بازدارنده های رسوب در آب شیرین کن ها

(Scale Inhibitors)

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نانوفیلتراسیون- آشنایی با مفاهیم

قبل از بررسی نقش فناوری‌نانو در فیلترها، اجازه دهید ابتدا با بعضی مفاهیم در این زمینه آشنا شویم.

1. فیلتر چیست؟

فیلترها موادی متخلخلی هستند که در فرآیند جداسازی یا تغلیظ مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهم‌ترین ویژگی فیلترها، داشتن خلل و فُرج‌هایی با اندازه‌ و ابعاد مشخص است، به همین دلیل، فیلتر را یک محیط متخلخل می‌نامند. سوراخ‎ها درصد بسیار زیادی از حجم فیلتر را دربرمی‌گیرند و شبکه پیچیده‌ای از حفره‌ها را می‌سازند. فیلترها می‌توانند از جنس پلیمـر و یا سرامیک باشند.

2. تعریف فیلترکردن یا فیلتراسیون

فیلترکردن یا فیلتراسیون، فرآیندی است که در آن یک مایع و یا گاز (سیال) به دلیل اختلاف فشار یا اختلاف پتانسیل الکتریکی و یا اختلاف غلظت از فیلتر عبور می‌کند. با انجام عمل فیلتراسیون ذراتی که از اندازه حفره‌های فیلتر کوچک‌تر هستند از آن عبور کرده و ذرات با اندازه بزرگ‌تر، از سیال جدا شده و در پشت فیلتر می‌مانند.

3. عوامل مؤثر در فیلتراسیون

دو عامل که در انتخاب نوع فیلتر و کارکرد آن مؤثر می‌باشد عبارت است از:

3-1- اندازه حفره‎های فیلتر

همان‌طور که گفته شد موادی با اندازه بزرگ‌تر از حفره‎های فیلتر، در پشت آن باقی می‌مانند و عبور نمی‌کنند، در نتیجه، برای جداسازی ذرات با اندازه مشخص باید از فیلترهای مناسب استفاده کرد.

3-2- مقدار ذراتی که در پشت فیلتر باقی می‌مانند

ذراتی که در پشت فیلتر باقی می‌مانند به مرور زمان و با استفاده مداوم از فیلتر بیش‌تر می‌شوند. این مسئله می‌تواند باعث مسدود شدن روزنه‌های فیلتر شود. به این دلیل، باید بعد از مدت زمان مشخصی، فیلتر را تعویض، و یا آن را پاک‌سازی نمود. این مسئله که به گرفتگی فیلتر معروف می‌باشد از اهمیت زیادی برخوردار است. زیرا تعویض و یا حتی تمیزکردن فیلتر هزینه‌بر است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقایسه بین روش های مختلف شیرین سازی آب




اسمز معکوس یا روش های تبخیری؟

هر دو سیستم ، عمل حذف نمک ها و سایر مواد جامد از آب دریا را به خوبی انجام می دهند.انتخاب سیستم حرارتی یا غشایی بر اساس مکان های مختلف و نوع کاربری و احتیاجات به خصوص صورت می گیرد که برخی از آن ها به شرح زیر است.

1. نوع انرژی و موجودیت آن

چون انرژی ، عامل مهمی در اقتصاد آب شیرین کن هاست ، ارزیابی گزینه انرژی به طور کامل ضروری است.با توجه به هزینه کم انرژی الکتریکی ، روش های RO(Reverse Osmosis) و بعضی اوقات روشMVC (متراکم سازی مکانیکی بخار آب) توصیه می شود. اگر مقادیر فراوان بخار با حرارت اضافی و با هزینه پایین در دسترس باشد ، در آن صورت استفاده از روش هایMSF (تبخیر ناگهانی چند مرحله ای)یا MED (روش تقطیر جند مرحله ای) در اولویت قرارا می گیرد.

2. اندازه واحد آب شیرین کن

در واحد های با اندازه کوچک ، روش های RO و  MVC  کاهش یافته و در سیستم های  RO،MSF یا MED تغییر می یابد.

3. کیفیت آب اولیه (خام)

در صورت کیفیت پایین آب اولیه (خام) ، فرایند تبخیری ترجیح دارد ، زیرا احتیاج به فرایند پیش تصفیه درباره فرایند های MED ،MSF و MVC بسیار کمتر از آن درباره سیستم RO  است.

4. سادگی بهره برداری

سیستم های MSF به نگهداری و تعمیرات کمتری نیاز دارند. نیاز های بهره برداری و نگهداری در باره سیستم های MED کمی بیش از سیستم MSF است.پیچیدگی سیستم RO معمولا مربوط به احتیاجات پیش تصفیه است. اگر چه بهره برداری MVC نسبتا ساده است ، اما کمپرسور های موجود در این سیستم به میزان نگهداری و تعمیرات زیادی نیاز دارند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تاریخچه

از اواخر سالهای 1950 تا 1960 ، استفاده از اسمز معکوس (RO) و نانوفیلتراسیون (NF) بعنوان واحدهای عملیاتی گسترش یافت و دامنه کاربرد آنها نیز بطور روز افزونی توسعه پیدا کرد .

