مقالات

حل مشکلات سیستم های اسمز معکوس

آذر 09th, 1395

ایزوله كردن محل كاهش دفع نمك
مهمترین پارامتر برایسیستمهایاسمز معكوس، دفع نمك آن می باشد. دفع نمك، نه تنها نشان دهنده كارآییغشاء اسمز معكوس است، بلكه به طور مستقیم در كیفیت آب خروجی تأثیر می‌گذارد. كاهش دفع میزان نمك در سیستم اسمز معكوس، نگران كننده بوده

 

ایزوله كردن محل كاهش دفع نمك
مهمترین پارامتر برایسیستمهایاسمز معكوس، دفع نمك آن میباشد. دفع نمك، نه تنها نشان دهنده كارآییغشاء اسمز معكوس است، بلكه به طور مستقیم در كیفیت آب خروجیتأثیر می‌گذارد. كاهش دفع میزان نمك در سیستم اسمز معكوس، نگران كننده بوده و نیاز به حل سریع مشکل می باشد. مشكلاتی که در این فصل تشریح می‌شود، تقریباً 95% مشكلاتیاست كه در مبحث RO وجود دارد. در برخی موارد بدون شناخت دقیق مشکل نیاز مبرم به بهبود وضعیت کارکرد سیستم می باشد. در مرحله بعد بررسی کامل عامل بروز مشکل و راه حلهای پیشنهادی صورت میگیرد و آنگاه سیستم به دقت مورد توجه قرار گیرد تا مسائل و مشکلات واقعی شناسائی و حل شوند.
كاهش دفع نمك توسط غشاء یكیاز بارزترین و مشخص‌ترین علائم مشكلاتیاست كه تكنسینهایRO با آن مواجه می‌شوند. عواملیكه موجب كاهش دفع نمك می‌شوند باید مشخص شده، در اسرع وقت نسبت به برطرف كردن آنها اقدام شود. علائم كاهش دفع نمك عبارتند از:
• احتمال کاهش کیفیت آب محصول به پایینتر از مقدار مشخص شده
• حتیكاهش ناچیزیدر میزان دفع نمك میتواند حاكیاز شروع یك خرابی، گرفتگیو یا مشكلات رسوب باشد.
• امکان نفوذ مواد ارگانیک و کلوئیدی در جریان محصول و تخریب برگشت ناپذیر سیستمهای رزینی پایین دست.
• به دلیل کاهش کیفیت و افزایش TDS آب محصول RO فواصل زمانی بین احیاء های بسترهای رزینی کم خواهد شد.
كاهش درصد دفع نمك خواسته یا ناخواسته، موجب تغییراتیدر سایر پارامترها نظیر دبینرمال شده آب محصول و اختلاف فشار می‌شود. این تغییرات، بستگیبه علت تغییر كارآییمیباشد.
غالباً با گرفتگییا تخریب غشاء ء، میزان دفع نمك شدیداً کاهش مییابد. برخی فولنتهای مشخص بعنوان غشاء دینامیک روی سطح غشاء اصلی عمل كرده و درصد دفع نمك را افزایش میدهند. همچنین گاهی اوقات هنگام تعویض المنت و بکارگیری المنت جدید تا چند روز میزان دفع نمک سیستم اندکی کاهش مییابد که ناشی از وجود برخی منافذ روی سطح غشاء نو است و معمولاً طی چند روز اولیه کارکرد سیستم با غشاء جدید گرفته میشوند. درصد دفع نمک با نصب دستگاه اندازهگیر در مسیر جریان قابل اندازهگیری پیوسته میباشد. همچنین میتوان آنرا از فرمول ساده زیر محاسبه نمود:

