شرکت فنی مهندسی طرح و کار -  شماره تماس: 44042776 - 44010038 (021)
طرح و کار

اولترافیلتراسیون - تصفیه آب صنعتی

اولترا فیلتراسیون روشی در تصفیه آب صنعتی می باشد که به وسیله آن می توان ذرات معلق، عوامل کدورت، TSS و گل لای موجود در آب را به طور کامل از بین برد. در این روش از فلیترهای UF استفاده می شود و ذرات بزرگتر از 1 نانومتر را به طور کامل حذف می گردد.
اولترافیلتراسیون در تصفیه آب رودخانه ها، چاه ها، آب دریا، پساب تصفیه شده و کلیه منابع آبی که دارای کدورت، TSS و همچنین میکروارگانیزم (اعم از باکتری، ویروس و انگل) می باشند به کار می رود و با حذف حدود 99 درصدی کلیه عوامل آلودگی به منظور مصارف مختلف اعم از آشامیدنی، تصفیه آب کشاورزی و صنعتی به کار می رود.
شرکت فنی مهندسی طرح و کار در زمینه طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی انواع تصفیه آب صنعتی به روش اولترافیلتراسیون از میان برندهای معتبر بین المللی از قبیل DOW, Hydranautics, MB, Inge, Koch در  صنایع گوناگونی چون تصفیه پیشرفته پساب، تولید آب کشاورزی، تصفیه آب دریا، آب آشامیدنی، آب چاه های عمیق و رودخانه ها به منظور حذف کدورت و TSS و میکروارگانیزم ها مشغول به فعالیت می باشد.
 

اولترافیلتراسیون - تصفیه آب و فاضلاب به روش UF

شرح فرآیند اولترافیلتراسیون

اولترافیلتراسیون با استفاده از غشاءهای میان تهی از جنس PEMS (Hollow fiber membrane) یا PVDF عمل تصفیه آب صنعتی را انجام می دهد.  قطر حفرات روی سطح غشاء قادر به حذف ذرات معلق تا قطر 0.2 میکرون می‌باشد، از این رو 99% از میکروارگانیزم ‌ها، باکتری ‌ها و ذرات معلق توسط این غشاها به صورت فیزیکی حذف می‌گردند و کدورت آب خروجی کمتر از  0.1NTU خواهد بود. در نتیجه این روش در مقایسه با میکروفیلتراسیون راندمان بسیار بالاتری دارد.
در سیستم اولترا فلیتراسیون، آب خام که دارای کدورت بالایی می باشد، از طریق پمپ خوراک (Feed pump) وارد پیش تصفیه می شود. در پیش تصفیه ذرات درشت در حدود 100~150µm و یا بزرگتر، از آب جدا می شوند. سپس آب وارد اولترا فیلتراسیون شده و ذرات بزرگتر از 1nm که عوامل تشکیل دهنده کدورت و TSS و میکروارگانیزم ها می باشند در آن به طور کامل بر روی صفحات اولترا فیلتر باقی می مانند. پس از حدود 1 ساعت و یا کمتر، اولترافیلتراسیون نیاز به شستشوی معکوس دارد، زیرا همانطور که گفته شده کلیه ذرات معلق بر روی ممبران ها باقی مانده است.
سیکل شستشوی معکوس به طور مستقیم به میزان کدورت آب بستگی دارد. در فرآیند شستشوی معکوس مراحل ذیل انجام می گیرد:
1- هوادهی داخلی اولترافیلتراسیون و تخلیه محفظه ها.
2- شستشو و شستشوی معکوس جهت ضدعفونی با مواد گندزدا (مانند کلر)
3- شستشو و شستشوی معکوس با مواد شیمایی (با توجه به آنالیز آب) جهت جلوگیری از ایجاد رسوب.
4- آماده سازی جهت استفاده مجدد از اولترافیلتراسیون به وسیله آب خام.
علاوه بر موارد فوق از سیستم شستشوی در محل (CIP) به صورت دوره ای جهت جلوگیری از رسوب و اشباع شدن مواد معلق و محلول، استفاده می گردد.

کیفیت آب ورودی به اولترافیلتراسیون UF جهت کاهش کدورت و TSS

تمامی سازندگان ممبران های اولترافیلتراسیون میزان حداکثر کدورت، TSS و همچنین COD ورودی به این قبیل دستگاههای تصفیه آب را ارائه داده اند تا در هنگام طراحی یک واحد تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون مورد توجه طراح این واحدها قرار بگیرد.
1- میزان کدورت (turbidity) حداکثر 300NTU باشد.
2- کل اکسیژن خواهی شیمیایی یا همان COD بایستی کمتر از 60mg/lit باشد.
4- روغن و گریس (Oil & Grease) باید کمتر از 2mg/lit باشد.
5- میزان کل ذرات معلق جامد (TSS) باید کمتر از 100mg/lit باشد.
5- رنج مجاز pH بایستی بین 2 الی 11 واحد باشد.
میزان روغن و گریس و همچنین COD مجاز ورودی به سیستم اولترافیلتراسیون بایستی در طراحی واحدهای تصفیه فاضلاب صنعتی که در خروجی تصفیه خانه های فاضلاب طراحی و نصب می گردند حتما مد نظر قرار بگیرد.