در ابتدا از اسمز معکوس برای نمک زدایی از آب دریا و آب لب شور استفاده می شد .افزایش تقاضاهای صنعتی جهت حفظ آب ، کاهش مصرف انرژی ، کنترل خوردگی و بازیافت مواد مفید از جریانهای پسآب ، سبب ایجاد کاربردهای جدید اقتصادی شدند. بعلاوه ، پیشرفت دانش بیوتکنولوژی و داروسازی ، همگام با توسعه استفاده از ممبرین ، سبب شد که روش استفاده از ممبرین بعنوان مرحله مهمی در عملیات جداسازی ، از جهت صرفه جویی در انرژی و جلوگیری از افت حرارتی محصولات ، به روش تقطیر ترجیح داده شود .

تحقیقات علمی در مورد اصول ممبرین را ، شرکت FILMTEC با ساخت ممبرین FILMTEC FT 30 در سال 1963 پایه ریزی کرده است .

سپس ، با عرضه محصولات جدید ، کیفیت نفوذ آب بهبود یافت و قیمت تمام شده نیز کاهش پیدا کرد.

اکنون در فرآیند نمک زدایی ، استفاده از ممبرین های RO روش ارجح می باشد زیرا بطور قابل توجهی افت فشار عملیاتی را کم می کند و بنابراین قیمت تمام شده را کاهش می دهد . فن آوری ممبرین های نانوفیلتر قدرت انتخاب برخی از ترکیبات و موارد معین در نمک زدایی را در فشار عملیاتی نسبتا پایین فراهم می آورد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

جهت محاسبات و طراحی یک شبکه آب شهری یا روستایی باید یکسری نکات را در نظر گرفت. در استاندارد (۳-۱۱۷) وزارت نیرو برخی از این نکات آورده شده است.

همچنین یکی از نرم افزارهای طراحی شبکه که امروزه در جهان استفاده می شود نرم افزار  EPANET 2 است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه :

اصطلاح عمومی مخزن را می توان از نظر ساختار به دو دسته کلی مخازن با اجزاء داخلی (مثل پوسته مبدل های حرارتی ، ظروف همزن دار ، برج تقطیر و ... ) و مخازن بدون اجزاء داخلی که تانک ها و درام ها می باشند ، محدود کرد . تفاوت تانک و درام در اندازه آنها می باشد که زمان اقامت یک جریان مداوم در درام از چند دقیقه تجاوز نمی کند ، در صورتیکه این زمان اقامت برای تانک ها به چندین ساعت می رسد . درام ها در خطوط فرآیند قبل یا بعد از دستگاه های فرآیندی استفاده می شوند که به عنوان مثال می توان به درام واقع در قبل ازکمپرسور ها اشاره کرد که قطرات مایع را از جریان گازی جدا می کنند. درام قبل از دیگ مانع از آن می شود که دستگاه در وضعیت خشک کار کند . درام پس از کمپرسور رفت و برگشتی ضربه آن را متعادل می کند . تانک ها مخازن بزرگتری هستند که می توان به تانک خوراک (Feed Tank) برج تقطیر ناپیوسته که ممکن است خوراک چندین روز را در خود نگهدارد و همینطور مخازن ذخیره اشاره کرد .

مخازن از نظر کاربرد به 2 دسته مخازن ذخیره و تحت فشار تقسیم می شوند که هر کدام در موارد خاص فرآیندی مورد استفاده قرار می گیرند .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

لوله (Pipe) :

تعریف : استوانه تو خالی فلزی ، پلاستیکی ، سیمانی و... است که برای انتقال سیال به کار می رود . درصنعت بر حسب اینکه سیال تحت چه خواصی باشد از لوله های مختلف استفاده می شود .

1- لوله فولادی (Steel Pipe) :

فولاد یکی از مهمترین مصالح صنعتی است . در تحت شرایط مشخص خاصیت ضد خورندگی عالی از خود نشان می دهند . از این رو همیشه در ساختن لوله های حامل اسید سولفوریک سرد و غلیظ به کار برده می شود.

2- لوله چدنی (Cast Iron Pipe) :

در محیط اسید سولفوریک و قلیاها کمتر از فولاد خورده می شود . جنس چدن سخت و شکننده است .

3- لوله فولادی ضد زنگ (Stainless Steel Pipe) :

از آهن ، کرم ، نیکل و مقدار کمی فلزات دیگر ساخته می شود . در مقابل اسید های آلی و اسید نیتریک با غلظت های مختلف مقاوم است .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب