بایگانی برچسب برای: انواع دستگاه تصفیه آب

نانو فیلتراسیون

تاریخچه نانو فیلتراسیون به دهه هفتاد میلادی زمانی که غشاهای اسمز معکوس با فشارهای نسبتاً پایین همراه با جریان آب تصفیه ای قابل قبول، بسط و توسعه پیدا کردند باز می گردد. استفاده از فشارهای بسیار بالا در فرآیند اسمز معکوس، اگر چه منجر به تهیه آب با کیفیت بسیار عالی می شد، ولیکن به همان نسبت هزینه گزاف انرژی مصرفی عاملی نگران کننده به شماره می آمد. در نتیجه، تهیه آب با استفاده از این روش از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبود. بنابراین استفاده از غشاهایی با میزان درصد حذف پایین تر ترکیبات محلول، اما با قدرت نفوذ آب بیشتر و به طبع آن، افزایش حجم آب تصفیه شده با کیفیتی مطلوب (درحد استانداردهای مورد نظر) در فناوری جداسازی یک پیشرفت قابل ملاحظه، به شمار می آمد. از ین رو غشاهای اسمز معکوس با فشار پایین، بعنوان غشاهای نانو فیلتراسیونی شناخته شدند.

نانو فیلتراسیون فرآیند غشایی جدیدی است که خواص آن بین فرایندهای اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون قرار دارد.

پژوهش‌هایی که برای توسعه غشا‌های اسمز معکوس توسط جان کدوت ( John Cadotte) صورت می­گرفت، در سال ۱۹۸۴ میلادی منجر به گونه ی جدیدی از غشا شد که اولین نمونه در دسته بندی نانو فیلتراسیون Nanofiltration) ) شناخته می­شود. غشاهای ساخته شده توسط کدوت یون­های کلرید را با شار بالا از خود عبور می­دادند، در مقابل یون­های سولفات را به خوبی و به سرعت جدا می­کردند. از لحاظ علمی این دسته از غشاها مابین دسته بندی اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس قرار می­گرفتند. بنابراین مشهور به اسمز معکوس سست یا باز و همین طور اولترافیلتراسیون محکم شدند. این روش برای جداسازی ذرات بسیار کوچک مانند جداسازی آلودگی های آلی از آب مناسب است.

اشکال مختلف نانو فیلتراسیون

امروزه غشاهای نانویی تجاری، در اشکال متفاوتی استفاده می گردند. این اشکال شامل، سیستم های مارپیچی، صفحه ای، جعبه ای، لوله ای و فیبری می­باشد. شکل هر یک از غشاهای نانویی براساس نوع غشا و نانویی براساس نوع غشا و به منظور بالا بردن بازده و عملکرد آن انتخاب می گردد.

ویژگی نانو فیلتراسیون

نانو فیلتراسیون یکی از اقسام روش های فیلتراسیون غشایی است که توانایی حذف ذراتی با ابعاد بیشتر از ۱ نانومتر (۱۰ آنگستروم) را دارد. غشاء‌های نانو فیلتراسیون سختی آب را به جز یون‌ های با جرم مولکولی پایین که برای بدن انسان مفید می‌باشد را حذف می‌کند. این روش همچنین مولکول­های آلی بزرگ را مانند رنگ آب، تقریبا تمام ویروس­ها، بسیاری از مواد آلی طبیعی و برخی نمک‌ها را حذف می‌کنند. اندازه حفره­های فیلترهای نانو فیلتراسیون حدود ۰/۰۰۰۱ میکرون می‌­باشد.

نانو فیلتراسیون در اختلاف فشار پایین (۱۰-۲۰ بار) قابل استفاده می باشد. به علت عمل نمودن در فشار پایین و بازیابی بالاتر، هزینه های عملیاتی و نگه داری این فرآیند به مواد شیمیایی نیاز نبوده و پساب تولیدی فشرده و غلیظ می باشد. لذا هزینه حمل و نقل و دفع آن کمتر است. به کمک تجهیزات خاص غشاء ها به طور خودکار تمیز می شود. در مورد فرآیند نانو فیلتراسیون ، هزینه انرژی به مراتب از اسمز معکوس کمتر می باشد. نکته حائز اهمیت در مورد نانو فیلترها نسبت به سایر غشاها، قدرت انتخاب گری در حذف یون هاست.

