اسمز معكوس (Reverse Osmosis) چيست؟

اسمز معكوس (به انگليسي: Reverse Osmosis) فرايند تصفيه آبي است كه در آن از فشار براي معكوس نمودن جريان اسمزي آب از درون يك غشاي نيمه‌تراوا براي توليد آب خالص و حذف يون‌ها، مولكول‌ها و ذرات بزرگتر حل شده در آب استفاده مي‌شود. اگر يك غشاي نيمه‌تراوا بين دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گيرد آب به صورت طبيعي و تحت خاصيت اسمزي از غلظت پايين‌تر به غلظت بالاتر جريان مي‌يابد. اين پديده تا هنگامي كه پتانسيل‌هاي شيميايي دو طرف برابر گردند ادامه خواهد يافت. در حالت تعادل اختلاف فشار بين دو طرف غشا برابر اختلاف فشار اسمزي است. اگر فشاري برابر با اختلاف فشار اسمزي به محلول غليظ‌تر اعمال گردد جريان آب قطع خواهد شد. در صورتي‌كه فشار اعمال شده بيشتر از فشار اسمزي باشد، جهت جريان طبيعي آب، معكوس خواهد گرديد.
در اين روش آب با فشار از ميان غشايي گذرانده مي‌شود كه نيترات و ساير مواد معدني و بسياري از مواد شيميايي و ميكروارگانيسم‌ها (عمدتاً باكتري‌ها) را حذف مي‌كند. نيم تا دو سوم آب پشت اين غشا باقي مي‌ماند كه به عنوان آب پسمانده (Concentrate) دور ريخته مي‌شود. مي‌توان پسماند خروجي را مجدداً به سيستم بازگرداند تا در مصرف آب صرفه جويي به عمل آيد. اگر پسآب خروجي كه نيم تا دو سوم آب را تشكيل مي‌دهد در يك سيكل چرخشي وارد شود مي‌توان راندمان سيستم را افزايش داد.
همچنين بهترين روش نمك زدائي از آب‌هاي شور استفاده از فرايند اسمز معكوس مي‌باشد، زيرا سيستم پيچيده‌اي نداشته و راهبري آن قابليت كنترل بيشتري از ديگر روش‌ها دارا مي‌باشد و با توجه به توسعه روش‌هاي پيشرفته توليد غشاهاي پليمري، به‌كارگيري اين روش، توجيه بيشتري دارد.
صنايع امروز براي تصفيه آب مورد استفاده در بخش‌هاي توليد بخار و فرايند خود از سيستم اسمز معكوس به فراواني استفاده مي‌كنند. اساس كار اين دستگاه‌ها بر عبور مولكول‌هاي غير يوني مثل آب از يك غشاء با روزنه‌هاي بسيار ريز بنا شده‌است. اين غشاءها به صورتي ساخته شده‌اند كه مولكول‌هاي خنثي را به راحتي از خود عبور مي‌دهند. به همين دليل آب ورودي به سيستم، كه داراي املاح مختلف است به آب تقريباً خالص تبديل مي‌گردد. در سيستم اسمز معكوس، جريان ورودي يا خوراك (Feed) به دو جريان آب تصفيه شده (Permeate) و پساب غليظ (Concentrate) يا (Brine) تبديل مي‌شود. سيستم اسمز معكوس كه به واسطه فيلتري كه به آن ممبران يا غشاء گفته مي‌شود عمليات جداسازي مولكول را انجام مي‌دهد. به اين صورت كه غشاء يا لايه‌هاي به هم تابيده شده به دور يك لوله استوانه اي كه بيشتر از جنس پلاستيك است با روزنه‌هايي كه اندازه آن‌ها از يك ده هزارم ميكرون كوچكتر هستند آلاينده‌هاي آب را جداسازي مي‌كند. اين آلاينده‌هاي آب شامل نيترات، انگل، باكتري، قارچ، سموم كشاورزي، نمك و ساير املاح محلول آلوده‌كننده مي‌باشند.

اساس كار اسمز معكوس:

فرض كنيد دو ظرف، يكي حاوي آب نمك (۱) و ديگري حاوي آب خالص (۲) توسط يك لوله به يكديگر متصل بوده و هر دو داراي ارتفاع مساوي از آب و در يك سطح قرار داشته باشند. جهت برقراري تعادل در غلظت يون‌هاي سديم و كلرايد از ظرف آب نمك، يون‌هاي نمك به صورت نفوذ مولكولي به ظرف آب خالص انتقال يافته تا تعادل غلظت بين هر دو ظرف برقرار گردد. اما اگر بين اين دو ظرف و در مسير جريان آب يك غشاء قرار گيرد كه فقط اجازه دهد مولكول‌هاي آب از آن عبور كنند، يون‌هاي نمك اجازه عبور نخواهند داشت؛ لذا براي برقراري تعادل در غلظت، آب خالص از ظرف شماره (۲) به ظرف شماره (۱) انتقال مي‌يابد و اين عمل تا آنجا ادامه مي‌يابد كه افزايش ارتفاع حاصله در ظرف آب نمك، فشار مضاعف ايجاد كرده و اجازه انتقال آب از ظرف شماره (۲) به ظرف شماره (۱) را ندهد. اين فشار را فشار اسمزي مي‌گويند و تابعي از غلظت نمك در هر دو طرف غشاء مي‌باشد.