(100× TDS خوراك ) / (TDS محصول – TDS خوراك )= درصد دفع نمك

كه TDS به غلظت كل نمكها اطلاق می‌شود.
طبق تعریف، مقدار TDS ، شامل غلظت مواد آلیغیر قابل فیلتراسیون نیز می‌شود. TDS در كارخانه‌ها عموماً از طریق اندازهگیریهدایت الكتریكیآب محاسبه می‌شود. با استفاده از رابطه بین هدایت الكتریكیو TDS براینمكهایمشخص میتوان مقدار TDSرا محاسبه نمود. از آنجاییكه اكثر مواد آلیبه طور عمده در رساناییتأثیر نمی‌گذارند معمولاً از تأثیر آنها بر TDS و دفع صرف نظر می‌شود.
مقدار دفع نمك محاسبه شده توسط رابطه بالا، افزایش غلظت نمكیكه در حین عبور آب خوراك از المنتهایغشاء اتفاق می‌افتد را شامل نمی‌شود. بنابراین نتیجه چنین محاسباتیاز نظر مقدار، كمتر از میزان دفع نمك طراحیشده برایRO است .
در معاملات قبلیبه جایTDS آب خوراك میتوان از میانگین حسابیTDS آب تغلیظ شده و آب خوراك استفاده كرد. این معادله جدید در بازدهیسیستم RO و دفع نمك محاسبه شده، تأثیر می‌گذارد:

