آب شیرین کن های اسمز معکوس یکی از مهم ترین تجهیزات تولید آب آشامیدنی در مناطقی هستند که دسترسی به منابع آب شیرین محدود است. این سیستم ها با عبور آب از غشاهای نیمه تراوا، نمک و ناخالصی ها را جدا کرده و آبی با کیفیت بالا تولید می کنند. اما عملکرد بهینه این سیستم ها به شدت وابسته به کیفیت آب ورودی است. آب خام ورودی به آب شیرین کن حاوی ذرات معلق، مواد آلی، کلر، یون ها و آهن است. اگر این آلاینده ها قبل از ورود به غشای اسمز معکوس حذف نشوند، باعث آسیب به ممبران ها می شوند. در این مطلب، سه سیستم پیش تصفیه اصلی یعنی فیلتر شنی، فیلتر کربنی و سختیگیر رزینی و تاثیر آنها بر راندمان سیستم های نمک زدایی را بررسی می کنیم.
حذف ذرات معلق با فیلتر شنی
فیلتر شنی یکی از قدیمی ترین و مؤثرترین روش های تصفیه آب است. این فیلتر از لایه های مختلف شن و سیلیس با اندازه های متفاوت تشکیل شده است. آب خام از بالا وارد فیلتر شده و هنگام عبور از این لایه ها، ذرات معلق در بین دانه ها گیر می افتند. این دستگاه بر اساس اصل فیلتراسیون مکانیکی کار می کند و شباهت زیادی با رفتار طبیعت دارد. دانه های شن به عنوان یک صافی طبیعی عمل کرده و ذرات بزرگ تر از فضای بین دانه ها را به دام می اندازند. در فیلترشنی معمولا از شن با دانه بندی های درشت در پایین برای نگهداری ذرات ریز و شن ریزتر در بالا برای فیلتراسیون اولیه استفاده می شود.
مزایای استفاده از فیلتر شنی در پیش تصفیه سیستم نمک زدایی
· حذف ذرات معلق: فیلتر شنی قادر است ذرات با اندازه بالای ۲۰ میکرون را حذف کند. این ذرات شامل شن، ماسه، خاک و ذرات معلق موجود در آب رودخانه یا چاه است.
· کاهش کدورت: کدورت آب نشان دهنده میزان ذرات معلق است. فیلتر شنی می تواند کدورت را از مقادیر بالا به مقدار استاندارد مناسبی برای ورود به سیستم اسمز معکوس است.
· حفاظت از ممبران: ذرات معلق بزرگ می توانند به سطح غشا آسیب رسانده و منافذ آن را مسدود کنند. فیلتر شنی با حذف این ذرات، از آسیب مکانیکی به ممبران آب شیرین کن اسمز معکوس جلوگیری می کند.
· کاهش هزینه های تعمیر: با کاهش بار ذرات معلق، نیاز به شستشوی معکوس و تعویض فیلترهای کارتریجی کمتر می شود. در نتیجه، هزینه های نگهداری به طور قابل توجهی کاهش پیدا می کند.
لازم به ذکر است، برای حفظ تاثیر مثبت فیلتر شنی بر سیتم نمک زدایی باید شستشوی دوره ای انجام شود. وقتی افت فشار آب در این دستگاه به بیش از ۰.۵ بار رسید، یا کدورت خروجی افزایش یافت، باید شستشوی معکوس انجام شود. عمر مفید شن فیلتر به طور متوسط بین ۵ تا ۱۰ سال است و پس از آن نیاز به تعویض دارد.
