اصول تصفیه آب اسمز معکوس بخش سوم آرشیو مقالات

عامل غلظت در تصفیه آب اسمز معکوس

عامل غلظت مربوط به بازیابی سیستم تصفیه آب اسمز معکوس و عضو مهم در معادله برای طراحی آن است. هرچه آب بیشتری به عنوان نشتی بازیابی کنید (هرچه درصد بازیابی بیشتر باشد)، نمک تغلیظ شده و آلوده‌کننده‌های بیشتری در سیستم تغلیظ جمع کرده‌اید. هنگامی که عامل تغلیظ برای طراحی سیستم تصفیه آب و ترکیب آب ورودی بسیار بالا است، این مساله می‌تواند منجر به پتانسیل بالاتری برای پوسته شدن روی سطح غشای اسمز معکوس شود.

عامل غلظت = (1 تقسیم بر( 1- درصد بازیابی))

این مفهوم تفاوتی با برج بویلر یا خنک کننده ندارد. در هر دوی آنها آب خالص از سیستم خارج شده (بخار) و محلول تغلیظ شده باقی می‌ماند. با افزایش درجه تغلیظ، حد حل شدن می‌تواند بیشتر شده و بصورت مقیاس روی سطح دستگاه تصفیه آب رسوب شیمیایی کند.

برای مثال، اگر جریان ورودی شما gpm 100 و جریان نشتی gpm 100 است، آنگاه بازیابی  x 100 = 75% ا(75/100) است. برای یافتن عامل غلظت، فرمول باید اینگونه باشد:

1 ÷ (1‐75%) = 4

عامل غلظت 4 بدین معنا است که آبی که به جریان غلظت می‌رود 4 برابر غلیظ‌تر از آب ورودی است. اگر آب ورودی در این مثال ppm500 بود، آنگاه جریان غلظت

4*500=2000 ppm  است.

سرعت جریان = Gfd

برای مثال داریم:

دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس 75 گالن در دقیقه (gpm) آب نشتی تولید می‌کند.

سه مجرای اسمز معکوس دارید که هرکدام 6 غشای اسمز معکوس دارد. بنابراین جمعا 18=3×6 غشا دارید.

نوع غشای مورد  استفاده BW30-365 Dow Filmtec است. این نوع غشا (یا عنصر) اسمز معکوس 365 فوت مکعب سطح دارد.

برای یافتن سرعت جریان (Gfd):

Gfd=شار 16 Gfd است.

این بدین معنا است که 16 گالن آب از هر فوت مربع هر غشای اسمز معکوس در روز عبور می‌کند. این عدد بسته به نوع شیمیایی آب ورودی یا طراحی سیستم می‌تواند خوب یا بد باشد. در زیر محدوده شار آب های منابع مختلف آورده شده و با کمک نرم‌افزار طراحی اسمز معکوس بهتر قابل تعیین است. اگر از غشای اسمز معکوس دوو فیلمتک LE-440i مثال بالا استفاده کرده باشید، آنگاه شار 14 بوده است. پس مهم است که مشخص شود چه نوع غشایی استفاده شده و تلاش شود نوع غشا در سیستم ثابت بماند.

منبع آب ورودی                       Gfd

خروجی فاضلاب                    10-5

آب دریا                              12-8

آب سطحی شور                    14-10

آب چاه شور                        18-14

آب نشتی اسمز معکوس           30-20

موازنه توده

معادله‌ی موازنه‌ی توده استفاده شده تا مشخص شود آیا تجهیزات جریان و کیفیت به درستی خوانش شده یا نیازمند کالیبراسیون است. اگر تجهیزات به درستی نمی‌خوانند، آنگاه روند داده‌های عملکردی که جمع‌ می‌کنید بی‌استفاده است.