غشاهای نانو فیلتراسیون معمولاً از دو لایه تشکیل می شود. لایه نازک و متراکم عمل جداسازی و لایه محافظ، عمل حفاظت در برابر فشار سیستم را انجام می دهد. غشاهای نانو فیلتراسیون معمولاً در دو نوع باردار و غیرباردار موجود هستند. مکانیسم اصلی در حذف ملکول های بدون بار، خصوصاً ترکیبات آلی بر پایه غربالسازی استوار می­باشد. در حال که حذف ترکیبات یونی به دلیل بر عم کنش­های الکتروستاتیک بین سطح غشا و گونه­ های باردار، حذف می­شوند.

توانایی حذف باکتری‌­ها و ویروس‌­ها در این روش‌ ها بسیار زیاد است و در مقایسه با اسمز معکوس، مقرون به صرفه تر بوده و بهره­برداری از آن نیز آسان­تر می‌ باشد.

نانو فیلتراسیون و کاربرد آن در صنعت تصفیه آب

در همه روش­های پیشرفته تصفیه آب مهمترین هدف تصفیه، حذف املاح محلول در آب می باشد ولی نکته مهمی که وجود دارد این است که برای کاربرد های مختلف، آب با درجه خلوص متفاوتی مورد نیاز می باشد برای مثال در صنعت داروسازی و یا تولید سوخت هسته ای آب مورد نیاز، آب فوق خالص (Ultra Pure) می باشد لذا طبیعی است برای تولید آب با درجه خلوص بیشتر باید هزینه بیشتری صرف شود، ولی برای برخی دیگر از کاربردها آب با خلوص بسیار زیاد مورد نیاز نمی باشد. برای مثال آب استفاده شده در برج های خنک کننده (Cooling Tower ) باید صرفاً از لحاظ حذف سختی آب مورد تصفیه قرار گیرد.

بنیان کار دستگاه های نانو فیلتراسیون:

بنیاین کار در دستگاه های نانو فیلتراسیون شبیه به اسمز معکوس است. تمایز این دو دستگاه، فشار مورد احتیاج و اندازه محل های نفوذ پوسته های این دو است. به طوری که فشار استفاده شده در دستگاه های NF کمتر است و منافذ آن بزرگتر است. نتیجتا مقدار زیاد تری نمک از آن گذر خواهد کرد.

تصفیه آب توسط نانو فیلتراسیون :

نانو فیلترها برای حذف محدوده وسیعی از ترکیبات به کار گرفته شده است، از جمله :

• حذف آفت کش ها از جمله آترازین، سیمازین، دیورن و ایزوپرتورن
• حذف ترکیبات آلی فرار مانند مشتقات کلردار آلی سبک مانند کلروفرم، تری کلرواتیلن و تتراکلرواتیلن
• حذف محصولات جانبی حاصل از واکنش گندزدا با ترکیبات آلی آب از جمله هالومتان­ها
• حذف کاتیون ها و سختی
• حذف کروم (VI)، اورانیم، آرسنیک
• حذف آنیون­ها
• حذف پاتوژن­ها

ویژگی های استفاده از دستگاه های نانو فیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب:

