصفیه آب خانگی می باشد. تفاوت این دو دستگاه بسیار جزئی می باشد. در دستگاه تصفیه آب خانگی از روش های تصفیه مختلف برای رسیدن به استاندارد آب بهداشتی استفاده می شود. در دستگاه تصفیه آب صنعتی تنها از روش اسمز معکوس برای تصفیه آب استفاده می شود.

فیلم آموزش عملکرد دستگاه تصفیه آب صنعتی

دستگاه تصفیه آب صنعتی با فرایند اسمز معکوس RO

به طور کلی فرایند اسمز معکوس با استفاده از غشاهای مختلف فرایند تصفیه انجام می شود.  در این فرآیند آلاینده ها و مواد محلول با استفاده از یک غشا نیمه تراوا و یک تفاوت فشار بین قسمت آب خالص و ناخالص از آب جدا می شود و در پی آن آب بهداشتی تهیه می گردد.

کاربرد فرایند اسمز معکوس در دستگاه تصفیه آب صنعتی

فرایند تصفیه به روش اسمز معکوس در واقع یک روش طبیعی است که با استفاده از ماشین آلات صنعتی و گسترش تکنولوژی به یک فناوری مهم در صنعت تصفیه آب تبدیل شده است. روش اسمز معکوس از جمله بهینه ترین، موثر ترین و قدیمی ترین روش های تصفیه صنعتی آب می باشد. اغلب دستگاه های تصفیه آب صنعتی از این قابلیت برخوردار هستند و می توان از آن برای تصفیه آب مصرفی کارخانه ها، کارگاه ها، صنایع و غیره استفاده نمود.

  • تصفیه و بازیافت فاضلاب تولید شده از صنایع تولیدی فلزکاری و آبکاری
  • صنعت چاپ و ساخت مواد نیمه رسانا ؛
  • صنایع تولید خودرو (تصفیه و بازیافت آب مورد استفاده برای تمیز کردن و نقاشی)
  • تولیدات مواد غذایی و نوشیدنی
  • آب های زیرزمینی و محل دفن زباله ها (حذف نمک ها و فلزات سنگین قبل از تخلیه)
  • بویلرها و پیش تصفیه در برج خنک کننده
  • پیش تصفیه در سیستم های تصفیه آب با خلوص بالا
  • تولیدات ارگانیک داروسازی
  • تصفیه آب به منظور کلیه تجهیزات حرارتی و برودتی

 طراحی دستگاه تصفیه آب صنعتی RO

برای طراحی یک سیستم تصفیه اب باید به نکات و پارامتر هایی توجه کرد تا حداقل بتوان بین 95 تا 99 درصد ناخالصی موجود را حذف کرد. از جمله پارامترهای مهم برای طراحی دستگاه تصفیه صنعتی RO :

  • فشار جریان آب ورودی و خروجی
  • دبی جریان آب ورودی و آب تصفیه ضده خروجی
  • فشار جریان پساب خروجی
  • هدایت الکتریکی (EC ) آب ورودی و خروجی
  • دمای محیط و دمای آب ورودی به سیستم

دستگاه تصفیه صنعتی RO

تعیین قیمت دستگاه دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس RO

عوامل مختلفی باعث افزایش و یا کاهش قیمت دستگاه تصفیه صنعتی خواهند شد. مهمترین عوامل تاثیر گذار بر روی قیمت دستگاه تصفیه به شرح زیر است:

  • ظرفیت دستگاه تصفیه آب

دستگاه های صنعتی تصفیه آب RO دارای ظرفیت های متفاوتی هستند و حداقل ظرفیت آنها در مقیاس صنعتی 3000 لیتر در روز می باشد. این ظرفیت نشان دهنده میزان آب مورد نیاز پس از طی نمودن مرحل و فرایند های تصفیه دستگاه می باشد. هر چه این ظرفیت بیشتر باشد، قیمت دستگاه نیز افزایش میابد.

  • مقدار املاح ورودی TDS

مقدار املاح ورودی به دستگاه صنعتی تصفیه آب به شوری آب ورودی بستگی دارد. شوری یا میزان مواد محلول در اب را با نماد TDS  نشان می دهند. TDS آب ورودی می تواند باعث ایجاد تغییراتی در سیستم اسمز معکوس بشود. از جمله این تغییرات می توان به نوع پمپ، جنس لوله و اتصالات، نوع غشاء یا ممبران و غیره اشاره کرد. هرچه میزان TDS بیشتر باشد، قیمت دستگاه تصفیه RO نیز افزایش پیدا می کند.

