نحوه کارایی اسمز معکوس: شیرین کردن آب دریاها امروزه یکی از مسایل حیاتی تبدیل شدهاست. در سرتاسر جهان از روش های مختلفی برای شیرین نمودن آب دبا برای مصارف گوناگون استفاده می کنند، یکی از این روش ها اسمزمعکوس است با بهرهگیری از یک پمپ فشار قوی برای نمک زدایی استفاده می کند.
نحوه کارایی اسمز معکوس | تصفیه فاضلاب | آریا عمران
اسمز معکوس با استفاده از یک پمپ فشار بالا برای افزایش فشار در سمت نمک RO و فشار دادن آب به غشای نیمه تراوا RO عمل می کند
و تقریباً همه (حدود ۹۵٪ تا ۹۹٪) نمک های محلول را در پشت می گذارد. مقدار فشار مورد نیاز به غلظت نمک آب خوراک بستگی دارد.
هر چه آب خوراک غلیظ تر باشد، فشار بیشتری برای غلبه بر فشار اسمزی مورد نیاز است.
آب نمک زدایی شده که غیر معدنی یا دیونیزه می شود، آب تراوش (یا محصول) نامیده می شود.
جریان آبی که حامل آلاینده های غلیظی است که از غشای RO عبور نکرده اند، جریان رد (یا کنسانتره) نامیده می شود.
همانطور که آب تغذیه تحت فشار وارد غشای RO می شود (فشار کافی برای غلبه بر فشار اسمزی)،
مولکول های آب از غشای نیمه تراوا عبور می کنند و نمک ها و سایر آلاینده ها نمی توانند عبور کنند
و توسط جریان دفع (همچنین به عنوان کنسانتره شناخته می شود) تخلیه می شوند. یا جریان آب نمک)،
که تخلیه می شود یا ممکن است در برخی شرایط به منبع تغذیه آب بازگردانده شود تا توسط سیستم RO
برای صرفه جویی در مصرف آب بازیافت شود. آبی که از غشای RO عبور می کند، آب نفوذی یا محصول نامیده می شود
و معمولاً حدود ۹۵ تا ۹۹ درصد نمک های محلول را حذف می کند.
به جهت مطالعه مقاله تصفیه آب کلیک کنید.
سیستم RO
درک این نکته مهم است که یک سیستم RO از فیلتر متقاطع به جای فیلتراسیون استاندارد استفاده می کند،
جایی که آلاینده ها در محیط فیلتر جمع آوری می شوند. با فیلتراسیون متقاطع، محلول از فیلتر یا از فیلتر با دو خروجی عبور می کند:
آب تصفیه شده به یک طرف و آب آلوده به طرف دیگر می رود. برای جلوگیری از تجمع آلاینده ها، فیلتراسیون جریان متقاطع به آب اجازه می دهد
تا تجمع آلاینده ها را از بین ببرد و همچنین اجازه می دهد تا تلاطم کافی برای تمیز نگه داشتن سطح غشاء ایجاد شود.
نقش پمپ های فشار قوی در شیرین کردن اب
پمپ فشار قوی قلب فرآیند نمک زدایی است . هر کارخانه آب شیرین کن باید حداقل یک پمپ فشار قوی داشته باشد.
در نیروگاههایی با قطارهای متعدد، که واحدهای نمکزدایی مدولار هستند که از غشاها، پمپها، دستگاههای بازیابی انرژی و غیره تشکیل شدهاند،
هر بخش نیز معمولاً دارای یک پمپ فشار بالا است. این قسمت ها معمولاً سرلوله های مشترکی دارند و ممکن است پیش تصفیه سیستم مشترک داشته باشند.
در زمان های اولیه شیرین کردن آب ، پمپهای جابجایی مثبت (PD) رایج بودند. پمپهای PD راندمان بالاتری نسبت
به پمپهای گریز از مرکز اولیه زمانی که اندازههای کارخانه نمکزدایی نسبتاً کوچک بودند، ارائه میکردند.
با این حال، با رشد فناوری شیرین کردن آب دریا، کاربران متوجه محدودیتهای پمپهای جابجایی مثبت در مقیاس بزرگتر شدند
و به دلیل بهرهبرداری، نگهداری و مقیاسپذیری ذاتاً آسانتر برای ظرفیتهای بزرگتر، شروع به استفاده از پمپهای گریز از مرکز کردند.
پمپهای جابجایی مثبت هنوز هم در نمکزدایی جای دارند، اما معمولاً در قسمت های آب شیرین کن
کوچکتر یافت میشوند که کمتر از ۱۰۰ گالن در دقیقه (gpm) تولید میکنند.
نحوه کارایی اسمز معکوس
پیشرفتها و طرحهای فناوری پمپ گریز از مرکز
راندمان پمپ های گریز از مرکز به دلیل نوآوری های تکنولوژیکی به افزایش خود ادامه داده است.
یکی از نوآوری های کلیدی استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای بهینه سازی طراحی اجزای هیدرولیک است.
استفاده از این نرم افزار بسیار پیچیده به سازندگان پمپ اجازه می دهد تا به طور دقیق کل فضای هیدرولیک پمپ را مدل کنند و تلفات راندمان داخلی را کاهش دهند.
طراح هیدرولیک این توانایی را دارد که ببیند جریان آب چگونه به تغییرات هندسه تیغهها واکنش نشان میدهد
بدون اینکه نیازی به ساخت نمونه اولیه برای هر طرح جدید باشد. البته تمامی طرح ها در مرحله آزمایش بتا پروژه به طور کامل تست می شوند.
یکی دیگر از مؤلفه های کلیدی طراحی پمپ فشار قوی نحوه مدیریت پمپ بارهای رانش است.
بارهای رانش را می توان به روش های مختلف مدیریت کرد. برخی از آنها موثرتر از دیگران هستند.
برخی از پمپ ها برای تحمل بار رانش به یاتاقان موتور متکی هستند، اگرچه این پیکربندی معمول نیست،
زیرا یاتاقان موتور برای تحمل بارهای زیاد ناشی از فرآیند نمک زدایی طراحی نشده است.
سیستم های دیگر دارای یک سیستم یاتاقان خارجی هستند که بین پمپ و موتور قرار دارد تا نیروی رانش را کنترل کند.
این سیستم های یاتاقان خارجی برای عملکرد صحیح به روغن و/یا گریس روغن کاری و همچنین تعمیر و نگهداری منظم
و ابزار دقیق برای اطمینان از عملکرد صحیح نیاز دارند.
در سیستمهای دیگر، یک یاتاقان فشاری نوع دیسکی درون پمپ، سیستمهای یاتاقان خارجی را حذف میکند،
اما برای عملکرد مناسب به دیفرانسیل فشار متکی است.
