نوشته‌ها

,

دستگاه تصفیه آب

دستگاه تصفیه آب

دستگاه تصفیه آب

 

1- دستگاه تصفیه آب با سیستم اسمز معکوس چیست ؟

این دستگاه با روش اسمز معکوس حدود 95 تا 99 درصد از مواد شیمیایی و املاح موجود در آب را جدا می کند و به راحتی زیر سینک ظرفشویی و همراه با یک شیر آب شرب مجزا نصب می شود.

 2- فرق اسمز معکوس با فیلتر آب چیست؟

 فیلتر آب فقط ذرات بزرگ و مخلوط در آب مثل ذرات گل و لای و شن و ماسه و زنگ لوله ها را جدا می کند در حالی که اسمز معکوس توسط بکارگیری یک غشاء نیمه تراوا غیر از جدا کردن ذرات مخلوط در آب تمامی مواد شیمیایی و آلودگی های میکروبی،ویروسی و… محلول در آب را نیز از آن جدا می سازد.

دستگاه تصفیه آب

3- ممبران چیست و چطور کار می کند؟

ممبران (membrane)از چندین لایه نازک یا ورقه های فیلم(thin film composite) که به هم فشرده شده و به طور مارپیچ دور یک لوله پلاستیکی پیچانده شده اند تشکیل شده است.

 مواد تشکیل دهنده ممبران از نوع مواد نیمه نفوذپذیر یا نیمه تراوا می باشند که مانع عبور آلودگی های شیمیایی و املاح نامطلوب و حتی ویروسها و باکتریها  می گردند بطوریکه ناخالصی ها از خروجی فاضلاب ممبران به بیرون هدایت می شوند و تنها آب از این غشاها عبور می نماید،غشای ممبران توانایی این را دارد که املاح نامناسب موجود در آب تا ابعاد 0.0001 میکرون را حذف نماید بدین صورت آبی پاک به دست می آید.

دستگاه تصفیه آب

 4 – اسمز را توضیح دهید .

اگر یک پرده یا لایه نیمه تراوا را در بین دو مایع که از نظر نوع یکسانند ولی از لحاظ چگالی یا غلظت متفاوتند مثلا آب خالص و آب نمک قرار دهیم به طور طبیعی سیستم به طرف تعادل چگالی کل حرکت می کند پس آب خالص شروع به نفوذ از غشاء کرده تا چگالی آب نمک را پایین بیاورد به این عمل ، اسمز می گویند.

5- اسمز معکوس چیست؟

در روش اسمز معکوس توسط فشاری که به مایع  پراملاح(غلیظ) وارد می کنیم جهت جریان طبیعی حالت اسمزی را برعکس می کنیم به این ترتیب که در نتیجه فشار پمپ بر مایع غلیظ ، املاح که اجازه عبور از لایه نیمه تراوا را ندارند پس آب خالص از غشاء عبور کرده و به طرف دیگر (رقیق تر)می رود و بدین صورت آب خالص بدست می آید.

6- در سیستم اسمز معکوس دستگاههای تصفیه آب چه عملی انجام می شود؟

آب ورودی از لوله کشی در ابتدا وارد فیلتر مرحله اول می شود و با توجه به اینکه منافذ این فیلتر حدود 5 میکرون است(در دستگاه های مختلف متفاوت است-به جدول مقایسه دستگاه ها رجوع شود) از عبور ناخالصی های درشت تر مانند گل و لای و شن و ماسه و زنگ لوله ها جلوگیری می کند. سپس آب وارد فیلتر مرحله دوم می شود و حدود 98 درصد از مواد شیمیایی آلی و ترکیبات کلر از آب جدا شده و سپس آب وارد فیلتر مرحله سوم می شود که مانع عبور مقادیر بسیاری از مواد شیمیایی،رنگ،مواد سمی وترکیبات کلر محلول در آب می شود و سپس در مرحله چهارم آب وارد فیلتر ممبران (membrane) شده که حدود 95 تا 99 درصد آلودگی های محلول در آب که اندازه آن ها بسیار کوچک است ،مانند ویروسها ، میکروبها ، انگل ها و باکتری ها ،نمک و… را جدا کرده و از قسمت فاضلاب دستگاه به بیرون می فرستد و آب تصفیه شده وارد مخزن تحت فشار می شود، آب در این مخزن جهت مصرف ذخیره شود .