تاريخچه:

فرايند اسمزي از طريق غشاهاي نيمه تراوا ابتدا در سال ۱۷۴۸ توسط ژان آنتوان نولت مشاهده شد. تا ۲۰۰ سال بعد، اسمز تنها پديده اي بود كه در آزمايشگاه مشاهده شد. در سال ۱۹۵۰، دانشگاه كاليفرنيا در لس آنجلس ابتدا آب نمك زدايي را با استفاده از غشاهاي نيمه تراوا مورد بررسي قرار داد. محققان هر دو دانشگاه كاليفرنيا در لس آنجلس و دانشگاه فلوريدا در اواسط دهه ۱۹۵۰ از آب دريا، آب شيرين توليد مي‌كردند، اما جريان به قدري كم بود كه قابل تجاري سازي نبود.
انتخاب غشاءدر سيستم اسمز معكوس غشاء يا ممبران مهم‌ترين و حساسترين قسمت دستگاه مي‌باشد. زيرا فشار عملياتي مورد نياز ارتباط مستقيم با ضخامت غشاء و قطر سوراخ‌هاي آن دارد. همچنين غشاء به علت تماس مداوم با مواد شيميايي افزوده شده به آب، بايستي مقاوم بوده و با مواد بازدارنده و ضد رسوب‌گذار و زيست كُش‌ها (Biocides) واكنش ندهد.

عوامل مؤثر براي مقايسه غشاءها عبارتند از:
قطر سوراخ‌هاضخامتمقاومت در مقابل مواد شيمياييافت فشارشركت سازندهقيمتسعي مي‌شود آب قبل از ورود به دستگاه اسمز معكوس، حتماً تصفيه مقدماتي گردد.
به علت كيفيت بسيار عالي آب خروجي از سيستم اسمز معكوس امروزه بيشتر صنايع از اين روش، به جاي به‌كارگيري سيستم‌هاي تبادل يوني استفاده مي‌كنند. زيرا مبادله‌كننده‌هاي يوني به علت مصرف زياد مواد شيميايي و رزين تبادل يوني، داراي هزينه راهبري و نگهداري زيادي مي‌باشند.

پمپ‌هاي فشار قويپمپ‌هاي فشار بالا فشار لازم براي عبور آب از غشا را فراهم مي‌كنند. فشار لازم براي آب لب شور معمولي از ۱٫۶ تا ۲٫۶ مگاپاسكال (۲۲۵ تا 376 psi) است. در مورد آب دريا، فشار از ۵٫۵ تا ۸ مگاپاسكال (۸۰۰ تا 1180 psi) متغير است. تأمين اين فشار نياز به مقدار زيادي انرژي دارد. در سيستم‌هايي كه از بازيافت انرژي استفاده مي‌شود، بخشي از كار پمپ فشار بالا توسط دستگاه بازيابي انرژي تأمين مي‌شود، كه باعث كاهش انرژي ورودي به سيستم مي‌شود.

تصفيه آب و فاضلاب:

آرايه اي از فيلترهاي اسمز معكوس در يك كارخانه آب شيرين كنتصفيه آب باران با روش اسمز معكوس براي آبياري فضاي سبز و مصارف سرمايش دستگاه‌هاي آب خنك در شهرهاي بزرگ دنيا به عنوان راه حلي براي مشكل كمبود آب مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
در صنعت، در نيروگاه‌ها، اسمز معكوس مواد جامد حل شده را از آب ديگ‌هاي بخار حذف مي‌كند. اين كار رسوب گذاري را در تأسيسات كاهش داده و از خرابي آن‌ها جلوگيري مي‌كند. رسوب گذاري داخل يا خارج لوله‌هاي ديگ بخار با كاهش كارايي آن و همچنين توليد بخار ضعيف، باعث توليد برق ضعيف در توربين مي‌شود.
همچنين براي تميز كردن پساب و آب‌هاي زيرزميني لب شور از اسمز معكوس استفاده مي‌شود. فاضلاب در حجم‌هاي بزرگ (بيش از ۵۰۰ متر مكعب در روز) ابتدا بايد در يك تصفيه خانه پيش تصفيه شود و پس از آن پساب پاكيزه تحت سيستم اسمز معكوس قرار مي‌گيرد. به اين طريق هزينه تصفيه به‌طور قابل توجهي كاهش مي‌يابد و عمر غشاء سيستم اسمز معكوس افزايش مي‌يابد.
فرايند اسمز معكوس را مي‌توان براي توليد آب ديونيزه استفاده كرد.
فرايند اسمز معكوس براي تصفيه آب نياز به انرژي حرارتي ندارد. دبي جريان سيستم‌هاي اسمز معكوس را مي‌توان با پمپ‌هاي فشار بالا كنترل كرد. بازيابي آب خالص بستگي به عوامل مختلفي، از جمله اندازه غشاء، اندازه سوراخ‌هاي غشاء، دما، فشار عملياتي و مساحت جانبي غشاء دارد.

صنايع غذايي:

علاوه بر نمك زدايي، اسمز معكوس يك فرايند ارزان‌تر براي افزايش غلظت مايعات غذايي (براي مثال آب ميوه‌ها) نسبت به فرآيندهاي معمول حرارتي است. با تحقيقاتي كه روي افزايش غلظت آب پرتقال و آب گوجه فرنگي انجام شده‌است مزاياي آن عبارت بوده‌اند از: هزينه عملياتي پايين‌تر و توانايي اجتناب از فرايندهاي نياز به گرما كه آن را براي مواد حساس به گرما مانند پروتئين‌ها و آنزيم‌ها كه در اكثر محصولات غذايي موجود است مناسب مي‌سازد.
از اسمز معكوس به‌طور گسترده‌اي در صنعت لبني براي توليد پودر پروتئين وِي (Whey) و افزايش غلظت شير (براي كاهش هزينه‌هاي حمل و نقل) استفاده مي‌شود. در فراِيند ساخت پنير، آب پنير يا Whey (مايع باقي‌مانده پس از توليد پنير) با استفاده از اسمز معكوس از غلظت ۶٪ مواد جامد محلول به ۱۰–۲۰٪ مواد جامد محلول (قبل از الترافيلتراسيون) تغليظ مي‌شود. پس از اتمام فرايند اولترافيلتراسيون مي‌توان از پودرهاي مختلف آب پنير، از جمله پروتئين وِي ايزولات استفاده كرد. علاوه بر اين، خروجي رقيق (Permeate) فرايند اولترافيلتراسيون كه حاوي لاكتوز است، توسط اسمز معكوس از ۵٪ جامد تا ۲۲–۱۸٪ جامد تغليظ مي‌شود تا هزينه‌هاي كريستال سازي و خشك كردن پودر لاكتوز را كاهش داد.

