نوشته‌ها

,

روش های تصفیه آب در طبیعت

روش های تصفیه آب در طبیعت

معرفی و آشنایی با روش های تصفیه آب در طبیعت ، از بین بردن آلاینده

معرفی و آشنایی با روش های تصفیه آب در طبیعت

یکی از اولیت های بقا در طبیعت، پیدا کردن آب و همچنین روش های تصفیه آب در طبیعت است. شما با استفاده از این روش ها حتی در جایی که آب چشمه پیدا نمی کنید و یا بطری های آبی که همراه خود آورده اید، تمام شده اند نگران نخواهید بود. خوبی مسیرهای طبیعت گردی این است که منبع آب در همه جا پیدا می شود و تنها با دانستن روش های تصفیه آب در طبیعت که الی گشت در ادامه برای شما فراهم کرده می توانید آب مورد نیاز خود را تامین کنید.

قبل از اینکه بتوانید روش های تصفیه آب در طبیعت را یاد بگیرید اول باید آب را پیدا کنید. بسته به موقعیت شما آب می تواند بسیار راحت در دسترس باشد و یا به طور کل پیدا کردن آن کمی سخت باشد. منابع آبی شامل رودخانه ها، چشمه، حوضچه های طبیعی، دریاچه ها و … هستند و برخی مواقع شاید بتوانید از لابه‌لای صخره ها آب پیدا کنید.

فراموش نکنید بارش ها، به عنوان تامین آب اضطراری می توانند مناسب باشد. باران، برف، یخ، تگرگ و شبنم را می توان برای جمع آوری آب استفاده کرد. باران تازه ای که در یک جنگل می بارد، می توان منبع خوبی برای آب قابل آشامیدن باشد. برف تازه نیز می تواند برای نوشیدن بدون تصفیه استفاده شود. آب هایی که از منابع زیر زمینی نظیر چشمه ها بیرون می ریزند نیز در بسیاری از نقاط آشامیدنی است. حالا به سراغ روش های دیگر می رویم:

۱- جوشاندن

یکی دیگر از روش های تصفیه آب در طبیعت برای از بین بردن انگل ها، باکتری ها و دیگر پاتوژن های موجود در آب، قابل اطمینان ترین چیز، جوشاندن آب است. با اینکه جوشاندن تمام آلودگی های شیمیایی را تبخیر نمی کند، اما هنوز هم یکی از امن ترین روش های ضد عفونی است. پنج دقیقه جوشاندن آب اکثر ارگانیسم ها را می کشد، اما ده دقیقه جوشیدن آب امن تر است. اگر ارتفاع بالایی دارید بهتر است این مدت را طولانی تر کنید.

روش های <a href=تصفیه اب در طبیعت" width="420" height="293" srcset="http://roz-ab.ir/wp-content/uploads/2020/01/13941029195014146938534-300x209.jpg 300w, http://roz-ab.ir/wp-content/uploads/2020/01/13941029195014146938534-768x535.jpg 768w, http://roz-ab.ir/wp-content/uploads/2020/01/13941029195014146938534-705x491.jpg 705w, http://roz-ab.ir/wp-content/uploads/2020/01/13941029195014146938534-450x313.jpg 450w, http://roz-ab.ir/wp-content/uploads/2020/01/13941029195014146938534.jpg 800w" sizes="(max-width: 420px) 100vw, 420px" />

۲- تقطیر

سرب، نمک، فلزات سنگین و بسیاری از آلاینده های دیگر می تواند ذخیره آبی شما را با یک فاجعه روبرو کند و سعی بر فیلتر کردن آن هم، دستگاه فیلتر شما را خراب می کند. در این شرایط چه باید بکنیم؟

در زمانی که تنها آب موجود این آب های خطرناک و آلوده است، گزینه های زیادی وجود ندارد؛ امن ترین راه حل تقطیر آب است. آب می تواند به بخار گرم شود و پس از آن می توان بخار را برای ایجاد آب نسبتا تمیز به وجود آورد. تقطیر تمام آلاینده های ممکن مانند روغن های فرار و برخی ترکیبات آلی را حذف نمی کند، اما اغلب باریون یا ذرات سنگین را از بین می برد.

اگر در طبیعت هستید بهترین راه استفاده از نور خورشید است، یک اختراع ساده که می تواند آب را برای شما تقطیر کند اینگونه است:

  1. برای این کار باید یک پلاستیک بزرگ تمیز را روی یک حرفه عمیق با عمق ۵۰ تا ۷۰ سانتی متر و قطر ۹۰ سانتی متر قرار دهید که یک ظرف تمیز در پایین قرار گیرد. (یک نی در ظرف بگذارید تا بتوانید آب جمع آوری شده را بدون اینکه ظرف را بردارید، بنوشید).
  2. در اطراف لبه پلاستیکی سنگ یا هرچیز سنگین دیگری بگذارید تا محکم شده و تکان نخورد. یک سنگ در وسط پلاستیک قرار دهید تا یک مخروط حدود ۴۵ درجه ای ایجاد شود.
  3. این روش در مناطقی که خورشید با شدت می تابد مانند کویر و مناطق صحرایی بسیار جواب می دهد. تقطیر به این گونه خواهد بود که حرارت خورشید باعث می شود درجه حرارت هوا و خاک حفره بالا رفته، بخار تولید شود و در نهایت بخار حاصله در سطح زیر پلاستیک جمع شده و به درون ظرف ما بریزد.

۳- نی تصفیه آب

یکی از کوچکترین و سبک ترین لوازم روش های تصفیه آب در طبیعت نی هایی است که می توانید آن ها را از فروشگاه های کوهنوردی و طبیعت گردی خریداری کنید.  این نی ها می توانند مستقیما وارد آب شوند و توسط آن آب مورد نیازتان را بنوشید. مطمئنا نباید انتظار داشته باشید که آن ها تمام ویروس و باکتری هایی که در آب موجود است را از بین ببرند، اما خب سبکی و قابل حمل بودن آن ها کار را برای طبیعت گردان راحت کرده است.

اکثر این فیلترها حاوی عنصر فیلتر کربن فعال است که نه تنها باکتری ها و پاتوژن های بزرگتر را فیلتر می کند، بلکه طعم و بوهای عجیب و غریب آب را نیز حذف می کند.

