نقش پمپ های تزریق

نقش پمپ های تزریق

با توجه به کاهش روز افزون آب تازه برای مصرف و افزایش میزان شوری و املاح موجود در آبهای زیرزمینی، استفاده از دستگاه های تصفیه آب اسمز معکوس (RO) جهت تولید آب تصفیه شده قابل استفاده برای مصارف شرب و صنعتی، روز به روز در حال گسترش می باشد. در این میان، پمپ تزریق مواد شیمیایی نقشی مهم و کلیدی در عملکرد این دستگاه ها دارند.

تصفیه آب با استفاده از پدیده اسمز معکوس، یک تکنولوژی جدید نیست. این فناوری در قرن ۱۸ مورد استفاده قرار گرفته و در دهه ۱۹۵۰ به بلوغ خود رسید. اساس کار اسمز معکوس، جدا سازی یونها، مولکولها و ذرات معلق از آب توسط یک غشاء نیمه تراواست. میزان عبور املاح، بستگی به فشار، غلظت و دمای محلول در دو سمت غشا دارد. روش اسمز معکوس، علاوه بر املاح، انواع بسیاری از مواد محلول مانند باکتری های را نیز از آب جدا می کند.

در روش اسمز معکوس، با اعمال فشار بیش از فشار اسمزی، آب خالص از داخل غشا عبور کرده و املاح و سایر ناخالصی ها در سمت دیگر آن باقی می مانند. به این ترتیب، آب خالص عبور کرده از غشا (Permeate)، به عنوان آب تصفیه شده مورد استفاده قرار گرفته و آب حاوی املاح و ناخالصی ها که امکان عبور از غشار را ندارد (Concentrate)، به سمت پساب هدایت می شود.

نقش پمپ های تزریق در دستگاه های تصفیه آب اسمز معکوس (RO)

تنظیم pH در دوسمت غشاء ممبران

الف- کاهش pH در ورودی ممبران ها: آب خام تصفیه نشده ورودی به دستگاه تصفیه آب RO، معمولاً حالت قلیایی داشته و pH آن کمی از عدد ۷ بیشتر است. جنس الیاف استفاده شده در ممبرانهای RO، معمولاً بر پایه سلولز بوده و استهلاک آنها در شرایط قلیایی افزایش پیدا می کند. در اینصورت، به مرور زمان سطح عملکرد ممبران کاهش خواهد یافت. هر چند با استفاده از روش هایی می توان ممبران را با عملیات شستشوی شیمیایی مخصوص برای استفاده مجدد احیا کرد، اما در معرض قرار گرفتن طولانی آن با آب قلیایی نهایتاً منجر به کاهش عمر ممبران و لزوم جایگزین نمودن و به تبع آن وارد شدن هزینه ای قابل توجه خواهد بود.

به همین دلیل و برای حفاظت از ممبران، می بایست pH آب خام ورودی به دستگاه را تنظیم و به حالت خنثی (حدود pH=7) نزدیک کرد. این کار به وسیله تزریق میزان دقیق اسید (مانند اسیدکلریدریک) در آب ورودی دستگاه میسر خواهد بود. از آنجائیکه میزان pH آب خام ممکن است به دلیل اتفاقات مختلف (مانند طوفان و یا تغییرات ایجاد شده در کیفیت آب توسط انسان) تغییر کرده و یا نوسان داشته باشد، لازمست تا امکان تنظیم دبی در پمپ تزریق وجود داشته باشد تا همواره از رسیدن pH آب ورودی به ممبرانها به حد مطلوب اطمینان وجود داشته باشد.

ب- افزایش pH در خروجی ممبران ها: هدف از تنظیم pH با روش فوق، عمدتاً بر روی حفظ ممبرانها از تخریب است. اما به پدیده دیگری نیز می بایست توجه داشت. بر خلاف pH آب ورودی، آب تصفیه شده خروجی از ممبران معمولاً کمی حالت اسیدی دارد. در این حالت، برای اینکه کیفیت آب خروجی برای مصارف مختلف مناسب شود، می بایست با تزریق مواد قلیایی مانند آهک و یا بی کربنات سدیم، pH آنرا افزایش داد. برای انجام این کار نیز به پمپ های تزریق نیاز است.

تزریق آنتی اسکالانت

یکی از مشکلاتی که همواره در سیستم های تصفیه آب اسمز معکوس با آن مواجه هستیم، پدیده تجمع ذرات معلق و میکروارگانیسم ها و همچنین رسوب گذاری مواد معدنی بر روی سطح غشاء ممبران است. با توجه به هزینه بر بودن تعویض ممبرانها، لازمست تا تمهیدات لازم در خصوص جلوگیری از این پدیده و حفاظت از ممبرانها در نظر گرفته شود.

در اینجا نیز، پمپ های تزریق نقش مهمی را در وارد کردن مواد شیمیایی پیشگیری کننده از رسوب گذاری در جریان آب در بالادست و پایین دست ممبران ها ایفا می کنند. تزریق آنتی اسکالانت ها، معمولاً بعد از تزریق ماده بی سولفیت سدیم که برای حذف کلر آب مورد استفاده قرار می گیرد، انجام می شود.

همزمان با تزریق آنتی اسکالانت، تزریق اسید سولفوریک هم در بسیاری از دستگاه های اسمز معکوس انجام می شود که هدف آن علاوه کاهش pH آب ورودی، جلوگیری از تشکیل رسوب کربنات کلسیم بر روی سطح ممبران ها می باشد.

 بدون تزریق آنتی اسکالانت ها، احتمال گرفتگی حفره های ممبران و کاهش چشمگیر عملکرد آن در مدت زمان کوتاهی (حتی ۴۸ ساعت) وجود دارد. لذا، تزریق آنتی اسکالانت توسط پمپ های تزریق در سیستم های تصفیه آب اسمز معکوس (RO) نقش تعیین کننده ای در راندمان و کیفیت آب خروجی سیستم دارد.

ملاحظات فنی مهم پمپ های تزریق در دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس (RO)

پمپ های تزریق مورد استفاده در دستگاه های تصفیه آب اسمز معکوس، می بایست الزامات فنی مربوط به این سیستم ها را برآورده نمایند.

از جمله این الزامات، می توان به موارد زیر اشاره نمود:

– سازگار بودن آنها با انواع مواد شیمیایی، پلیمرها و سیالات ویسکوز و پمپاژ این مواد بدون افت فشار خروجی

– سازگاری پمپ های تزریق با انواع مختلف تجهیزات کنترلی دیجیتال و آنالوگ و امکان ایجاد ارتباط با آنها با توجه به نیاز کنترل و تنظیم pH در نقاط مختلف سیستم

– استفاده از مواد ضدخوردگی در ساختار آنها (مانند پلی پروپیلن، PVDF، استنلس استیل و …) با توجه به ماهیت خورندگی برخی از مواد شیمیایی مورد استفاده در تنظیم pH

– وجود شیر تخلیه گاز در ساختار پمپ با توجه به ماهیت برخی مواد شیمیایی مورد استفاده در سیستم های تصفیه آب RO