  • مقدار املاح خروجی TDS

میزان املاح خروجی دستگاه تصفیه صنعتی نشان دهنده عملکرد و کیفیت آب خروجی است. هر چه قدر این میزان کمتر باشد، فرایند های داخلی دستگاه بیشتر است که متناسب با آنها قیمت دستگاه افزایش میابد. حتی در برخی موارد می توان با استفاده از این دستگاه تصفیه آب صنعتی RO، آب را در حد آب مقطر تصفیه کرد.

مزایای استفاده از دستگاه تصفیه آب صنعتی

اصلی ترین مزایای این دستگاه ها در زیر آمده است:

  • توان عملیاتی و ظرفیت بالا برای تصفیه آب لب شور (TDS کمتر از 7000)
    امکان طراحی برای مقادیر مختلف ورودی آب و ظرفیت های تولید متفاوت با توجه به نیاز
  • هزینه کم انرژی و قابلیت حذف انواع آلاینده های موجود در آب
  • مقرون به صرفه بودن روش اسمز معکوس نسبت به سایر روش های تصفیه آب
  • امکان تصفیه آب لب شور و تامین آب مورد نیاز برای مصارف
  • امکان بازگشت پساب خروجی به محیط زیست یا بازیابی مجدد آن در دستگاه

دستگاه تصفیه صنعتی RO

مزیت دستگاه صنعتی تصفیه آب به روش RO

  • در سیستمهای RO نسبت به سیستم‌های گرمایی مصرف انرژی پایین می‌باشد و بسیاری از مشكلات همانند خوردگی، در این سیستم دیده نمی‌شود.
  • از نقطه نظر آلودگی نیز این روش به روش تبادل یونی ارجحیت و برتری دارد، زیرا هیچگونه نا خالصی به جز آنجه قبلاً در آب وجود داشته است، به محیط زیست اضافه نمی‌كند.
  • برخلاف سیستمهای تقطیری و تعویض یونی به دلیل آنكه قسمت اصلی تصفیه ی آب در سیستمهای RO توسط غشا‌ها(ممبرین)انجام می‌شود،
  • در صورتی كه اشكالی در سیستم به دلیل خرآبی یكی از آنها اتفاق افتاد، نیازی به متوقف كردن كامل سیستم نیست، غشاء خرآب را می‌توان به سادگی از سیستم خارج، شستشو(CIP)، تعویض یا تغییر داد.
  • در مقایسه با سیستمهای تعویض یونی، هزینه یك سیستم RO، نسبت به تغییرات نا خالصی‌های آب وآبستگی كمی‌دارد، بنآبراین در صورت تغییر خلوص آب ورودی تغییرات زیادی در هزینه‌های تمام شده آب نهایی داده نمی‌شود.

تجهیزات و اجزای دستگاه تصفیه آب صنعتی به روش اسمز معکوس

یک دستگاه تصفیه آب از اجزای مختلفی تشکیل شده است، ولی می‌توان این تجهیزات را به چند دسته تقسیم کرد. با فرض اینکه سیستم تصفیه آب ما مبتنی بر فرآیند اسمز معکوس RO باشد می‌توان آنها را به دو دسته پیش تصفیه و تصفیه اصلی تقسیم بندی کرد. هر کدام از این بخش ها شامل اجزا و تجهیزاتی است که برای عملکرد درست سیستم لازم است.

  • سیستم پیش تصفیه شامل انواع فیلتر کارتریجی، فیلتر کربنی و فیلتر شنی
  • غشا نیمه تراوا (ممبران – membrane)
  • پمپ فشار قوی
  • CIP سیستم
  •  شاسی استقرار
  • پکیج تزیق شامل پمپ تزیق و مخزن آن
  • تابلوی توزیع قدرت و مدار فرمان
  • گیج ، سنسور ها ، کلید های و لو پرسر سوئیچ و غیره
  • فلومتر دیجیتال به منظور آندازه دبی
  • سنسور تی دی اس اندازه گیری املاح موجود در آب یا همان tds و  EC
  • های‌پرشر و لو پرشر نقش محافظتی پمپ
  • کدورت سنج برای اطمینان از پیش تصفیه درست

سیستم پیش تصفیه دستگاه صنعتی

در تصفیه با سیستم RO صرفا پارامتر TDS یا همان املاح محلول در آب مهم است. بقیه ترکیبات موجود در آب به وسیله دیگر فرایندهای تصفیه حذف می شوند. در همین راستا، قسمت پیش تصفیه بسیار مهم است و وظیفه اصلی آن، آب خروجی متناسب با استانداردهای تعیین شده است.

