مشاوره و طراحی تصفیه آب صنعتی

طراحی RO

طراحی reverse osmosis) RO) از فرایندهای تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس می باشد که ناخالصی ها را با استفاده از یک غشای نیمه تراوا حذف می کند. ساده، ایمن و مقرون به صرفه بوده و بیش از 99 درصد از آلاینده ‌های آب مانند جامدات محلول، مواد آلی و باکتری ‌ها را از بین می ‌برد

در اینجا به منظور آشنایی بیشتر لازم است ادامه مطلب را بررسی کنید تا بتوانید اطلاعات بیشتری در این حوزه کسب کنید.

آشنایی با فرایند طراحی تصفیه آب صنعتی

سیستم های آب RO را می توان در صنایع مختلفی مانند داروسازی، مراقبت های بهداشتی، مواد غذایی و آشامیدنی و شیرین سازی آب دریا استفاده کرد. کاربردهای طراحی تصفیه آب صنعتی عبارتند از: آلودگی زدایی، دیالیز، بازیافت فاضلاب و تولید آب فرآیندی. طراحی RO در ارتباط با سایر فرآیندهای تصفیه مانند الکترودیونیزاسیون مداوم (CEDI) یا اولترافیلتراسیون به خوبی عمل می کند.

• مزایای سیستم های تصفیه آب RO

تصفیه آب RO یک فناوری جا افتاده است که مزایای زیادی نسبت به سایر فرآیندهای تصفیه دارد. این شامل:

• هزینه های عملیاتی کمتر و بهره وری انرژی بهتر به دلیل دمای محیط
• ایمنی بهبود یافته به دلیل عدم وجود مواد شیمیایی خطرناک برای حمل، نگهداری و جابجایی
• فضای کمتری را اشغال می کند
• بدون توقف بازسازی به عنوان سیستم به طور مداوم در حال کار است
• تصفیه هر نوع آب خوراکی
• ادغام با سایر سیستم های تصفیه آب

کارکرد و نگهداری ساده (به عنوان مثال دارای سیستم کنترل PLC یکپارچه است) طراحی RO یک دستگاه تصفیه آب است که به یک فیکسچر منفرد متصل می شود و از فرآیند RO برای حذف آلاینده ها از آب عرضه شده به آن دستگاه استفاده می کند.

طراحی RO فرآیندی است که در آن فشار آب را از یک غشای نیمه تراوا عبور می دهند و جریانی از آب تصفیه شده به نام “تراوا” و جریانی از آب دفعی به نام “کنسانتره” یا “آب نمک” ایجاد می کنند.

این سیستم ها به طور بالقوه می توانند آلاینده های آب مانند سرب، ترکیبات آلی فرار (VOCs)، PFAS، آرسنیک، باکتری ها و ویروس ها را حذف کنند. سیستم ‌های RO معمولاً در مکان ‌های مسکونی نصب می ‌شوند، اما می ‌توان آن ‌ها را در فضاهای اداری تجاری یا آشپزخانه نیز یافت.

نکات قابل توجه در بررسی طراحی RO

در حالی که سیستم های طراحی reverse osmosis) RO) می توانند کیفیت آب را بهبود بخشند، این سیستم ها همچنین می توانند مقدار قابل توجهی ضایعات آب را برای کار تولید کنند.

به عنوان مثال، یک سیستم RO معمولی به ازای هر گالن تولید شده، چهار گالن یا بیشتر آب دفع تولید می کند. برخی از واحدهای ناکارآمد به ازای هر گالن تولید شده تا 10 گالن آب دفعی تولید می کنند.

در سال ‌های اخیر، فناوری غشاء بهبود یافته است و برخی از سیستم‌ های RO برای فرایندهای کارآمدتر طراحی شده‌اند، به طوری که برخی از تولیدکنندگان نسبت 1:1 را تبلیغ می ‌کنند، به این معنی که تنها یک گالن آب دفع شده برای تولید ایجاد می ‌شود.
در حقیقت سیستم های طراحی reverse osmosis) RO) بسته به کیفیت آب مورد نظر، ویژگی های منبع آب ورودی و ترجیحات مصرف کننده، ممکن است در کاربردهای خاصی مناسب باشند.