• حذف نمک‌ های چند ظرفیتی (از قبیل آهن، منگنز، اورانیم و برخی آفت کش ها)
• مقدارانرژی مصرفی پایینتر نسبت به سیستمهای RO
• مقدار پساب پایین تر سیستم نسبت به دستگاه های RO
• امکان کم شدن فلزات سنگین، امکان کاهش نیترات و سولفات آب
• بدون احتیاج به مصرف مواد شیمیایی
• عدم تغییر در PH آب تصفیه خروجی از سیستم
• از بین بردن انواع باکتری، ویروس و میکروارگانیزم ها
• هزینه کمتر نسبت به اسمز معکوس
• نگهداری و راهبرداری آسان سیستم
• دبی خروجی محصول بالاتر
• بازدهی بیشتر نسبت به روش اسمز معکوس
• طول عمر بالاتر غشاهای نانو فیلتراسیون نسبت به اسمز معکوس
• کاربرد در صنایع تصفیه آب، آب میوه، دارویی و …
• حذف آلاینده های محلول آلی و غیرآلی از آب
• از بین برنده سختی و کاهش دهنده رنگ و بو آب آشامیدنی
• تصفیه پساب های صنعتی و کشاورزی
• گندزدایی آب های سطحی و زیرزمینی
• پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس (RO)
• تصفیه آب مورد استفاده در کارخانه ها که برای خنک کردن دستگاه ها به کار می روند.

مزایای استفاده از سیستمهای نانو فیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب:

• نمک زدائی و حذف املاح موجود در آبهای با شوری پایین
• سختی گیری موثر آب
• میزان انرژی پایین سیستم
• هزینه بهره برداری بسیار پایین
• میزان پساب پایین­تر سیستم نسبت به سیستمهای RO
• قابلیت کاهش فلزات سنگین
• قابلیت کاهش نیترات و سولفات آب
• قابلیت کاهش رنگ، تانن و کدورت آب
• عدم نیاز به مصرف مواد شیمیایی و نمک
• عدم تغییر در PH آب تصفیه خروجی از سیستم
• انرژی مصرفی پایینتر نسبت به سیستمهای RO
• نگهداری و راهبرداری آسان سیستم

کاربرد سیستم‌های نانو فیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب:

• تصفیه آب شرب
• تصفیه آب مورد نیاز در فرایندهای صنعتی
• حذف یون­های چند ظرفیتی و سختی گیری آب
• حذف آلاینده­های میکرونی از آب
• رنگ زدائی آب شرب و صنعتی
• حذف مواد شیمیایی بکار رفته در گندزدائی آب
• حذف فلزات سنگین
• حذف یون­های چند ظرفیتی عناصری چون کلسیم، سولفات، آهن و منگنز
• حذف نیترات
• حذف آلاینده های میکروبی
• عدم نیاز به مواد شیمیایی
• تغلیظ شکرها و پروتئین ها
• تصفیه آب در صنایع پزشکی و داروسازی
• تصفیه آب در صنایع غذایی ( بهداشتی و خوراکی).

شرکت رزآب صنعت، از بزرگترین تولیدکنندگان و عرضه کنندگان انواع دستگاه تصفیه آب صنعتی ، نیمه صنعتی و خانگی و قطعات یدکی آب شیرین کن میباشد . رزآب صنعت با بیش از 10 سال سابقه تخصصی در زمینه افزایش کیفیت آب آشامیدنی و بهره گیری از کارشناسان مجرب و متخصص به ارائه خدمات ارزنده در کنار عرضه دستگاه تصفیه آب پرداخته و شما را در انتخاب یک دستگاه مناسب همراهی خواهد کرد.

پیشنهاد میشود برای انتخاب بهترین دستگاه تصفیه آب با کارشناسان فروش رزآب صنعت تماس حاصل فرمایید تا طبق نیاز شما گزینه های مناسب معرفی گردیده و بهترین محصولات در اسرع وقت در اختیار شما قرار گیرد. همچنین می توانید از سایت تخصصی ما در زمینه تصفیه آب نیز دیدن کنید. برای مشاهده سایت کلیک کنید.