۴- فیلترها

به طور کلی دو نوع فیلترهای آبی در حال حاضر استفاده می شود:

  • فیلترهای پمبی | pump-action filters
  • فیلترهای قطره ای/مکیدنی | drip/suction filters

فیلترهای پمپی از یک پمپ برای خروج آب خالص از طریق کارتریج، آب را تصفیه می کند. فیلترهای قطره ای/مکشی یک کارتریج فیلتر هستند که به صورت یک عمل گرانشی عمل می کنند (مثل یک سرُم). شما می توانید به سادگی هر زمان که خواستید آب داخل آن را از لوله ای که وجود دارد بنوشید. فیلترهای تصفیه آب به هیچ گونه باطری یا شارژری نیاز ندارند و حمل آن ها نیز راحت است. تنها باید شلنگ ورودی فیلتر را در آب دریاچه، رودخانه یا … گذاشته و در نهایت با پمپاژ کردن، آب سالم را بنوشید.

۵- فیلتر تصفیه آب جاذبه ای | Gravity Water Filter

این مورد از روش های تصفیه آب در طبیعت این است که به دو مخزن آب، یک فیلتر و یک قرص تصفیه آب دی اکسیر کلرین نیاز دارید. شما می توانید به بطری آبی که از رودخانه یا … در کیسه اول برداشته اید، یک قرص کلرین اضافه کرده و سپس آن آب را به فیلتر تصفیه وصل کنید. این فیلتر به مخزن آب دیگری که قرار است از آن آب بنوشید متصل می شود. در زمان هایی که آب باران می توانید جمع کنید، استفاده از این سیستم بسیار عالی است.

,

آلودگی آب شرب و اهمیت تصفیه

آلودگی آب شرب و اهمیت تصفیه

 

همان‌طور که می‌دانید آب بیش از سه‌چهارم سطح کره زمین را پوشانده است. ۲/۹۷ درصد از آب‌های موجود در این سیاره در اقیانوس‌ها و دریاها انباشته شده‌اند، لیکن تنها حدود ۸/۲ درصد از آب‌های موجود قابل شرب می‌باشد. مقدار قابل توجهی از کل آب‌های سطح کره زمین به‌صورت مناطق قطبی، یخچال‌های طبیعی، رطوبت هوا و خاک می‌باشد که عملاً غیرقابل دسترسی است و تنها ۶۲/۰ درصد از آن در رودخانه‌ها جاری بوده و یا به‌صورت دریاچه‌های آب شیرین و منابع زیرزمینی قرار گرفته‌اند و انسان‌ها    خود را از این منابع تأمین می‌نمایند.

امروزه این منابع محدود آب شیرین قابل دسترس در معرض انواع آلودگی‌های میکروبی و شیمیائی قرار گرفته‌، و آلاینده‌های فراوانی از طریق فاضلاب‌های صنعتی و کودهای شیمیائی منابع حیاتی انسان‌ها را به‌طور جدی تهدید می‌نماید.
۱) متأسفانه با توسعه تمدن جدید و صنعتی شدن جوامع، فاضلاب‌های صنعتی، مواد سمی، (فلزات سنگین) و آلودگی‌های مضر که برای سلامتی موجود تهدید به حساب می‌آید، از قبیل اسیدیته آزاد، مواد قلیائی، گازهای سمی، مواد رادیواکتیو، میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا، چربی و روغن و … را وارد آب‌های شیرین قابل دسترس می‌نمایند.
۲) مواد شوینده که در عصر ما بسیار توسعه یافته و حجم وسیعی را تشکیل می‌دهد، هر روز و هر ساعت از طریق چاه‌های فاضلاب وارد آب‌های زیرزمینی گردیده و مولکول‌های کربن‌دار حلقوی (هیدروکربورها) موجود در آن که به آسانی قابل استحاله و تغییر نیستند، را وارد آب‌های زیرزمینی می‌گردانند و آلودگی‌ شیمیائی ایجاد می‌نمایند. متأسفانه با تمام تلاشی که به عمل آمده در حال حاضر فقط ۲۵ درصد از پاک‌ کننده‌ها (دترجنت‌ها) در شرایط معمولی تجزیه می‌گردند (جزء انواع تجزیه شونده می‌باشند) و ۷۵ درصد آنها استحاله نمی‌گردد و مولکول‌های حلقوی کربن‌دار آنها شکسته نمی‌شوند.
۳) تصفیه‌خانه‌های آب شرب جهت مبارزه با آلودگی‌ها با اضافه کردن مقداری کلر که ارزان‌ترین و قابل دسترس‌ترین آنتی‌اکسیدان است، میکروب‌ها و ویروس‌ها را در شرایطی خاص (نه به‌طور کامل) از بین می‌برند. هنگامی که کلر به‌عنوان گندزدائی کننده در تصفیه آب به کار می‌رود، در اثر ترکیب کلر با مواد آلی مثل اسید هیومیک تولید تری‌هالومتان‌ها THMs یا هالوفرم‌ها را می‌نماید، تری‌هالومتان‌های اصلی عبارتند از: کلروفرم (CHCL۳)، برمودی کلرومتان (CHBrCL۲)، دی‌برموکلرومتان (CHBr۲CL) و برموفرم (CHBr۳). شواهدی در دست است که این ترکیبات خاصیت سرطان‌زائی دارند، که برای سلامتی انسان‌ها جداً مضر تشخیص داده شده‌اند. در شکل تصفیه آب به‌صورت رایج این‌گونه مواد هم‌چنان در آب باقی می‌مانند و کلر اضافی باقی‌مانده نیز اثر زیان‌آور خود را بر سلامتی انسان‌ها وارد می‌سازد. در هر حال تصفیه‌های اولیه تأثیر زیادی در رابطه با مقابله با آلودگی‌ شیمیائی و عناصر محلول در آب نمی‌توانند انجام دهند. فلزات مضر و نمک‌های زیان‌آور هم‌چنان از طریق آب آشامیدنی وارد بدن انسان‌ها می‌گردند و اثرات تخریبی خود را به‌جای خواهند گذاشت.

