اسمز معکوس

اسمز معکوس (RO) – قیمت دستگاه اسمز معکوس

اسمز معکوس (RO) روشی در تصفیه آب است که به وسیله آن می‌توان آب با کیفیت بسیار عالی (مانند آب دمین، آب مقطر یا آب آشامیدنی) را از منابع آب شور یا آب دریا تولید نمود.

اسمز معکوس با استفاده از ممبران‌ها یا همان غشاءهای نیمه تراوا، کلیه املاح محلول، ویروس‌ها و ذراتی که به لحاظ اندازه مولکولی از آب درشت‌تر هستند را حذف و تصفیه می‌کند. در این دستگاه علاوه بر ممبران‌های RO (اسمز معکوس)، پمپ فشار قوی، پرشر وسل‌ها (Pressure vessel) پیش تصفیه شامل فیلتر شنی/کربنی و میکروفیلترها و همچنین مجموعه ای از ابزارهای دقیق و شیرآلات کنترلی وجود دارند که فرآیند تصفیه آب را انجام می‌دهند.

امروزه در فرآیندهای تصفیه آب و آب شیرین کن صنعتی، به طور گسترده ای از این روش استفاده می‌شود. قیمت دستگاه اسمز معکوس به دلیل بهره برداری آسان، هزینه‌های جاری و اولیه بسیار پایین در مقایسه با سایر روش‌های تصفیه، بسیار مقرون به صرفه است.

شرکت فنی مهندسی طرح و کار در زمینه طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی انواع پکیج و دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس (RO) در صنایع گوناگونی چون تصفیه آب صنعتی،تولید آب دیگ بخار، تصفیه آب دریا، آب آشامیدنی، آب چاه‌های عمیق و سایر زمینه‌های تصفیه آب؛ مشغول به فعالیت می‌باشد.

اسمز معکوس

شرح فرآیند اسمز معکوس

اسمز معکوس RO از دو بخش کلی تشکیل شده است. بخش اول؛ فرآیند “پیش تصفیه” است که به منظور محافظت هرچه بیشتر از غشاءها (ممبران ها) و افزایش طول عمر مفیدشان طراحی می‌گردد.

بخش دوم؛ “سیستم اسمز معکوس یا همان RO”  است و آب ورودی به دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس از طریق پمپ خوراک (Feed Pump) وارد یک فیلتر شنی و بعد فیلتر کربنی می‌شود.

در این فیلترها؛ ذرات معلق و عوامل کدورت جذب ذرات سیلیس شده و شاخص‌های کدورت و لجنی آب کاهش می‌یابد. در بخش فیلتر کربنی نیز مواد آلی، کلر باقی مانده و عوامل مربوط به بو در آب حذف می‌شود. در مرحله بعد، آب از چند میکروفیلتر گذر می‌نماید.

در این میکروفیلترها ذرات تا سایز ۵µm حذف می‌شوند و بدین ترتیب می‌توان اطمینان یافت که ذرات معلق، وارد ممبران‌های اسمز معکوس نخواهند شد و کدورت آب در حد قابل قبولی کاهش می‌یابد.

در بخش دوم دستگاه تصفیه آب به روش اسمز معکوس، آب وارد پمپ فشار قوی می‌شود تا فشار لازم جهت غلبه بر فشار اسمزی تامین گردد. سپس آب وارد ممبران‌ها می‌شود و در آنجا مولکول‌های آب به علت اندازه کوچکشان از غشاءها که منافذی ریزتر از یک نانومتر دارند، عبور می‌کنند؛ اما یون‌های تک ظرفیتی و چند ظرفیتی، ویروس‌ها و باکتری‌ها، یون‌های فلزی و ذرات معلق از غشاءها عبور نمی‌کنند و به همراه جریان پساب (Concentrate) خارج می‌شوند و بنابراین آب ورودی به ممبران‌ها؛ به دو بخش آب تصفیه شده و پساب تقسیم می‌شود.

