دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس (RO)

دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس ( به اختصار دستگاه RO ) یا همان دستگاه آب شیرین کن یکی از محصولات و سیستمهای تصفیه آب است که در ابعاد و مصارف صنعتی طراحی و ارائه میشود. فرآیند اسمز معکوس (Reverse Osmosis) یا شیرین کردن آب روشی جهت جداسازی ناخالصی ها از آب ميباشد. در این روش عامل جداسازی اعمال فشار مکانيکی است.

در حال حاضر روش اسمز معکوس نقش بسیار مهمی در تصفيه آب دارد. در تصفیه آب به روش اسمز معکوس ، آب خام توسط پمپ به درون محفظه ای که دارای غشاء نيمه تراوا می باشد پمپاژ می شود. به این دلیل که تقريبأ تنها آب خالص می تواند از غشاء عبور کند، آب تقريبأ خالص در يک طرف غشاء و آب تغليظ شده از ناخالصی ها در طرف ديگر غشا جمع آوری ميگردد.

دستگاه تصفیه آب RO یا همان دستگاه آب شیرین کن می تواند به صورت پيوسته کار کند و توانایی کاهش TDS آب خام را تا 95% را دارد. حذف باکتريها، ويروسها و ديگر میکرواورگانیسم ها با استفاده از فرآیند اسمز معکوس (Reverse Osmosis) تقریبا صددرصد می باشد. همچنين اسمز معکوس ميتواند 99% مواد معدني و 97% مواد آلی و کلوئيدی آب را حذف نمايد.

اسمز معکوس و اسمز طبیعی

پدیده اسمز یک فرآیند طبیعی است. در این فرآیند آب بدون نیاز به انرژی جریان پیدا میکند. اما برای ایجاد جریان در جهت معکوس نیاز به وارد آوردن فشار به آب های شور میباشد. علاوه بر این غشای اسمز معکوس یک غشای نیمه‌ تراوا است. به همین علت به مولکول‌های آب اجازه عبور میدهد، اما از عبور موادی نظیر نمک‌های محلول، مواد آلی، باکتری‌ها و … جلوگیری میکند.

برای عبور آب از این غشا نیاز به ایجاد فشاری بیشتر از فشار اسمزی ایجاد شده ناشی از تفاوت غلظت محلول‌ها در سمت محلول غلیظ‌ تر است. اگر این میزان فشار ایجاد شود، آب از غشا عبور میکند. در عین حال نمک‌ها و یون‌های محلول در آن از غشا عبور نمی‌کنند. بدین‌ ترتیب عملیات تصفیه آب و حذف نمک‌ها انجام شده و بسیاری از آلودگی‌ها و ناخالصی های آب حذف خواهند شد.

پیش تصفیه دستگاه اسمز معکوس (RO)

تصفیه مقدماتی آب ورودی به دستگاه اسمز معکوس یا RO ، به منظور استفاده بهینه از ممبران ها و افزایش زمان کارکرد ممبران انجام می گیرد و در طی این عملیات آب آماده عبور از ممبران می شود. عملیات تصفیه مقدماتی آب ورودی شامل مراحل زیر است.