 

آلودگی آب شرب

۴) آب حاوی محلول نمک‌ها و فلزات زیان‌آور، که میزان آن با: Electrical Conductivity, TDS Total Dissolved Solids، مشخص می‌گردد، متابولیسم سلولی و سوخت و ساز سلول‌های بدن انسان را تحت تأثیر قرار می‌دهد و در رسیدن غذا و اکسیژن کافی به نسوج و بافت‌های بدن اختلال ایجاد می‌‌نماید. این اختلال به‌صورت خستگی مفرط، ناراحتی‌های پوستی، ضعف در عضلات بدن، سردرد و … ظاهر می‌گردد. مواد زائد آب در سیستم گردش خون به‌صورت رسوباتی در جداره رگ‌ها باقی می‌مانند و موجب تصلب شرائین، فشار خون، کاهش کارائی کلیه‌ها و کاهش ترشحات مفید غدد بدن و نهایتاً سکته‌های قلبی، مغزی و سایر عوارض خطرناک می‌گردند.

۵) میزان آب موجود در بدن انسان ۶۶ درصد تا ۸۵ درصد است که مقدار آن در خون ۷۹ درصد می‌باشد. آب سالم و بهداشتی آبی است که قادر به انجام مأموریت‌های ضروری برای حیات پرنشاط و سالم باشد. سوخت و ساز سلولی عمدتاً توسط آب صورت می‌پذیرد و آب به‌طور دائم سلول‌ها و بافت‌ها را با حمل مواد غذائی تغذیه کرده و سپس مواد زائد آنها را به خارج از بدن حمل می‌کند، که در صورت اشباع بودن مولکول‌های آب از عناصر زائد این توانائی کاهش می‌یابد و عوارض آن به‌صورت‌های گوناگون در زندگی ما ظاهر می‌گردد.
۶) توجه به امر بهداشت آب آشامیدنی و مضرات ناشی از آلودگی‌های مختلف آب در سال ۷۸ توجه همراهان گروه تصفیه آب را به خود جلب نمود. آنان جهت پرهیز دادن از امراض و ناراحتی‌های ناشی از این آلودگی‌ها، و توسعه آگاهی عمومی نسبت به آنها تلاش‌های خود را آغاز کردند. استفاده گسترده از سیستم‌های تصفیه (Reverse Osmosis) اسمز معکوس از نتایج این فعالیت‌هاست. Reverse Osmosis سیستمی است که با بهره‌گیری از قانون اسمز در طبیعت می‌تواند آب‌های آلوده و ناسالم با عبور دادن از فیلتری مخصوص به نام (membrane) به آب سالم بهداشتی تبدیل نماید، که نزدیک به مختصات استاندارد سازمان بهداشت جهانی (WHO) می‌باشد. این سیستم مولکول‌های آب را غربال کرده و مولکول‌های اشباع نشده و سالم را از مولکول‌های اشباع شده جدا می‌نماید. انواع میکروب‌ها و ویروس‌ها که در اندازه‌های فیزیکی ۰۳/۰ تا ۳ میکرون مشخص می‌گردد و هم‌چنین انواع فلزات سنگین و نمک‌های زیان‌آور را به‌صورت پساب خارج می‌نماید و تنها به آب سالم و بهداشتی اجازه عبور و خروج از سیستم را می‌دهد که قابل شرب و اطمینان‌آور است.
دستگاه‌های کوچک پرتابل و خانگی و اداری اسمز معکوس قابل دسترس‌ترین سیستم و با شرایط کاملاً اقتصادی جهت تأمین آب آشامیدنی سالم در منزل و محیط کار می‌باشد. با این دستگاه‌ها دیگر نیازی به تهیه آب معدنی بسته‌بندی شده نخواهید داشت و از مضرات بی‌شمار آب‌های ناسالم در امان خواهید بود.

,

دستگاه تصفیه آب دریا چیست ؟

تصفیه اب دریا

تصفیه اب دریا

به فرآیندی که طی آن آب شور دریا به آبی بدون املاح اضافی و یا اصطلاحاً آب شیرین تبدیل می شود، نمک زدایی یا تصفیه آب دریا گفته می شود. لازم است همه ی شهرها و کشورها آب آشامیدن خود را تامین و تولید کنند، زیرا منابع آب شیرین ما در حال اتمام است. تکنولوژی اسمز معکوس در کنار تولید آب آشامیدنی سالم به رشد، شکوفایی و پیشرفت مناطق در حال توسعه و مهم تر از آن به سلامت مردم دنیا کمک بسزایی می کند و از آنجایی که ۹۷ درصد از آب های جهان شور است، منابع عظیم و بی پایانی در اختیار ما قرار گرفته است.

تصفیه اب دریا

 

فرآیند تصفیه آب دریا

فرآیندهای تصفیه آب دریا می تواند در مناطق ساحلی صورت پذیرد و آب شیرین را به مناطق دورتر منتقل کند. شیرین سازی آب دریا یک فرآیند چند مرحله ای پیشرفته است که شامل مراحل مخصوصی از فیلتر کردن آب می شود.

مرحله اصلی تصفیه آب دریا، حذف نمک و املاح معدنی از آب شور است. این فرآیند با تقطیر به سادگی ممکن پذیر است اما هزینه های آن به علت مصرف بالای انرژی، کمرشکن و بیش از حد می گردد. بهترین و ساده ترین راه تصفیه آب شور، دستگاه اسمزمعکوس RO نام دارد. همه چیز از آنجا شروع شد که دانشجوی مهندسی به نام Dean Spatz در سال ۱۹۶۹ متوجه شد که با استفاده از یک غشای نیمه تراوا می توان آب شور دریا را به آب شیرین قابل آشامیدن تغییر داد. سیستم تصفیه آب دریا به روش اسمز معکوس به اصلی ترین تکنولوژی تصفیه آب دریا در دنیا مبدل گشت. به طوریکه در سال ۲۱۵ بیش از ۱۸۰۰۰ دستگاه اسمز معکوس در ۱۵۰ کشور جهان در حال تصفیه آب دریا به این روش بودند.

 

آماده سازی برای فرآیند تصفیه آب دریا

تبدیل کردن آب دریا به آب آشامیدنی در مقایسه با فرآیند تبدیل آب خام مانند آب باران به آب قابل شرب، بسیار پیچیده است. به غیر از نمکی بودن آب دریا، این آب مملو از ذرات ریز زنده، غیرزنده، اجزای ریز طبیعی و غیر طبیعی است. هر گالن آب دریا شامل میلیون ها سلول جلبک، باکتری و زئوپلانکتون های زنده و غیره زنده است.

