دستگاه تصفیه آب دریایی اسمز معکوس 250 متر مکعب

آب شیرین کن دریایی 250،000 لیتر در شبانه روز برای نمک زدایی از آب های شور مانند آب دریا مورد استفاده قرار می گیرد. آب شیرین کن های دریایی RO برای تامین آب شرب، صنعتی، کشاورزی و ... مورد استفاده قرار می گیرد. به دلیل غلظت بالای آلاینده ها و شوری زیاد آب دریا، در دستگاه های آب شیرین کن دریایی RO باید از قطعاتی متفاوت با دیگر دستگاه های تصفیه آب صنعتی استفاده شود.

 از جمله قطعاتی که باعث تفاوت دستگاه های تصفیه آب دریا با دستگاه های تصفیه آب صنعتی می شود، می توان به پمپ ها (شامل پمپ تغذیه، پمپ فشار قوی و دوزینگ پمپ)، شاسی، لوله کشی و ممبران صنعتی اشاره کرد. به طور کلی جنس کلیه قطعات مورد استفاده در آب شیرین کن های دریایی با تکنولوژی اسمز معکوس باید به گونه ای انتخاب شود، که با آب شور دریا سازگاری داشته باشد و دچار خوردگی نشود.

دستگاه تصفیه آب دریایی 250 متر مکعب برای TDS های بالا (در اغلب موارد بین 10000 تا 45000 میلی گرم بر لیتر) جهت از بین بردن نمک ها، کلیه جامدات محلول و دیگر آلاینده های آب مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به هدف تصفیه آب صنعتی می توان از فیلترها و مواد شیمیایی مختلف در بخش پیش تصفیه و پس تصفیه دستگاه آب شیرین کن دریایی RO استفاده کرد.

تبدیل آب شور دریا به آب شیرین با استفاده از روش های مختلفی قابل انجام است، که در بیش تر کاربردها مناسب ترین و مقرون به صرفه ترین آنها، استفاده از دستگاه های آب شیرین کن دریایی RO می باشد. تصفیه آب دریا در این روش با استفاده از فرایند غشایی اسمز معکوس (RO) در فیلتر ممبران دریایی (SW30) انجام می شود.

در صورتی که قصد خرید آب شیرین کن صنعتی اسمز معکوس را دارید؛ برای آشنایی بیش تر با دستگاه تصفیه آب دریایی با ظرفیت 250 متر مکعب با ما همراه باشید. در این بررسی عناوین زیر را به صورت مفصل توضیح می دهیم.

1- انواع روش های شیرین سازی و تصفیه آب دریا

2- بهره وری انرژی در آب شیرین کن دریایی 250 متر مکعب

3- کاربرد و ضرورت استفاده از آب شیرین کن دریایی 250 متر مکعب

4- عملکرد آب شیرین کن دریایی 250 متر مکعب در تصفیه آب

5- قیمت دستگاه آب شیرین کن دریایی 250 متر مکعب

6- اجزای آب شیرین کن دریایی 250 متر مکعب

7- آیا آب شیرین کن دریایی 250 متر مکعب برای من مناسب است؟

انواع روش های شیرین سازی و تصفیه آب دریا

تصفیه و شیرین سازی آب دریا با استفاده از روش های مختلفی انجام می شده است. از جمله این روش ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

•     فرایندهای حرارتی مانند تبخیر ناگهانی چند مرحله ای (MSF)، تقطیر چند مرحله ای (MED)، فشرده سازی حرارتی بخار (TVC) و فشرده سازی مکانیکی بخار (MVC)
•     فرایندهای غشایی مانند اسمز معکوس (RO)، اسمز مستقیم (FO) و الکترودیالیز (ED)

از میان این روش های تصفیه آب دریا، فرایند غشایی اسمز معکوس بهترین نتیجه و کیفیت را در نمک زدایی از آب دریا داشته است. درست است که اسمز معکوس برای تصفیه آب دریا یک تکنولوژی پر هزینه با مصرف انرژی بالاست، اما هم چنان نسبت به سایر روش های تصفیه آب دریا، هزینه کمتر و بازدهی بالاتری دارد.