1. جداسازی ذرات معلق جامد: مواد معلق و کلوئیدی موجود در آب موجب گرفتگی ممبران می شود. میزان رسوب گذاری آب وردی با اندیس SDI تعیین می گردد و لازم است که مقدار آن کمتر از حد مجاز باشد. به منظور کاهش کدورت و ذرات معلق آب از فیلتر شنی و فیلتر میکرونی با منافذ 5 میکرون استفاده می شود.
2. حذف میکرواورگانیسم ها: وجود میکرواورگانیسمها همانند باکتری ها می تواند موجب گرفتگی میکروبی ممبران شود. و حتی در برخی موارد آنزیم های ترشح شده از میکرواورگانیسم ها بر روی ممبران اثر تخریبی دارد. به همین دلیل لازم آب قبل از ورود به دستگاه RO ضد عفونی گردد. برای ضد عفونی آب می توان از انواع روشهای ضد عفونی آب استفاده کرد. در صورت استفاده از کلرین برای ضد عفونی به دلیل اثر تخریبی کلر بر روی ممبران ها باید کلر قبل از ورود به ممبران حذف شود که این کار توسط تزریق متابی سولفیت انجام می شود.
3. حذف بار آلی: به منظور کاهش بار آلی و یا جداسازی کلر باقیمانده در آب ورودی از بسترهای کربن فعال استفاده می شود.
4. کنترل عوامل رسوب کننده: مواد اکسید شونده هماننده اکسید ها و هیدرواکسیدهای آهن، منگنز و سیلیس می تواند در طی فرآیند نمک زدایی مشکلاتی را بوجود آورند و در نتیجه کارایی ممبران کاهش یابد. ترکیب هگزا متافسفات را می توان برای کنترل عوامل رسوب کننده استفاده کرد.
5. تنظیم pH: تنظیم نمودن pH آب به منظور افزایش عمر غشا و جلوگیری از رسوب کردن برخی املاح امری ضروری است. عمر مفید ممبران ها در pH نامناسب به دلیل هیدرولیز شدن کاهش می یابد.

 

فرآیند تصفیه در روش اسمز معکوس

سیستم تصفیه اسمز معکوس صنعتی شامل پیش فیلتر چند رسانه ای، سختی گیر آب یا سیستم دوزینگ ضد انعقاد، سیستم دوزینگ کلرزدایی، واحد اسمز معکوس با غشاهای نیمه تراوا، و استریلایزر  UV یا کلر زنی پس از تصفیه است. این دستگاه ها با فن آوری اسمز معکوس با فیلترهای چند رسانه ای، برای انتقال آب ورودی و حذف ذرات بزرگتر از 10 میکرون را اعمال می کنند. سپس آب توسط یک ماده شیمیایی ضد انعقاد تزریق می شود تا سختی آب را کنترل کند و باعث آسیب رساندن به غشاهای داخل دستگاه نشود. این گزینه های پیش تصفیه توانایی حذف سختی، کلر، بو، رنگ، آهن و گوگرد را دارند.

در مرحله بعد آب به واحد اسمز معکوس انتقال پیدا میکند که در آن یک پمپ فشار بالا فشار بسیار زیادی را به محلول بسیار متمرکز وارد میکند. به این ترتیب نمکهای باقیمانده ، مواد معدنی و ناخالصیهایی که پیش فیلتر نمیتواند آنها را بگیرد در این مرحله جدا میشوند. آب تازه قابل آشامیدن از انتهای کم فشار غشا خارج می شود در حالیکه نمک ها، مواد معدنی و سایر ناخالصی ها از انتهای دیگر تخلیه می شوند. در نهایت، آب از طریق یک استریلایزر UV (یا پس از کلرینگ) عبور داده می شود تا باعث از بین رفتن هر نوع باکتری و میکروبی باقی مانده در آب میشود.

تجهیزات اصلی در دستگاه اسمز معکوس ساخت شرکت مهندسی فراب زیست فراز

• سیستم پیش تصفیه شامل فیلتر شنی ، فیلتر کربنی و فیلتر میکرونی.
• غشاء نیمه تراوا (Membrane) ساخت DOW امریکا.
• محفظه تحت فشار(Pressure Vessel) ساخت Codeline امریکا.
• پمپ فشار قوی(High Pressure Pump) ساخت Grundfos دانمارک.
• پکیج تزریق آنتی اسکالانت شامل پمپ تزریق ساخت اروپای غربی و مخزن.
• شاسی استقرار از جنس استنلس استیل.
• تابلوی کنترل تمام اتوماتیک.
• سیستم CIP
• تجهیزات و ابزار كنترلی سیستم اسمز معکوس مانند فلومتر، مانومتر اندازه گیری فشار ، pH متر، الكتروكنداكتیویتی متر (هدایت سنج).
• لوله و اتصالات استنلس استیل 316 برای خطوط تحت فشار و UPVC برای خطوط فشار پائین.
• شیر فلكه های تنظیم جریان، شیرهای نمونه گیری و شیر فشار شکن.
• کنترل کننده فشار بالا و پایین(Low Pressure Switch & High Pressure Switch).