 

اولین مرحله ی فرآیند تصفیه آب دریا

اولین مرحله ی فرآیند تصفیه آب دریا معطوف به از بین بردن جامدات معلق و کلوئیدها از آب است. آب شور (آلوده) خام با عاملی انعقادی مانند سولفات آهن یا فرمول شیمیایی پرالکترولیتی پیشرفته تری تحریک می شود. نتیجه تصفیه آب دریا فروپاشی الکتریسیته های ساکن است که ذرات جامد را معلق می کند؛ بنابراین این کار باعث سقوط این مواد به پایین محفظه و ته نشین شدن این ذرات می شود. بعضی از کلاژن ها همچنین باعث می شوند این مواد جامد به هم بچسبند، توده ای سنگین تر تشکیل دهند که سریع تر ته تشین شوند.

 

فیلتر شنی

در این مرحله، آب از میان فیلترشنی که شامل لایه هایی از سنگ سیلیس است، عبور داده می شود. شدت جریان آب کم است تا فرصت کافی برای پاکسازی قطعات جامد وجود داشته باشد.جامدات معلق در میان لایه بزرگ ماسه به دام می افتند. شدت جریان آب، بر حسب گالن بر دقیقه نسبت به هر فوت مربع از لایه ی فیلتر مشخص شده است. این فیلتر شنی هر از گاهی شسته می شود تا ذرات جامدی که در آن حبس شده پاک گردد.

 

فیلتر میکرونی

فیلتر کارتریج به عنوان آخرین مرحله ی آماده سازی به کار گرفته می شوند. فیلتر ۵ میکرون کارتریجی، مواد جامدی که از فرآیند لخته سازی و انعقاد می گذرند را به دام می اندازند. تعداد مواد جامد معلقی که در این مرحله پاک سازی می گردند، محاسبه می شود تا از مسدود شدن ممبران های RO جلوگیری شود.

 

پمپ های فشار قوی

در این مرحله، آب تصفیه شده تحت فشار زیاد به سوی سیستم اسمز معکوس (RO) پمپاژ می شود. آب به دست آمده از میان ممبران تحت فشار (۸۰۰ پاسکال) گذرانده می شود. هرچه فشار آب بیشتر باشد، میزان بالاتری از آب تازه از میان غشاها حرکت می کند.

انواع پمپ های فشار قوی

دو نوع پمپ آب برای سیستم تصفیه آب دریا به روش اسمز معکوس RO استفاده می شود:

      • پمپ گریز از مرکز
      • پمپ جا به جایی مثبت

پمپ جا به جایی مثبت یا همان پمپ پیستون می باشد که بیشتر اوقات برای ظرفیت معمول ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ گالن در روز استفاده می شود. پمپ جا به جایی مثبت مشکلاتی چون خروجی های آب متغیر و لرزش بالا دارند. کاهش این مشکلات نیازمند تخصص بالا و مهندسی های پیشرفته است.

تصفیه اب /

, , , , ,

تکنولوژی اسمز معکوس RO

تکنولوژی اسمز معکوس

تکنولوژی اسمز معکوس RO

تکنولوژی اسمز معکوس

تکنولوژی اسمز معکوس یا به اختصار RO تکنیک قدرتمندی است که در تصفیه آب کاربرد زیادی دارد .

در واقع پر کاربردترین فیلتر در دستگاه‌های چند مرحله‌ای است.

در این تکنیک، آب با فشار از یک غشای نیمه تراوای مهندسی شده یا همان “ ممبران” عبور داده می‌شود.

به طوری که تقریباً تمامی مواد ریز محلول و نامحلول و مولکول‌های کوچک ارگانیک از آب با این روش قابل جداسازی و حذف می‌باشند.

تاریخچه

ممبران مصنوعی

در سال 1963 دو محقق در دانشگاه کالیفرنیا، در لس آنجلس موفق شدند یک ممبران اسمز معکوس مصنوعی از جنس پلیمر استات سلولز تولید کنند. در این آزمایش یک محلول آب غلیظ با فشار از این ممبران مصنوعی مهندسی شده که به صورت یک فیلتر عمل می‌کرد، عبور داده شد. به این ترتیب که فقط مولکول‌های آب اجازه عبور از ممبران را داشتند و یون‌های نمک یا به عبارتی کل مواد جامد محلول در آب که به اختصار TDS نامیده می‌شود، در همان سمت باقی می‌ماندند.

ممبران مصنوعی طراحی شده دوام خوبی داشت و می‌توانست تحت فشار طبیعی آب و یا شرایط فشار تحمیل شده و به خوبی کار کند. در واقع با این روش مولکول‌های آب خالص از ممبران با سرعت جریان خوبی عبور می‌کردند و امکان تولید آب شیرین و قابل شرب از آب دریا فراهم می‌شد. این تکنولوژی جدید به این دلیل که عکس فرآیند طبیعی اسمز عمل می‌کرد که با نام تکنولژی اسمز معکوس معروف شد.  در این فرآیند حرکت آب از سمت محلول غلیظ‌تر به سمت محلول رقیق‌ است.

اولین ممبران‌های تجاری اسمز معکوس

سرانجام رویای باور نکردنی شیرین‌سازی آب دریا توسط بشر تحقق پیدا کرده بود و اولین ممبران‌های تجاری اسمز معکوس یا RO  به فرم ماژول‌های حلزون مارپیچی به کمک محققین اولیه‌ی طرح و مهندسین سرتاسر جهان در کالیفرنیا تولید و به کار گرفته شدند. این روش برای تولید آب شیرین از آب لب شور بسیار مقرون به صرفه بود و در مقیاس وسیع می‌توانست انجام شود.

پروژه‌هایی مشابه‌نیز به‌سرعت در نقاط دیگر کالیفرنیا برای‌تست‌تولید آب از انواع مختلف آب لب شور و آب دریا راه‌اندازی‌شد.

در نهایت به دنبال این کشف و اختراع و تحقیقات گسترده دیگری که در این راستا انجام شد.

تکنولوژی اسمز معکوس به عنوان یک روش اقتصادی و مقرون به صرفه در بسیاری از صنایع از جمله صنعت تصفیه آب وارد شد.