شیرین سازی و تصفیه آب دریا با استفاده از روش اسمز معکوس

مهم ترین ویژگی آب دریا، شوری بسیار بالای آن است. علاوه بر شوری و وجود املاح مختلف، وجود ذرات شن و ماسه، آلودگی های آلی، فاضلاب های انسانی و صنعتی و موجودات زنده میکروسکوپی، از مهم ترین عوامل آلاینده آب دریا به شمار می روند. بنابر این در تصفیه آب دریا باید از روش های نوین و تکنولوژی های موثر استفاده شود. برای تصفیه آب صنعتی از گذشته تا امروز از روش های مختلفی استفاده می شده است. امروزه روش های قدیمی با مصرف زیادی انرژی، جای خود را به تکنولوژی هایی مانند اسمز معکوس داده است. فرایند اسمز معکوس که باعث حذف کلیه املاح و نمک های محلول در آب می شود، با استفاده از ممبران های تصفیه آب صنعتی به عنوان فیلتر اصلی و قلب دستگاه تصفیه آب صنعتی انجام می شود.

در دستگاه های تصفیه آب دریا که یک زیر مجموعه از دستگاه های تصفیه آب صنعتی محسوب می شوند، آب شور به وسیله فشار تامین شده توسط پمپ طبقاتی فشار قوی از لایه های غشای ممبران های دریایی اسمز معکوس عبور کرده و نمک ها و کلیه املاح آن توسط منافذ ریز ممبران به دام می افتند؛ با دقت 99.5% فیلتراسیون ممبران های اسمز معکوس (RO) دریایی، تنها مولکول های آب اجازه عبور از منافذ لایه های ممبران RO دریایی را دارند.

به دلیل شوری و املاح زیاد آب دریا، برای تصفیه و نمک زدایی آب دریا باید فشار بیش تری توسط پمپ RO تامین شود. بنابر این میزان فشار مورد نیاز پمپ به میزان شوری آب دریا بستگی دارد؛ هر چه میزان شوری آب بالاتر باشد، پمپ باید فشار بیش تری را جهت نمک زدایی از آب دریا تامین کند و در نتیجه انرژی بالاتری نیز مصرف می کند.

سیستم های آب شیرین کن دریایی و ممبران های صنعتی به میزان PH آب ورودی، عوامل اکساینده مانند کلر که در آب دریا زیاد است، ترکیبات آلی، جلبک و باکتری بسیار حساس هستند؛ بنابر این استفاده از سیستم پیش تصفیه آب دریا یک امر ضروری است؛ سیستم پیش تصفیه هزینه دستگاه های تصفیه آب صنعتی RO را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد.

بهره وری انرژی در آب شیرین کن دریایی 250 متر مکعب

در میان روش های مختلف تصفیه و نمک زدایی از آب دریا، سیستم های اسمز معکوس دریایی (SWRO) برای تامین آب شیرین در مصارف انسانی و صنعتی، به دلیل مزیت هایی که نسبت به روش های دیگر تصفیه آب صنعتی دارند، بیش تر مورد توجه قرار گرفته اند.

اما این موضوع را هم در نظر داشته باشید، که دستگاه های تصفیه آب دریایی از سیستم های تصفیه آب صنعتی پر انرژی هستند، که بهره وری انرژی آن ها در کاربردهای مختلف باید مورد بررسی قرار گیرد. البته با این که هزینه سرمایه گذاری اولیه دستگاه های تصفیه آب دریا بالاست، اما باز هم نسبت به بسیاری از روش های تصفیه آب صنعتی مانند روش تقطیر چندگانه (MED) به مراتب هزینه های پایین تری دارد. ضمن این که کیفیت آب تصفیه شده توسط آب شیرین کن های دریایی اسمز معکوس برای مصارف مختلف شرب و صنعتی تا حد بسیار زیادی قابل قبول است.