2 ÷(TDS آب دورریز + TDS خوراك ) = TDS میانگین

مقدار مشخصه دفع نمك برایسیستمهایاسمز معكوس با غشاء هاینو بین 90 تا 99% است. این مقدار با تغییر غشاء، شرایط بهرهبرداریو آنالیز آب تغییر می‌كند. افزایش فشار آب خوراك، موجب افزایش دفع نمك سیستمRO خواهد شد، زیرا با افزایش فشار، دبیآب محصول افزایش یافته و با افزایش آب محصول، نمك عبور كرده از غشاء رقیق می‌شود.
یونهایدو ظرفیتی، بهتر از یونهاییك ظرفیتیدفع می‌شوند. به همین دلیل سیستمهایاسمز معكوس كه آب خوراك آنها از منابعیتهیه می‌شود كه غلظت یونهایدو ظرفیتیبیش از یونهاییك ظرفیتیاست، دفع نمك را بهتر انجام میدهند. ثابت شده است كه سیستمهاییكه از اسید سولفوریك برایكنترل pH استفاده می‌كنند، عمل دفع نمك را بهتر از سیستمهاییكه از اسید كلریدریك استفاده می‌كنند، انجام میدهند. به این دلیل كه یون سولفات در اسید سولفوریك دو ظرفیتیاست، اما یون كلراید در اسید كلریدریك، یك ظرفیتیاست.
یک اپراتور ماهر در زمان مشاهده كاهش میزان دفع نمك، باید مراحل ذیل را دنبال کند:
• كالیبراسیون وسایل ابزار دقیق را بررسیكند.
• محلیرا كه دارایاشكال است ایزوله كند.
• دلیل بروز مشكل را تشخیص دهد.
بررسیكالیبراسیون وسایل ابزار دقیق
برایرفع اشكال در راهبریسیستم، اولین چیزیكه مورد بررسیقرار می‌گیرد، كالیبراسیون وسایل ابزار دقیق می‌باشد. در سیستم RO ، عملكرد وسایل ابزار دقیقیمی‌تواند موجب پنهان ماندن كاهش دفع نمك شود. همچنین، ممكن است موجب آژیر كاذب شوند. اگر خطایدستگاه هنگام استفاده بیش از حد مجاز باشد، ممكن است موجب كاهش دفع نمك شود. هرقدر كه خطایوسایل ابزار دقیق بیشتر باشد، كالیبراسیون آنها از اهمیت بیشتریبرخوردار خواهد بود.
دستگاههایاندازهگیریهدایت الكتریكیو درصد دفع نمك
برایبدست آوردن دادههایلازم به منظور تعیین درصد دفع نمك در یك سیستم اسمز معكوس، هدایت الكتریكیجریانهایآب محصول و آب خوراك هر دو اندازهگیریمی‌شوند. بهتر است این دستگاهها به طور دائم در سرویس باشند و توسط دو هدایت سنج یا یك هدایت سنج با دو سنسور به طور مرتب هدایت الكتریكیآب را اندازه بگیرند. رساناییبرحسب cm /µs بیان می‌شود. از مقادیر اندازهگیریشده برایمحاسبه درصد دفع نمك استفاده می‌شود. كنداكت متر وسیلهایاست كه رساناییآب را اندازه گرفته و آن را تبدیل به TDS می‌كند. مقدار دفع نمك اندازهگیریشده بستگیبه ضریبهایبكار رفته در تبدیل هدایت الكتریكیبه TDS دارد.
دقت وسایل ابزار دقیق را میتوان بوسیله اندازهگیریTDS آب خوراك و آب محصول، توسط یك اندازهگیر دستیمورد بررسیقرار داد. پس از آن درصد دفع نمك را محاسبه نمود و با مقادیر بدست آمده از وسایل ابزار دقیق در حال كار (ON-LINE) مقایسه نمود. دو مقدار باید به هم نزدیك باشند.
روش محاسبه درصد دفع نمك باید در هر دو مورد یكسان باشد، حتیاگر فرض شود كه مقادیر هدایت الكتریكیآب محصول و خوراك كه به وسیله هدایت سنج دستیو هدایت سنج ON- LINE اندازه‌گیریمی‌شوند باهم مساوینباشد. اختلاف در مقادیر اندازهگیریشده امكان دارد، زیرا هر وسیله ابزار دقیقیبرایتبدیل هدایت الكتریكیبه TDS از یك ضریب مخصوص به خود استفاده می‌كند كه بستگیبه یونهایمختلف موجود در محلولهاینمكیدارد. ممكن است یك وسیله برایمحلول كلراید سدیم كالیبره شده باشد و دیگریبرایكربنات كلسیم، در نتیجه دارایضرایب مختلفیبرایتبدیل هدایت الكتریكیبه TDS هستند. به دلیل اینكه اكثر اختلافات موجود در اندازهگیری، در حین محاسبات حذف می‌شود، این مسئله مشكل مهمیبه حساب نمیآید.
اگر اختلاف در مقادیر اندازهگیریزیاد باشد، دستگاه هدایت سنج ON- LINE ، باید طبق دستورالعمل سازنده كالیبره شود. قبل از كالیبره كردن، باید سنسور دستگاه از نظر تجمع مواد خارجیرویآن (كه ممكن است بر مقادیر اندازه-گیریشده تأثیر گذارد) بازرسیشود. همچنین توجه داشته باشید كه سنسور، طبق نظر سازنده در محل اصلیخودش نصب شود. عدم نصب صحیح سنسور ممكن است موجب محبوس شدن هوا در آن شود و یا اینكه گردش آب در داخل سنسور به درستیانجام نگیرد.
دبیسنجها
شاید بیشترین مورد صرف نظر كردن از كالیبراسیون در سیستمهایآب، مربوط به دبیسنجها باشد. اگر مقدار خوانده شده از رویدستگاه قابل قبول به نظر رسد، اغلب تصور می‌شود كه مقدار اندازهگیریشده صحیح است و تا زمانیكه اختلاف آشكار نباشد، مورد تأیید خواهد بود.
كالیبراسیون دبیسنجها در سیستم اسمز معكوس از اهمیت ویژه‌ایبرخوردار است. اندازه‌گیریدبیصحیح آب محصول و آب دور ریز به منظور بهره برداریموفق از سیستم امریحیاتیاست. بعنوان مثال، دبیآب دور ریز می‌تواند بر رویسرعت گرفتگیو تشكیل رسوب در غشاء به طور مستقیم تأثیر گذارد.
دبینرمال شده آب محصول، پارامتر مهمیاز جهت مشخص كردن منحنیتغییرات گرفتگیو اضمحلال غشاء با زمان است. یك دبیسنج، بدون دقت لازم می‌تواند تغییر به وجود آمده در كارآییغشاء را بیش از حد واقعیو یا كمتر از مقدار واقعینمایش دهد.
در صنایع تصفیه آب، اغلب از دبیسنجهاییاستفاده می‌شود كه سنسور جریان آب در آنها از نوع توربینیاست. یكیاز روشهایكالیبراسیون این دبیسنجها این است كه ارتباط سنسور توربینیرا از بخش نشانگر قطع كرده، نشانگر را به وسیله یك سیگنال الكتریكیتغذیه می‌كنند (شكل 1) با استفاده از جداول كالیبراسیون ارایه شده توسط كارخانه سازنده، می‌تواند نشانگر را توسط سیگنالهایالكتریكیكه به آن داده می‌شود، كالیبره كرد. كالیبره كردن با این روش ساده است، زیرا بسیار سریع بوده، احتمال خیس شدن وجود ندارد. به هرحال، این روش بدون عیب و نقص نیست، زیر سنسور توربینیدر عمل كالیبراسیون دخالتینداشته، در نتیجه اطلاعاتیدرباره دقت سنسور بدست نمی‌آید. این امكان وجود دارد كه سنسور توربینیبه خاطر تلاطم یا سایر مشكلات دیگر، مقدار واقعیدبیرا منعكس نكند. این قطعه ممكن است توسط آشغال پوشیده شده باشد و یا اینكه قطعات آن فرسوده شده باشند. زمانیكه از روش كالیبراسیون توضیح داده شده در بالا استفاده می‌شود، این موارد مشخص نمی‌شوند.
دو روش دیگر كالیبراسیون با دقت بیشتریوجود دارد. روش اول، روش Bucket-And-Stopwach است. در این روش جریان آب مستقیماً به داخل یك ظرف با حجم مشخص هدایت می‌شود. هر چقدر ظرف بزرگتر باشد، دقت بیشتر است. حجم ظرف برحسب گالن تقسیم بر زمان پر شدن آن برحسب دقیقه، مقدار دبیواقعیبر حسب گالن بر دقیقه را مشخص می‌كند. این كار به خاطر دقت بیشتر باید چندین بار تكرار شود. اگر تفاوت مقادیر، بسیار جزئیباشد، میانگین داده‌هایمحاسبه شده بعنوان دبیدر نظر گرفته می‌شود.