دوزينگ پمپ چيست؟

دوزينگ پمپ يا پمپ اندازه‌گير يا به عبارتي ديگر مترينگ پمپ، پمپ‌هايي هستند كه مقدار مشخص (دوز مشخصي) از يك سيال را پمپاژ (تزريق) مي‌كنند.
به طبع در سيستم‌هاي دوزينگ پمپ مقدار دبي و فشار از جمله پارامترهاي با اهمييت بالا هستند؛ و به همين جهت همه دوزينگ پمپهاي ساخته شده داراي دبي قابل تنظيم مي‌باشند.
يكي از شاخص‌هايي كه دوزينگ پمپ را از پمپ‌هاي مشابه آن مجزا مي‌كند قابليت تغيير كورس رفت و برگشتي است. در همه دوزينگ پمپ‌ها مي‌توان با تغيير كورس، نسبت دبي را تغيير داد هرچند در اكثر دوزينگ پمپ‌ها از تغيير فركانس تزريق هم براي كنترل دبي استفاده مي‌شود.
اين دوزينگ پمپها در انواع و مكانيزم‌هاي مختلف از جمله دوزينگ پمپ ديافراگمي، دوزينگ پمپ پيستوني ودوزينگ پمپ مارپيچي و دوزينگ پمپ پرستالتيك(غلطكي) با متريال‌هايي از قبيل :ST316,PE,PTFE,PVDF و … جهت پمپاژ سيالات مختلف از جمله اسيدي، قليايي ديگر مواد شيميايي توليد مي‌شوند.
نيروي محركهٔ اين دوزينگ پمپها عموماً به صورت برقي الكتروموتور، سلونوئيد يا مغناطيسي، پنوماتيك و هيدروليك مي‌باشد.
لازم است ذكر شود كه در پمپ‌هاي سانتريفيوژ معمولي با تغيير فشار، انرژي برق و عوامل ديگر ميزان دبي نيز تغيير مي‌كند و جهت استفاده به عنوان دوزينگ پمپ مناسب نمي‌باشند.

دبي و فشار در دوزينگ پمپ:

 به‌طور كلي دوزينگ پمپهاي مورد استفاده در صنعت داراي دبي پاييني هستند. هرچند در موارد خاص سازندگان دوزينگ پمپ بنابر سفارش دوزينگ پمپهايي با ظرفيت بالا توليد مي‌كنند.
به‌طور معمول دوز اين دوزينگ پمپها بين ۱ ليتر بردقيقه تا ۱۰۰۰ ليتر بر دقيقه و فشار كاري دوزينگ پمپ‌ها ۱ تا 2000 bar متغير مي‌باشد.

كاربردهاي دوزينگ پمپ:

• كلرزني دستي و اتوماتيك به آب آشاميدني
• صنايع دارو سازي
• كلرزني آب استخرها
• تزريق پلي الكتروليت به فاضلاب
• كنترل پارامترهاي آب برج خنك‌كننده
• و . . .

كلريناتور (دوزينگ پمپ يا پكيج تزريق مواد شيميايي) پمپ تزريق كلر:

به پكيج‌هاي تزريق كلردر سيستم كلريناتور گفته مي‌شود كه در ابعاد و ظرفيت‌هاي مختلف و به صورت دستي يا هر مشخصه طراحي و اجرا مي‌شود جزء اصلي سيستم كلريناتور يك دستگاه دوزينگ پمپ (مترينگ پمپ) يا پمپ اندازه‌گير مي‌باشد كه از انواع دوزينگ پمپ ديافراگمي سلونوئيد ساخت و توليد همين شركت استفاده مي‌شود البته به سفارش مي‌توان از نمونه‌هاي اروپايي يا برند دلخواه نيز استفاده نمود.
لازم است ذكر شود كه اين پكيج دوزينگ پمپ صرفاً جهت تزريق كلر نبوده و جهت تزريق ديگر مواد شيميايي مايع هم قابل استفاده مي‌باشد و به دليل اينكه اين پكيج‌ها در موارد تزريق كلر كاربردبيشتري دارند به زبان عاميانه به كليريناتور كه همان دوزينگ پمپ است معروف شده‌است.

انواع دوزينگ پمپ:

1- سلونوئيدي تكفاز
2- پيستوني
3- ديافراگمي
4- هيدروليكي
5- پيستون هيدورليك ديافراگم
6- پنوماتيك بادي

فلومتر چيست؟

فلومتر دستگاهي است كه براي اندازه گيري جرم يا حجم مايعات و گازها به كار مي رود. بسته به نوع صنعت فلومتر را با اسم هاي متعددي مي شناسند: شاخص جريان، جريان متر، سنسور جريان سنج و …..با اين حال تمامي موارد نام برده شده، جريان را اندازه ميگيرند. فلومتر را مي توان براي اندازه گيري مايعات و بخار به كار روند.يا اينكه مي توان آن را در لوله ها براي اندازه گيري جريان مايعات يا گازها به كار برد. بهبود دقت، صحت و رزلوشن مهمترين مزاياي يك فلومتر خوب هستند.هر فلومتر شامل يك قسمت اصلي و يك ترنسديوسر يا ترانسميتر مي شود. ترانسديوسر مايعي را كه از قسمت اصلي عبور مي كند حس مي كند. سپس يك سيگنال قابل استفاده با استفاده از سيگنال خام اوليه توليد مي كند.اين اجزا معمولا تركيبي استفاده مي شوند، بنابراين سطح سنج ممكن است از چند دستگاه تركيبي تشكيل شده باشد.

كاربردهاي فلومتر:

پردازش شيمياييسيستم هاي فاضلابكنترل فرآيندسيستم هاي روغن كاريسيستم هاي خورشيديخطوط تخليهتست پمپ

انواع فلومترها:

الكترومغناطيسيالتروسونيكتوربينيVortex SheddingTargetسطح متغيرVenturiو …

كدام مدل از فلومترها بهتر هستند؟

فلومتري نيست كه براي تمامي كاربردها مناسب باشد. بنابراين در هنگام انتخاب فلومتر مناسب شما بايد از تكنولوژي اندازه گيري استفاده كنيد كه نيازهاي صنايع را پوشش دهد.معمولا مدل هاي مختلف ويژگي هاي متفاوتي دارند كه دانستن مشخصات هر مدل مهم است.