طبق نتایج به دست آمده بر اساس تجزیه و تحلیل، سه مورد زیر در دستگاه تصفیه آب دریا با ظرفیت 250 متر مکعب باعث بهره وری انرژی و کاهش هزینه های دستگاه تصفیه آب صنعتی با تکنولوژی اسمز معکوس می شود:

1- پمپ فشار قوی مناسب: دقت در انتخاب پمپ دستگاه تصفیه آب دریا باعث می شود، دستگاه تصفیه آب صنعتی مقدار پساب کمتر و تولید آب تصفیه شده بیش تری داشته باشد.

2- قطعات متناسب با میزان املاح و سختی آب دریا: در بیش تر دستگاه های آب شیرین کن دریایی از پرشروسل های با فشار 1200 psi و لوله کشی استیل 316L، ممبران های اسمز معکوس دریایی و کلیه اتصالات سازگار با آب دریا استفاده می شود.

3- سیستم شستشو در محل (CIP) مجزا و اتوماتیک: یک سیستم CIP مجزا به طوری که هر زمان دستگاه تصفیه آب خاموش می شود، آب تولیدی دستگاه وارد وسل شده و باعث شستشوی غشای ممبران شود. البته پس از مدتی استفاده از ممبران به دلیل عناصر و املاح آب هر منطقه، یک سری رسوبات بر لایه های ممبران تشکیل می شود، که در صورت لزوم می توان از شوینده های اسیدی و قلیایی ممبران استفاده کرد.

فناوری اسمز معکوس (RO)، تکنولوژی برتر در تولید آب شیرین از آب شور دریاست، اما طراحی و بهره برداری از سیستم های تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس، به تجربه و تخصص برای کاهش هزینه های اولیه و بهره برداری از دستگاه دارد. وابسته به شرایط و مشخصات آب ورودی و هم چنین نوع کاربرد آب تصفیه شده، حالت های مختلف طراحی و پیاده سازی برای دستگاه وجود دارد؛ هدف کلی در این فرایند، رسیدن به حداقل مصرف انرژی و هزینه ساخت آب شیرین کن دریایی است، که بدون استفاده از نیروی متخصص و با تجربه به هیچ عنوان محقق نخواهد شد.

مهندسان و طراحان تصفیه آب صنعتی با در نظر گرفتن بسیاری از پارامترها در هنگام طراحی و ساخت دستگاه آب شیرین کن دریایی RO، سعی در کاهش هزینه های جاری و سرمایه گذاری دستگاه های تصفیه آب صنعتی دارند.

کاربرد و ضرورت استفاده از آب شیرین کن دریایی 250 متر مکعب

کمبود منابع آب قابل شرب به خصوص در مناطق خشکی که با بحران شدید کم آبی مواجه هستند، نیاز به شیرین سازی و استفاده از منابع آب شور مانند آب دریاها را ایجاد کرده است. توسعه شهرها، تغییرات آب و هوا و بسیاری از عوامل دیگر نیز باعث کاهش منابع آب شیرین شده است. بنابر این استفاده از دستگاه های تصفیه آب دریا جهت نمک زدایی از آب دریا در کاربردها و صنایع مختلف رشد زیادی داشته است.

دستگاه آب شیرین کن دریایی RO با ظرفیت 250 متر مکعب در شبانه روز برای تصفیه آب شور در هر کاربردی که استفاده از دستگاه های تصفیه آب دریا توجیه اقتصادی داشته باشد، قابل استفاده است. بیش ترین کاربرد آب شیرین کن های دریایی RO در صنایعی است، که در حاشیه دریا تاسیس شده اند و بهره وری اقتصادی بالایی دارند.