در تکنولوژی اسمز معکوس ممبران‌ها به طور معمول از استات سلولز یا پلی سولفون پوشیده شده با فیلم نازک پلی‌آمیدی ساخته می‌شوند.

ممبران‌های استات سلولز CA در تکنولوژی اسمز معکوس

در تکنولوژی اسمز معکوس اولین ممبران‌های تجاری RO از جنس استات سلولز بودند.

سلولز یک پلیمر طبیعی است که در ساختمان گیاهان وجود دارد و نسبتاً انعطاف ناپذیر است و از نظر مکانیکی به ممبران استحکام می‌‌بخشد.

درجه استیلاسیون سلولز در ویژگی‌های نهایی ممبران نقش زیادی دارد.

هرچه میزان استیلاسیون بیشتر باشد، از نظر سد نمکی قدرت بالاتری دارد؛ اما تراوش آب نیز کاهش پیدا می‌کند.

در واقع استیلاسیون در درجات پایین‌تر باعث جریان آب بیشتر ولی قدرت نمک‌زدایی کمتر می‌شود.

ممبران‌های تجاری از این جنس در حدود7/2 استیلاسیون دارند؛ این درجه بالانس خوبی بین سد نمکی غشا و تراوش آب ایجاد می‌کند.

در برخی از ممبران‌ها از مخلوط استات سلولز و تری استات سلولز استفاده می‌شود که استحکام مکانیکی بالاتری دارد و در برابر هیدرولیز مقاوم است اما تراواش آب کمتری دارد. ممبران‌های سلولزی در مقابل ممبران‌های دیگر از نظر تجاری مزیت دارند. زیرا نسبتاً آسانتر ساخته می‌شوند و از نظر ویژگی‌های مکانیکی نیز برتری‌هایی دارند و نسبت به ممبران‌های دیگر مانند پلی‎آمیدهای آروماتیک، در مقابل کلر مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهند.

به هر حال این نوع ممبران‌ها دارای نقایصی نیز بوده‌اند که تولید کنندگان در ممبران‌های جدیدتر سعی کرده‌اند آن را رفع کنند. از جمله این که ممبران‌های سلولزی به مرور زمان دچار هیدرولیز می‌شوند و همین امر عدم نفوذپذیری آن‌ها را در برابر نمک‌ها کاهش می‌دهد.

علاوه بر این ممبران‌‌ها در مقابل  PH و دما حساس هستند.

به این صورت که فقط در PH 4 تا 6 پایداری دارند.

میزان نمک‌زدایی آن‌ها در دما‌های بالاتر از 35 درجه کاهش می‌یابد.

ممبران‌های کامپوزیت فیلم نازک TFC در تکنولوژی اسمز معکوس

تا سال 1972 که ممبران‎های نوع TFC از جنس پلیمرهای پلی آمید وارد بازار شوند، ممبران‌های استات سلولز از نظر انتخاب ارجحیت داشتند. ممبران‎های TFC اکثراً از یک ماده متخلخل و بسیار نفوذ پذیر مانند پلی سولفون ساخته شده‌اند که با یک فیلم پلی‌آمید آروماتیک نازک پوشیده شده است که خاصیت نمک‌زدایی ممبران را ایجاد می‌کند.

انواع مختلفی از این ممبران‌ها همچنان در حال ساخت و ورود به بازار هستند.

ممبران‌های کامپوزیت فیلم نازک علاوه بر این که از نظر جریان آب خروجی و سد نمکی بسیار خوب عمل می‌کنند.

مزیت‌های دیگری نیز نسبت به ممبران‌های سلولزی دارند.

از جمله این که می‌توانند برخی مولکول‌های ارگانیک با وزن مولکولی پایین‌تر را نیز از آب حذف کنند.

دیگر آن که در طیف وسیع‌تری از PH و دما پایداری دارند.

اما به هر حال نسبت به یون کلر بسیار حساس هستند.

به این دلیل که کلر پیوندهای هیدروژنی بین زنجیره‌ها را می‌شکند و ساختمان ماتریکس پلیمر را تخریب و ویژگی نمک‌زدایی ممبران را به شدت کاهش می‌دهد.

به همین دلیل نصب سیستم‌های پیش تصفیه آب قبل از ممبران‌های TFC برای حذف کلر ضروری است.

ماژول‌های ممبران در تکنولوژی اسمز معکوس

به طور معمول چهار نوع ماژول اصلی در ممبران  در وجود دارد:

ممبران‌های صحفه و قاب

ممبران‎ها لوله‌ای

ممبران‎های حلزون مارپیچی

ممبران‌های فیبر تو خالی.

فرم صفحه و قاب ساده‌ترین ماژول ممبران است که از دوصفحه محافظ و ورقه‌های غشایی دارای فواصل تشکیل شده است.

در ماژول لوله‌ای یا توبولار، ممبران اغلب داخل یک لوله قرار دارد و آب به درون آن پمپ می‌شود.

اما معمول‌ترین فرم ممبران، ماژول مارپیچ حلزونی است که از یک صفحه مسطح ممبران تشکیل شده که به دور یک لوله جمع‌آوری کننده آب خروجی پیچیده شده است. به نحوی که آب خوراک از یک سمت ممبران جریان دارد و آب تمیز خروجی در سمت دیگر جمع می‌شود. ماژول فیبر توخالی برای شیرین‌سازی آب دریا استفاده می‌شود و شامل دسته‌هایی از الیاف تو خالی است که در یک محفظه به نام پرشروسل قرار دارند. این ماژول در فرآیند تصفیه فاضلاب نیز کاربرد دارند که در این صورت همیشه درون پرشروسل قرار نمی‌گیرند؛ به طوری که دسته‌های فیبرها می‌توانند در آب معلق باشند و آب خروجی تمیز از انتهای فیبرها جمع‌آوری می‌شود.

, , , , ,

فیلتر ممبران MEMBRAN

فیلتر ممبران

فیلتر ممبران MEMBRAN

فیلتر ممبران چیست؟

فیلتر ممبران در واقع فیلتری متشکل از غشای نیمه تراوا است. معنای « MEMERAN » در فارسی «غشا» است.

به زبان ساده غشا نوعی مانع انتخابی است که اجازه عبور برخی از مواد را می‌دهد و به بقیه اجازه عبور نمی‌دهد..

