بهره برداری از سیستم 20۱ فصل 5: بهره برداری از سیستم 5-1 مقدمه عملکرد خوب طوالنی مدت سیستم ممبرين NF( ) RO, بستگی به بهره برداری و نگهداری درست دارد. اين موارد شامل راه اندازی اولیه تاسیسات و راه اندازیها و خاموش کردنهای عملیاتی است. جلوگیری از ايجاد جرم رسوب پوسته شدن و تجزيه مانند اکسید شدن ممبرين تنها مسئله طراحی سیستم نیست بلکه بايد بهره برداری مناسب و مقتضی را نیز از سیستم به عمل آورد. ثبت وقايع و هنجارسازی اطالعات جهت شناخت عملکرد واقعی تاسیسات و انجام اقدامات اصالحی الزم میباشد. ثبت کامل و دقیق اطالعات در مورد مسئله تضمین عملکرد سیستم ضروری است. 5-2 راه اندازی اولیه قبل از راه اندازی اولیه سیستم روشهای عملیاتی بازرسی پیش تصفیه بارگذاری المانهای ممبرين تنظیم ابزار اندازه گیری و بازرسیهای ديگر بايد بهطور کامل انجام شود. 20۱
202 روش های نوين تصفیه آب 5-2-1 تجهیزات راه اندازی اولیه سیستم نوعا پس از بارگذاری المانها انجام میپذيرد. فهرست مواد الزم برای بارگذاری المان در بخش 4-۱ آماده سازی آورده شده است. برای راه اندازی تجهیزات اضافی زير توصیه میشوند که بايد بخشی از لوازم موجود در محل باشند. عینک ايمنی در زمان کار با مواد شیمیايی ترمومتر ph متر هدايت سنج ( محدوده استفاده: از هدايت الکتريکی آب تصفیه شده )permeate( تا هدايت الکتريکی محلول غلیظ شده )concentrate( ) لوازم اندازه گیری SDI مواد مناسب جهت شستشو بهداشتی نمودن و محافظت ترازو جهت وزن کردن يک المان المانهای يدکی آزمايش المانهای نمونه ( برای سیستم های بزرگ بیش از 500 المان ) بطری جهت نمونه گیری از آب: حجم حداقل ۱25 میلی لیتر جنس HDPE ( پلی اتیلن با دانسیته باال ) تعداد به اندازه کافی جهت نمونه گیری از آب خام خوراک سیستم آب تصفیه شده و محلول غلیظ شده. اگر سیستم بیش از يک رشته داشته باشد هر رشته بايد بهطور جداگانه نمونه برداری شود. اگر سیستم بیش از يک مرحله داشته باشد نمونههای آب تصفیه شده در هر مرحله و نمونههای خوراک محلول غلیظ شده در بین دو مرحله بايد گرفته شود. در طی عملیات نمونه گیری بايد شرايط بهره برداری از سیستم ممبرين 202
بهره برداری از سیستم 20۳ فراهم گردد. تجهیزات آنالیز آب برای: سختی کل کلسیم قلیائیت کلرايد سولفات آهن سیلیس کلر آزاد پتانسیل اکسیداسیون TOC رنگ ( برای نمايش رنگ آب تصفیه شده يک محفظهی بزرگ سفید کافی است. ) 5-2-2 فهرست کارهای پیش از راه اندازی و انجام بازبینی پس از جاگذاری المانها در داخل لولههای تحت فشار و قبل از راه اندازی واحد ممبرين بايد از بخش پیش تصفیه اطمینان حاصل کرد که آيا مطابق با مشخصات عمل میکند يا خیر. اگر خواص شیمیايی آب خام در پیش تصفیه دچار تغییراتی شده باشد بايد آنالیز کامل آب ورودی به واحد ممبرين گرفته شود. عالوه بر اين عدم وجود کلر کدورت و SDI بايد مشخص گردد. اين مشخصات در آب ورودی بايد ثابت نگه داشته شوند: شدت جريان 20۳
204 روش های نوين تصفیه آب SDI کدورت دما ph هدايت الکتريکی باکتری ( تعداد استاندارد ) موارد زير در راه اندازی اولیه سیستم پیش تصفیه و واحد ممبرين بايد مورد بررسی قرار گیرند: ( نتايج بايد به گزارش راه اندازی ضمیمه شوند. ) فهرست مواردی که پیش از راه اندازی باید بررسی شوند: ساختار مقاوم در برابر خوردگی استفاده شده برای تمام تجهیزات و منابع موجود جهت ممبرين شامل لوله کشی )piping( هرگونه مجرا )vessels( ابزار کنترلی و بخشهايی از پمپ که با آب در تماس هستند. تمام لوله کشیها و تجهیزات بايد با فشار طراحی سازگاری داشته باشند. تمام لوله کشیها و تجهیزات بايد با محدوده ( ph در عملیات شستشو ) سازگار باشند. تمام لوله کشیها و تجهیزات بايد در برابر خوردگی گالوانیکی مقاوم باشند. بستر فیلتر تحت عملیات شستوشوی معکوس و آبکشی قرار گیرد. فیلتر کارتريجهای نو و تمیز بهطور مستقیم بر روی جريان باال دستی) upstream ( پمپ فشار قوی نصب شوند. قبل از نصب لولههای تحت فشار خط خوراک شامل خطوط متعدد خوراک RO تمیز و تراز گردند. نقاط افزودن مواد شیمیايی بهدرستی مشخص گردند. 204
