کاربرد آب شیرین کن در تصفیه آب

برای تهیه آب شیرین از دریا، روش دیگری که می تواند با اسمز معکوس رقابت نماید، تقطیر است. نظر به اینکه در اسمزمعکوس تغییر فاز رخ نمی دهد، مقدار انرژی مورد نیاز در فرآیند اسمزمعکوس به مقدار قابل توجهی کمتر از برآیند تقطیر است.

برای تهیه آب صنعتی از آب شیرین موارد زیر قابل توجه است:

• اگر TDS آب ورودی بیشتر از 400ppm باشد، از اسمز معکوس می توان برای تصفیه مقدماتی آب ورودی به واحدهای تعویض یونی استفاده نمود و به مقدار زیادی باعث کاهش هزینه تصفیه آب ورودی گردید.
• اگر TDS آب ورودی کمتر از 400ppm و کاهش TDS آب تا حدود 10% مورد قبول باشد روش اسمزمعکوس بسیار اقتصادی تر از واحدهای یونی خواهد بود.
• برای آب خام بدون توجه به مقدار TDS، اگر مقدار مواد آلی بیشتر از 15g/lit باشد یا سیلیکای کلوئیدی زیاد باشد، اسمز معکوس می تواند برای تصفیه مقدماتی آب ورودی به واحد تعویض یونی به کار رود.
• مشکل انبار و نیز کار با مواد شیمیایی در مورد اسمز معکوس خیلی کمتر از تعویض یونی است.

ادامه مطلب ...

دفع جریان تغلیظ شده آب شیرین کن

هر چند کاربرد آب شیرین کن در تصفیه آب و فاضلاب قدمت چندان طولانی ندارد اما به دلیل پتانسیل تولید آب با کیفیت بالاتر جهت رعایت قوانین سخت گیرانه تصفیه آب، خودکار بودن بیشتر، جذابیت بیشتر و راهبری آسان تر، بعنوان یک گزینه مطرح شد و در دو دهه اخیر تعداد زیادی تصفیه خانه های بزرگ از نوع آب شیرین کن در سراسر دنیا بکار گرفته شده است. با این وجود، یکی از مشکلات اصلی آب شیرین کن تولید جریانی از آب تغلیظ شده می باشد. جریان تغلیظ شده یا دفعی غشا بخشی از جریان تغذیه است که از غشا آب شیرین کن عبور نکرده و حاوی اجزا غیر قابل نفوذ از غشا یا مواد حذف شده توسط غشا آب شیرین کن می باشند و باید به روش مناسبی دفع گردند.

حجم جریان دفعی بسته به نوع غشا آب شیرین کن متفاوت است. جریان های دفعی حاوی املاح گوناگون با غلظت های زیاد می باشد. دارای قلیاییت، سمیت و شوری زیاد می باشند که بر روند تصفیه و دفع آنها تاثیر دارد. باید سعی نمود تا حجم جریان های تغلیظ شده را با روش های گوناگون به حداقل رساند زیرا هزینه تصفیه و دفع آنها زیاد است.

جریان دفعی از غشا آب شیرین کن حاوی مقادیر زیادی جامدات محلول و مقادیر کمی جامدات محلول می باشد. مقدار جریان دفعی از غشا آب شیرین کن معمولا از 10 تا 50 درصد حجم آب تصفیه شده متغیر است. اما حجم جریان دفعی تولیدی به خصوصیات بهره برداری غشا و ضریب انتقال جرم جز حل شده آب بستگی دارد. جریان دفعی ممکن است شفاف یا رنگی باشد. انتظار می رود هر ماده یا ترکیبی که در محلول تغذیه وجود دارد در جریان دفعی حضور داشته باشد. بسته به کیفیت آب مورد تصفیه آلاینده های جریان دفعی تصفیه آب از فرآیندهای مختلف تصفیه آب از جمله فرآیندهای غشایی بشرح زیر می باشد:

• میکروارگانیسم های پاتوژن
• کیست ژیاردیا و اووسیت کریپتوسپوریدیوم
• کدورت، ذرات
• DBPs
• پیش سازهای تشکیل DBPs و مواد آلی کم وزن
• ترکیبات مولد طعم و بو
• SOCs
• آهن و منگنز
• آرسنیک و سایر ترکیبات سمی
• مواد رادیواکتیو
• نمک و جامدات محلول، سختی و فلزات سنگین

pH جریان دفعی به دلیل غلظت قلیاییت بالاست و احتمالا ترسیب فلزات را در چاههای دفع افزایش می دهد.