اسمز چیست؟

در طبیعت و رفتار طبیعی مولکول‌ها همیشه حلال از طریق یک غشای نیمه تراوا از جایی که محلول رقیق‌تر است به جایی که محلول غلیظ تر است، نفوذ می‌کند. یعنی اگر ظرفی داشته باشیم که در یک طرف محلول غلیظ (آب نمک غلیظ) و در طرف دیگر محلول رقیق (آب نمک خیلی رقیق) داشته باشیم و مابین آنها غشا نیمه تراوا باشد، در این حالت آب که حلال است در حالت طبیعی از سمت آب نمک رقیق به آب نمک غلیظ می‌رود. به این شکل آب نمک غلیظ به دلیل افزایش آب رقیق‌تر می‌شود و آب نمک رقیق که آب از دست داده غلیظ‌تر می‌شود. به این فرایند تراوش در اصطلاح اسمز یا گذرندگی میگوند.

غشای نیمه تراوا دارای منافذی است که مولکول آب می‌توانند از آن عبور کند ولی مولکول‌های نمک نمی‌توانند.

اسمز معکوس چیست؟

با یک مقایسه ساده بین اتفاقی که در فرایند اسمز مستقیم می‌افتد با اسمز معکوس خواهیم شد.

در فرآیند اسمز آب از سمت خالص به سمت آب ناخالص تراوش می‌کند. چیزی که ما می‌خواهیم این است که آب از سمت ناخالص به سمت خالص تراوش کند.

راه حل چیست؟

در دستگاه‌های اسمز معکوس، فیلتر ممبران وجود دارد که همان غشاء است.

حال برای اینکه خلاف روند طبیعی آن آب خالص از سمت ناخالص به سمت خالص برود باید خلاف جهت اسمز فشار ایجاد کنیم.

وظیفه ایجاد این فشار در دستگاه بر عهده موتور است.

به این شکل فرآیند اسمز را بر عکس می‌کنیم؛ به همین دلیل نام این سیستم اسمز معکوس است.

ساختار فیلتر ممبران

ممبران تصفیه آب

اصلی‌ترین بخش در فیلتر ممبران یک غشا نیمه تراواست.

غشایی که بافت آن طوری است که فقط ذرات ۰٫۰۰۰۱ میکرون می‌توانند از آن عبور کنند.

به این شکل تا ۹۹٫۹۹ درصد ذرات بزرگتر از ۰٫۰۰۰۱ میکرون پشت این غشا می‌مانند و به فاضلاب می‌روند. آب خالص که اندازه مولکول‌های کمتر از ۰٫۰۰۰۱ میکرون (۰٫۰۰۰۲۷۵ میکرون) است عبور کرده و مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عمر فیلتر ممبران

عمر فیلتر ممبران‌ها به طور کلی بین ۱ تا ۲ سال است. ولی با توجه به برخی عوامل عمر آن کاهش می‌یابد. به عنوان  مثال بالا بودن TDS آب منطقه، بالا بودن بیش از حد کلر، تعویض به موقع فیلترهای پیش تصفیه توسط افراد غیر متخصص و …. عواملی هستند که می‌توانند عمر ممبران را به شدت کاهش دهند.

لازم به ذکر است در مواقعی که TDS منطقه به طور شدید بالا باشد و ممبران زود به زود خراب شود می‌توان از فیلتری با عنوان محافظ ممبران که در واقع فیلتر PP با قطر ۱ میکرون قبل از ممبران استفاده نمود. این فیلتر به صورت In-Line کاتریجی نیست و در داخل هوزینگ قرار نمی‌گیرد. این کار باعث می‌شود تا عمر ممبران کمی افزایش یابد.

, , , , ,

تصفیه ی آب در صنعت

تصفیه ی آب در صنعت

تصفیه ی آب در صنعت

تصفیه ی آب در صنعت از اهمیت بالایی برخوردار است. علت این موضوع استفاده بسیار از آب در صنعت می‌باشد. در بسیاری از مواقع آب استفاده شده در صنعت برای استفاده مجدد یا دفع مناسب نیاز به تصفیه شدن دارد. همچنین آب خام ورودی به کارخانه ها برای کارکرد ها و موارد خاص استفاده می شود. اغلب این آب های خام بسته به نوع استفاده در صنعت احتیاج به تصفیه دارند. و برای استفاده در فرایندهای مختلف صنعتی در کیفیت های مختلف این آب های ورودی به کارخانه ها تصفیه می شوند.

جایگاه تصفیه ی آب در صنعت

امروزه تصفیه ی آب در صنعت از کارهای زیربنایی انجام شده در کارخانه‌‌ها محسوب می‌شود. کارخانه‌ها بدون تصفیه آب نمی‌توانند به کار خود ادامه دهند. از جمله کارکردهای تصفیه ی آب در صنعت می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

سیستم‌های خنک کننده کارخانه‌ها،

تصفیه آب دیگ بخار،

از بین بردن پساب‌های صنعتی.

پیامد استفاده از تصفیه آب ضعیف

استفاده از تصفیه آب صنعتی ضعیف باعث واکنش آب با لوله و زنگ زدگی مخازن می‌شود. این ضعف در تصفیه کردن آب کاهش عمر سیستم‌های کارخانه‌ها را به دنبال دارد.

علاوه بر این در کارخانه‌های تولیدی نوشابه و مواد غذای صدمات جبران ناپذیری را به وجود می‌آورد.

آب‌های کثیف مذکور اجازه رشد باکتری‌ها در محصولات می دهند. محصولات معیوبی از این کارخانه‌ها به بازار ارائه می‌شود که مصرف این محصولات باعث بیماری‌های خطرناک در مصرف کنندگان می‌شود. در برخی مواقع محصولات معیوب این کارخانه‌ها منجر به مرگ مصرف کننده می‌شود.

برتری‌های استفاده از سیستم اسمز معکوس

روش اسمز معکوس (تصفیه آب صنعتی ) در تصفیه آب نسبت به سایر روش‌ها اقتصادی‌تر است.

دستگاه تصفیه آب صنعتی دارای مصرف انرژی کمتری در مقایسه با سایر روش‌های تقطیری است.

باکتری‌ها، ویروس و مواد تب‌زا به هیچ عنوان از ممبران دستگاه تصفیه آب صنعتی عبور نمی‌کند.