 هنگامی که شیر آب شرب نصب شده بر روی سینک ظرفشویی را جهت برداشت آب باز می کنیم مرحله پنجم فیلترینگ(فیلتر پست کربن یا کربن خطی) انجام می شود به این صورت که آب از مخزن تحت فشار خارج شده و از این فیلتر عبور می کند تا به شیر آب شرب برسد که طی این عمل، توسط کربن فعال موجود در فیلتر، طعم و بوی نامطبوع از آب گرفته می شود،در دستگاه های 6 مرحله ای فیلتر دیگری نیز وجود دارد که این فیلتر می تواند فیلتر مینرال باشد یا در بعضی موارد فیلتر ORP  باشد. فیلتر مینرال مکمل مرحله چهارم است و با مواد معدنی موجود در فیلتر به بهبود طعم و مزه آب خروجی کمک می کند،فیلتر ORP وظیفه بالا بردن pH آب خروجی را بر عهده دارد،همانطور که میدانیم آب مناسب برای نوشیدن آبی است که pH آن بالاتر از 7 و در حدود 7.5 باشد،فیلتر های ORP این عملیات را بر عهده می گیرند. در دستگاه های 7 مرحله ای فیلتری به نام فیلتر ضدعفونی آب با اشعه فرابنفش (UV) نیز موجود می باشد.این فیلتر شامل یک محفظه استیل یا در مواردی پلاستیکی است که درون آن لامپ UV قرار دارد،با تابش اشعه UV به آب،ضدعفونی صد درصدی در آب حاصل می شود.این دستگاه ها در جاهایی بیشتر مورد مصرف دارند  که کلر زنی در آب صورت نگرفته و یا ریسک آلوده بودن آب بسیار بالا باشد.

دستگاه تصفیه آب

7- سیستم اسمز معکوس از چه زمانی مورد استفاده قرار گرفت؟

هر چند که تصور می شود که سیستم اسمز معکوس در حدود 10 سال است که مورد استفاده قرار گرفته است ولی در سال 1962 دولت آمریکا اولین سیستم تصفیه به روش اسمز معکوس را که قابلیت تولید حدود 1000 گالن آب تصفیه شده در روز (حدود 3000 لیتر در شبانه روز)را داشت تولید کرد . امروزه بیش از 3000 سیستم تصفیه آب بزرگ به روش اسمز معکوس وجود دارد که چندین میلیون گالن آب تصفیه شده جهت استفاده تولید می کنند.

8 – آیا سیستم اسمز معکوس سدیم (عناصر نمکی) را هم از آب جدا می کند؟

بله . سیستم اسمز معکوس اساسا برای نیروی دریایی طراحی شده بود که آب دریا را شیرین کند.زیرا آب دریا سرشار از سدیم و ترکیبات آن است که نمک طعام نیز از آن دسته می باشد. برای کسانی که رژیم کم سدیم را می خواهند آب این دستگاه خیلی مناسب است اساسا به همین خاطر است که معمولا به این دستگاه ها تصفیه آب نیز گفته می شود.

9- آیا سیستم اسمز معکوس باکتری ،ویروس و میکروب را هم از آب جدا می کند؟

بله . روزنه های غشاء ممبران بسیار کوچکتر از قطر باکتری و انگل و ویروس است و امکان عبور به آنها نمی دهد و آن ها را از فاضلاب دستگاه خارج می کند،البته بهتر است در مواردی که احتمال الودگی میکروبی،ویروسی یا باکتریایی آب بسیار بالاست جهت حصول اطمینان صد درصدی ، از سیستم ضدعفونی نیز بصورت مکمل با این دستگاه استفاده شود.