در زیر ویدئویی از روش کار سیستم تصفیه آب با استفاده از روش اسمز معکوس توضیح داده شده است.

کاربرد سیستم تصفیه آب اسمز معکوس صنعتی

کاربردهای دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس بسیار متنوع بوده و صنایع گوناگون را شامل میشود.

• تصفیه و بازیافت فاضلاب تولید شده از صنایع تولیدی فلزکاری و آبکاری ؛
• صنعت چاپ و ساخت مواد نیمه رسانا ؛
• صنایع تولید خودرو (تصفیه و بازیافت آب مورد استفاده برای تمیز کردن و نقاشی)؛
• تولیدات مواد غذایی و نوشیدنی (فاضلاب غلیظ شده برای استفاده مجدد و کاهش BOD قبل از تخلیه)؛
• آب های زیرزمینی و محل دفن زباله ها (حذف نمک ها و فلزات سنگین قبل از تخلیه)
• بویلرها و پیش تصفیه در برج خنک کننده
• پیش تصفیه در سیستم های تصفیه آب با خلوص بالا
• تولیدات ارگانیک داروسازی

مزایای استفاده از سیستمهای تصفیه آب اسمز معکوس در صنعت

1. آب به عنوان یک ماده خام در تولید محصولات مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین برای رفع برخی نیازها ممکن است نیاز به مشخصات خاصی از آب وجود داشته باشد که تنها با استفاده از آب خام RO قابل دستیابی است.
2. آب همچنین برای خنک کردن برخی ماشین آلات استفاده می شود که برای مدت زمان زیادی کار می کنند و می تواند باعث مشکلاتی از قبیل افزایش حرارت، سایش بیش از حد و… شود. کیفیت خوب آب می تواند اطمینان حاصل کند که ماشین آلات به خوبی خنک میشوند.
3. به عنوان یک حلال تمیز کننده، آب در صنایع مختلف برای تمیز کردن دستگاهها و ظروف خاص یا تمیز کردن ماشین آلات حساس به آب سخت استفاده می شود. از این رو، از طریق آب تهیه شده با فرآیند اسمز معکوس، میتوان برای رسیدن به یک نوع خاص آب که برای تمیز کردن مناسب است، دست پیدا کرد.
4. نیاز به تامین آب شیرین و آشامیدنی در بسیاری از مناطق دنیا به یکی از موارد اساسی جوامع تبدیل شده است. در سالهای اخیر و با توجه به بحران کمبود آب و خشکسالی در بسیاری از نقاط جهان از سیستمهای تصفیه اسمز معکوس برای شیرین کردن آب دریاها و اقیانوسها استفاده میشود. از این رو به این سیستمهای تصفیه آب عنوان دستگاه آب شیرین کن دریایی یا دستگاه تصفیه آب شور  نیز اطلاق میگردد.

مراحل تصفیه آب در دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس

1- پیش ‌تصفیه آب:

در آبها آلودگی های مختلفی وجود دارد. برخی از این آلودگی ها بهتر است قبل از ورود به سیستم اسمز معکوس حدف شوند تا علاوه بر اثر گذاری بر کیفیت نهایی آب، باعث افزایش طول و کیفیت عملکرد فیلترهای اسمز معکوس شوند.

این آلودگی ها میتواند شامل ذرات جامد معلق، انواع گازها و فلزات سنگین باشد. این آلودگی ها در مرحله پیش تصفیه توسط فیلترهایی مانند فیلتر شنی، فیلتر کربنی و فیلتر های رسوب گیر حذف شوند.

2- پمپ‌های فشار بالا:

در مرحله پیش تصفیه، املاح معلق توسط فیلتر شنی،  و رنگ، بو، مزه و کلر آزاد موجود در آب توسط فیلتر کربنی حدف میشوند. اما این عملیات در مرحله پیش تصفیه یون ها و نمک های موجود در آب را حدف نمی کند. پس با روش اسمز معکوس باید برای حذف آنها اقدام کرد. در این مرحله باید فشاری بیشتر از فشار اسمزی ایجاد کرد. این فشار توسط پمپ های مخصوص (پمپ‌های طبقاتی و در برخی موارد پمپ‌های پیستونی) تامین می شوند.