مواردي كه در انتخاب فلومتر بايد در نظر بگيريد:

براي اندازه گيري مايع يا گاز به كار مي رود؟
حداكثر و حداقل جريان چقدر است؟
چه دقتي نياز است؟
دما و ويسكوزيته مايع چقدر است؟
سيال با متريال به كار رفته در ساخت فلومتر سازگار است؟
حداكثر فشار چند است؟
چه مقدار افت فشار مجاز است؟
آيا فلومتر در محيط خطرناك نصب مي شود كه ممكن است گازهاي منفجره در آن وجود داشته باشد؟جريان سيال خروجي پيوسته است يا گسسته؟
چه نوع سيگنال خروجي نياز است؟

پمپ چيست؟

پمپ وسيله اي است كه به صورت مكانيكي به وسيله افزايش فشار در مايعات، باعث بالا رفتن و يا پايين رفتن آن  سيال ميشود.پمپ ها اين انرژي مكانيكي را از يك موتور دريافت ميكنند و به سيال در حال عبور انتقال ميدهند و از اين طريق باعث افزايش فشار سيال بعد از خروج از پمپ ميشوند.پمپ ها در صنايع متفاوت كاربردهاي مختلف و بسياري دارند.همچنين در انواع پمپ ها از انرژي هاي مختلفي استفاده ميشود كه ممكن است به صورت كاربرد دستي، برقي، نيروهاي باد و همچنين موتورهاي دورن سوز باشد.اندازه هاي ميكروسكوپي پمپ ها براي پزشكي پر كاربرد ميباشد و ابعاد بزرگ تر آن نيز جهت موارد صنعتي مورد استفاده قرار ميگيرد.

هد يا فشار پمپ:

هد يا فشار پمپ به اين معني ميباشد كه آن پمپ تا چه ارتفاعي ميتواند سيالي را كه تحت فشار است بالا ببرد.هد براي پمپ هاي سانترفيوژ بر حسب متر يا فوت مي باشد و براي پمپ هاي روتاري و جا به جايي مثبت ميزان هد بر حسب bar، PSI و كيلو پاسكال محاسبه ميشود.

انواع پمپ:

پمپ هاي آب و آبرساني از نظر سايز و اندازه، نوع و جنس پروانه و بدنه، نوع عملكرد و كاربرد و … بسيار متنوع هستند كه شامل پمپ هاي كوچك خطي تا پمپ هاي بزرگ توربيني هستند.بنابراين بهتر است براي انتخاب مناسب از بين انواع پمپ ها با همكاران فني رساكالا تماس فرماييد تا شما را در انتخاب بهتر ياري فرمايند.
پمپ ها به طور كلي ميتوان گفت شامل پمپ هاي ديناميكي و جا به جايي مثبت هستند.
پمپ هاي جا به جايي مثبت شامل پمپ هاي دوراني و رفت و برگشتي هستند و انواع آنها به صورت زير ميباشد:
پمپ دوراني شامل  پمپ دنده اي، پمپ لوپ، پمپ پيش رونده خلاء، پمپ پيش رس، پمپ اسكرو و پمپ پره اي ميباشد.
 پمپ رفت و برگشتي نيز شامل پمپ پيستوني شناور و پمپ ديافراگمي ميشود.

عملكرد پمپ دوراني:

در پمپ هاي دوراني جابجايي سيال به وسيله حركت دوراني چرخ دنده و ميل بادامك و يا پره ها انجام مي شود.

عملكرد پمپ رفت و برگشتي:

در پمپ هاي رفت و برگشتي منتقل كردن انرژي به صورت دوره اي صورت ميگيرد.در اين پمپ ها همچنين نيروي محرك اكثراً الكترو موتور مي باشد.عملكرد پمپ هاي رفت و برگشتي به اين گونه است كه با حركت كردن پيستون به يك سو، در درون سيلندر مكشي رخ ميدهد و باعث مكش سيال به داخل دريچه ميشود.سپس با برگشتن پيستون اين سيالي كه مكش شده است از طريق يك دريچه ديگر به سمت بيرون هدايت ميشود.جهت سيالاتي كه ويسكوز هستند و يا روغني اند پمپ هاي رفت و برگشتي كاربرد دارند.

ماده ضد رسوب DM چيست؟

ماده DM جهت جلوگيري از تشكيل رسوب و خوردگي در دستگاه هاي صنعتي نظير بويلرها، برج هاي خنك كننده و ديگ هاي بخار استفاده مي شود. پايه تركيبي اين ماده از فسفات هاي معدني بوده كه به منظور از بين بردن سختي كل آب بويلر (بعضي از املاح همچون سيليس، باريم و كربناتها از دستگاه­ هاي سختي گير سديمي عبور مي نمايد و به علت بالا رفتن غلظت آب در عمليات تبخير، اين سختي در بعضي از بويلرها حتي به بيش از 300PPmخواهد رسيد)، حذف اكسيژن محلول در آب و افزايش استحكام فلزي لوله هاي آتشخوار (اين لوله ها به علت تغييرات دما در داخل و خارج لوله ها دائماً در حال انقباض و انبساط مي باشند و به مرور زمان تنش خستگي لوله ها از نمودار تنش و كرنش رد شده و دچار مشكلاتي همچون خروج از والس، پارگي و باز شدن شكاف مي شوند)، مورد استفاده قرار مي گيرد.