مهم ترین موارد کاربرد آب شیرین کن دریایی 250 متر مکعب شامل موارد زیر است:

•     تامین آب مناسب برای مصارف کشاورزی و گلخانه ای
•     تامین آب تصفیه شده در کارخانه های داروسازی و لوازم بهداشتی
•     تصفیه آب در کارخانه های پتروشیمی، نساجی، کاغذسازی و رنگ سازی
•     تولید آب مصرفی نیروگاه های بخار و سیکل ترکیبی
•     شیرین سازی آب دریا برای مصارف آشامیدنی و صنعتی
•     تصفیه آب دریا برای استفاده در کشتی ها، شناورها و ناوگان دریایی
•     شیرین کردن آب دریا در کمپ های موقت تامین آب شرب در دکل های نفتی
•     تامین آب مورد نیاز هتل ها در مناطق ساحلی
•     کاربردهای صنعتی نزدیک سواحل با بهره وری اقتصادی مناسب

عملکرد آب شیرین کن دریایی 250 متر مکعب در تصفیه آب

در دستگاه تصفیه آب دریایی اسمز معکوس (RO)، ابتدا آب شور از طریق بوستر پمپ به بخش پیش تصفیه دستگاه فرستاده می شود. در بخش پیش تصفیه آب شیرین کن دریایی RO، ذرات جامد معلق، ذرات کلوئیدی، کلر، کلیه جامدات محلول و بسیاری از میکرو ارگانیسم ها، از آب خام حذف می شوند. حذف این عوامل آلاینده از گرفتگی منافذ غشای ممبران های دریایی RO جلوگیری کرده و هزینه های نگهداری از دستگاه تصفیه آب صنعتی را کاهش می دهد.

بعد از واحد پیش تصفیه و حذف ناخالصی ها و ذرات معلق موجود در آب دریا، پمپ فشار قوی سیستم آب شیرین کن دریایی RO که طبق مشخصات آب ورودی از جنس استیل انتخاب می شود، آب شور را به داخل ممبران دریایی RO پمپ می کند. ممبران تصفیه آب دریایی، جریان آب شور ورودی را به دو بخش جریام آب تصفیه شده (شیرین) و آب شورتر از آب ورودی (پساب) تقسیم می کند.

هزینه شیرین سازی و تصفیه آب دریا به کیفیت آب ورودی بستگی دارد. هر چه آب دریا TDS بالاتری داشته باشد، پمپ فشار قوی باید فشار بیش تری را تامین کند، در نتیجه انرژی و هزینه بیش تری مصرف می شود.

برای محافظت از ممبران اسمز معکوس، همه دستگاه های آب شیرین کن صنعتی باید به پیش تصفیه مناسب و لازم مجهز شوند. استفاده از پیش تصفیه مناسب باعث افزایش طول عمر، عملکرد بهینه قطعات، کیفیت و هم چنین کمیت آب تولیدی می شود.

پیش تصفیه آب شیرین کن دریایی 250 متر مکعب

سیستم پیش تصفیه با توجه به مشخصات آب ورودی سیستم تصفیه آب صنعتی که طبق آنالیز آب در آزمایشگاه های معتبر انجام شده است، باید طراحی و پیاده سازی شود.

واحد پیش تصفیه آب شیرین کن دریایی RO بیش ترین تاثیر را در جلوگیری از گرفتگی های ممبران، کاهش تعداد دفعات تعویض ممبران، کاهش میزان استفاده از مواد شیمیایی و در نتیجه افزایش بازدهی کل سیستم تصفیه آب صنعتی دارد.

در صورت عدم استفاده از پیش تصفیه با کیفیت، گرفتگی ممبران های RO، میزان آب تولیدی و کیفیت آن کاهش و مقدار نمک عبوری از ممبران افزایش می یابد. در نتیجه هزینه های بهره برداری و نگهداری از دستگاه آب شیرین کن دریایی نیز بیش تر می شود. بخش پیش تصفیه آب شیرین کن دریایی معمولا شامل: فیلتر شنی، کربنی و فیلتر کارتریج می باشد.

استفاده از سیستم پیش تصفیه مناسب، از تشکیل رسوبات ناشی از مواد شیمیایی و بیولوژیکی بر روی لایه های ممبران جلوگیری کرده و در نتیجه کارایی و طول عمر سیستم را افزایش می دهد.