برای انتخاب پمپ مناسب باید پارامتر های مانند میزان آلودگی آب ورودی، کیفیت آب خروجی و دبی آب را در نظر گرفت. انتخاب پمپ های مناسب بر قیمت دستگاه های آب شیرین کن صنعتی تاثیر گذار خواهد بود. امروزه در بازار انواع پمپ های اروپایی، چینی و ایرانی در دستگاه های آب شیرین کن استفاده می شود.

3- فیلترهای اسمز معکوس (RO):

تصفیه نهایی آب و حذف یون‌ها با روش اسمز معکوس انجام می شود. اساس روش اسمز معکوس ایجاد فشار بالاتر از فشار اسمزی توسط پمپ ها و حرکت معکوس آب از درون فیلترهای نیمه‌تراوای اسمز معکوس از فشار اسمزی بالاتر به فشار اسمزی پایین‌تر می باشد. انتخاب فیلتر های با طراحی و چیدمان مناسب سبب افزایش بازدهی دستگاه آب اسمز معکوس صنعتی ، افزایش بازیابی آب، و کاهش پساب می شود.

4- گندزدایی آب خروجی:

علاوه بر حذف مواد معلق ، رنگ، بو، مزه، یون ها و نمک ها، منابع آب های مختلف میتوانند حاوی انواع ویروس ها و باکتری ها نیز باشد. حدف این ویروس ها و باکتری ها در سیستم های تصفیه آب صنعتی و آب شیرین کن ها توسط روش گند زدایی مانند فیلترهای اشعه فرابنفش (UV) انجام میشود.

مشخصات دستگاه تصفیه اسمز معکوس شركت فراب زیست فراز

• قابليت حذف موثر تمامي املاح محلول موجود در آب تا 99%.
• قابلیت تولید با ظرفيت بين 5 تا 10000 متر مكعب در شبانه‌ روز.
• جداسازي ترکيبات مولد رنگ، مزه و بو در آب.
• قابليت تصفيه انواع آب‌های سطحي و زیر زمینی.
• قابليت تصفيه آب دريا تا شوری 50000 ميلي‌گرم بر ليتر.
• قابليت حذف تمامي آلاينده های آلی، غير آلی و ميكروبی از آب تا 98%.
• قابليت توليد آب با خلوص بسيار بالا (آب مقطر) متناسب با نياز مشتری.
• عدم كاربرد تركيبات زيان بخش برای انسان.
• عدم تحميل هر گونه آثار منفی بر محيط زيست.
• مصرف پايين انرژی و راندمان بالای سيستم.
• هزينه نصب، راه اندازی و نگهداری تعميرات پايين سيستم.
• قابليت طراحی و ساخت دستگاه درون كانتينر بصورت پرتابل.
• قابليت كاركرد سيستم بصورت پيوسته، مداوم 24 ساعت در شبانه روز.
• استفاده از مواد اولیه و تجهیزات مرغوب.
• طراحی علمی و اصولی مطابق استانداردهای جهانی.
• یک سال گارانتی و 10 سال خدمات پس از فروش.
• پشتیبانی فنی مادام العمر دفتر مرکزی.

طراحی دستگاه تصفیه آب RO، اسمز معکوس

یک سیستم آب شیرین کن صنعتی که به درستی و به شکل بهینه طراحی شود باید بتواند حداقل بین ۹۵٪ تا ۹۹٪ ناخالصی‌های موجود در آب ورودی را از آن حذف کند. برای طراحی سیستم تصفیه اسمز معکوس نیاز است تا پارامترهای مشخصی در نظر گرفته شود.

