نوشته‌ها

طرح شماتیک فرآیند ZLD برای یک نیروگاه سیستم

طراحی فرآیند سیستمهای ZLD

۱٫    نگرشی متفاوت به آب و پساب

امروزه شاهد نگرشی متفاوت در مورد پساب‌های خروجی از یک فرایند می‌باشیم. این نگاه جدید ناشی از بحران آب در بسیاری از مناطق گرمسیر جهان از جمله ایران می‌باشد. دلیل دیگر قوانین جدید و سختگیرانه زیست محیطی است، که اجازه ورود شورابه‌ و لجن ایجاد شده در سیستم تصفیه را به محیط به طور مستقیم نمی‌دهد. اصطلاحی که در این شکل از مواجه با پساب به کار برده می‌شود ZLD
(Zero Liquid Discharge) می‌باشد. .همانطور که از نام این سیستم‌ها مشخص است، هیچگونه خروجی مایع از فرایند نخواهیم داشت. در حقیقت کل آب به کارگرفته شده بازیابی شده و باقیمانده نمک‌ها و املاح موجود به شکل جامد در می‌آیند. این مواد جامد که حجم بسیار کمتری نسبت به پساب مایع دارند، می‌توانند در صورت داشتن ارزش اقتصادی دوباره استفاده شده و یا طبق اصول زیست محیطی منطقه دفع شوند.

۲٫    نگاه اجمالی به ZLD از گذشته تا کنون

از حدود سی سال گذشته تکنولوژی تبخیر و کندانس مایع برای داشتن یک فرایند ZLD به خوبی مورد استفاده قرار گرفته است. تبخیر در حدود ۹۵ درصد از پساب را می‌تواند بازیابی کند. میزان کم شورابه و لجن باقیمانده وارد بخش آبزدایی و کریستالیزاسیون شده تا تمامی آب موجود جدا شود. مشکل اساسی این روش هزینه‌ی بالا در سیستم‌های با حجم بالای پساب می‌باشد. یکی از بهترین راه‌ حل‌ها را می‌توان به کار گیری غشا در کنار سیستم‌های تبخیری نام برد. امروزه این تکنولوژی برای دستیابی به یک سیستم ZLD مناسب به کارگرفته می‌شود. در این فرایند به طور معمول از غشاهای اسمز معکوس یا RO (Reverse Osmosis) و الکترودیالیز برعکس یا EDR (Electro Dialysis Reversal) استفاده می‌شود. با استفاده از این سیستم جدید که ترکیبی از غشا، تبخیر و کریستالیزاسیون است، می‌توان در هزینه‌های ZLD بسیار صرفه‌جویی کرد. البته شکل ترکیب فرایندها و نوع فرایندهای پیش‌تصفیه به ترکییب شیمیایی پساب ورودی و دبی‌ آن بستگی دارد. از این رو نمی‌توان یک روش عمومی و واحد برای تمامی پساب‌ها ارائه کرد.
در زیر برخی از فرایندهای عمومی به کار رفته به عنوان پیش‌تصفیه و جداسازی یا Polishing را مشاهده می کنیم:
–    تنظیم pH
–    گاز زدایی
–    استفاده از بسترهای رزین
–    جداسازهای آب/روغن
–    خنثی سازی یون‌ها
–    اکسیداسیون(UV، سدیم هیپوکلریت، ازن)
–    شناور سازی با هوای فشرده یا DAF (Dissolved Air Flotation)
–    جذب با کربن فعال
–    حذف هوازی و بی‌هوازی

۳٫    طراحی یک سیستم ZLD

جهت طراحی یک سیستم ZLD مانند هر فرایند دیگری توجه به دو نکته بسیار حائز اهمیت می‌باشد. نکته‌ی اول دبی خوراک ورودی است که در اینجا همان پساب می‌باشد. میزان دبی ورودی بر میزان هزینه‌ی سرمایه گذاری اولیه بسیار موثر می‌باشد. نکته‌ی دوم ترکیب شیمیایی پساب است. برای یافتن ترکیب شیمیایی بسته به فرایند موجود، نیاز به آنالیز پساب از چند نقطه‌ی مختلف می‌باشد. عموما برای غلظت ترکیبات آلی پارامترهایی مانند COD، BOD، TOC و برای ترکیبات غیر آلی پارامترهایی مانند TDS، ORP مورد سنجش قرار می‌گیرند. با داشتن اطلاعات مذکور می‌توان یک طراحی بهینه برای سیستم ZLD انجام داد.