در این سیستم  ابتدا آب ورودی با استفاده از پمپ پیش تصفیه بوستر به فیلتر فرستاده می شود. این فیلتر ممکن است فیلتر شنی، کربی یا کارتریجی باشد. مشخصات این پمپ با توجه به حداقل آب ورودی و دبی مورد نیاز تعیین می شود. همچنین این پمپ وظیفه ایجاد دبی و فشار مناسب برای بک واش فیلتر را نیز به عهده دارد.

فیلتر شنی و کربنی (Sand Filter & Carbon Filter)

این دو فیلتر بر اساس دبی، سطح فیلتراسیون مورد نیاز و کدورت آب ورودی تعیین می شود. معمولا حداکثر فشار کارکرد فیلترکربنی و شنی حدود 4-3 بار بوده و تحمل دما بین 5 تا 40 درجه را دارا هستند.

از فیلتر شنی جهت حذف کدورت هایی مانند شن، سیلیس با اندازه های مختلف استفاده می شود. فیلتر شنی ذرات معلق در آب مانند مواد آلی، پلانکتون ها، باکتری ها و ذرات رنگ را از آب جدا می کند. کدورت را با پارامتر NTU نشان می دهند و حد مجاز NTU برای سیستم ها RO  کمتر از 0.1 می باشد.در فیلتر شنی برای حذف رنگ، بو و کلر از ستون های کربن فعال استفاده می شود. این کربن یا زغال فعال دارای سطح جاذب بسیار بالاست و می تواند بسیار ی از مواد موجود درآب را به خود جذب بکند.
از فیلتر کربنی برای خنثی کردن اکسید کننده های آزاد در آب مانند کلر استفاده می شود. این اکسید کننده‌ها در صورت تماس با سطح ممبران باعث آسیب‌های دائمی به آن می‌شوند. در مواردی که هدف تصفیه آب و تولید آب شرب است، استفاده از فیلتر کربن باعث بهتر شدن طعم و بو آب می شود.

فیلتر شنی دستگاه تصفیه صنعتی RO

فیلتر کارتریجی (Cartridge Filter)

از فیلتر های کارتریجی جهت حذف ذرات بزرگتر از 5 میکرون استفاده می شود و بر اساس دبی آب ورودی تعداد آن مشخص می شود. به طور معمول فیلر کارتریجی بعد از فیلتر شنی و کربنی قرار می گیرد. فیلتر های کارتریجی از جنس پلی پروپیلن هستند و معمولا در رنج 1 تا 50 میکرون تصفیه آب را انجام می دهد.

سیستم تزریق مواد شیمیایی

بسته به نوع آب ورودی و میزان آلاینده های آن می توان از انواع مختلفی از ترکیبات شیمیایی استفاده کرد. از مواد شیمیایی مورد استفاده می توان به آنتی اسکالات برای کنترل رسوب و کلر برای حذب باکتر و غیره اشاره کرد.

برای تزریق آنتی اسکالانت از پمپ تزریق و مخزن ذخیره استفاده می شود. میزان تزریق پمپ‌ها برای مواد شیمیایی مختلف با دقت بالا و فشار مناسب سیستم بکار می‌روند. تعیین نوع و مقدار تزریق آنتی اسکالانت بستگی مستقیم به آب ورودی و احتمال تشکیل رسوبات بر روی سطح ممبران دارد.

سیستم تزریق مواد شیمیایی دستگاه تصفیه صنعتی RO

پمپ اصلی- پمپ فشار قوی (RO High Pressure Pump)

پمپ یکی از اجزای اصلی دستگاه تصفیه آب صنعتی به روش اسمز معکوس است. این پمپ نیرو لازم برای عملکرد درست فرایند اسمز معکوس را تامین می‌کند. از پمپ فشار قوی جهت تامین فشار مورد نیاز غشاهای نیمه تراوا یا همان ممبران استفاده می‌شود. آب برای عبور از ممبران‌ها نیاز به فشار بالایی دارد و میزان TDS یا هدایت آب و دما از عوامل تعیین کننده میزان این فشار است. این فشار توسط پمپ‌های مخصوص تامین می‌گردد با تامین این فشار، آب خالص می‌تواند از ممبران عبور کرده و ناخالصی‌ها پشت ممبران بماند.

