مقایسه سختی گیر و اسمز معکوس
آیا تا به حال به تفاوتهای بین دو روش جذاب و پرکاربرد برای تصفیه آب، یعنی “سختی گیر” و “اسمز معکوس” فکر کردهاید؟
تصفیه آب به شیوهای که باعث حفظ سلامتی و کیفیت آب مصرفی شود، بسیار مهم است.در اینجا به بررسی دو روش پرکاربرد و موثر برای تصفیه آب؛ یعنی سختی گیر و اسمز معکوس میپردازیم. هر یک از این روشها، با استفاده از فرآیندهای خاص، به تصفیه آب، حذف آلودگیها و ترکیبات زیستشناختی ناخواسته کمک میکنند. به علاوه در ادامه ما به مقایسه این دو روش از نظر عملکرد، کارایی، هزینهها و مزایا خواهیم پرداخت تا شما را قادر به انتخاب بهترین روش برای نیازهای خود کنیم.
پس همراه ما باشید و به کمک این مقاله، با این دو روش تصفیه آب آشنا شوید.
مقایسه سختی گیر و اسمز معکوس
از روشهای رایج در تصفیه آبهای شور؛ به منظور تولید آب صنعتی یا آب نرم، استفاده از سختی گیر کاتیونی و اسمز معکوس (RO) است. هر کدام از روشها، مزایا و معایبی را در پی دارند که بهتر است پیش از انتخاب توسط مهندسین صنایع مختلف، مورد ارزیابی و مقایسه قرار گیرند.
مقایسه میان این دو روش در بخشهای فنی و اقتصادی صورت میگیرد.
- در بخش فنی؛ مقایسه میان پارامترهای خروجی بر حسب واحد تصفیه صورت میگیرد.
- در بخش اقتصادی؛ این ارزیابیها از نظر هزینه اولیه و هزینههای جاری در بخش بهره برداری انجام میگردد.
از آنجایی که روش سختی گیر کاتیونی بیشتر به منظور تولید آب نرم دیگ بخار، برج خنک کن و به طور کلی برای کاهش سختی کل آب طراحی و اجرا می گردد، بنابراین در مقایسه با سیستم اسمز معکوس RO که کلیه املاح محلول را کاهش می دهد، محدودیتهای بسیاری را دارد.
مقایسه سختی گیر و اسمز معکوس کاتیونی در تولید آب دیگ بخار
همانطور که میدانید؛ پرکاربردترین و فراگیرترین نوع مصرف آب صنعتی در کشور ما، مصرف آب دیگ بخار میباشد.
دیگ بخار در صنایع مختلف، وظیفه تولید بخار پرفشار و فوق داغ (Super heat) و یا آب گرم در دماهای مختلف را دارد و طبیعی است که در صورت افزایش رسوبات آب بر روی جداره مبدلهای حرارتی دیگ بخار، کارایی دیگ پایین آمده و سبب افزایش هزینههای مربوط به بخش انرژی میگردد. برای رفع این مشکل؛ از سیستم تصفیه آب در ورودی دیگ بخار به منظور تولید آب اولیه (Make up) استفاده میگردد.
روشهای رایج تصفیه آب دیگ بخار، اسمز معکوس و سختی گیر کاتیونی میباشد. در برخی موارد از سیستم تعویض یونی Mixe Bed یا از روش مبادله الکتریکی یونها EDI استفاده میگردد که البته در مقایسه با سایر روشها چندان رایج نمیباشد.
روشهای استاندارد تصفیه آب به روش سختی گیر و اسمز معکوس
هدف از انجام تصفیه آب این است که دیگ بخار کارایی خود را حفظ کند و هر یک از روشهای تصفیه آب باید با استاندارادهای رایج در این زمینه مورد مقایسه قرار بگیرند و به همین دلیل، استاندارد آب ورودی به دیگ بخار یا همان بویلر، باید با آب تصفیه شده به کمک این دو روش مقایسه شود.
در اینجا استاندارد انجمن سازندگان بویلر آمریکا (ABMA) که در آن به بررسی کیفیت آب ورودی به دیگ بخار پرداخته است، آورده شده است. در واقع هر یک از روشهای تصفیه آب، بایستی با این جدول مقایسه گردند.
مقایسه اسمز معکوس و سختی گیر کاتیونی در کاهش سختی
سختی کل آب عبارت است از: سختی دائم به علاوه سختی موقت و سختی کل در استاندارد دیگ بخار و در فشار ۴۰ اتمسفر بایستی کمتر از ۰.۵mg/lit CaCO3 باشد.
اما سیستم سختی گیر کاتیونی در مقایسه با اسمز معکوس صرفا قادر به حذف سختی موقت آب میباشد و به هیچ عنوان برای حذف سختی دائم آب طراحی نشده است.
مقایسه این دو روش تصفیه آب در کاهش شوری TDS و هدایت الکتریکی
در سیستم سختی گیر کاتیونی، با مبادله یونی سدیم موجود در سرشاخه رزین با کلسیم و منیزیم؛ سختی موقت کاهش مییابد. بنابراین در هر دوره، کارکرد دستگاه نیاز به مقدار فراوانی سدیم دارد که این مساله توسط آب و نمک تامین شده و همین آب و نمک سبب افزایش TDS آب و به تدریج موجب افزایش TDS آب بویلر میشود. حال آنکه مطابق دستور العمل دیگ بخار، این امر مجاز نمیباشد.
در روش اسمز معکوس در مقایسه با سختی گیر کاتیونی، چون کلیه املاح آب بر اساس اندازه مولکولی ذرات از آب حذف میشوند، بنابراین TDS و همچنین هدایت الکتریکی آب کاهش مییابد.