10- طعم آب تصفیه شده توسط این دستگاه چگونه است؟

مزه آب تصفیه شده این سیستم با توجه به اینکه املاح نمکی زیادی را از آب حذف می کند در ابتدا که ذائقه خانواده عادت ندارد ممکن است در بعضی موارد تلخ به نظر برسد که این مورد پس از گذشت چند روز استفاده از آب تصفیه شده دیگر به نظر نمی آید البته در صورت تمایل می توان با تنظیمات دستگاه حتی این طعم اندک ابتدای نصب را نیز کاملا از بین برد.

11- آیا ما به مواد معدنی که از آب جدا می شود نیاز نداریم؟

در اینجا بحث بر سر ضرر و فایده است،بیشتر مواد معدنی مورد نیاز ما از طریق غذا و سبزیجات جذب بدن می شود و مقدار کمی از طریق آب جذب می شود  که میتوان با مواد جایگزینی،مواد معدنی مورد نیاز بدن را به راحتی تامین کرد ولی در صورتیکه مواد سمی وارد بدن ما شوند دیگر برای خروج آن ها از بدن هیچ جایگزینی وجود ندارد.

12 – دستگاه تصفیه آب در کجا نصب می شود؟

این دستگاه ها معمولا زیر سینک ظرفشویی نصب می شوند که خروجی آن به یک شیر آب شرب که روی سینک قرار می گیرد ، متصل می شود و امکان گرفتن انشعاب جهت اتصال آب به یخچال هایی که ورودی آب دارند (ساید بای ساید) نیز وجود دارد ولی انواع دیگری نیز مانند روی کابینتی،دیواری،کلمنی،کیسی و… نیز موجود می باشند.

13 – آیا شیر خروجی مجزا برای این سیستم موجود می باشد؟

بله . یک شیر آب شرب زیبا و ظریف(بسته به مدل دستگاه) روی سینک ظرفشویی نصب می شود که به شیر آب شرب موسوم است،تمامی مصارف خانواده جهت نوشیدن و پخت و پز  از این پس از این شیر که حاوی آب تصفیه شده است بهتر است انجام گیرد.

دستگاه تصفیه آب

14 – چه عواملی در کیفیت آب خروجی موثر است؟

چهار عامل اصلی در کیفیت و میزان تولید آب تصفیه شده تاثیر می گذارد :

1-  فشار: هر قدر فشار آب بیشتر باشد (که پمپ دستگاه آن را تامین می کند) کیفیت و مقدار آب تولیدی نیز بهتر و بیشتر می‌شود.  فشار 60 P.S.I ایده‌آل است.

2- درجه ‌حرارت: 24 درجه سانتی‌گراد حرارت ایده‌آل برای دستگاه RO می‌باشد. اگر درجه حرارت به 4 درجه برسد تولید RO به نصف خواهد رسید. حداکثر درجه حرارت کاری دستگاه ها  29 درجه سانتی‌گراد می‌باشد پس بهتر است در محلی قرار گیرند که دمای نرمال برای دستگاه مهیا باشد.

3-  کل جامدات محلول در آب (T.D.S):

هرقدر میزان جامدات محلول در آب افزایش یابد مقدار آب تولید شده توسط دستگاه کاهش می‌یابد T.D.S بالا می‌تواند توسط فشار مضاعف جبران شود.

15- دستگاه تصفیه آب چه مقدار آب تصفیه شده تولید می کنند؟

دستگاه های تصفیه آب خانگی بسته به فیلترهایشان می توانند از 50 گالن(تقریبا 150 لیتر) تا 100 گالن (تقریبا 300 لیتر) در شبانه روز آب تولید نمایند،ظرفیت های بالاتر از این مقدار از 300 تا 600 گالن در شبانه روز در ردیف دستگاه های نیمه صنعتی یا اداری قرار می گیرند و از 800 گالن به بالا در ردیف دستگاه های صنعتی خواهند بود که بصورت پکیج های آماده بوده یا بسته به سفارش بصورت اختصاصی ساخته می شوند.