علاوه بر طراحی سیستم‌های پیش تصفیه در دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس RO، مواد شیمیایی مختلفی در آب ورودی به ممبران‌ها وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به دو مورد زیر اشاره کرد:

۱- مواد ضد رسوب (آنتی اسکالانت) جهت جلوگیری از اشباع شدن یون‌ها بر روی ممبران‌ها

۲-  تزرییق اسید جهت تنظیم pH و کاهش شاخص‌های لانژلیه

 

شاخص ممبران

ممبران‌ها در اسمز معکوس RO؛ به عنوان هسته مرکزی واحد تصفیه آب شناخته می‌شوند. تمامی املاح محلول و آنچه به طور کلی به آن (Total Disolve Solid)TDS اطلاق می‌شود؛ در این بخش حذف و تصفیه می‌‎شوند و این ممبران‌ها با سطح موثر بسیار بالا و قطر حفره‌های کمتر از نانومتر از جنس پلی آمید ساخته می‌شوند.

ممبران‌هایی که از جنس پلی آمید ساخته می‌شوند و در فرآیند تصفیه آب به روش اسمز معکوس به کار می‌روند؛ نسبت به برخی از ترکیبات شیمیایی حساس می‌باشند. بنابراین مهندسین طراح واحدهای اسمز معکوس (Reverse osmosis) می‌کوشند تا از ورود این قبیل مواد به اسمز معکوس جلوگیری نمایند و در این صورت می‌توان از تمامی عمر مفید یک ممبران که در حدود ۳ الی ۵ سال می‌باشد، استفاده بهینه نمود.

مهمترین موادی که ورود آن‌ها می‌تواند منجر به کاهش عمر مفید ممبران‌های اسمز معکوس گردد؛ شامل موارد ذیل است:

۱- کلر آزاد باقی مانده ورودی به ممبران اسمز معکوس RO بایستی کمتر از ۰.۱ میلی گرم در لیتر باشد.
۲- میزان شاخص لجنی آب یا همان SDI بایستی حداکثر ۵ واحد باشد.
۳- کل اکسیژن خواهی شیمیایی یا همان COD بایستی کمتر ۱۰ میلی گرم در لیتر باشد.
۴- روغن و گریس (Oil & Grease) باید کمتر از ۰.۱ میلی گرم در لیتر باشد.
۵- میزان آهن محلول بایستی کمتر از ۰.۰۵mg/lit باشد.

 

پیش تصفیه در اسمز RO

با توجه به محدودیت‌های ذکر شده، در طراحی و برآورد قیمت دستگاه اسمز معکوس، پیش تصفیه‌های متناسب محاسبه می‌گردد تا از ورود موادی که  به ممبران‌ها آسیب می‌زند، جلوگیری شود.

مهم‌ترین پیش تصفیه‌های به کار رفته در این روش مشتمل بر فیلتر شنی، کربنی و میکروفیلتراسیون و تزریق مواد شیمیایی است که کاربردها و کلیات هر کدام از آن‌ها شامل موارد ذیل است:

۱- فیلتر شنی:

این فیلتر به منظور کاهش شاخص لجی یا همان SDI آب طراحی می‌گردد و در سیستم تصفیه آب به روش اسمز معکوس؛ به منظور حذف عوامل کدورت آب و گرفتن ذرات معلق از فیلتر شنی که به وسیله سیلیس، آنتراسیت و یا گراول پر شده است، استفاده می‌شود و  این فیلترها می‌توانند ذرات معلق را جذب سطحی نمایند.

۲- فیلتر کربنی:

این فیلتر به منظور از بین بردن کلر آزاد باقی مانده و کاهش COD طراحی می‌گردد. از آنجایی که غشاهای نیمه تراوا (ممبران‌ها) از جنس پلی آمید هستند و به شدت با کلر باقی مانده در آب واکنش نشان می‌دهند، بنابراین ضروری است تا پیش از ورود آب به دستگاه تصفیه آب RO، از حذف کامل کلر مطمئن شد.

بدین منظور از بستر کربن فعال؛ به عنوان جاذب مواد آلی و کلر آزاد استفاده می‌گردد.

۳- میکروفیلتراسیون:

این فیلترها از جنس الیاف پلی پرو پیلن، ذرات معلق را در منافذ خود به دام می اندازند و کیفیت شاخص لجنی یا همان SDI آب را بهبود می‌بخشند. آنچنان که گفته شد، شاخص لجنی ورودی به پکیج تصفیه آب اسمز معکوس؛ به عنوان یکی از اصلی‌ترین اطلاعات مربوط به طراحی واحد RO مد نظر قرار می‌گیرد.