در این موارد، این فرایند به مصرف کنندگان کمک می کند تا مدل های کم مصرف بیشتری را شناسایی و خریداری کنند و از این طریق به صرفه جویی در مصرف آب و هزینه کمک می کند. تخمین زده شده که جایگزینی یک سیستم معمولی RO با یک سیستم کارآمدتر می تواند تقریباً 4000 گالن آب در هر خانوار را صرفه جویی کند.

عملکرد غشاهای اسمز معکوس

در بررسی سیستم های طراحی reverse osmosis) RO) باید بدانید که ساختار غشایی اسمز معکوس غالبا بر اساس یک غشای کامپوزیت لایه نازک است. این یک لایه پلی آمیدی به ضخامت 0.1 میکرومتر است که توسط یک زیرساخت پلی سولفون پشتیبانی می شود.

لایه پلی آمید با فرآیند پلیمریزاسیون تشکیل می شود. اگرچه غشاهای کامپوزیت لایه نازک مبتنی بر این فرآیند بیش از سی سال است که مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما جدیدترین فناوری اکنون امکان کنترل دقیق‌تر فرآیند پلیمریزاسیون را فراهم می ‌کند.

بر این اساس، تمرکز قوی در توسعه سیستم های طراحی RO بر اساس درجه پلیمریزاسیون لایه پلی آمید است. درجه پلیمریزاسیون بالاتر، پایداری مکانیکی و شیمیایی لایه نازک را بهبود می بخشد و دوام بیشتری را ارائه می دهد.

علاوه بر این، بار منفی روی سطح غشا کاهش می یابد که منجر به جذب کمتر کاتیونی ( رسوب ) روی سطح غشا می شود. سطح غشای پلی آمید به دلیل ترکیب شیمیایی آن، معمولاً دارای بار منفی است و اغلب منجر به رسوب کاتیونی می شود که حذف آن بسیار دشوار است.

یک مثال معمول از رسوب کاتیونی رسوب با آهن است. کلرید آهن (FeCl3) یک ماده شیمیایی بسیار رایج است که در سیستم های پیش تصفیه استفاده می شود. اگر دوز آن بسیار زیاد باشد، حتی برای مدت کوتاهی، رسوب کاتیونی می تواند به طور غیرقابل برگشتی سطح غشای RO را آلوده کند.

در توسعه سیستم های طراحی RO، جدا از یک سیستم کلرید آهن که به خوبی تنظیم شده است، یک بار با سطحی منفی کمتر، بهترین گزینه برای کاهش پتانسیل رسوب است.

لایه کامپوزیت جهت جداسازی غشا ضروری ترین بخش فرآیند جداسازی RO است. قبل از استفاده، این جزء حیاتی در دستگاهی به نام عنصر RO مونتاژ می شود. فرآیند RO شامل مراحل بسیاری است که همه آنها باید به دقت کنترل شوند.

فرآیند تولید شامل استفاده از تجهیزات رباتیک پیشرفته برای آماده سازی عنصر RO با دقت بالا به مشخصات مکانیکی دقیق است.

بخش اعظم این توسعه با کمک مراکز تحقیقاتی انجام شده است که از قابلیت‌ های طراحی مدرن می توان به این اشاره کرد که از این طراحی به کمک رایانه برای تأیید استحکام مکانیکی و بهینه ‌سازی طراحی هیدرودینامیکی استفاده کردند.

سخن آخر

در مجموع سیستم های طراحی RO همچنین حاوی چندین مخزن تحت فشار با عناصر RO هستند. از عملکرد بالا و مزایای بیشماری برخوردار می باشند.

این عناصر به موازات مخزن تحت فشار کار می کنند. بهتر است زیر نظر کارشناسان این حوزه به بررسی عملکرد آن بپردازید.