دریافت متن کامل مقاله

بررسی نسل جدید غشاهای اسمز معکوس در آبهای شورویلیام پی یریشهر سن دیگواستفاده از غشاهای اسمز معکوس آب های شور گسترش زیادیپیدا کرده است.‏ تمامی تولید کنندگان مهم غشاهای یک یاRO10ROچند غشای آب های شور درست کرده اند.‏ در سال اخیراز لحاظ قیمت کاهش بسیاری داشته اند،‏ و از نظر بازده نمکزدایی آب های شور زیر زمین بازده بیشتری دارند و برایمناطق کم آب مناسب هستند.‏ آخرین نسل غشاهای آب هایشور از لحاظ فشار عملیاتی بهبود یافته اند و این به معنایهزینه کمتر برای تصفیه آب های شور است.‏ این مقاله نتایجآزمایش پایلوت بر روی این غشاهای نسل جدید برای آبهای شور زیر زمینی را ارائه میدهد.‏ساخته شده توسطشده توسطROROدو غشای جدیدESPA 4Hydranautics,Inc,Oceanside,CA4040BL وSaehan IndustriesHydranautics,IncSaehan Industriesساختهکره جنوبی آزمایش شده اند.‏ شرکتیک شرکت معتبر در آمریکا است.‏ اما شرکتدر بازار امریکا حضور زیادی ندارد.‏(Hydranautics,IncESPA 2)یکنیزاز شرکتنسل قدیم تر از غشاهابه طور موازی با نسل های جدید به منظور مقایسه درعملیات استفاده شده است.‏ این پروژه قسمتی از یک برنامهتحقیقاتی است که توسطبنیان اده شده است.‏ این برای تامین کردن آب منطقه کالیفرنیااست.‏مواد و روش ها:‏شرح منطقهDesalination Research and Innovation Partnership1مطالعه پایلوت در نشنال سیتی انجام شده است.‏ این تاسیساتخریداری و راه اندازی شده است،‏ و آب چاهتوسطزیر زمینی شورمزه را بوسیله اسمز معکوس تصفیه می کنند.‏ ساختارواحد به صورت دو مرحله ای است.‏ ظرفیت واحد برابر با است.‏44 MGDSweetwater Authorityشرح تجهیزات پایلوتNational City1

22%50سیستم پایلوت به منظور تصفیه آب زیر زمینی شور مزه احداث شدهاست.‏ یک مسیر پایلوت دارای دسته غشا است که هر کدام بابازیابی آب خوراک عمل می کنند.‏2این آرایش واحدهااجازه تست کردن نسل جدید غشاها با کارخانه مجزا را میدهد.‏ مسیر دیگر پایلوت دارای یک دسته غشا برای آزمایشنسل قدیمی تر غشاها به کار می روند.‏ هر دسته شاملمخزن سری فشار هر کدام دارای غشا به اندازه دراینچ است.‏ بزرگترین پایلوت برای آزمایش غشای انتخاب شدهدر بالاترین درصد بازیابی با به کار گیری آرایهواستفاده از2401-1-2-2RO436ROمخزن فشار،‏ استفاده شده است.‏به کار رفته همچنین شامل تجهیزات روبرو می باشد:‏ پمپفشار بالا،‏ نصب فیلتر کارتریج و یک سیستم خوراک شیمیایی.‏به علاوه سیستم پایلوت با وسایل آنلاین سنجی برایرسانایی،‏ ،pH دمای خوراک و یک ساعت اجرا می باشد.‏ یکنمای سیستم پایلوت آزمایشی همراه با مکان های نمونه گیریدر شکل زیر امده است:‏دو سازنده شامل:‏HydranauticsوSaehan Industriesغشاهای آزمایشROROراتولیدی خود راتازه ترین غشاهای هر سازنده تامین کرده اند.‏ که مخصوص نمک زدایی از آب های شور زیر زمینیارایه کرده است.‏ همچنین یک نسل قدیم تر غشاها را به منظورهستند.‏شرکت های ذکر شده بهآزمایش های مبنا تامین کرده است.‏ خاطر موفقیت ها و نواوری هایشان در صنعت غشاهایتوضیح کوتاهی در مورد هر شرکت در زیرانتخاب شده اند.‏ آمده است:‏ROHydranautics