باتوجه به اینکه دستگاه تصفیه آب صنعتی متشکل از تعداد قطعات زیادی است که روی شاسی مونتاژ می‌شوند و قابل بهره‌برداری هستند لذا توصیه می‌شود از تجهیزات با کیفیت بالا استفاده شود. به این علت که خریدار در زمان بهره‌برداری از سیستم تصفیه آب صنعتی با کمترین مشکل مواجه باشد. به عنوان مثال پمپ‌های طبقاتی با مارک‌های زیادی در بازار موجود است که در دستگاه آب شیرین کن وظیفه تامین فشار بالا قبل از ممبران را ایفا میکند.

برای این‌که دستگاه کمترین مشکل را در زمان بهره‌برداری داشته باشد بهترین و با کیفیت‎ترین پمپ استفاده شود.

, , ,

فرآیند اسمز معکوس (Reverse Osmosis)

فرآیند اسمز معکوس

فرآیند اسمز معکوس Reverse Osmosis

فرآیند اسمز معکوس Reverse Osmosis فرآیندی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه تراوا استفاده می‌شود. اگر یک غشای نیمه تراوا بین دو محلول آب خاص و آب ناخالص قرار گیرد آب به گونۀ طبیعی و تحت خاصیت اسمزی از غلظت پایین‌تر به غلظت بالاتر جریان می‌یابد.

این پدیده تا هنگامی که پتانسیل‌های شیمیایی دو طرف برابر گردند ادامه خواهد یافت.

در حالت تعادل اختلاف فشار بین دوطرف غشا برابر اختلاف اسمزی است.

اگر فشاری برابر با اختلاف فشار اسمزی به محلول غلیظ‌تر اعمال گردد جریان آب قطع خواهد شد.

در صورتی که فشار اعمال شده بیشتر از فشار اسمزی باشد جهت جریان طبیعی آب، معکوس خواهد شد.

در این روش آب بافشار از میان غشایی گذرانده می‌شود که نیترات و سایر مواد معدنی را فیلتر می‌کند.

نیم تا دو سوم آب پشت این غشاء باقی‌می‌ماند. آب باقی‌مانده در پشت غشاء به عنوان پساب دور ریخته می‌شود.

سیستم‌های اسمز معکوس با کارایی بالا از فشارهای در حد یک میلیون پاسکال استفاده می‌کنند.

همچنین بهترین روش نمک‌زدائی از آب‌های لب‎شور استفاده از فرایند اسمز معکوس می‌باشد.

زیرا سیستم پیچیده‌ای نداشته و راهبری آن قابل کنترل‌تر از دیگر روش‌ها می‌باشد.

با توجه به توسعه روش‌های پیشرفته تولید غشاهای پلیمری، به‌کارگیری فرآیند اسمز معکوس توجیه بیشتری دارد.

صنایع امروز برای تصفیه آب مورد استفاده در بخش‌های تولید بخار و فرایند خود از فرآیند اسمز معکوس استفاده فراوانی می‌برند. این غشاءها به صورتی ساخته شده‌اند که ملکول‌های خنثی را به راحتی از خود عبور می‌دهند. به همین دلیل آب ورودی به سیستم، که دارای املاح مختلف است به آب تقریباً خالص تبدیل می‌گردد. در سیستم اسمز معکوس، جریان ورودی یا خوراک (Feed) به دو جریان آب تصفیه شده (Permeate) و پساب غلیظ (Concentrated) یا (Brine) تبدیل می‌شود.

اساس کار اسمز معکوس

اساس کار این دستگاه‌ها بر عبور ملکول‌های غیر یونی مثل آب از یک غشاء با روزنه‌های بسیار ریز بنا شده است.

فرض کنید دو ظرف، یکی حاوی آب نمک (1) و دیگری حاوی آب خالص (2) توسط یک لوله به یکدیگر متصل بوده و هر دو دارای ارتفاع مساوی از آب  و در یک سطح قرار داشته باشند. جهت برقراری تعادل در غلظت یون‌های سدیم و کلراید از ظرف آب نمک، یون‌های نمک به صورت نفوذ مولکولی به ظرف آب خالص انتقال یافته تا تعادل بین هر دو ظرف برقرار گردد.

اما اگر  بین این دو ظرف و در مسیر جریان آب یک غشاء قرار گیردکه فقط اجازه دهد مولکول‌های آب از آن عبور کنند، یون‌های نمک اجازه عبور نخواهند داشت؛ لذا برای برقراری تعادل در غلظت، آب خالص از ظرف شماره (2) به ظرف شماره (1) انتقال می‌یابد و این عمل تا آنجا ادامه می‌یابد که افزایش ارتفاع حاصله در ظرف آب نمک، فشار مضاعف ایجاد کرده و اجازه انتقال آب از ظرف شماره (2) به ظرف شماره (1) را ندهد. این فشار را فشار اسمزی می‌گویند و طبق قانون want hoff تابعی است از غلظت نمک در هر دو طرف غشاء.

انتخاب غشاء

در سیستم اسمز معکوس غشاء مهم‌ترین و حساس‌ترین قسمت دستگاه می‌باشد.

زیرا عملیات مورد نیاز ارتباط مستقیم با ضخامت غشاء و قطر سوراخ‎های آن دارد.

همچنین غشاء به علت تماس مداوم با مواد شیمیایی افزوده شده به آب، بایستی مقاوم بوده و با مواد بازدارنده  و ضد رسوب‌گذار و زیست‌کش‎ها ( Biocides ) واکنش ندهد.

عوامل مؤثر در مقایسه غشاء عبارتند از:

  1. قطر سوراخ‌ها
  2. ضخامت
  3. مقاومت در مقابل مواد شیمیایی
  4. قیمت
  5. افت فشار
  6. شرکت سازنده

سعی می‌شود آب قبل از ورود به دستگاه اسمز معکوس، حتماً تصفیه مقدماتی گردد.

اما با این حال لازم است پیش از انتخاب غشاء عملیات پایلوتی صورت پذیرد.

به علت کیفیت بسیار عالی آب خروجی از سیستم اسمز معکوس امروزه بیشتر صنایع از این روش، به جای به کارگیری سیستم‌های تعویض یونی استفاده می‌کنند.