فيلتر پرس (Filter Press) چيست؟

آبگيري به روش فيلتر پرسآبگيري به روش فيلتر پرس يك فرايند ناپيوسته (Batch) مي باشد كه در آن آبگيري از طريق خارج كردن آب از لجن در فشار بالا صورت مي پذيرد. حاصل اين فرايند كيك لجن مي باشد كه در مقايسه با ديگر تكنولوژي هاي موجود از ميزان مواد جامد بالاتري برخوردار خواهد بود كه مقدار آن تا 50 درصد مواد جامد نيز مي تواند برسد. فيلتر پرس از يك سري صفحات پلي آميد يا پروپيلن تو رفته تشكيل شده است.

 از مهمترين مزاياي استفاده از دستگاه فيلتر پرس مي توان به موارد زير اشاره كرد:

 - سهولت در كاربرد
- هزينه تعمير و نگهداري فوق العاده كم
- راندمان بالا و قابل توجه

اجزا دستگاه فيلترپرس:

 - شاسي دستگاه فيلترپرس 
- صفحه دستگاه فيلترپرس 
- قاب دستگاه فيلترپرس 
- جك دستگاه فيلترپرس 
- يونيت هيدروليك دستگاه فيلترپرس

انواع فيلترپرس:

 دستگاه هاي فيلترپرس به دو دسته فيلترهاي اتوماتيك و غير اتوماتيك تقسيم مي شوند؛كه به برخي مزايا و معايب آنها اشاره مي شود.- فيلترهاي اتوماتيك نيازمند به نيروي متخصص مي باشد اما فيلتر هاي دستي اينگونه نيست.
- فيلترهاي اتوماتيك به علت اضافه نمودن سيستم اتوماسيون از پيچيدگي بالايي برخوردار مي باشند و به علت داشتن قطعات متحرك در معرض استهلاك بالاتر و نگهداري گرانتري مي باشد؛به همين دليل در فرآيندهايي كه كيك (لجن جامد) از آلايندگي خطرناك برخوردار مي باشد (زباله هاي اتمي،فاضلاب هاي شيميايي خطرناك (فاضلاب آبكاري،چرم سازي و...) و لجن هايي كه در حين جداسازي از خود گازهاي خطرناك متصاعد مي كنند)  استفاده مي شود.
- در فاضلاب هاي انساني (شهري) و فاضلاب هاي صنعتي (شهرك هاي صنعتي) به علت معمولي بودن كيك فيلترپرس (لجن جامد) نياز به فيلتر اتوماتيك نمي باشد.

آنتراسيت (Anthracite) چيست؟

آنتراسيت (Anthracite)، زغاليست سخت، سياه و براق كه داراي حداقل مقدار آب و مواد فرار و بيشترين مقدار كربن (بين 75 الي 95 درصد) مي باشد.كاني آنتراسيت علي رغم دارا بودن مقدار زياد كربن، به سختي مشتعل مي شود و وقتي مي سوزد، شعله آبي كوتاه و بدون دود دارد و آخرين فرآورده تغيير و تبديل مواد گياهي از طريق سلسله مراحل زغال نارس، ليگنيت (lignite) و زغال بيتومينه (Bituminous) است. در سال 2010 مقدار توليد آن در كل جهان برابر 670 ميليون تن بوده است.

تفاوت كربن اكتيو و آنتراسيت در تصفيه آب چيست؟

بستر آنتراسيت در فيلتر شني و فيلترهاي پيش تصفيه آب و فاضلاب جهت جداسازي مواد معلق به كار گرفته مي شود كه معمولا بخاطر مراحل تصفيه شيميائي پيشين و افزودن مواد شيميائي درشت گرديده و بخاطر سايز بزرگشان قابل جداسازي توسط سنگ هاي آنتراسيت مي باشند. منافذ بيروني زغال سنگ آنتراسيت بسيار كوچك است لذا جذب مولكولي آن ضعيف بوده و توانايي حذف بسياري از مولكول هاي مزاحم در آب (مانند روغني و مواد فرار) را ندارد. كربن اكتيو گرانولي (GAC) بخاطر بافت فراوري شده خود، توانائي جذب عمقي (Absorption) را داشته و مي تواند بو، موادآلي و روغني را به خوبي حذف نمايد. اين جذب عمقي باعث مي گردد كه صرفا با شستشوي معكوس در فيلترها امكان پاك سازي كربن اكتيو ميسر نگردد، اما آنتراسيت كه صرفا جذب سطحي دارد (Adsorption)، معمولا به راحتي دربكواش پاك سازي مي گردد.

تفاوت كربن اكتيو و آنتراسيت در تصفيه آب چيست؟

بستر آنتراسيت در فيلتر شني و فيلترهاي پيش تصفيه آب و فاضلاب جهت جداسازي مواد معلق به كار گرفته مي شود كه معمولا بخاطر مراحل تصفيه شيميائي پيشين و افزودن مواد شيميائي درشت گرديده و بخاطر سايز بزرگشان قابل جداسازي توسط سنگ هاي آنتراسيت مي باشند. منافذ بيروني زغال سنگ آنتراسيت بسيار كوچك است لذا جذب مولكولي آن ضعيف بوده و توانايي حذف بسياري از مولكول هاي مزاحم در آب (مانند روغني و مواد فرار) را ندارد. كربن اكتيو گرانولي (GAC) بخاطر بافت فراوري شده خود، توانائي جذب عمقي (Absorption) را داشته و مي تواند بو، موادآلي و روغني را به خوبي حذف نمايد. اين جذب عمقي باعث مي گردد كه صرفا با شستشوي معكوس در فيلترها امكان پاك سازي كربن اكتيو ميسر نگردد، اما آنتراسيت كه صرفا جذب سطحي دارد (Adsorption)، معمولا به راحتي دربكواش پاك سازي مي گردد.
ارتفاع بستر فيلترهاي شني و فيلترهاي شني-آنتراسيت همواره پس از چندين مرحله بكواش (شسشتوي معكوس) كاهش مي يابد. در فيلترهاي شني تحت فشار، معمولاً افت ارتفاع بستر كمتر است و در صورت طراحي خوب، اين افت ارتفاع به حدود 1 الي 2 درصد كل ارتفاع بستر در يك سال مي رسد (در عمل حدود 5%).
اما در فيلترهاي دو بستره، معمولاً فرار آنتراسيت به ميزان 5 الي 7 درصد ارتفاع در سال اتفاق مي افتد (در عمل حدود 10 درصد). هرچه قطر و دانسيته آنتراسيت بيشتر باشد (مثلاً قطر 2-3 ميليمتر و دانسيته نزديك به 900kg/m^3 براي آنتراسيت)، احتمال فرار بستر آنتراسيت در هنگام شستشوي معكوس (بكواش) كمتر خواهد بود. البته طبق رابطه استوكس، تأثير قطر دانه ها بسيار بيشتر از تأثير دانسيته آنتراسيت يا سيليس مي باشد.