فیلتر کربنی برای حذف کلر و ترکیبات آلی
فیلتر کربنی از زغال فعال تشکیل شده که قابلیت جذب سطحی بالایی دارد. این فیلتر یکی از مهم ترین مراحل پیش تصفیه برای حفاظت از ممبران های اسمز معکوس است. زغال فعال دارای ساختار متخلخل با سطح داخلی بسیار زیاد است. وقتی آب از بین ذرات زغال عبور می کند، مولکول های آلی و کلر به سطح زغال چسبیده و از آب جدا می شوند. این فرآیند جذب سطحی نامیده می شود. قرار گرفتن فیلتر کربنی قبل از ممبران های اسمزمعکوس در سیستم نمک زدایی چند مزیت مهم را به همراه دارد که عبارتند از:
· کلر یکی از مواد ضدعفونیکننده رایج در تصفیه آب شهری است، اما برای غشاهای اسمز معکوس بسیار مضر است. کلر باعث اکسیداسیون و تخریب پلیمرهای غشا می شود. فیلتر کربنی کلر آزاد را به کلرید تبدیل و حذف می کند.
· مواد آلی محلول مانند تانن، اسیدهای هومیک و ترکیبات حاصل از تجزیه گیاهان می توانند باعث گرفتگی غشا شوند. فیلتر کربنی این ترکیبات را جذب می کند.
· فیلتر کربنی رنگ، بو و طعم نامطبوع آب را از بین می برد. این مساله مخصوصا در آب های سطحی که ممکن است آلودگی داشته باشند، اهمیت دارد.
· با حذف کلر و مواد آلی، عمر مفید ممبران به طور قابل توجهی افزایش می یابد. غشاهای آسیب دیده توسط کلر قابلیت خود را از دست می دهند و باید تعویض شوند که هزینه بالایی دارد.
مانند فیلتر شنی، کربن فعال پس از مدتی اشباع می شود و خاصیت جذب خود را از دست می دهد. تعویض کربن هر ۶ تا ۱۲ ماه یکبار انجام می شود، اما با توجه به کیفیت آب ورودی و میزان مصرف، متفاوت است.
سختیگیر رزینی برای کاهش سختی آب
سختی آب به مقدار یون های کلسیم و منیزیم موجود در آن اشاره دارد. آب سخت باعث ایجاد رسوب آهکی روی سطوح مختلف می شود و در سیستم های اسمز معکوس، رسوب ها می توانند غشا را به شدت آسیب برسانند. این تجهیزات با استفاده از دانه های رزین تا حد زیادی می توانند یون های سختی زا را از آب جدا کنند و مانع از تشکیل لایه های رسوب روی ممبران ها شوند.
یکی از نکات مهم در خرید آب شیرین کن اسمز معکوس، بررسی نوع سیستم های پیش تصفیه است. بهترین نوع این دستگاه دارای ترکیبی از فیلتر شنی، فیلتر کربنی و سختی گیر رزینی است تا محافظت از ممبران ها تا حد زیادی افزایش پیدا کند.
نتیجه گیری
سیستم های پیش تصفیه نقش مهمی در عملکرد سیستم های نمکزدایی دارند، زیرا آب ورودی به آب شیرین کن های اسمز معکوس حاوی ذرات معلق، مواد آلی، کلر آزاد و یون های سخت زا مانند کلسیم و منیزیم است که بدون حذف آن ها، ممبران ها به سرعت آسیب می بیند، رسوب گذاری می کند و راندمان تولید آب شیرین کاهش می یابد. فیلتر شنی با حذف ذرات معلق و کاهش کدورت، فیلتر کربنی با جذب کلر و ترکیبات آلی، و سختی گیر رزینی با حذف یون های سخت زا، هر کدام به نوبه خود از غشای RO در برابر اکسیداسیون، گرفتگی و رسوب محافظت می کنند.
نتیجه این حفاظت چندلایه، افزایش طول عمر ممبران از ۲ سال به بیش از ۵ سال، کاهش مصرف انرژی به دلیل کاهش فشار عملیاتی، کاهش چشمگیر هزینه های تعمیر و نگهداری و در نهایت تولید آب آشامیدنی با کیفیت بالاتر و خلوص بیشتر است. به بیان ساده تر، پیش تصفیه نه یک هزینه اضافی، بلکه سرمایه گذاری ضروری برای حفظ پایداری، کارایی و صرفه اقتصادی پروژه های نمک زدایی است.
هیچ دیدگاهی درج نشده - اولین نفر باشید