مدیریت جریان دفعی فرآیندهای آب شیرین کن مشکل سازتر از سایز فرآیند تصفیه آب است. زیرا حجم جریان تغلیظ شده فرآیند غشایی بیشتر است. در آب شیرین کن از 15 تا 50 درصد حجم جریان تغذیه متغیر است. در فرآیندهای غشایی میزان بازدهی 50 تا 85 درصد است. حجم جریان دفعی در تصفیه خانه اب شیرین کن برای تصفیه آب دریا با 50 درصد بازیابی معادل حجم آب تولیدی است. دفع این حجم جریان مواد زائد تغلیظ شده، مشکل است. علاوه بر این محلول های شستشو و پاکسازی غشا آب شیرین کن هم بخش دیگری جریان های دفعی فرآیندهای غشایی را تشکیل می دهند و از اهمیت ویژه ای برخوردارند.

شوری زیاد جریان دفعی آب شیرین کن سبب می گردد تا گزینه های کاربرد در زمین یا تخلیه به آبهای سطحی برای آنها را محدود نماید، برای بسیاری از گیاهان و حیوانات سمی می باشند و برای استفاده مجدد و بازیابی غیرقابل کاربرد می نماید. اکثر جریان های دفعی بی هوازی اند، لذا بدون انجام ترفیق کافی برای ماهی ها سمی می باشد. همچنین فرآیند آب شیرین کن که برای حذف آلاینده های خاص ( آرسنیک ، رادیوم ) استفاده می شوند، ممکن است جریان دفعی یا تغلیظ شده ای تولید نمایند که بعنوان یک ماده زائد خطرناک طبقه بندی می گردند.

ادامه مطلب ...

تصفیه اولیه فاضلاب بهداشتی

معمولا ایستگاه پمپاژ ورودی، اولین واحد یک تصفیه خانه فاضلاب بهداشتی است. مجرای ورودی، فاضلاب جمع آوری شده از منابع مشخص واقع در محدوده ی تحت پوشش را از طریق شبکه ی فاضلابرو طراحی شده به تصفیه خانه انتقال و به درون یک چاهک تخلیه می کند. پمپ های مستقر در این چاهک، فاضلاب را تا ارتفاع مورد نیاز برای شروع عملیات تصفیه پمپاژ خواهند کرد.

تصفیه ی مقدماتی در تاسیسات بالادستی صورت می گیرد. در این مرحله کیفیت فاضلاب به خصوص در مورد پارامترهای کیفیت جریان خروجی فاضلاب مانند BOD تغییر نمی کند. این امر عملکرد فرآیندهای پایین دستی را برای جداسازی و حذف موادی که ممکن است در فرآیندهای مکانیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی دخیل باشند افزایش می دهد. برای مثال آشغالگیرهای درشت و چنگک دار برای جداسازی مواد معلق نسبتا بزرگ به کار می روند.

این وسایل را می توان به طور دستی یا به طور مکانیکی و خودکار در آشغالگیرهای میله ای خمیده تمیز کرد. مواد جمع شده روی این سرندها می تواند شامل تکه های کهنه و کیسه های پلاستیکی باشد. این مواد می تواند به تجهیزات مکانیکی جریان در پایین دست مانند پمپ ها از طریق محصور کردن پروانه ها آسیب برساند. مواد جمع شده در این چنگک ها و سرنده ها مرتبا پاک می شوند تا از ایجاد بو جلوگیری کرده و از مسدود کردن سرنده ها جلوگیری به عمل آید.

تجهیزات مکانیکی در تماس با فاضلاب ممکن است از پوشش اضافی ایجاد شده توسط دانه های ماسه موجود در دانه گیر آسیب ببینند. دانه در واقع مواد غیر آلی بی اثر از قبیل ذرات ماسه، پوسته های تخم مرغ و قطعات فلز می باشد. دانه گیرها، مواد جامد آلی را از بین نمی برند و این امکان را فراهم می سازند که این مواد همراه با جریان فاضلاب به واحد پردازش بعدی انتقال یابند.

ادامه مطلب ...

آلودگی رزین آنیونی و کاتیونی

رزین های تعویض یونی به صورت گسترده ای برای تهیه آب بدون یون با کیفیت بالا که عاری از هرگونه آلودگی باشد،بکار می روند. لکن در عمل ممکن است با مشکلاتی همراه باشند. انواع آلودگی رزین آنیونی و کاتیونی به شرح زیر است :