زیرا مبادله کننده‌های یونی به علت مصرف زیاد مواد شیمیایی و رزین، دارای هزینه راهبری و نگهداری زیاد می‌باشند.

تصفیه آب و فاضلاب

آب باران جمع‌آوری شده از تخلیه طوفان با استفاده از پردازشگرهای اسمز معکوس و برای آبیاری چشمگیر و صنعتی در لس آنجلس و دیگر شهرها به عنوان یک راه حل برای حل مشکل کمبود آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. در صنعت، اسمز معکوس مواد جامد را از دیگ بخار در نیروگاه‌ها خذف می‎کند. آب چند بار دفع می‌شود. آب باید تا آنجا که ممکن است خالص باشد. بنابراین ته‌نشینی را در ماشین آلات کاهش و یا باعث خورندگی نمی‌شود. ذخایر داخل یا خارج لوله‎های دیگ بخاطر عدم کارآیی دیگ بخار، کاهش کارآیی آن و همچنین تولید بخار ضعیف، تولید برق ضعیف در توربین می‌شود.

همچنین برای تمیز کردن پساب و آب‌های زیرزمینی سدیم استفاده می‌شود. فاضلاب در حجم‌های بزرگتر ( بیش از 500 متر مکعب در دسیالر) باید در یک کارخانه تصفیه فاضلاب اول درمان شود و پس از آن پساب پاکیزه تحت سیستم اسمز معکوس قرار می‌گیرد. هزینه درمان به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و عمر غشایی سیستم اسمز معکوس افزایش می‌یابد.

فرآیند اسمز معکوس را می‌توان برای تولید آب دیونیزه استفاده کرد.

فرآیند اسمز معکوس را می‌توان برای تصفیه آب انرژی حرارتی ندارد. سیستم‌های جریان اسمز معکوس را می‌توان با پمپ‌های فشار بالا تنظیم کرد. بازیابی آب خالص بستگی به عوامل مختلف، از جمله اندازه غشاء اندازه ذرات غشاء، دما، فشار عملیاتی و سطح غشاء است.

صنایع غذایی

علاوه بر نمک‌زدایی، اسمز معکوس یک عملیات ارزان‌تر برای تمرکز مایعات غذایی ( مانند آب میوه‌ها) از فرآیندهای معمول حرارتی است. تحقیقات روی غلظت آب پرتقال و آب گوجه فرنگی انجام شده است. مزایای آن عبارتند از: هزینه عملیاتی پایین و توانایی اجتناب از فرآیندهای پردازش گرما، که آن را برای مواد حساس به گرما مانند پروتئین و آنزیم‌های موجود در اکثر محصولات غذایی مناسب می‌سازد.

اسمز معکوس به طور گسترده‌ای در صنعت لبنی برای تولید پودر پروتئین آب پنیر و غلظت شیر برای کاهش هزینه‌های حمل و نقل استفاده می‌شود.

اولترافیلتراسیون ، کاربردها، ویژگی‌ها و مزایا

کاربردها، ویژگی‌ها و مزایای اولترافیلتراسیون

کاربردها، ویژگی‌ها و مزایای اولترافیلتراسیون

 

اولترافیلتراسیون فن‌آوری تصفیه آب  به وسیله ممبرین(ممبران ) است که بر اساس غشا نیمه تراوا جهت جداکردن محلول های حاوی ترکیبات سودمند و مضر به کار گرفته می شود. UF

 

در غشاهای اولترافیلتراسیون، علاوه بر اندازه مولکول ها، جاذبه های بین اجزاء و غشا در فرآیند تاثیرگذار است. اختلاف فشار اسمزی در دو طرف غشا با توجه به عبور نمک ها و یون ها از غشا خیلی زیاد نیست و بنابراین فشار لازم برای انجام اولترافیلتراسیون در حدود ۲ تا ۷ بار می باشد که نسبت به فشار اعمالی در فرآیند نانوفیلتراسیون فشار کمتری است. شار به دست آمده در اولترافیلتراسیون با توجه به اندازه حفره های غشا بیش از نانوفیلتراسیون و اسمزمعکوس و کمتر از میکروفیلتراسیون است. با توجه به خصوصیات شمرده شده از این فرآیند، می توان در عملیات تصفیه، تغلیظ و تفکیک استفاده نمود.

 

کاربرد سیستم اولترافیلتراسیون

 

به طور کلی کاربردهای غشا اولترافیلتراسیون شامل موارد زیر است:

  1. کاربرد برای آب فوق خالص

خالص سازی اولیه آب های صنعتی
پیش تصفیه آب فوق خالص
پیش تصفیه برای نمکزدایی آب دریا
پس تصفیه برای آب های فوق خالص

Blow-down2. تصفیه آب برجهای خنک کننده

  1. کاربرد در صنایع زیست محیطی

– تصفیه پساب های صنعتی

  1. صنایع غذایی و نوشیدنی

– تصفیه آب های معدنی
خالص سازی و تصفیه آبمیوه
– حذف پروتئین و آنزیم
– حذف کدورت از آب آشامیدنی

پیش تصفیه برای سیستم های اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون

  1. صنایع مختلف

– صنایع لبنی ( تغلیظ شیر و پنیر)
– صنایع داروسازی (آنزیم ها، آنتی بیوتیک ها )
– صنایع نساجی (حذف رنگ در صنایع نساجی)
– صنایع شیمیایی
– صنایع کاغذسازی
– صنایع چرم

– صنایع پالایش و پتروشیمی

ویژگی های منحصر به فرد و مزایای استفاده از فرآیند اولترافیلتراسیون

– نصب راحت و آسان

– فضای اندک مورد نیاز جهت نصب

– کیفیت بالای محصول فیلتر شده
– توانایی بالای حذف ویروس و باکتری

– ارتقاء آسان سیستم
– فشار پایین عملیاتی
– بازده بالا
– کاهش نیاز به مواد شیمیایی
– هزینه عملیاتی پایین
– کاهش کدورت تا NTU 1/ 0
– شستشوی راحت

– عدم نیاز به تزریق منعقد و کمک منعقد کننده ها جهت کاهش کدورت

– حداقل نیاز به اپراتور

– طول عمر بالای ممبران

– کاهش هزینه در سیستم اسمز معکوس

– کاهش دفعات شستشوی معکوس سیستم اسمز معکوس