پمپ های اصلی دستگاه تصفیه صنعتی RO

 

پرشروسل  (Pressure Vessel)

محفظه‌هایی با قابلیت تحمل فشار بالا می‌باشد که وظیفه نگهداری فیلتر RO را بر عهده دارد. این محفظه‌ ها معمولا از جنس فایبرگلاس ساخته می‌شوند و بر اساس قطر، ظرفیت تعداد ممبران و فشار عملیاتی در انواع مختلفی موجود هستند. آنها بر اساس طراحی و نیاز سیستم آب شیرین کن می‌توان نوع مناسب آن را انتخاب کرد. پرشروسل از نوع تک المان تا هشت المان بنا به نیاز طرح استفاده می‌شود. همچنین پرشروسل‌ها با مقاومت های مختلفی ساخته می شود که توانایی تحمل فشار از 300 تا 1200psi  را دارند.

ممبران یا غشا نمیه تروا (Membrane)

مهمترین و اصلی ترین قسمت دستگاه اسمز معکوس، ممبران یا غشا نمی تراوا می باشد. در این بخش میزان جامدات محلول در آب تا حدود 99.6 درصد حذف می شوند. این قسمت بر اساس آنالیز آب، دبی و فشار آب ورودی طراحی می شوند.

ممبران ها نوعی فیلتر از جنس پلی آمید هستند که از چندین ورقه تشکیل شده اند. این ورق ها بصورت لوله شده در اطراف لوله پلاستیکی قرار گرفته اند و فقط اجازه عبور آب خالص را می‌دهد. در نتیجه ناخالصی‌هایی مانند آلاینده‌های شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی نمی‌توانند از منافذ ممبران عبور کنند.

ممبران دستگاه تصفیه صنعتی RO

فلومترها (Flow Meters)

از فلومتر ها جهت اندازه گیری دبی آب تولید، پساب و برگشتی استفاده می شود.  فلومترها را در مسیر جریان های مختلف در داخل دستگاه تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس قرار می دهند.

انواع فلومتر بر اساس نوع مسیری قرار گیری آنها:

  • فلو یا دبی آب تصفیه شده: مقدار دبی آب تولیدی توسط سیستم تصفیه آب
  • دبی آب تغلیظ شده: مقدار دبی آب دور ریز یا جریان خروجی از دستگاه تصفیه آب RO
  • فلوی آب برگشتی:  وظیفه این مسیر اندازه گیری مقدار دبی جریان برگشتی و افزایش درصد ریکاوری یا بازیافت سیستم می باشد.

انواع فلومترها بر اساس سیستم کنترل دستگاه تصفیه آب:

فلومترها بر اساس سیستم کنترل میتوانند از نوع معمولی یا الکترونیکی باشند. در نوع الکترونیکی اطلاعات توسط سنسورها اندازه گیری و به سیستم کنترل مرکزی دستگاه ارسال می‌شود. در این حالت دبی در مسیر مورد نظر از طریق مانیتور قابل مشاهده است.

فلومتر یا جریان سنج دستگاه تصفیه صنعتی RO

پرشر سوئیچ  (Pressure Controller)

از پرشرسوئیچ در دستگاه تصفیه صنعتی RO برای جلوگیری از افزایش و یا کاهش فشار بیش از حد استفاده می‌شود. دو نوع مختلف از پرشرسوئیچ ها وجود دارد:

  • سیستم های‌پرشر (High Pressure) : این پرشر سوئیچ بعد از پمپ فشار قوی قرار دارد تا در صورتیکه فشار بالاتر از حد مجاز رفت، دستگاه را قطع کند.
  • سیستم لوپرشر (Low Pressure) : این پرشر سوئیچ قبل از پمپ فشار قوی قرار می‌گیرد تا در صورتیکه ورودی آب فشار لازم رو نداشته باشد و یا دستگاه آب شیرین کن بی آب باشد، دستگاه را خاموش کند.

پرشر سوئیچ یا تنظیم فشار دستگاه تصفیه صنعتی RO

TDSمتر پانلی (TDS Meter)

از TDS متر جهت نمایش مقدار جامدات محلول در آب تصفیه شده نصب می‌شود، که میزان TDS آب خروجی را نمایش می‌دهد. درنهایت می توان برای سنجش کیفیت و عملکرد تصفیه سیستم آب شیرین کن RO  از آن استفاده کرد.