۴٫    برخی نکات عمومی برای سیستم های ZLD

همانطور که توضیح داده شد، یکی از پارامترهای مهم طراحی شدت جریان آب می‌باشد. در شدت جریان ‌های پایین سیستم می‌تواند بسیار ساده تر از مقیاس‌های بزرگ باشد. در زیر یکسری از دستورالعمل‌های پذیرفته شده برای این سیستم‌ها را در شدت جریان ‌های مختلف مشاهده می‌کنیم.

 

شدت جریان پساب(gpm) فرایند مورد استفاده برای سیستم ZLD
کمتر از ۱۰ ترکیب کریستالایزر و اسپری درایر
۱۰ تا ۵۰ کریستالایزر
۵۰ تا ۱۰۰ (خوراک غیر اشباع) ترکیب RO، EDR و کریستالایزر
۵۰ تا ۱۰۰ (خوراک اشباع) ترکیب تبخیرکننده و کریستالایزر
۱۰۰ تا ۵۰۰ ترکیب RO و کریستالایزر یا ترکیب تبخیرکننده و کریستالایزر
۵۰۰ تا ۱۰۰۰ ترکیب سه فرایند RO، تبخیرکننده و کریستالایزر

منظور از خوراک اشباع، پساب هایی با شاخص TDS بیشتر از حدود ۳۰۰٫۰۰۰ میلی گرم در لیتر می باشد. در ادامه شکل شماتیک فرآیند ZLD در یک نیروگاه نشان داده شده است.
نکته قابل توجه در فرآیند ZLD استفاده از آلیاژهای خاص در بخش مربوط به کریستالایز می باشد. زیرا به دلیل املاح زیاد آب در این بخش و همچنین دمای بالای آب، نرخ خوردگی برای فلزات و آلیاژ های معمول به شدت بالا می باشد و برای جلوگیری  از خوردگی باید از آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی استفاده نمود.

۵٫    بخش کریستالایزر

در بخش کریستالایزر که عموما از ترکیب یک یا چند بدنه تبخیر کننده و مبدل حرارتی استفاده می شود، با توجه به انرژی که به پساب از طریق بخار (یا هوای داغ و یا گازهای حاصل از احتراق) داده می شود، باعث بالا رفتن دمای پساب شده و نرخ تبخیر زیاد شده و پساب رفته رفته از وضعیت غیر اشباع، به حالت اشباع و بعد از آن به حالت فوق اشباع می رسد و در این شرایط در مبدل با کاهش جزئی دما، بخشی از املاح محلول به حالت جامد تبدیل شده با تجهیزاتی از قبیل سانتریفیوژ مواد جامد جدا شده و از طرف دیگر بخار (اشباع یا فوق داغ) بعد از تبادل انرژی با خوراک (به دلیل بهینه سازی مصرف انرژی) به سمت مصرف کننده و یا ذخیره سازی آب ارسال می گردد. این آب، کیفیت آب مقطر را داشته و بخشی از آن می تواند دوباره در همین واحد استفاده شود.
با توجه به توضیحات داده شده هرچه خوراک ورودی به کریستالیزر به حالت اشباع نزدیک تر باشد (TDS بالاتری داشته باشد) میزان مصرف انرژی کاهش می یابد.
از این سیستم برای خالص سازی انواع نمک های خوراکی و معدنی مانند نمک طعام، کود پتاس و … استفاده می شود.

طرح شماتیک فرآیند ZLD برای یک نیروگاه

طرح شماتیک فرآیند ZLD برای یک نیروگاه سیستم

طرح شماتیک فرآیند ZLD برای یک نیروگاه سیستم

Reverse osmosis water filtration system

تصفیه آب water filtration براساس صنایع

Reverse osmosis water filtration system

تصفیه آب water filtration براساس انواع تصفیه آب

Reverse osmosis water filtration system

تصفیه آب water filtration

ضد عفونی با اشعه لامپ UV

ضد عفونی با اشعه لامپ UV

همانگونه که در دهه های اخیر اثرات مضر اشعه UV برای انسان آشکار شده است، به موازات آن ذهن خلاق بشر توانسته تا از این آثار مخرب در جهت بهبود کیفیت زندگی خود استفاده نماید. امروزه لامپ های UV به عنوان یکی از روش های ضدعفونی مورد استفاده قرار می گیرد. از این لامپ ها در اتاق های جراحی برای ضدعفونی کردن اتاق عمل و ابزارآلات پزشکی استفاده می شود.
در سالهای اخیر از این تکنولوژی برای ضدعفونی کردن آب های آلوده به آلاینده های عفونی و میکروبی استفاده می شود. در این روش یک لامپ مولد اشعه فرابنفش در محور یک مخزن استوانه ای قرار می گیرد. در محور این مخزن که در حالت کلی از نظر ساختار فیزیکی تا حدودی شبیه یک مبدل دولوله ای می باشد، لامپ مولد UV در یک غلاف از جنس کوارتز قرار گرفته و آب از اطراف غلاف کوارتز عبور کرده و اشعه UV به درون آب تابیده می شود.