برای انجام معادله موازنه توده، باید داده‌های زیر را از دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس جمع‌آوری کنید:

1. جریان ورودی (gpm)
2. جریان نشتی (gpm)
3. جریان غلظت (gpm)
4. رسانایی ورودی (میکروثانیه)
5. رسانایی نشتی (میکروثانیه)
6. رسانایی غلظت (میکروثانیه)

معادله موازنه توده :

(جریان ورودی× رسانایی ورودی)= (جریان نشتی× رسانایی نشتی)+(جریان غلظت*رسانایی غلظت)

جریان ورودی = جریان نشتی + جریان غلظت 

برای مثال، اگر داده‌های زیر را از اسمز معکوس بدست آورده باشید:

جریان نشتی              gpm5

رسانایی ورودی            500 میکروثانیه

رسانایی نشتی             10 میکروثانیه

جریان تغلیظ              gpm2

رسانایی تغلیظ            1200 میکروثانیه

آنگاه معادله موازنه توده اینگونه خواهد بود:

( x 7*500) = (5 x 10) + (2*1200)

3,500 با 2,450 مساوی نیست.

سپس تفاوت را پیدا می‌کنیم:

تفاوت تقسیم بر جمع * 100= 18%

تفاوت 5%+/- موردی ندارد. تفاوت 10% عموما کافی است. تفاوت بیشتر از 10% +/- غیرقابل قبول است و تجهیزات اسمز معکوس باید کالیبره شوند تا اطمینان حاصل شود که داده‌های سودمند جمع‌آوری می‌شوند. در مثال بالا، معادله موازنه توده RO خارج از محدوده بوده و نیازمند توجه است.

درک تفاوت بین گذرها و مراحل در یک دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس (RO)

عبارت مرحله و گذر اغلب با همان موارد در دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس اشتباه گرفته شده‌اند و از نظر عبارات برای اپراتور اسمز معکوس می‌توانند گیج کننده باشند. مهم است که تفاوت بین مرحله 1 و 2 و گذر 1 و 2 را درک کنیم.

تفاوت بین سیستم اسمز معکوس مرحله 1 و 2

در دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس یک مرحله‌ای، آب ورودی بصورت یک جریان وارد دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس می‌شود و به صورت آب تغلیظ یا نشتی خارج می‌شود.

در یک سیستم دو مرحله‌ای، تغلیظ (یا رد کردن) مرحله اول تبدیل می‌شود به آب ورودی به مرحله دوم. آب نشتی جمع شده از مرحله اول با آب نشتی مرحله دوم ترکیب می‌شود. مراحل اضافی باعث افزایش بازیابی از سیستم می‌شوند.

سیستم اسمز معکوس 1 مرحله‌ای

آب ورودی

آب نشتی

آب تغلیظ

سیستم اسمز معکوس دو مرحله‌ای

آب ورودی

آب نشتی

آب تغلیظ

آرایه

در دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس، یک آرایه ترتیب فیزیکی مجراهای فشار در یک سیستم دو مرحله‌ای را تشریح می‌کند. مجراهای فشار حاوی غشاهای اسمز معکوس (معمولا از 1 تا 6 غشا در یک مجرای فشار) هستند. هر مرحله می‌تواند مقدار مشخصی مجرای فشار با غشای اسمز معکوس داشته باشد. خروجی هر مرحله، جریان ورودی مرحله بعدی است. سیستم اسمز معکوس دو مرحله‌ای که در صفحه پیش نشان داده شده یک سیستم 2:1 آرایه‌ای است بدین معنا که تغلیظ (رد کردن) 2 مجرای نخست اسمز معکوس به مجرای 1 بعدی تغذیه شده‌اند.

دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس با بازیابی تغلیظ

با دستگاه تصفیه آب اسمز معکوسی که نتواند به درستی مرحله‌بندی شود و شیمیایی آب مجاز آن را تغذیه کند، از یک تنظیم بازیابی تغلیظ می‌توان استفاده کرد که بخشی از جریان تغلیظ به آب ورودی به مرحله اول برگردانده شده تا به افزایش بازیابی سیستم کمک کند.

آب ورودی

آب نشتی

آب تغلیظ