كاربرد آنتراسيت در تصفيه آب چيست و چگونه استفاده مي شود؟

كارايي آنتراسيت در تصفيه آب و فاضلاب، عملاً حد واسط ميان سيليس و كربن اكتيو (زغال فعال) مي باشد. بايستي توجه داشت كه سيليس يك ماده معدني خالص و كربن اكتيو يك محصول گياهي فراوري شده مي باشد و آنتراسيت زغال طبيعي است كه به عنوان يك كاني از زمين و معادن موجود برداشت شده و پس از خرد شدن، آسياب شدن و بعضاً شسته شدن، بسته بندي و مصرف مي گردد. اين ماده قادر است كدورت، آهن، منگنز، كلرآزاد، كروم و فلزات سنگين، مواد آلي (فنل و...) و چربي و روغن را از آب حذف و يا ميزان آنرا كاهش دهد و معمولاً به همراه سيليس و گارنت (Garnet) در فيلترهاي دو يا چند بستره (Dual Media Filters) (Multi Media Filters) مورد استفاده قرار مي گيرد. طراحي كلي فيلترهاي دو يا چند بستره نظير فيلترهاي شني تحت فشار بوده وليكن در دانه بندي و شستشوي معكوس ملاحظات ويژه اي بايستي صورت پذيرد. غير از تصفيه آب، از آن مي توان به عنوان سوخت در نيروگاهها، صنايع فولادسازي و سوخت درخانه هاي روستايي استفاده نمود.

چگونه از ميزان خلوص كربن در آنتراسيت مطلع شويم؟

در آزمايش ميزان كربن آنتراسيت، بايستي دقت داشت كه محتوي كربن (Carbon Content) با كربن ثابت (Carbon Fix) يا كربن كربن فيكس فرق دارد. ممكن است محتوي كربن يك آنتراسيت بالا باشد اما به علت وجود مواد فرار، مقدار كربن ثابت / كربن فيكس كمتر از 90 درصد باشد.
معادن آنتراسيت در ايران بيشتر در نواحي مركزي (شاهرود)، آذربايجان شرقي و غربي، كرمان و خراسان (طبس) وجود دارند. متوسط ميزان كربن در معادن آنتراسيت ايران حدود 75درصد مي باشد كه بر حسب ناحيه استحصال ممكن است بين 70 تا 78 درصد تغيير نمايد. علي رغم ادعاي برخي از معادن مبني بر بالا بودن درصد كربن آنتراسيت (كربن بالاي 80درصد)، با ارسال نمونه آنتراسيت اين معادن به آزمايشگاه هاي معتبر و انجام آناليز اندازه گيري كربن به روش استاندارد (مطابق استانداردهاي ASTM، DIN & AWWA)، بارها و بارها كذب بودن اين ادعاها در آزمايشگاه روشن شده است.

رسوب زدا (Descaler) يا ديسكلر چيست؟

 همچنان شناخته شده با نام هاي: دي اسكلر، رسوب زدا، رسوب گير اسيدي، ديسكلر اسيدي. آب، همواره از به صرفه ترين و مورد استفاده ترين سيالات در صنعت تاسيسات و تجهيزات سرمايشي و گرمايشي، بوده است. مشكل اين است كه بخاطر وجود املاح معلق و محلول در آب، به مرور زمان بر روي سطوح، رسوباتي شكل مي گيرند كه به طرز قابل توجهي بازدهي كار ما را پايين مي آورند. كاربرد اصلي اسيد ديسكلر، جدا سازي و حل مجدد اين رسوب ها در آب مي باشد.
 
رسوب چيست؟

لايه اي پيوسته و چسبنده كه به سطوح بدنه لوله ها و محفظه هايي كه با آب و وسايل حرارتي در تماس مي باشد، را رسوب مي نامند. اين لايه ها با گذشت زمان، جلوي لوله ها و مجاري عبوري آب را مي گيرند كه موجب آسيب رساني به تجهيزات و كاهش بهره وري مي شود. به طور كلي، رسوب ها معمولا يا بر اثر ته نشيني جامدات معلق در مايع، و يا بلورسازي مواد معلق در آب، مطابق شكل ذيل، شكلمي گيرند.
 
وجود رسوب در تجهيزات، عموما مشكلات زير را به بار خواهند آورد:

- توانايي انتقال حرارت دستگاه به شدت پايين مي آيد.
- به علت كاهش سطح مقطعي داخلي لوله ها، جريان خروجي ما نيز كاهش مي يابد.
- بازده توليد پايين مي آيد در حالي كه ميزان مصرف مواد اوليه بالا مي رود.
- عمر مفيد لوله ها و مخازن كاهش مي يابند كه موجب افزايش در نياز به تعويض آن ها مي گردد.
 رسوب هاي آب، عمدتا در خود حامل نمك هاي كلسيم (CaCO3) و منيزيم (MgCO3) مي باشند كه پس از واكنش با اسيد ديسكلر، در آب حل گشته و لوله را باز مي نمايند.
 
كاركرد ديسكلر

ديسكلر ها عمدتا، بر پايه ي اسيدكلريدريك HCl مي باشند كه معمولا با خلوص 25 تا 33%، پيدا مي شود. خود اين اسيد، به نام هاي اسيد دي اسكلر و جوهر نمك نيز شناخته مي شود.
در ديسكلر ها، به طور كلي، از يك اسيد بازدارنده (Inhibited acid) و يك تر كننده (Surfactant) استفاده مي شود. ماده ي بازدارنده، به منظور عدم خوردگي فلزات توسط اسيد، و تر كننده به منظور بهبود نفوذ پذيري ديسكلر در رسوبات، مورد استفاده قرار مي گيرند.
 