ضد عفونی با اشعه لامپ UV

ضد عفونی با اشعه لامپ UV

اشعه UV باعث غیرفعال شدن میکراورگانیسم ها شده و از رشد و تکثیر آنها در آب جلوگیری می کند. انتخاب این لامپ ها وابسته به شدت جریان آب و میزان آلاینده های میکروبی بوده تا بتوان توان لامپ و زمان اقامت موردنیاز برای عملیات ضدعفونی و نوع دستگاه را انتخاب نمود.
شرکت عمران سازان مهاب به پشتوانه دو دهه فعالیت در زمینه تامین قطعات و تجهیزات دستگاه تصفیه آب، نماینده ی رسمی شرکت Wyckomar کانادا بوده و همچنین با استفاده از نیروهای مجرب و متخصص در زمینه طراحی و نصب سیستم های ضدعفونی آب با تابش فرابنفش، تاکنون پروژه های گوناگونی را در سطح کشور انجام داده است. ظرفیت های این دستگاه براساس شدت جریان آب گذرنده از حدود ۱ مترمکعب در ساعت تا ۵۰ مترمکعب در ساعت است.

ازن ژنراتور - ozone generator OZOMAX

ازن ژنراتور – ozone generator

گاز ازن از سه اتم اکسیژن تشکیل شده و با توجه به ناپایداری این گاز در شرایط موجود در سطح زمین، به عنوان یکی از اکسنده های قوی شناخته می شود. به دلیل ناپایداری این گاز، ذخیره سازی این گاز نیازمند شرایط خاصی می باشد که باعث افزایش هزینه های مربوط به ذخیره سازی این گاز می شود. بنابراین هرجا که نیاز به استفاده از ازن باشد، بهتر است تا در محل مصرف، توسط دستگاه های مخصوص، تولید گردد.

یکی از مهمترین کاربردهای گاز ازن در صنعت تصفیه آب، ضدعفونی کردن آب برای مصارف مختلف می باشد. به این صورت که گاز ازن به آب تزریق شده و زمانی که در مجاورت میکروب ها و دیگر آلاینده های عفونی قرار می گیرد، باعث از بین رفتن این آلاینده ها می شود. همچنین به دلیل خاصیت اکسیدکنندگی، بخشی از مواد آلی موجود در آب را اکسیدکرده و باعث کاهش شاخص های BOD و COD آب می شود. باید توجه داشت که زمانیکه از این روش برای ضدعفونی کردن آب (مانند آب شرب و آب استخرهای شنا و …) استفاده می شود، اولا جهت جلوگیری از خوردگی خطوط لوله و شیرآلات، باید از مواد مقاوم در برابر خوردگی استفاده شود. همچنین باید زمانی برای اثرکردن این گاز بر روی آلاینده های میکروبی در نظر گرفته شود. در نهایت نیز زمان اقامتی برای خروج گاز ازن باقیمانده در آب لحاظ گردد (مانند ذخیره سازی موقت در مخزن).

ازن ژنراتور - ozone generator OZOMAX

ازن ژنراتور – ozone generator OZOMAX

برای تولید گاز ازن می توان از هوا به عنوان ورودی به سیستم استفاده نمود. ولی برای بهبود عملکرد این دستگاه و افزایش راندمان آن، بهتراست به جای تزریق مستقیم هوا، از یک دستگاه اکسیژن ساز جهت بالابردن غلظت اکسیژن ورودی به دستگاه، استفاده نمود. تعیین ظرفیت دستگاه تولید ازن تحت تاثیر شدت جریان آب و میزان آلاینده های موجود در آن می باشد.

شرکت عمران سازان مهاب به پشتوانه دو دهه فعالیت در زمینه تامین قطعات و تجهیزات دستگاه تولید گاز ازن، نماینده ی رسمی شرکت OZOMAX کانادا بوده و همچنین با استفاده از نیروهای مجرب و متخصص در زمینه طراحی و نصب سیستم های ازن، تاکنون پروژه های گوناگونی را در سطح کشور انجام داده است.

ظرفیت های دستگاه های تولید گاز ازن براساس میزان گرم در ساعت تولیدی از ۱۰ گرم در ساعت تا چندین کیلو در ساعت قابل تأمین می باشد.