16- آیا این دستگاه ها ضمانت هم دارند؟

دستگاه های تصفیه آب در صورتیکه توسط شرکت های معتبر تولید شده باشند معمولا حداقل یکسال دارای گارانتی هستند که در صورت آبدهی و خرابی، قطعات آن (غیر از فیلترها که مصرفی هستند)به طور رایگان تعویض و یا سرویس می شوند.

17 – چه برنامه نگهداری باید برای این سیستم در نظر گرفت؟

در صورتیکه فیلترهای دستگاه تصفیه آب در موعد های تعیین شده ،تعویض گردند،این سیستم ها نیاز به نگهداری خاصی ندارند،که تعویض فیلتر ها می تواند توسط خود شخص و یا درصورت درخواست توسط کارشناسان تصفیه آب انجام شود.

18 – چه موقع ممبران دستگاه تصفیه آب باید تعویض شود؟

زمانی که مقدار آبدهی دستگاه به طور قابل ملاحظه کاهش یابد یا طعم آب نیز بطور محسوس تغییر کند و به حالت اولیه در آید باید فیلتر ممبران تعویض شود. البته با تست TDS نیز می توان به سلامت یا عدم سلامت ممبران پی برد.

فناوری نانو در تصفیه آب

فناوری نانو در تصفیه آب

فناوری نانو در تصفیه آب

 

فناوری نانو

فناوری نانو در تصفیه آب در تکنولوژی عصر جدید است. حدود دو سوم کره زمین را آب فرا گرفته است . که از این میزان آب حدود ۹۷ در صد آن غیر قابل آشامیدن هست . بر اساس پیش بینی سازمان ملل در سال ۲۰۳۵ میلادی حدود ۴۸ کشور (یعنی ۳۲ درصد جمعیت جهان ) دچار کمبود آب آشامیدنی می شوند. در آغاز قرن بیست و یکم دانشمندان تمرکز خود را ، بر روی فن آوری نوینی ( فناوری نانو ) معطوف کردند . این فناوری برای اولین بار حدود چهل سال پیش مطرح شد . البته روش های دیگری نیز برای دسترسی به آب قابل شرب وجود دارد که از جمله آن می توان به استفاده از دستگاه آب شیرین کن اشاره کرد که این سامانه بروی آب های شور دریا و یا رودخانه ها قرار گرفته و آب قابل شرب را برای ما تامین می کند . که در ذیل به معایب استفاده از این سامانه و برتری فناوری نانو در تصفیه آب بر این روش اشاره خواهیم کرد .

فناوری نانو در تصفیه آب

۲ – اطلاعات آماری موجود در مورد آبها :

۵۰ درصد آبهای زیرزمینی و ۷۸ درصد آب رودخانه ها در مناطق شهری غیر قابل شرب می باشند که با تکنولوژی جدید فناوری نانو در تصفیه آب قصد داریم این آمار را به حداقل برسانیم .

 

۳ – معایب استفاده از سامانه آب شیرین کن ها :

۱- تغییر در اکوسیستم طبیعت به علت تخلیه پسآب های ناشی از تصفیه در طبیعت و ….
۲-با توجه به اینکه این سامانه باید در درون آب قرار گیرد نحوه ی ساخت و اجرای تاسیسات آن بسیار دشوار است .
۳- مجاورت دستگاه ها و تاسیسات آب شیرین کن با آب شور باعث از بین رفتن دستگاه ها و به کار بستن تمهیدات ویژه ای را می طلبد .
۴- باعث افزایش درجه حرارت آب می شود . ( در اثر عبور آب درون دستگاه ها و بازگرداندن پسآب آن به داخل آب )
۵- باعث افزایش PH آب شده و خاصیت اسیدی آب را زیاد می کند .
۶- باعث از بین رفتن ماهی ها و موجودات کوچک و ذره بینی درون آب می شود . ( در اثر برخورد با صافی ها و دستگاه های حرارتی )
۷- هزینه بسیاری را هم در زمینه ساخت ، نگه داری و همچنین انتفال آب تصفیه شده در بر دارد .

