دستگاه تصفیه آب صنعتی دستگاهی است که تمامی املاح و شوری آب ورودی به سیستم را از طریق فرآیند اسمز معکوس یا وارونه در حجم های بالاتر از 5 مترمکعب در شبانه روز تصفیه نموده و آبی شیرین و فاقد املاح در اختیار خریدار قرار می دهد.
پدیده اسمز معکوس یا اسمز وارونه چیست
اسمز (Osmosis) پدیده ای طبیعی و بسیار مهم در طبیعت است. این فرآیند زمانی رخ می دهد که یک محلول رقیق در مجاورت یک محلول غلیظ قرار می گیرد.
مثال طبیعی آن جذب آب توسط ریشه گیاه و جذب آب از خون در بدن انسان می باشد.
بعنوان مثال اگر دو محلول آب نمک که یکی غلیظ تر و دیگری رقیق تر را توسط یک غشاء نیمه تراوا از یکدیگر جدا کنید، نمک تمایل دارد که از غشاء عبور کرده و به سمت محلول رقیق حرکت کند و آب نیز تمایل دارد از قسمت رقیق به قسمت غلیظ نفوذ کند.
غشاء نیمه تراوا یک توری یا صافی است که اجازه عبور آب از داخل منافذ خود را می دهد ولی مانع عبور املاح، مواد محلول، باکتری ها و مواد بیماری زا می گردد.
فرآیند اسمز معکوس (Reverse Osmosis) در دستگاه تصفیه آب صنعتی برخلاف فرآیند طبیعی اسمز عمل می کند و با ایجاد فشار زیاد جهت غلبه بر فشار طبیعی اسمزی باعث عبور آب از ممبران ها می گردد.
بنابراین نیاز به فشار بالایی جهت عبور آب از غشاء نیمه تروا و نمک زدایی آن می باشد.
اسمز معکوس Reverse osmosis فرایندی است که در آن از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه تراوا استفاده می‌شود.
اگر یک غشای نیمه تراوا بین دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گیرد آب به گونه طبیعی و تحت خاصیت اسمزی از غلظت پایین تر به غلظت بالاتر جریان می‌یابد.
این پدیده تا هنگامی که پتانسیل‌های شیمیایی دو طرف برابر گردند ادامه خواهد یافت.
در حالت تعادل اختلاف فشار بین دو طرف غشاء برابر اختلاف فشار اسمزی است.
اگر فشاری برابر با اختلاف فشار اسمزی به محلول غلیظ‌تر اعمال گردد جریان آب قطع خواهد شد. در صورتیکه فشار اعمال شده بیشتر از فشار اسمزی باشد، جهت جریان طبیعی آب، معکوس خواهد گردید.
ساختمان دستگاه تصفیه آب صنعتی
- واحد پیش تصفیه
- واحد غشایی
- واحد کنترل دبی و فشار
- سیستم تزریق مواد شیمیایی
- واحد تامین فشار و تجهیزات ابزار دقیق و تابلو کنترل
دستگاه های آب شیرین کن صنعتی به سه دسته تقسیم می شوند که ظرفیت آب خام ورودی آنها بین 5 تا 2000 مترمکعب در روز می باشد:
- تصفیه آب چاه (Brakish Well Water) که قادر به تصفیه آب خام ورودی با TDS تا 4000ppm را می باشد.
- تصفیه آب شور سطحی (Brakish Surface Water) که قادر به تصفیه آب خام ورودی با TDS تا 12.000ppm می باشد.
- تصفیه آب دریا (Sea Water) که قادر به تصفیه آب خام ورودی با TDS تا 35.000ppm می باشد.
مکانیزم عملکرد دستگاه تصفیه آب صنعتی
اصول طراحی تصفیه خانه آب مبتنی بر روش اسمز معکوس، افزایش فشار در جریان آب خام ورودی جهت غلبه بر فشار اسمزی معمول و عبور آن از غشاء نیمه تراوا می باشد.
به این ترتیب آب خام ورودی به دو جریان آب با املاح بسیار پائین (Permeate) و آب غلیظ با املاح بسیار بالا (Concentrate) تقسیم می گردد.
مادامی که فشار وارده به آب خام ورودی به اندازه ای باشد که بر فشار اسمزی معمول غلبه کند، آب خالص از غشاء نیمه تراوا عبور کرده و مواد محلول در پشت غشاء باقی مانده و وارد جریان غلیظ می گردد.
جریان غلیظ را می توان دفع کرد یا مجددا جهت مصرف بعنوان آب خام به سیستم برگشت داد.
جریان آب رد شده از غشاء که بعنوان آب شیرین استفاده می شود، 95 تا 99 درصد املاح خود را با این روش از دست می دهد.
باید توجه داشت که در فرآیند اسمز معکوس از روش فیلتراسیون متقاطع (Cross Filtration) استفاده می شود.
استفاده از فیلتراسیون طبیعی باعث گرفتگی غشاء یا عبور مواد جامد از غشاء می گردد.
با استفاده از فیلتراسیون متقاطع آب خالص از یک طرف غشاء و مواد محلول از طرف دیگری غشاء حرکت می کنند.
جهت ممانعت از گرفتگی غشاء عبور جریان آب غلیظ از روی غشاء با جریان آشفته (Turbulent Flow) بسیار موثر خواهد بود.
- ۹۸/۱۲/۱۷