پیش تصفیه آب Pretreatment چیست؟

پیش تصفیه یکی از حیاتی ترین بخش های دستگاه تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس (RO) می باشد که جهت حفظ عمر مفید تجهیزات به ویژه ممبران ها الزامی می باشد.

ممبران RO به گونه ای ساخته شده است که فقط به مولکول های آب و به عبارتی آب خالص اجازه عبور می دهد و از عبور تمامی ناخالصی ها جلوگیری می نماید. بدین ترتیب اگر ذرات معلق و سایر آلاینده ها قبل از ورود به RO گرفته نشوند، امکان رسوب روی سطح ممبران ها به وجود می آید و بعد از مدتی باعث گرفتگی آنها می شود که عدم مطلوبیت آب خروجی و مشکلات مشابه را به دنبال دارد.

در نتیجه جهت جلوگیری از آسیب به قطعات متفاوت RO ، محافظت از آنها حائز اهمیت می باشد. با توجه به موارد ذکر شده سیستم پیش تصفیه یک جز جدانشدنی از دستگاه های آب شیرین کن غشایی می باشد.

مزایای بهره گیری از سیستم پیش تصفیه آب:

افزایش طول عمر تجهیزات و دستگاه ها

کاهش خرابی قطعات و هزینه تعمیرات

محافظت از ممبران ها در برابر گرفتگی و بایوفولینگ

افزایش راندمان دستگاه تصفیه آب

افزایش کیفیت آب خروجی

water pretreatment

مراحل و انواع پیش تصفیه آب

ترتیب روش های پیش تصفیه بر اساس اندازه ذرات:

کلاریفایر، فیلتر شنی، کربن اکتیو، اولترا فیلتر، میکروفیلتر(فیلتر کارتریج)، نانو فیلتر

کلاریفایر clarifier

*کلاریفایر چیست؟

کلاریفایر یکی از ارکان پیش تصفیه آب برای دستگاه های آب شیرین کن RO می باشد که به علت حذف گل و لای و مواد معلق با اندازه بیش از 10 میکرون در زلال سازی آب موثر می باشد از این رو به آن زلال ساز نیز گفته می شود. این عمل توسط فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی صورت می گیرد.

*عملکرد کلاریفایر

به صورت کلی مکانیزم کلاریفایر طی سه مرحله انجام می پذیرد:

   ابتدا کواگولانت و فلوکولانت توسط سرعت تند همزن با آب ترکیب می شود. سپس مواد موجود در آب توسط مواد شیمیایی به همراه سرعت آهسته همزن منعقد شده و در نهایت طی زمان داده شده ذرات منعقد شده که به صورت لخته درآمده اند، در کف کلاریفایر ته نشین می شوند.

کلاریفایر

فیلتر شنی sand filter

*فیلتر شنی چیست؟

فیلتر شنی از انواع فیلترهای مورد استفاده در پیش تصفیه دستگاه های آب شیرین کن صنعتی می باشد که به عنوان اولین مرحله از فیلتراسیون به منظور حذف گل و لای، رنگ، مواد آلی، ذرات معلق و به طور کلی ذرات تا اندازه 50 میکرون، مورد استفاده قرار می گیرد و در نتیجه کدورت را کاهش می دهد.

فیلتر شنی در صنایع مختلفی از جمله آب و فاضلاب، نفت و پتروشیمی، مواد غذایی، شیشه سازی، استخر شنا و … کاربرد دارد که با توجه به کاربرد آنها انواع فیلتر شنی به دسته های فیلتر شنی تند، کند و تحت فشار تقسیم بندی می شوند. جنس مخازن فیلتر شنی در صنایع نام برده شامل استیل، FRP و یا کربن استیل می باشند.

*عملکرد فیلتر شنی

ابتدا آب حاوی املاح، گل و لای و ذرات معلق از بالای مخزن وارد دستگاه شده و از میان لایه های سیلیس بستر صافی عبور می کند. بدین ترتیب ذرات معلق و سایر آلاینده های حذف شده و آب خروجی زلال سازی شده از خروجی مخزن خارج می گردد.

قرار گیری دانه بندی های مختلف سیلیس از بالای مخزن به سمت پایین، به ترتیب از درشت دانه به ریزدانه می باشد.

فیلتر شنی

فیلتر کربنی carbon filter یا کربن اکتیو activated carbon

*فیلتر کربنی چیست؟

در گام بعدی بعد از فیلترهای شنی به منظور حذف بیشتر مواد معلق، مواد آلی محلول مولد رنگ، طعم، بو و کلر از فیلتر کربنی استفاده می شود. بدین صورت که داخل مخزن فیلتر کربنی از ذرات قوی کربن اکتیو استفاده می گردد چرا که این ذرات توانایی بالایی در جذب سطحی در نتیجه حذف مطلوب آلاینده ها دارا می باشد. کربن فعال بسته به کاربردهای مختلف در تصفیه آب خانگی،‌ نیمه صنعتی و در سه نوع کربن فعال گرانولی GAC ، پودریPAC  و میله ای مصرف می شود.