شستشوی واحد اولترافیلتراسیون UF

در اولترافیلتراسیون، علاوه بر سیکل شستشوی معکوس و شستشو با مواد شیمیایی نیاز به شستشوی در محل یا همان CIP می باشد. این شستشو به مدت 1 الی 2 روز به طول می انجامد و پس از 3 الی 4 ماه کارکرد پکیج اولترافیلتراسیون (UF) انجام می گیرد.
هدف از انجام شستشوی در محل (CIP) اولترافیلتراسیون پاک کردن سطح ممبران ها از کلیه رسوبات املاح می باشد که در طول زمان به صورت یک لایه اشباع سطح ممبران ها را گرفته اند. با انجام این عملیات شستشوی در محل می توان از طول عمر ممبران ها اطمینان حاصل نمود.
مراحل شستشوی در محل یا همان CIP در تصفیه آب صنعتی به روش اولترافیلتراسیون شامل شستشو با مواد بازی و pH=11 و سپس شستشو با آب خالص در مرحله اول و سپس شستشو با مواد اسیدی و pH= 2 و در انتهای آن شستشو با آب خالص به عنوان مرحله دوم می باشد.

کنترل اولترافیلتراسیون UF

همانطور که ذکر شد اولترافیلتراسیون در یک سیکل تولید آب تصفیه شده، نیاز به عملیات شستشو و ضد عفونی دارد. به عنوان نمونه هر واحد اولترافیلتراسیون به مدت 45 دقیقه آب تصفیه شده تولید می نماید و به مدت 5 الی 7 دقیقه شستشو و آماده سرویس در مرحله بعد می باشد. به هر روی راندمان واحد اولترافیلتراسیون بالاتر از 80 درصد می باشد.
کنترل شیرآلات مربوط به جریانهای ورودی و خروجی و همچنین مسیر شستشو و هوادهی، با توجه به زمان بندی حساس و دقیق سیکل تولید و شستشوی اولترافیلتراسیون بایستی به صورت تمام اتوماتیک و با کمک PLC صورت بگیرد. به زبان دیگر اپراتور بهره بردار هیچ نقشی در فرآیند شستشو و ضد عفونی ندارد و تمام این مراحل توسط سیستم PLC صورت می گیرد.

نتایج استفاده از پکیج تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون UF

نتایج عمده استفاده از اولترافیلتراسیون شامل این موارد می باشد:
1- کاهش TSS یا همان ذرات جامد معلق.
2- کاهش کدورت و رنگ آب یا پساب.
3-  از بین بردن کلیه عوامل میکروبی، ارگانیزم ها و میکروب و ویروس ها.
5- کاهش یونهای دو ظرفیتی مانند کلسیم، منیزم و سولفات
6 – حذف فلزات سنگین غیر محلول مانند آهن، کبالت، روی و نیکل.
7- کاهش اکسیژن خواهی شیمیایی یا همان COD پساب یا فاضلاب.
8- کاهش اکسیژن خواهی بیولوژیکی یا همان BOD پساب یا فاضلاب.


 

طراحی اولترافیلتراسیون با نرم افزارهای مهندسی
 

کاربردهای روش اولترافیلتراسیون در تصفیه آب صنعتی

از اولترافیلتراسیون  می توان در زمینه های مختلف و وسیعی از صنعت آب و فاضلاب استفاده نمود که برخی از مهمترین این موارد شامل:
1- تصفیه آب های سطحی مانند آب رودخانه ها، آب پشت سد ها و آب برکه ها که دارای رنگ و کدورت و TSS بالایی هستند.
2- تصفیه آب های آلوده به میکروارگانیزم ها مانند گنداب ها و یا آب های آلوده به فاضلاب.
3- پیش تصفیه واحدهای اسمز معکوس (RO) به ویژه در تصفیه آب دریا.
4- تصفیه پیشرفته پساب و فاضلاب خروجی تصفیه خانه های بیولوژیکی فاضلاب.

مزایای استفاده پکیج تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون UF

استفاده از روش اولترافیلتراسیون به دلیل راندمان بسیار بالایی که در حذف کدورت و TSS و همچنین حذف کامل باکتری و ارگانیزم ها دارد به عنوان یک روش مطمئن در پیش تصفیه اسمز معکوس (RO) به کار می رود. از آنجایی که ممبران های واحد اسمز معکوس به شدت به کدورت و آلودگی های میکروبی حساس هستند، بنابراین استفاده از اولترافیلتراسیون به ویژه در مقاطعی که کدورت آب ورودی بالا می باشد، اطمینان خاطر ویژه ای در خصوص بهره وری و طول عمر ممبران های اسمز معکوس به همراه خواهد داشت.
از دیگر مزیت های روش اولترافیلتراسیون کاربرد گسترده آن در حذف میکروارگانیزم و باکتری و ویروس در خروجی تصفیه خانه های فاضلاب و پساب می باشد. به نحوی که استفاده از این سیستم علاوه بر کاهش اکسیژن خواهی شیمیایی (COD) منجر به حذف کامل ارگانیزم ها شده و راندمان آبیاری کشاورزی به وسیله پساب را افزایش می دهد.

نگاهی به آینده با روش اولترافیلتراسیون UF

امروزه با کاهش جدی منابع آب زیر زمینی، کاهش نرخ بارش های سالانه و افزایش جمعیت در کشورمان با کمبود جدی آب مواجه هستیم. بدون شک یکی از راهکارهایی که در اغلب کشورهای دنیا به منظور مدیریت منابع آب استفاده می شود، بازگرداندن فاضلاب و پساب های تصفیه شده به چرخه تولید و استفاده مجدد از آن می باشد.
در این بین با توجه به کارایی بالای اولترافیلتراسیون در تصفیه پیشرفته پساب و فاضلاب، امکان بازگرداندن آب به چرخه تولید وجود دارد و لذا باید مورد توجه جدی قرار بگیرد.