:Hydranauticsدر کنار شرکتOceanside,CAشرکتHydranauticsROیکشرکت پیشرو در زمینه تولید غشاهای می باشد.‏ در حال حاضراین شرکت محصولاتی برای شهرداری های مهم در جهان تولید میغشاهای مختلفی برای کاربردهای مختلفکند.‏ شرکتاز جمله آخرین تکنولوژی برای نمک زدایی اب های زیرزمینی،‏ آبهای سطحی و آب دریا،‏ ارایه می کند.‏ به علاوه شرکتبرای مصارف صنعتی پیشرفته نیز غشاهایی را عرضه میکند.‏ROHydranauticsHydranautics:Saehan Industriesشعبه اصلی آن در سئول کره جنوبی است.‏این شرکت از سال برای مصارف خانگی و صنعتی و بهمنظور کاربردهای تصفیه ای در خارج از آمریکا غشاهایتولید می کند.‏ به علاوه دفاتر زیادی درشهرهایی مثل فرانکفورت،‏ هو چی مین،‏ هنگ کنگ،‏نیویورک،‏ شانگهای و توکیو احداث نموده است.‏Saehan1994ROبرنامه تجربیآزمایشات در مقیاس پایلوتTDSمعیار انتخاب غشاها برای این مطالعه جدیدترین و در دسترسترین غشاهای نسل جدید موجود در بازار است.‏ معیار انتخابمحل آزمایشات،‏ انتخاب محلی که دارای آب زیرزمینی در دسترسو با سطح به اندازه ای که به آن شور مزه اطلاق شود،‏است.‏ غشاهای انتخاب شدهاز دو کارخانه شرکت کننده است و محل انتخابشده آب های زیرزمینی در سن دیگو است.‏ غشای نسل قدیمی تراست.‏به کار رفته از شرکتESPA 4 from Hydranautics and 4040 BL from )Hydranautics,IncESPA29(Saehan Industriesو‎20‎1ROپایلوت طی ماه و تحت شرایط مختلف راه اندازی شدهاست.‏ جدول شرایط اعمال شده در هر ماه از پایلوت راارایه می دهد.‏ باید توجه کرد که هر ماه از آزمایش یکراه اندازی جداگانه دارد.‏ بنابراین در انتهای هر دورهغشاها تمیز می شوند.‏ نتایج ازمایشات برای جرم گرفتگی آخرهر دوره مناسب نیستند زیرا در پایان هر دوره غشاها تمیزمی شوند،‏ و نمی توان اثر جرم گرفتگی را بررسی کرد.‏ چندبار تعطیلی واحد نیز بوده است و به همین خاطر برخی ازدوره ها بیشتر از یک ماه طول کشیده اند.‏ هر دو نوع غشایجدید ارزیابی شده در این مطالعه با نرخ جریان 18،14،12(gfd)طی ماه های4 و 3،2،1راه اندازی شده اند.‏در

%50gfd12)ماه اول تنها غشاهای نسل جدید Hydranautics) (ESPA 2 supplied by تحتو بازیابی)‏ آزمایش شدند.‏ در محلشرایط یکسانآزمایش یکسان و داده ها در اختیار تیم بوده است.‏ درماه اول آزمایش بازیابی خوراک آب به صورت ثابت وبوده است.‏کارایی غشاهای نسل جدیدتخمین زده شده و با کارایی غشایبعد از4%504ESPA 2Saehan Industries4040 BLماه اولمقایسه شده است.‏برای آزمایشات بعدیازغشای جدیدانتخاب شده است.‏ فشار عملیاتی برای این غشا در مقایسهکمتر است.‏ اگرچه جرم گرفتگی برای هر دو غشایاESPA 4ناچیز است.‏ایتا همان طور که جدول1-25(%)نشان می دهد90751میزانبازیابی آب خوراک در ماه تست از تا درصداست.‏ مقادیر بازیابی بوسیله چیدمان سیستم پایلوت بهبدست آمده است.‏ این چیدمان باعث میحالت آرایهشود کنسانتره از مرحله به مرحله برود.‏ باید توجه داشتکه سازنده هر غشا برای سرعت جریان عرضی مناسب مشورتهایی را ارایه می دهد.‏21-1-2-2جمع آوری و تحلیل دادهداده های عملیاتی سیستم پایلوت توسط یک مهندس،‏ حداقل هریک روز یک بار ثبت شده اند.‏ پارامترهای ثبت شده شاملپرمیت وکنسانتره)،‏فشار(‏ خوراک،‏ غلظت و پرمیت)‏، جریان )

دمای و pH و رسانایی خوراک آب(‏ خوراک و پرمیت).‏ اینداده ها سپس توسط چندین نمودار آنالیز می شود.‏ ایننمودارها شامل فشار خالص اعمالی بر حسب زمان،‏ فشار بینغشایی بر حسب زمان،‏ جریان مخصوص بر حسب زمان هستند.‏کیفیت آبشروطشاملآنالیز کیفیت آب نیز اعمال شده است.‏ این آنالیزها254,TOC,: UV آهن کل ، منگنز کل و سیلیس می باشد.‏نتایج و تشریح مطالبطی این آزمایش یک ارزیابی تطبیقی بین غشاهای نسل قبلیبا غشاهای نسل جدید انجام شده است.‏ این آزمایش ماه طولکشیده است وشامل عملیات روی غشاهای4و ESPA 44040 BLESPA 2gfd 20gfd 2018،14،1218،14FWR 50%50%و است.‏ غشای درو جریانعمل کرده اند.جدولو جریان های ونتایج تست این فاز را نشان می دهد:‏و باFWR2از جدول بالا می توان فهمید که مقادیرو سپسبرای تمامی شرایط به دنبالTMP4040 BLبرایESPA 2ESPA 4مقدار است.‏ به همان نسبت جریان مخصوص برای غشایکمترین است.‏ بعد از آن نیز به ترتیببیشترینESPA 24040 BLESPA 4و سپس

