برررسی طراحی و آنالیزهای آب

 دمای آب یکی از آنالیزهای آب است

بررسی طراحی و آنالیزهای آب : دمای آب ، تاثیر شدیدی روی سرعت جریان عبوری از غشا دارد. شرایط زمستان  بایستی در نظر گرفته  شود. مبدل حرارتی برای گرم کردن آب خوراک اُسمزمعکوس به عنوان وسیله ای برای افزایش محصول، مناسب خواهد بود.

این مسئله سبب ایجاد انرژی بیشتر و قیمت گران تر عملیات خواهد شد اما نیاز به تعویض غشا، در سامانه ی اُسمزمعکوس را کاهش خواهد داد. در اینجا می توان از یک پمپ قوی تر ( با سرعتهای متغیر) استفاده کرد تا فشار را در هوای سرد افزایش دهد.

منبع آب خوراک، بایستی در محل استفاده برای غلظت میکروب کش آزمایش شود. میکروب کشهای عمومی مورد استفاده در سامانه های شهری، کلر آزاد یا کلر آمین هستند. این مواد به علت فراریت ، بایستی در محل ، آزمایش شوند؛ به این معنی که اگر اینها را به محل آزمایشگاه انتقال دهید، غلظت آنها به علت تمایل به خارج شدن از آب؛ متغیر خواهد بود.

کیت های آزمایشگاهی

کیتهای آزمایشگاهی از تامین کنندگان وسایل آزمایشگاهی، به راحتی قابل تهیه اند. میزان کلر آزاد موجود درمنابع آب شهری در محدوده ی (۰٫۳ – ۰٫۸ PPM) است.

غلظت کلرآمین به عنوان کلرکل؛ توسط کیت، آزمایش خواهد شد. چنانچه کلرآمین به وسیله ی شهرداری برای کنترل بیولوژیکی آب استفاده شود، این مسئله بایستی ذکر گردد. تاثیر کلرآمین در از بین بردن باکتری ها و جلوگیری از رشد آنها کمتر از کلر آزاد است و امکان دارد تجهیزات اضافی برای حذف آنها مورد نیاز باشد.

برای اثبات عدم وجود باکتری ؛ آب، بایستی آزمایش شود. چنانچه باکتری وجود داشته باشد و یا غلظت میکروب کش کمتر از حد مجاز باشد، بایستی سامانه ی تزریق پیوسته ی میکروب کش در سامانه ی اُسمزمعکوس پیش بینی گردد.

آزمایشهای کامل مقایسه ای آب خوراک، بایستی توسط آزمایشکاهی دیگر انجام شود.

نتایج، بایستی برای پتانسیل تشکیل رسوبات در سامانه ی اُسمزمعکوس مورد استفاده قرار گیرند. و ممکن است روی بازیابی اُسمزمعکوس یا ملزومات سامانه ی پیش تصفیه ی اُسمزمعکوس موثر باشند.

 

آنالیزهای خاص آب

شاخص چگالی لجن (SDI) این شاخص همچنین به نام شاخص گرفتگی معروف است. این معیار به صورت وسیع در صنعت تصفیه آب به عنوان شاخص برای گرفتگی غشا، مورد استفاده واقع می شود و سرعت گرفتگی غشای  µm0.45 به وسیله ی مواد معلق را اندازه می گیرد. این روش بسیار مرسوم است زیرا انجام آزمایش ، ساده بوده و نیاز به تجهیزات گران قیمت ندارد.

آزمایش، شامل عبور آب خوراک از صافی ای با قطر ۴۷ میلی متر و تحت فشار ثابت، معمولا ۳۰ پوند مربع بر اینچ فشار سنج(psig) است.

ابتدا زمان عبور ۵۰۰ میلی لیتر آب از صافی اندازه گیری می شود و سپس صافی برای ۱۵ دقیقه به لوله ی آب وصل می شود. نسبت بین این دو جریان برای میزان گرفتگی صافی استفاده می شود.

متاسفانه معیار SDI همان ساز و کارهایی را که غشای اُسمزمعکوس عمل میکند، تکرار نخواهد کرد. با روش SDI تمامی مواد معلق تحت فشار قرار میگیرند تا روی شافی را بپوشانند.

