عملکرد سیستم پیش تصفیه در دستگاه RO

عملکرد سیستم پیش تصفیه در دستگاه RO

آب خوراک ابتدا وارد بخش پیش تصفیه دستگاه اسمز معکوس شده و بعد عبور از پیش تصفیه به سمت ممبرانهای اسمز معکوس جریان مییابد. سوال مهم این است که چرا از واحد پیش تصفیه در دستگاه RO استفاده میشود؟
یکی از مهم ترین موارد انجام پیش تصفیه حذف آلودگیها و کدورت از آب ناخالص میباشد تا زمانی که این آب به ممبران ها برسد کیفیت حداقلی داشته باشند. در واقع عملیات پیش تصفیه باعث محافظت از ممبرانها در برابر گرفتگی Fuling میشود، بازدهی کار ممبران را افزایش داده و همچنین عمر مفیدتری خواهند داشت.

عملکرد سیستم پیش تصفیه در دستگاه RO

نقش واحد پیش تصفیه در یک سیستم اسمز معکوس حذف آالیندههای موجود در آب می باشد به گونهای که آب خوارک برای غشای ممبران در حد قابل قبول باشد. با این روند ممبرانها پیوسته و مطمئن فعالیت خواهند داشت. اگر پیش تصفیه به خوبی عمل نکند یا به طور کامل از سیستم حذف شود مواد جامد و املاح درون آب خوراک بر سطح غشاها باقی مانده و انباشته میشوند در نتیجه رسوب تشکیل شده و مسیر عبور آب از میان غشا محدود خواهد شد. مشخص است در چنین شرایطی تولید آب تصفیه کاهش مییابد، با گذشت زمان ترکیبات رسوبی آسیب های برگشت ناپذیری به غشا ممبران وارد نموده و عمر ممبران کاهش
مییابد و در زمان کوتاه تری باید ممبران تعویض شود.

ویژگی هایی آب خوراک پس از فعالیت پیش تصفیه:

آب خوراک که از واحد پیش تصفیه عبور میکند باید یکسری استانداردهایی داشته باشد. این استانداردها با یک بازه زمانی خاص تعریف شده اند. با کمک اطلاعات حاصل از آنالیز آب خوراک نوع پیش تصفیه برای دستگاه RO مشخص می شود. جدول زیر مشخصات آب خوراک ورودی به ممبران اسمز معکوس را نشان میدهد

واحد پیش تصفیه شاخصه ای ذکر شده را در آب خوراک اعمال میکند تا به محدوده فعالیت ممبران RO برسد.

روشهای مختلف پیش تصفیه صنعتی:

اقدام موثر برای انتخاب روش پیش تصفیه استفاده از آنالیز آب خوراک در آزمایشگاه و اطالعات بدست آمده از آن میباشد. اطالعات آنالیز آب نشان میدهد چه نوع پیش تصفیه ی در دستگاه RO نصب شود تا آب خام در حد قابل قبولی برای تصفیه ممبران باشد. تنوع در واحد پیش تصفیه به عوامل مختلفی بستگی دارد از مهم ترین آنها می توان به نوع منبع آب خوراک )آب چاه، آب دریا، آبهای سطحی، پساب ها(، آنالیز شیمیایی آب و تفاوت شرایط اقلیمی در کیفیت آب خوراک اشاره نمود.

روشهای مختلف پیش تصفیه ی فیزیکی در سیستم اسمز معکوس

۱-(Clarifier)کالریفایر
کالریفایر یا زالل ساز که هدف آن حذف ذرات معلق جامد به اندازه بزرگتر از ۱۰ میکرون می باشد. عموما مرحله ی اول در واحد پیش تصفیه می باشد و باعث کاهش کدورت آب میگردد.

۲ -مدیا فیلتر
مدیا فیلتر ترکیبی از فیلترهای شنی و کربنی می باشد. در دستگاه RO حجم باالی آب تصفیه می شود، فیلتر شنی مواد جامد معلق را حذف می کند و فیلتر کربنی برای حذف کلر و مواد آلی کاربرد دارد. فیلتر شنی و کربنی از متداولترین روشه ای پیش تصفیه برای حذف کدورت آب می باشند.