فناوری نانو

۴ – فیلترها بر اساس اندازه منافذشان :

۱- میکرو فیلترها
۲- اولترا فیلترها
۳- نانو فیلترها
نانو فیلترها در اصل فیلتراسیون با فشار پایین تر است بنابراین قیمت تمام شده نانو فیلترها و انرژی مصرفی آنها نسبت به دو روش دیگر کمتر می باشد.

فناوری نانو

 

۵ – تعریف فناوری نانو :

فن آوری نانو به معنای ساخت اتمها و مولکولها جهت تولید مواد ، دستگاهها و تکنولوژی های جدید است .
سعی و تلاش در فناوری نانو در تصفیه آب بر این پایه استوار است که به جای اینکه ما مواد را کوچکتر کنیم تا آنها را تولید کنیم ( به آرمان های خود دست یابیم ) کوچکترین ذره ای را که می تواند این مواد را برای ما تولید کند را به دست آوریم و حالا ما از فناوری نانو در تصفیه آب استفاده میکنیم .

فناوری نانو در تصفیه آب

۶ – بازار مصرف نانو فیلتراسیون :

۱ – تقریبا حدود ۶۵ درصد بازار مصرف نانو فیلتراسیون مربوط به شیرین کردن آب ( فناوری نانو در تصفیه آب ) است .
۲- ۲۵ در صد مربوط به صنایع غذایی( در تولید لبنیات )
۳ – ۱۰ درصد مربوط به صنایع شیمیایی می شود.

۷ – موارد کاربرد ذرات نانو در تصفیه و حذف آلاینده ها :

-۱ حذف رنگ ۲-حذف مواد آلی ۳- حذف آرسنیک ۴ – فلزات سنگین ۵ – حذف آلاینده های خاص از فاضلاب به کمک نانو سرامیک ها ۶- حذف آلاینده های نفتی ۷ – حذف پسابهای صنعتی و …

فناوری نانو در تصفیه آب

۸ – غشاهای نانویی :

غشاها با حفره هایی از جنس نانو لوله های کربنی امکان جداسازی ارزانتر گاز و مایع را فراهم می کنند . در حال حاضر اغلب غشاهای موجود ، از جنس مواد پلیمری هستند که برای کاربردهای دمای بالا مناسب نمی باشند .که این نانو لوله ها این مشکل را به خوبی حل کرده اند و به راحتی می توان از فناوری نانو در تصفیه آب استفاده نمود .
این غشاهای جدید (نانو لوله های کربنی ) با حفره های کوچک تر و تراکم بسیار و امکان عبور شدت جریان زیاد از هر حفره از لحاظ گذردهی آب و هوا نسبت به غشاهای پلی کربناتی بسیار برترند . بعضی بر این تصور استوار هستند که با توجه به اینکه نانو لوله های کربنی بسیار باریک و طولانی هستند نمی توانند به خوبی مواد و آب را از خود عبور دهند ولی واقعیت خلاف این تصور را نشان می دهد . از دیگر ویژگی های فناوری نانو در تصفیه آب (نانو لوله های کربنی هستند) می توان به انعطاف بسیار بالای این لوله اشاره کرد که می توان آنها را گره زد و به هر شکلی در آورد .
نانو فیلتراسیون یکی از کاربردهای مهم فناوری نانو در تصفیه آب است که امکان جداسازی ذرات را از آب در مقیاس نانو و تولید آب تصفیه شده در حجم انبوه را فراهم می سازد.

فناوری نانو در تصفیه آب

۹ – کاربرد فناوری نانو در تصفیه آب :

۹- ۱  حذف رنگ از آب آشامیدنی:
دلایل حذف رنگ :
الف) به خاطر ظاهر آن
ب) رنگ ها در آب منشا تولید تری هالومتانCHCL3 هستند که ماده ای بسیار خطرناک و مسموم کننده است. رنگ موجود در آب طبیعی به خاطر اسیدهای معدنی با جرم مولکولی۸۰۰-۵۰۰۰۰ gr/mol است. ( اغلب روشهای تصفیه آب قادر به جداسازی مواد فوق نمی باشند.) لذا با استفاده از غشاهای نانویی می توان تا ۹۹ درصد اینگونه مواد را به سهولت از آب جدا کرد.