aa1111

روش دیگر این است كه دبی سنج را با توجه به یك دبی مشخص كالیبره كنیم. این روش به منظور ارزیابی كالیبراسیون چند دبی سنج مورد استفاده قرار می‌گیرد. بعنوان مثال از این روش می‌توان برای كالیبره دبی سنجهای آب محصول در 4 ردیف RO و همچنین دبی سنجهای مبدل یونی مقدماتی، مانند آنچه كه در شكل2 نشان داده شده استفاده كرد.
دبی آب محصول یك ردیف، ابتدا به روش ظرف- ساعت اندازهگیری می‌شود. شیرها در سه ردیف دیگر RO از سرویس خارج شده طوری تنظیم می‌شوند كه تمام آب محصول مرحله اول به سمت یكی از یون‌زداهای ابتدایی هدایت شود. دبی سنج یون‌زداها برای دبی مشخص كالیبره می‌شوند. این كار برای هر یك از یون‌زداهای مقدماتی تكرار می‌شود. جریان آب محصول از هر یك از واحدهای RO ، بطور جداگانه از یكی از یون‌زداهای مقدماتی عبور نموده، دبیسنج آنها برای دبی مشخص، كالیبره می‌شود. هریك از دبیسنجهای مسیر آب دور ریز سیستم نیز باید بطور جداگانه توسط روش ظرف- ساعت كالیبره شوند. دبی آب خوراك RO از طریق مجموع دبی آب محصول و آب دور ریز، قابل محاسبه است.
هنگامی كه دبی سنجها در مقادیری كه نزدیك به وسط دامنه اندازهگیری آنها است مورد بهرهبرداری قرار می‌گیرند، بیشترین دقت را دارا می باشند. بنابراین باید كوشید تا در هنگام كالیبره كردن و بهره‌برداری در وسط دامنه اندازهگیری قرار گیرند. یک روش سریع دیگر برای اطمینان از صحت کارکرد نشان دهندههای جریان در مسیر خوراک، محصول و جریان دفعی یک سیستم RO ، انجام موازنه جرم بر مبنای یونهای این سه جریان میباشد. برای دقت بیشتر مقادیر قرائت شده، باید سعی شود همواره یک فرد اطلاعات را قرائت و در برگه ثبت اطلاعات درج نماید.


bb222