۳ -فیلتر گرین سند (Sand Green)
از روشهای مؤثر برای حذف آهن، منگنر و سولفید هیدروژن میباشد. این فیلتر از مادهای به نام گرین سند ساخته شده است و آن به گونه ای عمل میکند که همزمان آهن، منگنز و سولفید هیدروژن موجود در آب خوراک را اکسید و حذف می نماید.

۴ -اشعه ی ماوراء بنفش
از این پیش تصفیه برای کاهش فعالیت بیولوژیکی میکروارگانیسم ها استفاده می شود.

۵ -سیستم های انعقاد و لخته سازی

در مواردی که مقدار آلاینده های جامد TSS آب خوراک بالا باشد و کدورت را با عدد بالایی نشان دهد . در این مواقع از تزریق مواد منعقد کننده استفاده می شود. این مواد باعث اتصال ذرات معلق جامد به یکدیگر شده و تشکیل ذرات درشت و به آسانی ته نشین میشوند. هنگام تزریق منعقد کننده ها باید نوع مواد و تنظیم دوز آن مشخص باشد.

۶ -میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون
فعالیت این فیلترها در واحد پیش تصفیه حذف ذرات معلق و باکتریها از آب می باشد و همچنین برخی از مواد آلی موجود در آب را حذف نموده و باعث کاهش کدورت آب میشوند.

روش های مختلف پیش تصفیه شیمیایی در سیستم اسمز معکوس

• تزریق انعقاد کننده‌ها – پلیمرها

باعث تشکیل ذرات کوچک به یکدیگر و تشکیل ذرات درشت شده و لخته تشکیل می‌شود. این عمل موجب جداسازی راحتتر ذرات معلق درون آب می‌شود و بازدهی تصفیه بالاتر خواهد بود.

• تزریق اسید (کاهش pH)

تزریق اسید به آب خام باعث کاهش pH می شود در این صورت آب حالت اسیدی دارد که مانع از تشکیل رسوب کربنات کلسیم بر روی ممبران‌ها  می‌شود. برای تزریق اسید به آب ورودی باید مقدار و غلظت اسید را مدنظر داشت. به طور معمول از اسیدهایی مانند هیپوکلریک اسید (HCL) و یا سولفوریک اسید (H_۲SO_۴) برای کاهش pH آب استفاده می شود. ولی سولفوریک اسید در پیش تصفیه RO کاربرد بیشتری دارد زیرا هزینه عملیاتی آن نسبت به اسیدهای دیگر کمتر می‌باشد.

• تزریق آنتی اسکالانت

آنتی اسکالانت یا مواد ضد رسوب انواع مختلفی دارند. با توجه به توع ترکیبات و املاح موجود در آب نوع خاصی از آنتی اسکالانت در پیش تصفیه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• تزریق کلر

برای از بین بردن هر نوع میکروارگانیسم موجود در آب خوراک از کلر استفاده می‌شود. با تزریق کلر باکتری‌ها، ویروس‌ها، جلبک‌ها و هر نوع میکروارگانیسم موجود در آب از بین می‌رود و از تشکیل رسوبات حاصل از فعالیت‌های بیولوژیکی جلوگیری می شود. در استفاده از کلر باید دقت لازم را داشت. زیرا ممبران‌های RO از جنس پلی آمید بسیار حساس به کلر می‌باشند و در تماس با کلر تخریب می‌شوند. برای ممانعت از این تخریب لازم است کلرهای تزریق شده به آب خام قبل از ورود به غشای ممبران خنثی سازی شوند.

• تزریق بی‌سولفیت ها

در مرحله‌ی آخر پیش تصفیه تزریق سدیم بی‌سولفیت به آب خوراک باعث خنثی سازی کلر شده و از تخریب غشای ممبران جلوگیری می‌شود. بلافاصله قبل از ورود آب به ممبران تزریق بی سولفیت باید انجام گردد.

عملکرد یک واحد پیش تصفیه در سیستم اسمز معکوس هنگامی مشخص می‌شود که شامل موارد زیر باشد:

• تعداد دفعات شست و شوی ممبران‌ها کاهش یابد. حدود ۳- ۴ مرتبه در سال باشد.
• عمر مفید ممبران‌ها بالای ۵ سال باشد.
• ظرفیت آبدهی و میزان عبور املاح و آلاینده‌ها از غشای ممبران در محدوده‌ی قابل قبولی باشد.

در تصاویر پایین واحد پیش تصفیه در دستگاه اسمز معکوس نشان داده شده است.