با اُسمزمعکوس درصد نامعلومی از این ذرات از غشای اُسمزمعکوس عبور خواهند کرد و در نهایت، در جریان غلیظ اُسمزمعکوس؛ خود را نشان خواهند داد.

بنابراین مقادیر بالای SDI لزوماً بمعنای اینکه RO براحتی دچار گرفتگی شده، نیست.

پتانسیل زِتا در آنالیزهای آب

مواد معلق جامد آلی تمایل دارند که بار منفی را روی سطح خارجی گروهشان حمل کنند. با داشتن بار مشترک، گروه های مختلف کلوئیدی، تمایل به دفع یکدیگر را دارند. آنها برای نزدیک شدن به همدیگر مقاومت میکنند. و بدین ترتیب گروه های بزرگ تر تشکیل نمی دهند. این گروه های کوچک مثل گروه های بزرگ نیستند تا بر نیروی مولکول های آب که آنها را بصورت معلق نگه داشته، غلبه کنند.

هنگامی که چنین بار منفی ذرات، توسط سامانه ی RO ، غلیظ می شود. آنها را میتوان با فشار به یکدیگر نزدیک کرد. وقتی چنین اتفاقی می افتد؛ ذرات کوچک، به ذرات بزرگ تر تبدیل شده ، بهم میچسبند و ذرات کلوئیدی بزرگ تر تشکیل می دهند. گروه های  بزرگ بر نیروی آب و نیروی بُرشی که آن ها را به حالت معلق نگه داشته غلبه می کند و سپس آنها می توانند از محلول روی غشا سقوط کنند و خارج شوند.

پتانسیل زِتا معیاری برای بار کلی مواد معلق در آب است. پتانسیل زِتای منفی به این معناست که آب حاوی مواد معلق با بار منفی است که احتمالاً در محلول باقی خواهند ماند.

پتانسیل زِتای خنثی

به این معناست که مواد معلق، بار حمل نمی کنند تا همدیگر را دفع نماین؛ آنها احتمالاً به گروه های بزرگ تر تبدیل می گردند و از محلول خارج خواهند شد.

پتانسیل زِتا غالباً بهمراه سامانه ی تزریق منعقد کننده ی کاتیونی ، مورد استفاده قرار میگیرد.

غلظت منعقد کننده طوری تنظیم می شود که پتانسیل زِتای خنثی در مسیر جریان صافی حاصل گردد. بنابراین مواد معلق به احتمال زیاد از محلول خارج میشود به طوری که میتوان آنها را صاف کرد.

افزایش منعقد کننده لزوما بعنوان قسمتی از سامانه ی RO پیشنهاد نمیشود .

 

نوع دیگر پایش که گاهی اوقات به همراه تزریق منعقد کننده مورد استفاده قرار می گیرد آشکارگر جریان (SCD)، است.

این وسیله، دسته ای مکانیکی دارد که سرعت آب را افزایش می دهد که این سرعت ،

سبب حرکت یون های باردار شده و این یون ها مواد معلق با بار مخالف را احاطه می کنند ( معمولا بار منفی). سپس جریان الکتریسیته ی تولید شده به وسیله ی حرکت، یون ها را اندازه می گیرد. اگر بار مواد معلق، با افزایش منعقد کننده ،خنثی شده باشد،

یون های آزاد کمتری برای احاطه ی ذرات وجود خواهد داشت و جریان کمی توسط  SCD  تولید خواهد شد.

شیمی آب در آنالیزهای آب

شناخت شیمی آب برای دانستن اینکه آب ، سبب تشکیل رسوب در سامانه ی RO خواهد شد، بسیار مهم است.

اگر مشخص شود که نمکها پتانسیل  تشکیل رسوب را بعنوان تابعی از بازیابی محصول RO دارند،

پس بایستی روشی برای جلوگیری و کنترل تشکیل رسوب طراحی کنند.

هنگام انحلال نمک ها درآب، آنها تبدیل به کاتیون (بارمصبت) و آنیون(بارمنفی) می شوند.

سیلیکای حل شده  شبیه آنیون ضعیف است که توسط رزین تبادیل یونی زدوده میشود. به واسطه ی مشخصات بار ضعیف آن ، معمولاً در آنالیز آب بعنوان آنیون در نظر گرفته نمیشود.

آزمایش خوراک RO بایستی دست کم، شامل آزمایش یون های گروه نخست و همچنین PH باشد.