شرکت فنی مهندسی طرح و کار  
شماره تماس: 49279980 (021) (پنج خط ویژه)
طرح و کار

اولترافیلتراسیون

اولترا فیلتراسیون روشی در تصفیه آب 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 یا همان UF 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، کشاورزی و صنعتی به کار می رود.
شرکت فنی مهندسی طرح و کار در زمینه طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی انواع پکیج های تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون (UF)  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 UF جهت کاهش کدورت و TSS

در پکیج اولترافیلتراسیون UF با استفاده از غشاءهای میان تهی از جنس PEMS (Hollow fiber membrane) عمل خالص سازی آب خام 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 سیستم اولترا فلیتراسیون(UF)، 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 آن از آب جدا می شوند. سپس آب وارد اولترا فیلتراسیون (UF) 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 UF نیاز به شستشوی معکوس دارد، زیرا همانطور که گفته شده کلیه ذرات معلق بر روی UF 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 (UF) 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 UF 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 UF 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 UF 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 UF بایستی در طراحی واحدهای تصفیه پیشرفته فاضلاب که در خروجی تصفیه خانه های فاضلاب طراحی و نصب می گردند حتما مد نظر قرار بگیرد.

شستشوی واحد اولترافیلتراسیون UF

در یک پکیج تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون UF، 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) پکیج اولترافیلتراسیون UF 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 پکیج تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون (UF) 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 پکیج اولترافیلتراسیون UF

همانطور که ذکر شد هر پکیج تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون (UF) در یک سیکل تولید آب تصفیه شده، نیاز به عملیات شستشو و ضد عفونی دارد. به عنوان نمونه هر واحد اولترافیلتراسیون (UF) 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 UF 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 پکیج اولترافیلتراسیون (UF) 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 پکیج تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون UF

از یک پکیج اولترافیلتراسیون UF 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 پکیج تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون (UF) 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 پکیج 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 پکیج اولترافیلتراسیون (UF) 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 پکیج تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیون (UF) 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 پکیج اولترافیلتراسیون (UF) در تصفیه پیشرفته پساب و فاضلاب، امکان بازگرداندن آب به چرخه تولید وجود دارد و لذا باید مورد توجه جدی قرار بگیرد.