بهینه سازی بازده آب محصول سیستم RO

به خاطر حصول اطمینان از تلاطم مناسب در غشاهای Ro، رسیدن به بازدهی بالا از طریق کاهش جریان دور ریز شده‌ نهایی، مشکل به نظر می‌رسد. به هرحال دو روش ساده جهت تغییر طراحی وجود دارد که امکان کاهش آب دور ریز را بدون اینکه در حداقل جریان آب دور ریز هر المنت کوچکترین تغییری به وجود آید، فراهم می‌کند.

جریان برگشتی تغلیظ شده

برای یک سیستم Ro غیر صنعتی کوچک، معمول است که قسمتی از آب تغلیظ شده به سمت آب خوراک پمپهای فشار قوی برگردانده شود. این کار موجب می‌شود که سیستم، نسبت به حالتی که آب دور ریز در کمترین مقدار می‌باشد، بازدهی بیشتری با حداقل المنت داشته باشد. همین روش می‌تواند برای سیستم‌های بزرگ Ro  مورد استفاده قرار گیرد تا بازدهی را به بیش از 75% افزایش دهد. به عنوان مثال، اگر نیمی از آب تغلیظ شده (دور ریز) به سمت آب خوراک پمپ فشار قوی برگردانده شود. بازدهی از 75% به 5/87% افزایش می‌یابد و 5/12% از آب خوراک صرفه‌جویی می‌شود.

یکی از نتایج ناخوشایند و در عین حال مهم این روش، کاهش کیفیت آب محصول خواهد بود و این بستگی به مقدار TDS آب تغلیظ شده‌‌ای دارد که به جریان خوراک برگردانده می‌شود. در مثال قبلی، درصد املاح موجود در آب محصول تقریباً تا 75% افزایش یافت که اگر آب محصول توسط بسترهای یونی مختلط به آب DM [1] تبدیل شود، احیای ادواری بسترهای یونی حدود 75% افزایش خواهد داشت.

بسته به اینکه فاصله زمانی بین دو احیا، به طور متداول چقدر باشد، آبی که جهت احیاهای اضافه مصرف می‌شود، غالباً بیشتر از آبی است که قبلاً صرفه‌جویی شده است، بنابراین، قبل از اینکه آب تغلیظ شده به سمت خوراک Ro برگشت داده شود، باید اثرات آن در کل سیستم در نظر گرفته شود.

تعداد مراحل اضافی

یکی دیگر از روش‌های افزایش بازدهی سیستم RO، نصب محفظه‌ها و المنتهایی با قطر کمتر در مسیر آب تغلیظ شده است که اصطلاحاً به آن مرحله (Stage) جدید گفته می­شود. تعداد محفظه‌ها به مقدار جریان آب غلیظ موجود بستگی دارد. به عنوان مثال، باید جریان کافی از آب تغلیظ شده برای خوراک دو محفظه 4 اینچ که در انتهای یک محفظه 8 اینچ قرار دارد، وجود داشته باشد. چنانچه احتمال تشکیل رسوب منتفی باشد، می­توان از یک سیستم بعنوان مرحله سوم با مدولهای 2 اینچ با نصف تعداد مدولهای مرحله دوم استفاده نمود.

محصول مراحل بعد می­تواند به لوله مرکزی جمع آوری محصول متصل شده و یا مستقیماً به تانک ذخیره سازی وارد گردد. مزیت تکمیل و افزایش میزان محصول از یک سیستم موجود با افزایش مراحل آن است که میزان محصول بیشتری بدون هزینه­ای مجدد بدست می­آید. این روش خصوصاً هنگامی که RO موجود جوابگوی ظرفیت مصرف نباشد، بسیار مهم است. باید توجه داشت که وقتی یک غشاء در معرض آبی قرار می­گیرد که غلظت بسیار بالاتری از نمک ها را دارا است، غشا هم به همان نسبت میزان نمک بیشتری را به محصول نشت خواهد داد.

در صورتی که بسترهای تعویض یونی برای تصفیه کامل محصول Ro مورد استفاده قرار گیرند، این کار موجب افزایش احیای ادواری بسترهای تعویض یونی خواهد شد. به عنوان مثال، اگر بازدهی یک سیستم Ro از 75% به 5/87% افزایش پیدا کند کیفیت آب محصول 15% کاهش می‌یابد. این کار موجب می‌شود که احیای ادواری بسترهای یونی و آب مصرفی برای احیا تقریباً 15% زیاد شود.

یک روش رقیق سازی آب خوراک RO، افزودن محصول با کیفیت پائین به تانک ذخیره سازی خوراک RO یا سیستم گاززدائی در بالادست RO است. محل افزودن نباید تحت فشار باشد تا از برگشت فشار
(Back pressure) به المنتهای جدید جلوگیری شود. ولی اگر سیستم ذخیره­سازی گاززدا در بالا دست RO نباشد، باید این آب با کیفیت پایین را در محلهای کم اهمیت تر مورد استفاده قرار داد و از تزریق آن به سیستمهای تحت فشار ورودی RO جلوگیری نمود.

حداکثر بازدهی Ro توسط پتانسیل رسوب‌دهی جریان غلیظ RO  محدود می‌شود. چنانچه غلظت نمکها از حداکثر میزان حلالیت آنها بیشتر شود باید روشهایی برای جلوگیری از ترسیب آنها اعمال شود.

منابع مورد استفاده:

[1] روش های پیشرفته در صنعت تصفیه آب – تألیف مهندس محمد کرمانی، انتشارات شرکت ملی صنایع پتروشیمی – 1382

[2] تئوری اسمز معکوس، راهنمای عملی برای استفاده در صنایع تصفیه آب، وس بایرن. ترجمه مهندس مجید خاکساری-  1383