۴- تزریق مواد شیمیایی (آنتی اسکالانت):

به منظور جلوگیری از گرفتگی ممبران‌های اسمز معکوس؛ به آب ورودی آن آنتی اسکالانت یا ضد رسوب تزریق می‌شود و این ماده با پایه فسفات، مانع از اشباع شدن املاح بر روی ممبران اسمز معکوس می‌شود.

۵- تزریق مواد شیمیایی (SMBS):

با توجه به حساسیت شدید ممبران RO به کلر آزاد و یا هر ماده اکسید کننده دیگر، می‌توان پیش از ورود آب به RO به آن ماده شیمیایی SMBS تزریق نمود و خاصیت اکسیدکنندگی این قبیل مواد را به طور کامل از بین برد.

روش اسمز معکوس RO

شستشوی ممبران‌ها در دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس (RO)

یک پکیج اسمز معکوس پس از ۳ الی ۴ ماه کارکرد، نیاز به شستشو دارد. از آنجایی که املاح زیادی بر روی ممبران‌ها جدا شده و به وسیله جریان پساب (Concentrate) از سیستم تصفیه آب خارج می‌گردند، بنابراین امکان اشباع شدن برخی از ترکیبات مانند کربنات کلسیم یا منیزیم، ترکیبات سولفاته و غیره وجود دارد.

به منظور بهبود کارایی واحد RO؛ اسمز معکوس به صورت دوره ای نیاز به شستشو با مواد شیمیایی دارد.به این عملیات در اسمز معکوس، سیستم شستشوی دوره ای در محل (CIP)  می‌گویند که از جمله مواردی است که در نگهداری هرچه بهتر غشاءها نقش اساسی دارد.

بر حسب نوع گرفتگی ممبران‌ها، محلول‌های شیمیایی مخصوصی تهیه می‌شود و به وسیله آن، ممبران‌های اسمز معکوس را شستشو می‌دهند.

این محلول‌ها عمدتا اسید کلریدریک، سود سوز آور، تترا سدیم EDTA و سایر ترکیبات می‌باشند.

 

نتایج استفاده از دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس

نتایج عمده استفاده از اسمز معکوس شامل موارد زیر می‌باشد:

۱- کاهش TDS یا همان کل املاح محلول آب.
۲- کاهش هدایت الکتریکی (شوری) Electrical conductivity آب.
۳- کاهش سختی موقت و سختی دائم آب Total Hardness
۴- از بین بردن کلیه عوامل میکروبی، ارگانیزم‌ها و میکروب و ویروس‌ها.
۵- کاهش یون‌های دو ظرفیتی و تک ظرفیتی مانند کلسیم، منیزم و سدیم
۶ – کاهش آنیون‌های آب مانند کلراید، سولفات، بی کربنات.
۷- حذف نیترات (NO3) که به شدت برای سلامت آب آشامیدنی مضر است.
۸- حذف یون‌ها و عناصر کمیاب؛ اما سمی مانند استرانسیم، باریم، بر و جیوه
۹- حذف فلزات سنگین مانند آهن، کبالت، روی و نیکل.

در مقایسه با سایر روش‌های تصفیه آب مانند سختی گیر، تعویض یونی و اولترافیلتراسیون؛ روش اسمز معکوس، آب با کیفیت بهتری را تولید می‌نماید.

 

کاربرد اسمز معکوس

امروزه در صنایع مختلفی به منظور شیرین سازی و تصفیه آب، از دستگاه آب شیرین کن اسمز معکوس استفاده می‌شود.

مهم‌ترین کاربرد اسمز معکوس به شرح ذیل می‌باشد:

۱- در تصفیه آب ورودی (Make up) دیگ بخار و تولید آب دمین.
۲- در تصفیه آب ورودی (Make up) برج خنک کن و مبدل‌های حرارتی.
۳- در آب شیرین کن از منابع آب شور چاه‌ها.
۴- در تصفیه آب‌های صنعتی در کارخانجات فولاد، معادن، صنایع غذایی و لبنی.
۵- در تولید آب مقطر به وسیله روش Double RO
۶- تولید آب دیونایز شده در صنایع داروسازی و سرم سازی
۶- تولید آب خالص به منظور استفاده در کارخانجات نشاسته، آبمیوه، مواد شوینده، قند
۷- دستگاه آب شیرین کن برای آب شور به منظور استفاده حیوانات در گاوداری‌ها، پرورش مرغ و شتر مرغ

برای کسب اطلاعات بیشتر همین حالا با تیم مهندسی طرح و کار تماس بگیرید!