هستند.‏ همچنین برای تمامی شرایطازESPA 2نمک را دارد.‏ بعد از آن ها به ترتیبهستند.‏ دفع در چهارمین بازه ی آزمایش برایبالاترین مقدار دفع4040 BLو سپسESPA 4ESPA 44040 BLاست.‏بیشترداده های بالا برای پیدا کردن یک غشای اقتصادی تر ازغشاهای در دسترس است.‏ یک عامل مهم در تعیین قیمتعملیاتی یک غشا است.‏ همچنین برای واحد نمک زدایی آب شورقابل قبول است.‏ سود اقتصادیمقدار برابر بااز دفع بالای غشاها در این حالت در مقایسه با غشاهای نمکزدایی اب دریا وجود ندارد.‏ بنابراین در تولیدات آب هایشور تمایل به افزایش تولید غشا است.‏ حتی اگر برخی قابلیتهای دفع کاهش یابد.‏ این مطلب به خوبی از داده های33TMP100 mg/L%2717TDS)غشای آزمایش شده آشکار است.‏ غشای نسل قدیمی تر ظرفیتدفع بالاتری دارند اما فشار عملیاتی بالاتری دارند کهباعث افزایش قیمت عملیاتی می شود.‏ در صورتیکه غشاهاینسل جدید مقادیر دفع کمتر دارند.‏ اما فشار عملیاتی کمتراست بین تا بالاتر از شرایط عملیاتی تست شده).‏همچنین بین2غشای نسل جدید،‏ مقدار TMPبرای غشایشرکت کمتر از غشای از شرکتدر نتیجه جریان مخصوص برای غشای404 BLHydranautics4040 BLESPA 4Saehanبنابراین دفع برای غشای4040 BLبیشتر از غشایتمامی آزمایشات است،‏ به جز وقتی که جریان مخصوصازاست.‏بالاتر است.‏ESPA 420 gfd75ESPA 4TMP4040 BLدراست.‏مقدار برای غشای به اندازه تا درصد بیشتراست.‏ این تفاوت قابل توجه نیست.‏ اما دراز غشایبازه جریان های تست شده ثابت است بنابراین آن پایه ایبرای انتخاب غشای برای آزمایشات فاز دوم است.‏4040 BL4بازه زمانی آزمایش نقصان جریان در غشا حداقلدر طی صورت وجود ناچیزاین نشان می دهد جرم گرفتگی در است.‏ است.‏فاز 2آزمایش4040 BLدر مقادیر بالاتری ازدر این فاز از آزمایش غشایبازیابی عمل کرده است.‏ برای بدست آوردن بازده این غشاتحت شرایط سخت تر این عمل انجام شده است.‏ در این فاز

%9075جریان در مقدار 20 gfdافزایش داشته است.‏ثابت بوده و بازیابی ازتامقادیر 2 شکلTMPو جریان مخصوص تدریجی طی مجموع+ 5000تمامی زمان های تست ‏(شامل فاز ‎1‎و‎2‎‏)‏ را نشان می دهد.‏ ازنمودار می توان فهمید که تحت هر یک از شرایط آزمایشافزایش کمی در است.‏ این نشان می دهد که غشا جرمگرفتگی محسوسی طی دوره آزمایش نشان نداده است.‏TMP

%903%90طی فاز دوم آزمایش غشا عملیاتی باقی می مانند تا وقتیکه نرخ بازیابی به برسد.‏ اگرچه یک کاهش در دفع نمک دراین نرخ بازیابی دیده می شود.‏ تغییرات در دفع در نرخبازیابی به علت تغییرات ناگهانی در رسانایی خوراکبه نسبت عملیات چاهی است.‏ تغییرات دفع تحت شرایط عملیاتیمختلف در شکل نشان داده شده است.‏نتیجه گیرینسل جدید غشاها پیشرفت زیادی در کاهش فشار عملیاتیدارد.‏ این باعث صرفه جویی در هزینه نیز خواهد شد.‏البته قابلیت نمک زدایی این غشاها اندکی کمتر است.‏آزمایش گسترده غشای جدیدSaehan 4040BLنشان می دهد که20 gfd)(این غشا می تواند برای جریان های بالا تقریبابه کار رود.‏ کاهش جریانیو بازیابی بالابه علت جرم گرفتگی یا رسوب گرفتگی طی این دوره ازآزمایشات مشاهده نشده است.‏(%90-85)آزمایش هایی با زمان های بیشتر برای این غشاهای نسلجدید توصیه می شود.‏