۹- ۲- کاربرد فناوری نانو در تصفیه آب و  فاضلابهای صنعتی :
۹- ۲– ۱ – تصفیه آب مورد استفاده در کارخانه ها که برای خنک کردن دستگاه ها بکار می روند :
الف) حذف محصولات جانبی گند زدایی(THM )
ب) حذف سختی
ج) حذف مواد آلی طبیعی
د) حذف فلزات سنگین (As, pd, Fe , Cu , Zn , Si )

۹- ۲-۲-تصفیه زباله های کشاورزی :
الف) حذف جلبکهای سمی
ب) حذف فسفات ،نیترات،سولفات،فلورایت
ج) حذف سلنیم در حین تصفیه آب

۹ – ۳- حذف آرسنیک:
آرسنیک در اثر انحلال مواد معدنی موجود در سنگها و خاکهایی که تحت تاثیر عوامل فرساینده طبیعی قرار گرفته اند در لایه های زمین پخش شده و باعث آلودگی آب می گردد. آرسنیک بی رنگ ، بی بو ، بی مزه و بسیار سمی و سرطان زاست. آمار نشان می دهد در بنگلادش ۲۰-۱۰ درصد مردم دچار مسمومیت با آرسنیک شده اند .
حداکثر حد مجاز آرسنیک مطابق استاندارد who برابر ۰۱/۰ mg/lit است و آزمایشات نشان می دهد که برای از بین بردن اغلب فلزات سنگین موجود در آب ، روش تصفیه کاتالیزوری گزینه مناسبی نمی باشد پس نیاز به فناوری نانو برای تصفیه آلاینده های فلزی سنگین مانند آرسنیک بسیار ضروری است.
برای حذف آرسنیک از آب ، از نانو بلورهای مغناطیسی به عنوان هسته اصلی سیستم های تصفیه جدید مورد استفاده قرار می گیرد علت استفاده از این نانوها این است که سطوح معدنی آهنی تمایل شدیدی به جذب آرسنیک از خود نشان می دهد و همچنین با انتخاب اندازه مناسب می توان به راحتی این ذرات مغناطیسی را از آب جذب و جدا کرد.

فناوری نانو در تصفیه آب

۹- ۴ -حذف آلاینده های آلی با استفاده از نانوذرات تیتان ( Tio2) :
نانو ذرات تیتان Tio2 برای اکسید کردن آلاینده های آلی و همچنین جذب فلزات سنگین در مکانهای آلوده مورد استفاده قرار می گیرند . این نانو ذره مواد آلاینده آلی را به آب ( H2O ) و دی اکسید کربن( Co2 ) تبدیل می کند . با توجه به تحقیقات برداشت می شود که از این ماده می توان برای رفع آلاینده ها ، ویروسها و مواد شیمیایی آلی خطرناک نیز استفاده کرد . همچنین این نانو ذره مهمترین کاتالیستی است که برای حذف آلودگی های ناشی از مواد آلی موجود در آبهای آلوده به مواد نفتی و نیز پسابهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

فناوری نانو در تصفیه آب

نحوه به عمل آوردن ذرات نانو تیتان ( Tio2 ) بدین گونه است که : آنرا در زیر لایه های مناسبی پوشش داده و در حوضچه هایی تحت تابش نور فرابنفش قرار می دهند . در اثر تابش این نور ماده خاصیت اکسید کنندگی پیدا می کند و موادآلی را به آب ( H2O ) و دی اکسید کربن ( Co2 ) تبدیل می کند. و نیز بعضی از اسیدهای معدنی را تجزیه می کند.
طبق آزمایشات به عمل آمده ، پساب آلوده به مواد نفتی پس از ۷ روز توسط این نانو ماده تجزیه می شود. برای بازدهی بیشتر این نانو ماده از آهن ( Fe ) هم استفاده می کنند که آهن عمل اکسایش تحت تابشهایی با طول موج بلند تر و به طور ویژه در ناحیه نور مرئی را ممکن می سازد.

نمونه کارها