کارایی پیش تصفیه آب شیرین کن دریایی چگونه اندازه گیری می شود؟

کارایی پیش تصفیه آب شیرین دریایی اسمز معکوس با استفاده از دو شاخص SDI و کدورت سنجیده می شود. شاخص SDI به عنوان معیار اندازه گیری ذرات معلق نامحلول برای تعیین پتانسیل گرفتگی ممبران های دریایی RO استفاده می شود. مدت زمان گارانتی غشای ممبران دریایی توسط شرکت های سازنده نیز بر اساس همین پارامتر تعیین می شود.

مقدار مجاز SDI کمتر از 3 در 95% از موارد و کمتر از 4 در همه موارد توسط تولید کنندگان ممبران های دریایی توصیه می شود.

 هر چه میزان SDI ورودی به واحد اسمز معکوس کمتر باشد؛ مصرف انرژی، نیاز به مواد شیمیایی برای شستشوی ممبران و تعداد دفعات تعویض ممبران نیز به مراتب کاهش می یابد.

کدورت نیز توسط پرتوهای نور ساطع شده از طریق ذرات معلق و جذب شده توسط ذرات رنگی حل شده در آب مشخص می شود. به دلیل آسان بودن اندازه گیری این پارامتر، از آن به عنوان یک پارامتر تعیین کننده در اندازه گیری میزان کارایی پیش تصفیه استفاده می شود.

1- ظرفیت دستگاه تصفیه آب دریا: معمولا ظرفیت آب شیرین کن های دریایی از 2 متر مکعب در شبانه روز شروع شده و طبق نیاز خریدار به ظرفیت های بالاتر نیز می رسد.

2- قطعات مورد استفاده در دستگاه تصفیه آب دریا: از بین قطعات دستگاه تصفیه آب دریا، موارد زیر بیش ترین تاثیر را در قیمت آب دستگاه آب شیرین کن های دریایی دارند:

•     توان و برند پمپ اصلی و پمپ فیلتر شنی دستگاه آب شیرین کن دریایی، که می تواند از برندهای موجود در بازار ایران مانند گراندفوس، لوارا، ابارا، دانفوس و دیگر برندهای مشابه باشد.
•     لوله کشی فشار پایین دستگاه که معمولا از جنس UPVC است. در حال حاضر در بازار ایران برندهای مرغوبی مانند پیمتاش ترکیه موجود می باشد، که البته قیمت بیش تری نسبت به نمونه های ایرانی دارند.
•     لوله کشی فشار بالا نیز از دیگر عوامل تاثیر گذار در قیمت آب شیرین کن دریایی می باشد. برای آب دریا بسته به فشار کاری معمولا از استیل 316L رده 40 تا 60 استفاده می شود.
•     وسل ها نیز همان طور که از نوع فشار قوی 1250 psi با قابلیت تحمل فشار حدود 80 بار انتخاب می شوند.
•     دیگر عوامل تاثیر گذار در قیمت دستگاه تصفیه آب RO دریایی: استیل یا آهنی بودن شاسی، خطی یا تابلویی بودن گیج فشار، تابلو برق دستی یا PLC، تجهیزات و ابزار دقیق، شیرهای recycle، اتوماتیک یا دستی بودن سیستم CIP و موارد دیگر.

اجزای آب شیرین کن دریایی 250 متر مکعب

دستگاه های آب شیرین کن دریایی زیر مجموعه ای از سیستم های تصفیه آب صنعتی محسوب می شوند. در این دستگاه ها به دلیل شوری و غلظت بالای آلاینده های موجود در آب دریا باید از قطعاتی سازگار با آب دریا استفاده شود. اجزای اصلی مورد استفاده در دستگاه تصفیه آب RO دریایی 250 متر مکعب شامل موارد زیر می باشد:

1- سیستم پیش تصفیه شامل فیلترهای شنی و کربنی، باید از آلیاژهای ضد خوردگی یا از رنگ های اپوکسی با پوشش دریایی پلی اورتان باشند که با آب دریا سازگاری دارند.