روش‌های تصفیه آب دریا

انواع روش‌های تصفیه آب دریا

تصفیه آب دریا با استفاده از روش‌های گوناگون انجام می‌شود. از جمله این روش‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

تصفیه به روش MSF

تصفیه به روش اسمز معکوس (RO)

تصفیه به روش الکترودیالیز (ED)

تصفیه آب دریا و آب‌های خیلی شور به روش اسمز مستقیم (FO)

تصفیه آب دریا به روش MSF

این روش تصفیه آب روشی حرارتی در شیرین‌سازی آب دریا محسوب می‌شود. این روش بر پایه تبخیر و میعان استوار است. در این روش مراحل تبخیر و میعان با هم تلفیق شده و گرمای نهان در تبخیر برای استفاده در پیش گرمایش آب وردی بازیابی و مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای بیشینه کردن بازیابی آب، هر مرحله از یک واحد MSF در یک فشار پایین عمل می‌کند. شاخصه اصلی طراحی یک سیستم MSF، جوشاندن توده‌ای مایع است. این موضوع، اثرات ناشی از تشکیل رسوب در لوله‌های انتقال حرارت را کاهش می‌دهد. در کشورهای حوزه خلیج‌فارس معمولاً واحدهای بزرگ MSF با توربین‌های بخار و یا گازی جفت شده تا از سوخت، استفاده بهتری شود. بخار تولیدشده در دما و فشار بالا براثر مصرف انرژی درون توربین انبساط یافته و برق تولید می‌کند و بخار با دما و فشار متوسط یا پایین خارج‌شده از توربین، به‌عنوان نیروی محرکه جهت فرآیند شیرین‌سازی به کار می‌رود.

تصفیه آب دریا به روش اسمز معکوس (RO)

اسمز معکوس فرآیند جداسازی غشایی است. در این فرایند آب را با ایجاد فشار اسمزی بیشتر از فشار اسمزی آب دریا، از آن جدا می‌کند. ممبران اسمز معکوس مانع از عبور نمک از درون خود می‎شود و صرفاً به آب اجازه عبور می‌دهند.درنتیجه آب دریا پس از تصفیه به دو بخش آب شیرین‌تر و آب شورتر تقسیم می‌شود.

تحت‌فشار قرار دادن آب دریا برای شیرین‌سازی مستلزم استفاده از انرژی زیاد است.

علت این امر آن است فشار ایجادشده باید بیشتر از فشار اسمزی آب دریا باشد.

در واقع هر چقدر که شوری آب بیشتر باشد نیاز به ایجاد فشار، بالاتر و درنتیجه مصرف انرژی افزایش خواهد یافت. در تصفیه آب لب‌شور که شوری آب کمتر است، بهترین انتخاب می‌تواند استفاده از روش تصفیه و شیرین‌سازی به کمک فیلتر RO باشد. فشار اعمال‌شده در فرآیند اسمز معکوس برای تصفیه آب دریا در حدود ۸۰-۵۴ بار است. در صورتی که فشار اعمال شده برای تصفیه آب لب‌شور در حدود ۲۵-۱۵ بار است. با توجه به این که آب شور حاصل از فرآیند اسمز معکوس دارای غلظت بسیار بالا است، نرخ بازیابی آب در این فرآیند پایین بوده و چیزی در حدود ٪۴۰ است.

بسیاری از هدر رفت انرژی در فرآیندهای اسمز معکوس ناشی از رهاسازی شورابه دارای فشار بالاست.

بنابراین سیستم‌ها و واحدهای بزرگ تصفیه آب صنعتی دریا به روش RO امروزه با ابزارهایی جهت بازیابی انرژی فشرده‌سازی مکانیکی از جریان شورابه تجهیز شده‌اند که می‌تواند کارایی این سیستم‌ها را تا ٪۹۵ افزایش دهد. در این واحدها انرژی لازم برای شیرین‌سازی آب دریا چیزی در حدود ۹ کیلوژول به ازای یک کیلوگرم آب تولیدی است.

سیستم‌های اسمز معکوس به pH، اکساینده‌ها، ترکیبات مختلف آلی، جلبک‌ها و باکتری‌ها حساس‌ هستند.

در نتیجه پیش‌تصفیه آب دریا یک امر ضروری است و تأثیر بسزایی بر هزینه نهایی استفاده از سیستم‌های تصفیه اسمز معکوس دارد.

