سیستم های تصفیه آب
با توجه به افزایش جمعیت و بالارفتن املاح آب‌های سطحی و زیرزمینی و همچنین آلودگی میکروبی در سال های اخیر نیاز بشر به تامین آب آشامیدنی افزایش یافته و در جهت رفع این نیاز به فرایندهای شیرین سازی و نمک زدایی روی آورده است.از طرفی با رشد صنایع، نیاز به تامین آب با کیفیت و بازگردانی این ماده ارزشمند به چرخه طبیعت، بیش از پیش اهمیت پیدا کرده است.
فرآیند های تصفیه آب
براساس نوع فرایند تصفیه آب، روش‌های نمک زدایی در سیستم های تصفیه آب به سه دسته اصلی تقسیم می شوند:
تغییر فیزیکی
نمک زدایی با عبور از غشاء
واکنش های شیمیای
الکترودیالیز معکوس (EDR)
اکترودیالیز به طور وسیع در نمک‌زدایی آب‌های شور مورد استفاده قرار می‌گیرد. بیشترین کاربرد این روش در تهیه آب آشامیدنی یا صنعتی با TDS کمتر از 5000 ppm می‌باشد. نیروی محرکه انتقال یون‌ها در فرایند الکترودیالیز، اختلاف پتانسیل الکتریکی اعمال شده میان یک آند و یک کاتد است که باعث انتقال یون‌ها به خارج از محیط آبی و تصفیه آب می‌شود.
میدان الکتریکی اعمال شده سبب مهاجرت یون‌های مثبت (کاتیونها) به سمت کاتد و یون‌های منفی (آنیون‌ها) به سمت آند می‌شود. در حین فرایند مهاجرت، آنیون‌ها از غشاهای انتخاب‌پذیر آنیونی عبور می‌کنند اما توسط غشاهای انتخاب‌پذیر کاتیونی بازگردانده می‌شوند. مشابه این عمل برای کاتیونها در مواجهه با غشاهای کاتیونی و آنیونی اتفاق می‌افتد. در نتیجه غلظت یون در یک بخش به صورت متناوب بسیار کاهش یافته و در بخش دیگر افزایش می‌یابد. در انتها یک محلول رقیق عاری از یون بعنوان آب تصفیه و یک محلول تغلیظ شده بعنوان آب شور از سیستم خارج می‌شود.
تفاوت الکترودیالیز و الکترودیالیز معکوس(EDR) ، این است که در واحدهای الکترودیالیز، الکترودها قطب ثابت و کانال‌های رقیق شده همیشه کانال‌های رقیق‌کننده و کانال‌های کنسانتره همیشه کانال‌های تغلیظ هستند، اما در الکترودیالیز معکوس این قطب‌ها دائما در حال جابجایی می‌باشد. این امر واحد الکترودیالیز معکوس (EDR) را نسبتا تمیز نگه می‌دارد.
• راندمان بالای بازیابی جریان
• طول عمر بالای غشاهای مورد استفاده
• عدم استفاده از مواد شیمیایی مکمل طی فرایند
• هزینه‌های تعمیر و نگهداری پایین
سیستم تبادل یونی (Ion Exchange)
اساس کار سیستم‌های تبادل یونی (رزینی)، تعویض یون‌های آب با یون‌های رزین است. کلیه سیستم‌های تبادل یونی، پس از مدت مشخصی اشباع شده و به منظور بازگشت قابلیت تعویض یون، می‌بایست احیا شوند. انواع سیستم‌های تبادل یونی مورد استفاده در تصفیه آب، شامل رزین کاتیونی، رزین آنیونی، ستون آنیونی و کاتیونی به صورت سری و همچنین سیستم میکس بد (Mixed Bed) یا بستر مختلط (رزین آنیونی و کاتیونی در یک ستون) می‌باشد.
• حذف مواد معدنی مضر حل شده در آب به طور موثر
• قابلیت بازیافت
• سرمایه‌گذاری نسبتا ارزان
• یون‌زدایی کامل آب
• حذف کربنات‌ها
سیستم اولترا فیلتراسیون (Ultra Filtration)
اولترافیلتراسیون یک فرایند جداسازی با استفاده از غشاهایی با اندازه منافذ 0.001 تا 0.1 میکرومتر است. اولترافیلتراسیون معمولا مواد با وزن مولکولی بالا، مواد کلوئیدی، مولکول‌های پلیمری آلی و معدنی و آلودگی‌های میکروبی را از بین می‌برد. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های سیستم اولترا فیلتراسیون حذف کامل میکروارگانیسم‌ها از آب می‌باشد، اما در سایر روش‌های میکروب‌زدایی ( کلرزنی، ازن‌زنی، UV ) بقایای میکروارگانیسم های کشته شده یا غیرفعال شده در آب باقی می‌ماند.
نانو فیلتراسیون (Nano Filtration)
نانو فیلتراسیون برای جداسازی مواد آلی و یون‌های بزرگتر از یک نانومتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. حفرات غشایی نانوفیلتراسیون نسبت به غشاهای به کار رفته در اسمز معکوس، بزرگتر هستند و همچنین فشار کاری پایین‌تر و بازدهی بالاتری نسبت به سیستم‌های اسمز معکوس دارند. نانو فیلتراسیون برای حذف بالای مواد آلی و حذف متوسط مواد معدنی مناسب می‌باشد.
• حذف آلاینده‌ها و مواد آلی با وزن سنگین
• پساب کمتر و دبی بیشتر نسبت به RO
• حذف کاتیون‌های چند ظرفیتی
• عدم تغییر pH
• رنگ‌زدایی
سیستم اسمز معکوس (Reverse Osmosis)
اسمز معکوس (RO) فرایندی است که برای حذف مواد محلول و میکروارگانیسم‌ها، از فشار برای معکوس نمودن جریان اسمزی آب از درون یک غشای نیمه‌تراوا برای تولید آب خالص استفاده می‌شود. در سیستم اسمز معکوس، جریان ورودی یا خوراک به دو جریان آب تصفیه شده (Permeate) و پساب غلیظ (Brine) تبدیل می‌شود. صنایع امروزی برای تصفیه آب آشامیدنی و آب مورد استفاده در بخش‌های تولید بخار و فرایندی خود از سیستم اسمز معکوس استفاده فراوانی می‌کنند. با طراحی درست، برنامه نگهداری و سرویس‌های پشتیبانی مناسب، سیستم RO برای سالیان طولانی، آب با کیفیت تولید خواهد کرد.
• کاهش 99 درصدی TDS
• کاهش رسانایی الکتریکی
• کاهش قلیائیت و سختی آب