• فشار جریان آب ورودی به دستگاه
• فشار جریان خروجی از سیستم
• دبی جریان آب ورودی
• دبی آب تصفیه‌ شده توسط دستگاه اسمز معکوس
• فشار جریان پساب خروجی
• هدایت الکتریکی (EC ) آب ورودی
• هدایت الکتریکی آب خروجی از دستگاه RO
• دمای محیط و دمای آب ورودی به سیستم

قیمت دستگاه تصفیه اسمز معکوس (RO) صنعتی

شرکت مهندسی فراب زیست فراز در زمینه طراحی و اجرای سیستمهای آب شیرین کن صنعتی به روش RO نیز فعالیت دارد. از آنجایی که این سیستم دارای تجهیزات گوناگونی میباشد قیمت آن نیز میتواند متغیر باشد. لذا برای آگاهی بیشتر در مورد قیمت دستگاه اسمز معکوس (RO) صنعتی و جزئیات ساخت و نصب این سیستم تصفیه آب صنعتی می توانید با کارشناسان ما تماس حاصل کنید .

عوامل موثر در تعیین قیمت دستگاه اسمز معکوس (RO)

عوامل مختلفی در تعیین قیمت دستگاه اسمز معکوس دخیل هستند که باعث افزایش و یا کاهش قیمت دستگاه خواهند شد. این عوامل به شرح زیر می باشند:

1- ظرفیت دستگاه:

یکی از مهمترین عوامل موثر در قیمت دستگاه RO ظرفیت مورد نیاز می باشد. منظور از ظرفیت مقدار آب مورد نیاز پس از طی نمودن مراحل تصفیه به روش RO می باشد. هر قدر این ظرفیت بیشتر باشد قیمت دستگاه اسمز معکوس افزایش می یابد. حداقل ظرفیت دستگاه RO در مقیاس صنعتی 3000 لیتر در روز می باشد.

2- مقدار املاح معدنی (TDS) ورودی:

از جمله موارد مهم در تعیین قیمت دستگاه مقدار TDS ورودی است. مقدار TDS بسته به منبع برداشت آب بسیار متفاوت است. برای طراحی دستگاه RO و تعیین نوع ممبران مقدار املاح به دو بخش آب لب شور ( Brackish water) و آب دریا (SEA water) تقسیم بندی می شود. معمولا آبهایی با TDS کمتر از 7000 میلی گرم در لیتر آب لب شور (Brackish water) نامیده می شود. مقدار TDS بالاتر از 7000 آب شور نام دارد که باعث ایجاد تغییرات در سیستم اسمز معکوس از جمله نوع ممبران، نوع پمپ، جنس لوله و اتصالات و… می شود. افزایش مقدار TDS باعث افزایش قیمت دستگاه اسمز معکوس صنعتی خواهد شد.

3- مقدار املاح معدنی (TDS) خروجی:

از جمله عوامل مهم در تعیین قیمت پکیج RO مقدار TDS مورد نیاز است. معمولا دستگاه های اسمز معکوس با TDS ورودی کمتر از 7000 TDS خروجی کمتر از 100 تولید خواهند کرد. ولی هر قدر بسته به نیاز TDS کمتری مورد نیاز باشد قیمت دستگاه اسمز معکوس صنعتی افزایش خواهد یافت. به عنوان مثال برای تولید آب مقطر قیمت دستگاه RO افزایش چشم گیری خواهد یافت.

4- درصد بازیافت (Recovery) :

درصد بازیافت نسبت آب ورودی به آب تولیدی دستگاه می باشد و هر قدر این درصد بیشتر باشد قیمت دستگاه اسمز معکوس افزایش خواهد یافت. هر قدر درصد ریکاوری کمتر باشد آب بیشتری برای ورودی نیاز است. معمولا دصد دریکاوری حدود 70% در نظر گرفته می شود.

5- نوع و برند تجهیزات مورد استفاده:

از جمله مهمترین تجهیزات مورد استفاده در پکیج RO ممبران و پمپ فشار قوی می باشد. در صورت استفاده از برندهای درجه 1 و اورجینال قیمت دستگاه RO صنعتی افزایش خواهد یافت.

6- جنس شاسی:

از جمله موارد تاثیر گذار در قیمت دستگاه RO جنس شاسی می باشد. شاسی می تواند از جنس کربن استیل با پوشش اپوکسی و یا استنلس استیل باشد که جنس استنلس استیل گرانتر و با دوامتر است.

7- نوع تجهیزات کنترلی: در صورت استفاده از تجهیزات کنترلی برقی و تابلو برق مجهز به PLC قیمت سیستم اسمز معکوس نیز افزایش خواهد یافت.