تصفیه آب دریا به روش الکترودیالیز (ED)

یکی از روش‌های شیرین‌سازی آب دریا و جداسازی نمک از آب استفاده از الکترو دیالیز است.

الکترودیالیز از یک منبع جریان مستقیم و تعدادی کانال جریان که با غشاهای انتخاب‌پذیر آنیونی و کاتیونی به صورت یکی در میان از هم جدا می‌شوند استفاده می‌کند. این روش بر خلاف سیستم‌های تقطیری و اسمز معکوس تنها قادر به جداسازی اجزای یونی از محلول است. علت این امر آن است که الکترودیالیز از الکتریسته به عنوان نیروی محرکه استفاده می‎کند.

در فرآیند الکترودیالیز، آب شور دریا به ‌صورت موازی به هرکدام از کانال‌های مجزا وارد می‌شود.

سپس کاتیون‌ها و آنیون‌ها با توجه به اختلاف‌ پتانسیل اعمالی در جهت مخالف حرکت می‌کنند.

به دلیل انتخاب‌پذیری غشا بر اساس بار ذرات، غلظت یون‌ها در هر کانال افزایش یا کاهش می‌یابد.

یک دسته غشا از صدها کانال تشکیل می‌شود.

ازآنجاکه مقاومت در یک دسته از بالا تا پایین کاهش می‌یابد، جداسازی در طی مراحل کوچک و متوالی اتفاق خواهد افتاد و فرآیند را مقرون به‌صرفه‌تر و قابل‌کنترل‌تر خواهد کرد. در الکترودیالیز هم مانند اسمز معکوس، انرژی موردنیاز غشای الکترودیالیز وابسته به رسوب‌گیری است. در نتیجه انجام عملیات پیش تصفیه ضروری است. با این ‌وجود به علت عدم عبور آب دریا از درون ساختار غشا الکترودیالیز قادر خواهد بود آبی را که حاوی ذرات بزرگ‌تر هستند را نیز تصفیه کند.

از الکترودیالیز معکوس (RED) برای جلوگیری از رسوب‌گیری غشا استفاده می‌شود.

در این فرآیند، قطبیت غشا در طول یک ساعت چندین بار تغییر داده می‌شود.

این کار باعث خواهد شد تا کانال‌های آب شور به آب شیرین و بالعکس تبدیل شوند.

تصفیه آب دریا و آب‌های خیلی شور به روش اسمز مستقیم  (FO)

اسمز مستقیم فرآیند اسمزی است.

در این فرآیند از غشاهای نیمه تراوا برای جداسازی آب از ذرات محلول موجود در آن استفاده می‌شود.

نیروی محرکه این فرآیند اختلاف فشار اسمزی بین محلولی با غلظت بالا که محلول کِشنده نام دارد و محلولی با غلظت کمتر که خوراک نامیده می‌شود، حاصل می‌شود.

اختلاف فشار اسمزی موجب ایجاد جریانی از آب با غلظت کمتر از طریق غشا به محلول کشنده می‌شود.

در نتیجه  باعث تغلیظ محلول خوراک که می‌تواند آب دریا، پساب یا آب خیلی شور باشد، خواهد شد.

محلول کشنده می‌تواند از یک یا چند نمک ساده و یا از موادی که به‌صورت اختصاصی برای فرآیند اسمز مستقیم ساخته‌شده‌اند، تشکیل شود. استفاده از فرآیند اسمز مستقیم میزان مصرف انرژی و درنتیجه هزینه انجام عملیات شیرین‌سازی و تصفیه آب دریا را بسیار کاهش می‌دهد. مشکل بزرگ در استفاده از این فرآیند استفاده از محلول کشنده‌ای است که خود باعث بروز آلودگی‌های زیست‌محیطی نشده و تأمین آن مقرون‌به‌صرفه باشد.

در سال‌های اخیر استفاده از این روش در تصفیه آب دریا و آب‌های خیلی شور بسیار مورد توجه قرارگرفته است.