تصفیه و دفع فاضلاب با تنظیم pH

یکی از شاخص های مهم در هنگام تصفیه و دفع فاضلاب، pH آن می باشد. بنابراین لازم است تا با افزودن مواد شیمیایی مناسب pH فاضلاب به حد مجاز رسیده تا هنگام تخلیه به محیط زیست، آسیبی نرساند.

شرکت عمران سازان مهاب به پشتوانه دو دهه فعالیت در زمینه تامین قطعات و تجهیزات این فرآیند و همچنین استفاده از نیروهای باتجربه و متخصص در زمینه طراحی و ساخت سیستم های تصفیه فاضلاب تاکنون پروژه های گوناگونی را در سطح کشور انجام داده است.

روش های شیمیایی تصفیه فاضلاب

انتخاب روش‌های مناسب تصفیه فاضلاب بستگی به پارامترهای خروجی پساب و میزان بار آلودگی داشته و همچنین هدف از تصفیه که مشخص می سازد که کدام روش مناسب بوده و یا ناگزیر هستیم از روش های تلفیقی استفاده قرار گیرند. یکی از روش های موثر استفاده از مواد شیمیایی برای جداسازی ناخالصی های موجود در فاضلاب مانند روغن ها و چربی ها، تنظیم pH و … استفاده می شود. این روش به دو دسته زیر تقسیم می گردد:

  • انعقاد و لخته سازی
  • تنظیم pH

انعقاد و لخته سازی در تصفیه فاضلاب

در فرایند انعقاد الکتریکی یا همان Electrocoagulation با استفاده از جریان برق مستقیم (DC) و صفحات فلزی از جنس آلومینیوم و آهن به عنوان الکترود شیمیایی، فاضلاب تصفیه می گردد که به اختصار به این روش EC گفته می شود. انعقاد الکتریکی یا همان Electrocoagulation یا EC به منظور حذف فلزات سنگین، عوامل TSS و کدورت، COD و BOD، مواد پتروشیمی، رنگ، فلورین، آرسنیک و آلودگی های آب و خاک در تصفیه فاضلاب و پساب صنایعی همچون نساجی، کشتارگاه، رنگرزی، لبنی، کارواش، نشاسته ، قالیشویی و پتروشیمی به کار می رود.

در تصفیه فاضلاب و پساب های صنعتی وجود انواع رنگ، دترجنت، عوامل بالای کدورت و TSS و همچنین فلزات سنگین، موجب ایجاد مشکل در فرآیندهای تصفیه فاضلاب به روش های بیولوژیکی (واحدهای هوازی و بی هوازی) می گردند. بنابراین مهندسین و طراحان واحدهای تصفیه فاضلاب می کوشند تا پیش از ورود پساب به واحدهای هوازی و بی هوازی غلظت آلاینده هایی سمی که موجب اختلال در فرآیند های تصفیه زیستی (بیولوژیکی) می شوند را حذف نمایند.

شرکت عمران سازان مهاب به پشتوانه دو دهه فعالیت در زمینه تامین قطعات و تجهیزات این فرآیند و همچنین استفاده از نیروهای باتجربه و متخصص در زمینه طراحی و ساخت سیستم های تصفیه فاضلاب تاکنون پروژه های گوناگونی را در سطح کشور انجام داده است.

کلید واژه: فیلتر شنی، فیلتر کربنی، فیلتر کارتریج، غشاهای الترافیلتراسیون، غشاهای اسمز معکوس، سیستم های تزریق انواع مواد شیمیایی، پمپ های فشار بالا، مخازن تحت فشار، مخازن ذخیره سازی، میکروب زدایی با روش استفاده از لامپ UV و سیستم های تزریق گاز ازن. صنایع کشاورزی و دامداری، صنایع خودرو، صنایع معدنی، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، صنایع نیروگاهی، صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، صنایع داروسازی، آرایشی بهداشتی

 

کلاسیفایر در تصفیه فاضلاب

یکی از ناخالصی های موجود در آب (آب رودخانه، آب چاه و آب دریا) و فاضلاب، ذرات ریز شن و ماسه بوده که با آشغالگیرها جدا نمی شوند. روش مناسب برای جداسازی این ذرات استفاده از کلاسیفایر می باشد که به ویژه برای محل هایی که محدودیت فضا وجود دارد، مناسب می باشد.

شرکت عمران سازان مهاب به پشتوانه دو دهه فعالیت در زمینه تامین قطعات و تجهیزات این فرآیند و همچنین استفاده از نیروهای باتجربه و متخصص در زمینه طراحی و ساخت سیستم های تصفیه فاضلاب تاکنون پروژه های گوناگونی را در سطح کشور انجام داده است.