مزايايي كه استفاده از يك ديسكلر براي ما به ارمغان مي آورد:

- خطري براي محيط زيست ندارد.
- در اسمز معكوس، نسبت به ديگر مواد استفاده شده، عملكرد بهتري دارد.
- اكسيد كننده ها اثري بر روي آن ندارند.
- مقدار چشم گيري از رسوبات را حذف مي نمايد.
 
انواع ديسكلر:

- اسيد ديسكلر 25%؛ كه ديسكلر عادي شمرده مي شود.
- اسيد ديسكلر 33%؛ كه ديسكر خاص شمرده مي شود.
- اسيد ديسكلر ويژه به همراه بازدارنده (اينهيبيتور) .
- اسيد ديسكلر پودري.
- اسيد ديسكلر بدون بو.

اسمز معكوس چيست؟

اسمز معكوس فرايند تصفيه آبي است كه در آن از فشار براي معكوس نمودن جريان اسمزي آب از درون يك غشاي نيمه‌تراوا براي توليد آب خالص و حذف يون‌ها، مولكول‌ها و ذرات بزرگتر حل شده در آب استفاده مي‌شود. اگر يك غشاي نيمه‌تراوا بين دو محلول آب خالص و آب ناخالص قرار گيرد آب به صورت طبيعي و تحت خاصيت اسمزي از غلظت پايين‌تر به غلظت بالاتر جريان مي‌يابد. اين پديده تا هنگامي كه پتانسيل‌هاي شيميايي دو طرف برابر گردند ادامه خواهد يافت. در حالت تعادل اختلاف فشار بين دو طرف غشا برابر اختلاف فشار اسمزي است. اگر فشاري برابر با اختلاف فشار اسمزي به محلول غليظ‌تر اعمال گردد جريان آب قطع خواهد شد. در صورتي‌كه فشار اعمال شده بيشتر از فشار اسمزي باشد، جهت جريان طبيعي آب، معكوس خواهد گرديد.
در اين روش آب با فشار از ميان غشايي گذرانده مي‌شود كه نيترات و ساير مواد معدني و بسياري از مواد شيميايي و ميكروارگانيسم‌ها (عمدتاً باكتري‌ها) را حذف مي‌كند. نيم تا دو سوم آب پشت اين غشا باقي مي‌ماند كه به عنوان آب پسمانده (Concentrate) دور ريخته مي‌شود. مي‌توان پسماند خروجي را مجدداً به سيستم بازگرداند تا در مصرف آب صرفه جويي به عمل آيد. اگر پسآب خروجي كه نيم تا دو سوم آب را تشكيل مي‌دهد در يك سيكل چرخشي وارد شود مي‌توان راندمان سيستم را افزايش داد.
همچنين بهترين روش نمك زدائي از آب‌هاي شور استفاده از فرايند اسمز معكوس مي‌باشد، زيرا سيستم پيچيده‌اي نداشته و راهبري آن قابليت كنترل بيشتري از ديگر روش‌ها دارا مي‌باشد و با توجه به توسعه روش‌هاي پيشرفته توليد غشاهاي پليمري، به‌كارگيري اين روش، توجيه بيشتري دارد.
كارخانه آب شيرين كني به روش اسمز معكوسصنايع امروز براي تصفيه آب مورد استفاده در بخش‌هاي توليد بخار و فرايند خود از سيستم اسمز معكوس به فراواني استفاده مي‌كنند. اساس كار اين دستگاه‌ها بر عبور مولكول‌هاي غير يوني مثل آب از يك غشاء با روزنه‌هاي بسيار ريز بنا شده‌است. اين غشاءها به صورتي ساخته شده‌اند كه مولكول‌هاي خنثي را به راحتي از خود عبور مي‌دهند. به همين دليل آب ورودي به سيستم، كه داراي املاح مختلف است به آب تقريباً خالص تبديل مي‌گردد. در سيستم اسمز معكوس، جريان ورودي يا خوراك (Feed) به دو جريان آب تصفيه شده (Permeate) و پساب غليظ (Concentrate) يا (Brine) تبديل مي‌شود. سيستم اسمز معكوس كه به واسطه فيلتري كه به آن ممبران يا غشاء گفته مي‌شود عمليات جداسازي مولكول را انجام مي‌دهد. به اين صورت كه غشاء يا لايه‌هاي به هم تابيده شده به دور يك لوله استوانه اي كه بيشتر از جنس پلاستيك است با روزنه‌هايي كه اندازه آن‌ها از يك ده هزارم ميكرون كوچكتر هستند آلاينده‌هاي آب را جداسازي مي‌كند. اين آلاينده‌هاي آب شامل نيترات، انگل، باكتري، قارچ، سموم كشاورزي، نمك و ساير املاح محلول آلوده‌كننده مي‌باشند.

اساس كار اسمز معكوس:

فرض كنيد دو ظرف، يكي حاوي آب نمك (۱) و ديگري حاوي آب خالص (۲) توسط يك لوله به يكديگر متصل بوده و هر دو داراي ارتفاع مساوي از آب و در يك سطح قرار داشته باشند. جهت برقراري تعادل در غلظت يون‌هاي سديم و كلرايد از ظرف آب نمك، يون‌هاي نمك به صورت نفوذ مولكولي به ظرف آب خالص انتقال يافته تا تعادل غلظت بين هر دو ظرف برقرار گردد. اما اگر بين اين دو ظرف و در مسير جريان آب يك غشاء قرار گيرد كه فقط اجازه دهد مولكول‌هاي آب از آن عبور كنند، يون‌هاي نمك اجازه عبور نخواهند داشت؛ لذا براي برقراري تعادل در غلظت، آب خالص از ظرف شماره (۲) به ظرف شماره (۱) انتقال مي‌يابد و اين عمل تا آنجا ادامه مي‌يابد كه افزايش ارتفاع حاصله در ظرف آب نمك، فشار مضاعف ايجاد كرده و اجازه انتقال آب از ظرف شماره (۲) به ظرف شماره (۱) را ندهد. اين فشار را فشار اسمزي مي‌گويند و تابعي از غلظت نمك در هر دو طرف غشاء مي‌باشد.