در برخی از دستگاه های آب شیرین کن دریایی RO، از سیستم های اولترافیلتراسیون (uf) از جنس FRP-PE و فیلترهای دیسکی از جنس پلی اتیلن (PE) در بخش پیش تصفیه برای کاهش کدورت آب استفاده می شود.

2- آب دریا خاصیت قلیائی بالا و آلاینده های زیادی دارد، بنابر این قبل از ورود به آب دریا به واحد اسمز معکوس و ممبران دریایی، در برخی از کاربردها باید از سیستم های کلر زنی و تزریق اسید استفاده کرد. از آن جایی که کلر و اسید برای ممبران ها مضر است و باعث آسیب زدن و تخریب کلی ممبران می شود، بعد از آن باید از فیلترهای کربنی و تزریق متا بی سولفیت سدیم استفاده شود.

3-پمپ فشار قوی، پمپ تغذیه و دوزینگ پمپ نیز باید از نظر جنس با آب دریا سازگاری داشته باشند و توانایی تامین فشار بالا برای تصفیه آب شور دریا را نیز داشته باشند. جنس پمپ های مورد استفاده در دستگاه های تصفیه آب دریا، از استیل 316، 304، 916 و 2205 می تواند باشد، که بر اساس میزان شوری آب از هر یک از این موارد می توان استفاده کرد. استفاده از استیل 316L رایج تر است.

درصد بازیابی آب تولید در آب شیرین کن های دریایی به دلیل شوری و غلظت بالای آلاینده ها در محدوده 15 تا 40% می باشد. بنابر این پمپ های ورودی فیلترهای شنی باید بر اساس این راندمان و درصد بازیابی در زمان طراحی انتخاب شوند.

4- ممبران اسمز معکوس دریایی از جنس پلی آمید با قابلیت حذف نمک ها و املاح تا 99.5% می باشد که با توجه به کاربرد می توان از مدل های کم انرژی (LE) یا معمولی استفاده کرد. هم چنین با توجه به ظرفیت تصفیه آب مورد نظر بر اساس لیتر یا متر مکعب در شبانه روز از ممبران های دریایی 4 یا 8 اینچ استفاده می شود.

5- تابلو برق و تجهیزات کنترلی و اندازه گیری مانند TDS متر، PH متر، EC متر، orp متر برای اتصال به سیستم PLC جهت انجام تنظیمات لازم

6- استفاده از فلومترهای مغناطیسی یا ونتوری و یا سیستم های فلومتر روتاری برای کنترل دبی آب در بخش های مختلف دستگاه

7- واحد CIP برای شستشوی ممبران ها که به صورت روزانه با آب شیرین تصفیه شده توسط خود دستگاه انجام می شود؛ در صورت لزوم برای از بین بردن رسوبات ناشی از عناصر و آلاینده های مختلف آب، از شوینده های اسیدی یا قلیایی با توجه به نوع رسوبات نیز می توان استفاده کرد.

8- سیستم لوله کشی که معمولا برای سازگاری با آب دریا از نوع استیل انتخاب می شوند. کیفیت جوشکاری نیز برای جلوگیری از نشتی و خوردگی اهمیت زیادی دارد، که برای این منظور از جوشکاری آرگون استفاده می کنند. علاوه بر جوشکاری می توان برای اتصال لوله های استیل از اتصال پیچی با آب بندی تفلون مایع نیز استفاده کرد.

9- شاسی دستگاه نیز با توجه به این که سیستم تصفیه آب دریا در مکانی مرطوب مورد استفاده قرار می گیرد، از جنس استیل انتخاب می شود.

10- مخازن که شامل مخزن آب ورودی و تزریق مواد شیمیایی می باشد. مخازن دستگاه تصفیه آب دریا باید از جنس پلی اتیلن، FRP ،GRP یا استیل باشد.