ساختار کلی آن شبیه به فیلترهای شنی می باشد و فقط در نوع ماده مصرفی تفاوت دارند به صورتی که فیلتر کربنی شامل یک مخزن، شیر ورودی، سیلیس، کربن اکتیو و شیر خروجی می باشد. جنس مخازن فیلتر کربنی می تواند استیل، کربن استیل و یا FRP باشد.

*عملکرد کربن اکتیو

تخلخل و همچنین جذب سطحی کربن فعال سبب می شود مواد آلی موجود در آب حین عبور به دانه های آن چسبیده و حذف شوند. هرچه حفره های آن ریزتر باشند، قدرت جذب سطحی کربن فعال بیشتر خواهد بود. سپس با عبور از میان سیلیس مواد معلق نیز حذف شده و بدین ترتیب آب خروجی زلال تر، بدون کلر با طعم و بوی مطلوب می باشد.

فیلتر کربنی

فیلتر میکرونی Micron filter  یا فیلتر کارتریج  Cartridge filter

*فیلتر کارتریج (میکرونی) چیست؟

فیلتر کارتریج متداول ترین نوع فیلترهای میکرونی است که جهت پیش تصفیه و افزایش طول عمر پمپ ها و ممبران های دستگاه آب شیرین کن استفاده می شوند. اساس کار این فیلترها حذف ذرات معلق تا 1/0 میکرون می باشد و همچنین این فیلترها از عبور ذرات کربن و یا سیلیس فیلترهای کربنی و شنی، به داخل ممبران دستگاه RO جلوگیری می کنند.

از موارد حائز اهمیت زمان تعویض فیلتر کارتریج می باشد که یکی از علائم آن تغییر رنگ فیلتر به زرد و قهوه ای می باشد. در صورت عدم تعویض علاوه بر اختلال در عملکرد تجهیزات، آب خروجی نیز با کیفیت پایین تری خارج می شود. مدت زمان تعویض فیلتر به عوامل مختلفی از جمله میزان ذرات و کدورت آب ورودی بستگی دارد.

فیلتر کارتریج از مواد طبیعی(نخ تابیده) یا مصنوعی (PP) تشکیل می شوند و درون محفظه هایی که هوزینگ نام دارد قرار می گیرند.

*انواع فیلتر کارتریج:

فیلترهای کارتریج را میتوان بر اساس مقادیر متفاوتی تقسیم بندی کرد یکی از آنها دسته بندی بر اساس قطر فیلتر می باشد:

– کارتریج اسلیم: فیلترهای کارتریج اسلیم از نخ و الیاف ساخته می شوند و دارای قطر 2.5 اینچ می‌باشند. سایز آنها در بازه ۱۰ تا ۴۰ اینچی تولید می‌گردد.

– کارتریج جامبو: فیلترهای کارتریج جامبو از نخ و الیاف ساخته می شوند و دارای قطر 4.5 اینچ می‌باشند. سایز آنها در بازه ۱۰ تا ۴۰ اینچی تولید می‌گردد.

Big one : متریال این فیلترهای پلی پروپیلن بوده و در سایزهای ۲۳ و ۴۰ اینچ تولید می شود. Big One Filter آب هایی با جریان بالامورد استفاده قرار می گیرند و توانایی تفکیک بالایی دارند.

فیلتر کارتریج

اولترافیلتراسیون Ultra Filter (UF)

*اولترافیلتراسیون (UF) چیست؟

این فیلتر تقریبا به عنوان آخرین مرحله از پیش تصفیه آب قبل از سیستم آب شیرین کن اسمز معکوس RO به کار می رود. از اولترافیلترها در صنایع گوناگون از جمله آب و فاضلاب، مواد غذایی و دارویی استفاده می گردد. استفاده از این سیستم در مرحله پیش تصفیه سیستم های RO باعث می شود تا نیاز به تزریق کلر یا ازن به آب کاهش یابد.

*عملکرد اولترافیلتراسیون

عملکرد این فیلتر مشابه اسمز معکوس بوده که آب با فشار تامین شده توسط پمپ، از غشاهای نیمه تراوا عبور کرده و در نهایت آبی زلال خارج می کند.

اولترافیلتراسیون نیز مانند سایر فیلتر ها مانع از عبور مواد معلق می شود با این تفاوت که با منافذ ریزتر به اندازه 0.1 تا 0.001 میکرون از عبورن مانع از باکتری ها، ویروس ها و سایر عوامل بیماری زا نیز جلوگیری می نماید. همچنین روش Ultra filter قابلیت تولید آب با SDI کم و کدورت کمتر از 0.1 NTU را دارا می باشد.

اولترا فیلتر

نانو فیلتراسیون Nano Filter (NF)

*نانو فیلتراسیون چیست؟

یک غشای نانوفیلتراسیون از عبور یون های دو ظرفیتی و تمام ذرات بیشتر از یک نانو جلوگیری می نماید.

عملکرد این سیستم در تصفیه آب بطور پیوسته با فشار زیاد توسط یک پمپ فشار قوی داخل سیستم ممبران جریان می یابد. داخل سیستم ممبران، آب خوراک به محلول نمکی و آب تصفیه شده تقسیم می شود.

نانو فیلتر