TDS متر دستگاه تصفیه صنعتی RO

تابلو برق (Power Box)

جهت تامین انرژی مورد نیاز دستگاه تصفیه آب صنعتی و کنترل سیستم از تابلو برق استفاده می‌شود که  بنا به نیاز طراحی و ساخته می‌شود.

شاسی (Structure)

کلیه قطعات دستگاه تصفیه آب صنعتی بر روی شاسی نصب خواهد شد. با توجه به محل نصب دستگاه می‌توان از شاسی با جنس‌های مختلف استفاده نمود.

گیج‌هاي فشار (Pressure Gauges)

از گیج های فشار جهت اندازه گیری فشار در نقاط مختلف سیستم استفاده می‌شود. گیج‌های فشار امکان مشاهده و بررسی و تنظیم کردن قسمت‌های مختلف سیستم را فراهم می‌سازد. در سیستم‌های پیشرفته و هوشمند از سنسور فشار استفاده می‌شود که اطلاعات را به سیستم کنترل مرکزی ارسال می‌کند. ولی در سیستم های معمولی و ساده میتوان گیج فشار را مستقیما روی خط آب نصب کرد. با مقایسه فشار قبل و بعد می‌توان متوجه افت فشار و گرفتگی احتمالی در نواحی مختلف شد.

مهمترین مکان هایی که نیاز به کنترل به وسیله گیج های فشار را دارند:

  • بین فیلتر شنی و کارتریجی
  • قبل و بعد از فیلتر کارتریج
  • قبل و بعد از پرشروسل ها
  • بعد از ممبران در قسمت پساب

گیج فشار دستگاه تصفیه صنعتی RO

شیرهای کنترل دستگاه تصفیه آب صنعتی

شیرهای کنترل یکی از مهم‌ترین تجهیزات اندازه گیری در دستگاه تصفیه آب صنعتی هستند. وظیفه آنها کنترل دبی و فشار هر کدام از جریان‌های سیستم RO است. این شیرها در انواع مختلفی موجود هستند که بسته به وظیفه‌ای که دارند نوع مناسب آن تعیین می‌شود.

واحد CIP  یا شستشوی دوره‌ای (Cleaning In Place)

از واحد CIP جهت شستشوي ممبران‌ها (غشاها) با آب تصفيه شده و مواد شستشو مانند اسید و باز استفاده می شود. این شستشو دوره ای می تواند تمام اتوماتیک یا به صورت دستی انجام بشود. در سیستم های تمام اتوماتیک انجام عملیات CIP توسط PLC انجام مي‌شود ولی در سیستمهای دستی توسط اپراتور انجام می‌شود.

عملیات CIP باعث محافظت از ممبران ها و جلوگیری از تجمیع بیش از حد رسوب و در نهایت گرفتگی ممبران‌ها می شود. در چنین حالتی آلاینده ها و میکروبها از روی سطح ممبران پاک می شوند. این سیستم شستشوی اتوماتیک ممبران CIP  باعث افزایش طول عمر ممبران های RO تعبیه شده اند و رسوبهای روی غشای ممبران را از بین می برند.

دوره زمانی هر شستشو، متناسب با میزان آلاینده ها، دبی و فشار آب ورودی و غیره بستگی دارد. اما به طور متوسط، زمان شستشوی ممبران RO هر ۶ ماه یا سالی ۱ بار است.

سیستم CIP دستگاه تصفیه صنعتی RO

راه های افزایش کیفیت در فرآیند دستگاه تصفیه آب صنعتی

به منظور افزایش کارایی و عملکرد بهتر دستگاه ها و فرایند اسمز معکوس می توان از غشا و ممبران استاندارد استفاده کرد. علاوه بر پمپ و شاسی و سایر قطعات مورد استفاده در طراحی این دستگاه ها، غشا یا ممبران از اهمیت بسیار زیادی برخوردارند. این قطعات ارتباط مستقیم با کارایی دستگاه تصفیه آب صنعتی دارند. لذا،باید غشا و ممبران مناسب و متناسب با نوع آب و املاح موجود در آن برای این منظور استفاده شود.

اندازه منافذ روی ممبران ها اهمیت بسیار زیادی داشته و متناسب با نوع آب و املاح و ذرات موجود در آنها لازم است غشای مناسب انتخاب شود. همچنین لازم به ذکر است که به صورت دوره ای باید غشاها با شستشوی معکوس یا سایر روش ها احیا یا تعویض شوند.