آلودگی رزین آنیونی و کاتیونی به مواد آلی

بسیاری از رزین های تعویض یونی تجاری در برخورد با یون های معدنی با وزن مولکوای کم، به خوبی عمل نمی نمایند و در برخورد با مولکول های سنگین آلی دچار مشکل می شوند. اصلی ترین مواد آلی محلول در آب،نمک های اسید هیومیک هستند.
گرادیان غلطت باعث نفوذ مواد آلی به قسمت مرکزی بدنه رزین آنیونی شده و علیرغم سرعت نفوذ کم مولکول های درشت، این مولکول ها در سراسر ساختمان رزین توزیع می گردند.
در جریان احیا رزین، مولکول های آلی به صورت ناقص حذف می شوند، چون گزینش پذیری رزین برای مولکول های درشت آلی زیاد بوده و طول مدت احیا کمتر از مدت زمان نفوذ مولکول از داخل رزین است.
رنگ رزین های آلوده به مواد آلی معمولا سیاه می باشد، در حالیکه رزین های سالم شفاف هستند.
عموما بوی آلاینده ها قابل تشخیص است. در این حالت چنانچه رزین با اسید یا آب نمک قلیایی تماس حاصل نماید،محلول رنگی حاصل خواهد شد.

آلودگی رزین آنیونی و کاتیونی به آهن

عموما مقدار زیادی آهن با مواد آلی بر روی رزین های آنیونی جذب می شوند. برای این منظور می توان از اسیدکلریدریک 10?? و یا محلول سدیم دی تیونیت استفاده نمود که باعث کاهش یون موجود و تبدیل به فرم یون آهن دو ظرفیتی که بیشتر محلول است می گردد. اگر شستشو با آب نمک قلیایی ادامه یابد، نتایج بهتری حاصل می گردد.

ادامه مطلب ...

پاک سازی و احیا غشا آب شیرین کن RO

احیا مجدد غشا آب شیرین کن بوسیله تمیز کردن آن امکان پذیر است. تمیزکردن فرآیندی است که بوسیله آن موادی که جز سیستم نیستند از آن جدا می شوند. پاکسازی غشا آب شیرین کن با استفاده از روش های هیدرولیکی، مکانیکی، الکتریکی و شیمیایی امکان پذیر است. نوع روش انتخابی به چگونگی فرآیند جداسازی و نوع مدول غشایی بستگی دارد.

الف ) پاکسازی هیدرولیکی

در این روش جهت جریان آب صاف شده یا نفوذی به مدت چند دقیقه با فشاری معادل فشار بهره برداری غشا برعکس می شود. این عمل باعث می شود تا گرفتگی منافذ و مجاری غشا به نحو قابل توجهی برطرف شود و جریان عبوری از آن به دبی جریان اولیه نزدیک گردد. این روش در غشاهای سرامیکی، غشاهای لوله ای و الیاف تو خالی UF کاربرد دارد.

ب ) پاکسازی مکانیکی

این روش بدلیل آسیب به سطح غشا و امکان تخریب آن محدودیت کاربرد دارد. در این روش گویهای پلی اورتان با فشار به سطح غشا رانده می شود و به لحاظ خصوصیات شیمیایی آن ها و نیز ایجاد جریان متلاطم موجب جداسازی مواد ترسیبی می گردند. گاهی نیز کف پلی اورتان از یک سمت لوله فشار که غشا درون آن قرار گرفته است، تزریق گردیده و از سمت دیگر جمع آوری می گردد. این روش برای پاکسازی مدول های غشایی لوله ای بکار می رود.

ج ) پاکسازی الکتریکی

در این روش با استفاده از پالس های الکتریکی موجب جابجایی و حرکت ذرات و مولکول های باردار از سطح غشا می گردند. این فرآیند معمولا برای غشاهای فلزی استفاده می شود.

د ) پاکسازی شیمیایی

این روش متداول ترین روش کنترل گرفتگی در فرآیندهای غشایی محسوب می گردد. انتخاب نوع ماده شیمیایی بستگی به نوع غشا ، نوع ماده ایجادکننده گرفتگی و شدت آن دارد. کارخانجات تولید غشا معمولا ماده پاک کننده مناسب را پیشنهاد می کنند.

معمولا تولید کنندگان غشا برای تمیز کردن غشا آب شیرین کن RO ترکیبات نظیر اسیدها، بازها، عوامل فعال کننده سطحی و پاک کننده، آنزیم ها، کمپلکس ها، ضدعفونی کننده ها را توصیه می نمایند. بعضی از مواد ساده مانند آب نیز به عنوان تمیز کننده به کار گرفته می شوند. در حالت کلی می توان گفت که برای تمیز کردن مواد معدنی از محلول های اسیدی و برای تمیز کردن مواد آلی از محلول های بازی استفاده می شود.

نوع محلول شستشو به نوع سیستم و دلیل کاهش آبدهی بستگی دارد معمولا ابتدا غشا با یک محلول مناسب که قادر به حذف کاتیون ها مثل آهن باشند، شستشو و سپس با استفاده از یک محلول قلیایی شستشو می گردد.

ادامه مطلب ...