مقایسه این دو روش تصفیه آب در حذف سیلیکا (SiO2)
یکی دیگر از عوامل اساسی که باعث شکل گیری رسوب بسیار سخت بر روی تجهیزات دیگ بخار میشود، ایجاد یون سیلیس به ویژه از نوع کلوئیدی آن میباشد. رسوب سیلیکا مانند رسوب کربنات کلسیم در دمای بالا (مانند دمای بالای بویلر) اشباع شده و مانع از انتقال حرارت در دیگ بخار میگردد.
سیستم سختی گیر کاتیونی به هیچ وجه قادر به جداسازی یون سیلیس نمیباشد. در استاندارد دیگ بخار، SiO2 بایستی کمتر از ۲۰۰ppm در آب Blow down باشد. حال آنکه اسمز معکوس RO قادر به حذف یون سیلیس محلول میباشد.
مقایسه این دو روش تصفیه آب در حذف فسفات
کاهش یون فسفات (PO4) یکی دیگر از پارامترهای توصیه شده توسط استانداردهای تعیین شده است و حذف این یون توسط سیستم سختی گیر، غیر ممکن میباشد. حال آنکه در مقایسه با سیستم اسمز معکوس، این یون به راحتی در ممبرانها حذف میگردد.
مقایسه اسمز معکوس RO و سختی گیر کاتیونی در تولید آب آشامیدنی
در استاندارد شماره ۱۰۵۳ موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، میزان مطلوب آب آشامیدنی از نظر املاح محلول، سختی، pH و سایر کمیتهای فیزیکی و شیمیایی ارائه گردیده است. در این استاندارد میزان مطلوب سختی کل آب برابر با ۲۰۰mg/lit CaCO3 و کل املاح محلول یا همان TDS برابر با ۱۰۰۰mg/lit اظهار گردیده است.
در مورد استفاده از سیستم سختی گیر کاتیونی در مقایسه با اسمز معکوس به منظور تولید آب آشامیدنی باید توجه نمود که در سیستم اسمز معکوس کلیه کاتیونها، آنیونها، ویروسها و باکتریها به دلیل اندازه مولکولی بزرگترشان نسبت به آب در غشا (ممبران) حذف میگردند و با از بین بردن کلیه املاح و یونهای حل شده در آب، راندمانی در حدود ۹۹.۵% دارد. بنابراین میتوان از این روش به منظور تولید آب آشامیدنی استفاده نمود.
اما در خصوص تولید آب آشامیدنی با روش سختی گیر کاتیونی، محدودیتهایی وجود دارد. در سختی گیر کاتیونی، سختی آب کاهش مییابد اما با افزایش میزان سدیم تغییری در شوری یا TDS ایجاد نمیگردد و در برخی موارد حتی افزایش میابد. به علاوه سایر یونهای مضر برای آشامیدن از قبیلی سولفات و نیترات در سیستم سختی گیر کاتیونی در مقایسه با روش اسمز معکوس، از آب حذف نمیشوند.
در مجموع؛ روش سختی گیر کاتیونی به جز در موارد خاص؛ برای تولید آب آشامیدنی مناسب نمیباشد.
مقایسه اقتصادی اسمز معکوس و سختی گیر کاتیونی
روش سختی گیر کاتیونی به دلیل عملکرد احیا، نیاز به بهره برداری دقیق دارد و به طور میانگین در هر شبانه روز یک الی دو بار بایستی توسط اپراتور شستشو و احیا گردد. در مقایسه، واحد اسمز معکوس در بخش پیش تصفیه نیاز به شستشوی معکوس و همچنین تعویض میکروفیلتر دارد. اما از آنجایی که این عملیات در واحد اسمز معکوس در مقایسه با سختی گیر کاتیونی بسیار کمتر میباشد، عملیات اپراتوری آن در مقایسه با سختی گیر کاتیونی بسیار کمتر است.
از سوی دیگر هزینه اولیه خرید یک واحد اسمز معکوس در مقایسه با سختی گیر کاتیونی بسیار بالاتر و همچنین هزینه تعویض ممبرانهای اسمز معکوس نسبت به هزینه رزینهای سختی گیر کاتیونی نیز بیشتر میباشد.
در نتیجه به طور خلاصه روش اسمز معکوس در مقایسه با سختی گیر کاتیونی، هزینه اولیه بالاتری دارد؛ اما کیفیت آب تولیدی آن بهتر میباشد.
مقایسه سختی گیر و اسمز معکوس در تصویه آب یک موضوع جذاب و الهام بخش است که میتواند به بهبود فرآیندهای تصفیه آب و به حفظ منابع ارزشمند کمک کند. با درک بهتر عملکرد این دو روش و تأثیر آنها در تنظیم حجم و تراکم مواد، میتوان به بهبودهای قابل توجهی در بخش تصفیه آب دست یافت.
شما میتوانید با متخصصان ما در زمینه تصفیه آب مشورت کنید. آنها میتوانند به شما اطلاعات دقیقتری درباره استفاده از این دو روش در تصفیه آب و تجربیات خود در این زمینه ارائه دهند.
در نهایت، پیادهسازی این دو روش در پروژههای تصفیه آب یک فرصت هیجانانگیز برای شماست. با آزمایش و ارزیابی این روشها در سیستمهای تصفیه آب محلی، میتوانید به بهبود کیفیت آب منطقه خود و حفظ منابع کمک کنید؛ زیرا به عنوان شهروندان مسئول، اقداماتمان میتواند تأثیر قابل توجهی در بهبود و حفظ منابع آب داشته باشد.
برای اطلاعات بیشتر همن حالا با تیم طرح و کار تماس بگیرید!
دیدگاهتان را بنویسید