نصب و راه اندازی سیستم تصفیه آب اسمز معکوس

نصب و راه اندازی استاندارد دستگاه های آب شیرین کن ، یکی از آیتمهای بسیار اساسی در بهره برداری و استفاده از دستگاه تصفیه اسمز معکوس صنعتی می باشد. داشتن تجربه و تخصص کافی شرکت تولید کننده و داشتن دانش فنی کارشناسان با افزایش بهره وری سیستم ، رابطه ای مستقیم دارد.

دستورالعمل بهره برداری و آموزش مناسب به اپراتور در محل استفاده باید با دقت و به درستی صورت بگیرد. به علاوه ، داشتن چک لیست نگهداری دستگاه توسط خریدار و ارائه آن به صورت مداوم و منظم به شرکت تولید کننده بسیار مورد اهمیت است. این امر برای بررسی و سرویس دوره ای سیستم انجام میشود و از نکات مهم در بهره برداری و افزایش دوام و عمر مفید سیستم محسوب میشود.

نکات مهم در نگهداری دستگاه تصفیه RO اسمز معکوس

1. آب ورودی به ممبران ها نباید شامل کلر باشد. وجود مقادیر کمی از کلر نیز میتواند باعث تخریب غشای پلی آمیدی سیستم اسمز معکوس شود. در صورت وجود کلر در آب می توان از مواد شیمیایی احیا کننده برای خنثی کردن اثر مخرب آن استفاده کرد.
2. هنگامی که رنگ فیلترهای میکرونی تغییر کرد باید برای تعویض آنها اقدام نمایید.
3. اگر از آب شهری استفاده می‌کنید، بهتر است بصورت دوره ای مثلا هر 3 ماه یکبار مقدار کلر آب را که از فیلترهای کربنی عبور میکند بسنجید. برای این کار می‌توانید از کیت های تست کلر استفاده کنید.
4. فشارسنج های تعبیه شده بر روی دستگاه تصفیه اسمز معکوس را بصورت روزانه بررسی کنید. برای این کار یک عدد کارتکس تهیه کنید و نتایج روزانه را بر روی آن ثبت کنید و با روزهای قبل مقایسه کنید. به محض مشاهده تغییرات زیاد، با شرکت سازنده یا سرویسکار تماس بگیرید.
5. همیشه تعدادی فیلتر یدکی تهیه و خریداری کنید تا در زمان های اضطراری از آنها استفاده کنید.
6. در صورت افت فشار دبی آب تصفیه شده یا گرفتگی ممبران، از CIP یا همان شستشو در محل استفاده کنید.
7. فیلتر های کارتریج به کار رفته در ورودی آب دستگاه اسمز معکوس صنعتی باید بصورت مرتب و در هر فصل تعویض شود. عدم انجام این کار باعث بروز مشکلاتی در غشا و کاهش راندمان شیرین سازی آب خواهد شد.
8. عملیات شستشو در محل یا CPI و ( Cleaning in place ) در صورت استفاده مداوم از دستگاه بصورت دوره های 6 ماهه صورت باید انجام بگیرد. همچنین در مواقعی که دستگاه اسمز معکوس باید به مدت چند هفته یا چند ماه خاموش باشد حتما قبل از خاموش شدن سیستم ابتدا عملیات شستشو انجام شود.
9. ماده ضدرسوب یا آنتی اسکالانت را همیشه و به موقع آماده کنید و هیچگاه دستگاه آب تصفیه کن صنعتی را بدون این ماده روشن نکنید، زیرا ممکن است هوا به داخل سیستم نفوذ کند و باعث مشکلاتی در پمپ فشار بالا شده و باعث افت عملکرد آن شود.
10. انتخاب پاک کننده های شیمیایی مناسب با توجه به ماهیت آنها یکی دیگر از نکات مهم و تأثیر گذار است.
11. محل تزریق بازدارنده ( محصول اینهیبیتور ) باید قبل از محل تزریق اسید (معمولا اسید سولفوریک ) باشد .
12. استفاده از لامپ های UV در بالا دست دستگاه تصفیه RO توصیه می شود.