تاريخچه رزين تبادل يوني:

فرايند اسمزي از طريق غشاهاي نيمه تراوا ابتدا در سال ۱۷۴۸ توسط ژان آنتوان نولت مشاهده شد. تا ۲۰۰ سال بعد، اسمز تنها پديده اي بود كه در آزمايشگاه مشاهده شد. در سال ۱۹۵۰، دانشگاه كاليفرنيا در لس آنجلس ابتدا آب نمك زدايي را با استفاده از غشاهاي نيمه تراوا مورد بررسي قرار داد. محققان هر دو دانشگاه كاليفرنيا در لس آنجلس و دانشگاه فلوريدا در اواسط دهه ۱۹۵۰ از آب دريا، آب شيرين توليد مي‌كردند، اما جريان به قدري كم بود كه قابل تجاري سازي نبود.

انتخاب غشاء:

در سيستم اسمز معكوس غشاء يا ممبران مهم‌ترين و حساسترين قسمت دستگاه مي‌باشد. زيرا فشار عملياتي مورد نياز ارتباط مستقيم با ضخامت غشاء و قطر سوراخ‌هاي آن دارد. همچنين غشاء به علت تماس مداوم با مواد شيميايي افزوده شده به آب، بايستي مقاوم بوده و با مواد بازدارنده و ضد رسوب‌گذار و زيست كُش‌ها (Biocides) واكنش ندهد.
عوامل مؤثر براي مقايسه غشاءها عبارتند از:
قطر سوراخ‌هاضخامتمقاومت در مقابل مواد شيمياييافت فشارشركت سازندهقيمتسعي مي‌شود آب قبل از ورود به دستگاه اسمز معكوس، حتماً تصفيه مقدماتي گردد.
به علت كيفيت بسيار عالي آب خروجي از سيستم اسمز معكوس امروزه بيشتر صنايع از اين روش، به جاي به‌كارگيري سيستم‌هاي تبادل يوني استفاده مي‌كنند. زيرا مبادله‌كننده‌هاي يوني به علت مصرف زياد مواد شيميايي و رزين تبادل يوني، داراي هزينه راهبري و نگهداري زيادي مي‌باشند

تصفيه آب چيست؟

تصفيه آب، هر فرآيندي است كه كيفيت آب را بهبود مي‌بخشد تا آن را براي يك هدف خاص مناسب‌تر سازد. هدف استفادهٔ نهايي ممكن است نوشيدن، تأمين آب صنعتي، آبياري، نگهداري جريان رودخانه، تفريح با آب يا بسياري از كاربردهاي ديگر، از جمله بازگرداندن به صورت امن به محيط‌زيست باشد. تصفيهٔ آب آلاينده‌ها و اجزاي نامطلوب را حذف مي‌كند يا غلظت آن‌ها را كاهش مي‌دهد، به طوري‌كه آب براي استفاده مورد نظر مناسب مي‌شود.

تصفيه آب آشاميدني:

تصفيهٔ براي توليد آب آشاميدني شامل حذف آلاينده‌ها از آب ورودي براي توليد آبي است كه به اندازهٔ كافي براي مصرف انسان بدون خطر كوتاه‌مدت يا بلندمدت بر سلامتي انسان باشد. موادي كه در طول فرايند تصفيهٔ آب آشاميدني حذف مي‌شوند عبارتند از: جامدات معلق، باكتري‌ها، جلبك‌ها، ويروس‌ها، قارچ‌ها و مواد معدني مانند آهن و منگنز.
فرايندهاي مربوط به حذف آلاينده‌ها شامل فرايندهاي فيزيكي مانند ته‌نشيني و فيلتراسيون، فرايندهاي شيميايي مانند ضد عفوني و انعقاد و فرايندهاي بيولوژيكي مانند فيلتر كردن آهسته شن و ماسه است.
براي اطمينان از كيفيت آب، افزون بر تصفيه، مسائل مربوط به نقل و انتقال و آبرساني نيز مدنظر قرار گرفته مي‌شود. به همين دليل، روش معمول براي جلوگيري از آلودگي باكتريايي در طول مرحلهٔ توزيع، نگهداشتن مواد ضدعفوني‌كننده در آب تصفيه شده‌است.

تصفيه فاضلاب :

تصفيه فاضلاب فرآيندي است كه اكثر آلاينده‌ها را از فاضلاب حذف مي‌كند و دو خروجي كه يكي مايع و يكي لجن است را توليد مي‌كند كه جهت دفع در محيط طبيعي مناسب است. در تصفيهٔ فاضلاب مي‌توان از فرآيندهاي زيستي استفاده كرد كه اين فرايندها مي‌تواند شامل، حوضچهٔ هوادهي، لجن فعال يا فيلترهاي شن و ماسه آهسته باشد. براي مؤثر بودن، فاضلاب بايد توسط لوله و زيرساخت‌هاي مناسب به يك تصفيه‌خانه انتقال داده شود و خود فرايند نيز بايد تحت نظارت و كنترل دقيق باشد. بعضي از فاضلاب‌ها نياز به روش‌هاي تصفيهٔ متفاوت و گاه تخصصي دارند. در ساده‌ترين حالت، تصفيهٔ فاضلاب از طريق جداسازي مواد جامد از مايعات با روش رسوب‌گذاري انجام مي‌شود. با تبديل تدريجي مواد حل شده به مواد جامد، معمولاً يك توده بيولوژيكي، كه پس از آن ته‌نشين مي‌شود، يك خروجي با خلوص بيشتر توليد مي‌شود.