بهره برداری از سیستم 205 نصب درست شیرهای زانويی در خطوط افزودن مواد شیمیايی کنترل شوند. پیش بینیهای موجود برای اختالط درست مواد شیمیايی در جريان خوراک مخازن تزريق مواد شیمیايی با مواد درست پر شوند. جهت جلوگیری از انجام عملیات سیستم RO در زمانیکه پمپهای تزريق خاموش هستند اقداماتی صورت پذيرد. جهت جلوگیری از انجام عمل پمپهای تزريق در زمانیکه سیستم RO خاموش است اقداماتی صورت پذيرد. در صورت استفاده از کلر مقرراتی برای تضمین خروج کامل کلر قبل از ورود به ممبرين وجود داشته باشد. تجهیزاتی جهت بهره برداری و نظارت بر پیش تصفیه و سیستم RO فراهم باشد. ( بخش ۳-۱۳-5 را ببینید. ) تجهیزات طراحی شده نصب گرديده و قابل استفاده باشند. تنظیمات ابزار کنترلی بازبینی شوند. تجهیزات مربوط به ثابت نگهداشتن فشار نصب شده و به درستی تنظیم شده باشند. برای اينکه فشار آب تصفیه شده )permeate( از فشار آب خوراک محلول غلیظ شده )concentrate( بیش از ( psi 5 0/۳ بار ) در هر دفعه بیشتر نشود اقداماتی بايد صورت گیرد. تجهیزات حفاظتی مربوط به تاخیر زمان بايد تقويت شده و عالئم هشداردهنده به درستی تنظیم شوند. در نمونه گیری از آب تصفیه شده در داخل مدولهای منحصر به فرد بايد دقت نمود. در نمونه گیری از جريانهای آب خام آب خوراک آب تصفیه شده و محلول غلیظ شده در هر مرحله و جريان آب تصفیه شده از کل تاسیسات بايد دقت کرد. لوله کشی مخازن تحت فشار جهت بهره برداری و عملیات شستوشو به درستی انجام شده باشد. 205
206 روش های نوين تصفیه آب مخازن تحت فشار طبق دستورالعمل کارخانه سازنده به درستی ايمن شده باشند. موارد پیشگیرانه که در فصل 4 آورده شده است نصب و جاگذاری مخازن تحت فشار ممبرين ها بايد در برابر دماهای زياد گرم و زياد سرد حفاظت شوند. ( مانند يخ زدگی يا قرار گرفتن در معرض نور مستقیم آفتاب يا دودکش گرمکنها و... ) پمپها بايد برای بهره برداری آماده باشند: تراز شوند روغن کاری شوند و به درستی چرخش داشته باشند. اتصاالت آب بندی شوند. سیستم شستوشو نصب شده و قابل بهره برداری باشد. خط آب تصفیه شده )permeate( باز باشد. جريان آب تصفیه شده مستقیما به بخش تخلیه راه داشته باشد. ( در سیستمهای دو گذر بايد دقت کرد که آب تصفیه شده از اولین مرحله وارد مرحله دوم شود.( شیر کنترل جريان reject در حالت باز باشد. شیر کنترل جريان خوراک و يا پمپ جريان کنارگذر قدری باز باشد تا اينکه جريان کمتر از 50 جريان خوراک عملیاتی شود. 5-2-3 مراحل راه اندازی برای آماده شدن ممبرين جهت سرويس بهره برداری و برای جلوگیری از تخريب ممبرين که سبب افزايش بیش از حد فشار / جريان و شوک هیدرولیکی میشود راه اندازی درست سیستم های تصفیهی آب اسمز معکوس )RO( و نانوفیلتر) NF ( ضروری است. در ذيل مطالب مربوط به راه اندازی صحیح و نیز مواردی مربوط به عوامل بهره برداری سیستم مطابق با شرايط طراحی آورده شده است. رعايت شرايط طراحی سبب رسیدن به کیفیت مطلوب آب و مقاصد بهره برداری میشود. 206
بهره برداری از سیستم 207 اندازه گیری در عملکرد ابتدايی سیستم به عنوان بخشی از فرآيند راه اندازی اهمیت دارد. نتايج مستند اين سنجش به عنوان محکی جهت پیشرفت عملکرد سیستم می تواند در نظر گرفته شود. مراحل راه اندازی سیستم )RO( به شرح ذيل پیشنهاد می گردد: نمونه ای از مراحل راه اندازی ۱( قبل از شروع مراحل راه اندازی بخش پیش تصفیه بايد بهطور کامل آبکشی و شستشو شود تا ذرات خاک و ساير آلودگیهايی که ممکن است توسط آب به داخل المانها وارد شوند خارج گردند. مراحل پیش از راه اندازی که در بخش 5-2-2 فهرست کارهای پیش از راه اندازی و انجام باز بینی توضیح داده شد دنبال شود. 2( تمام شیرها جهت اطمینان از درستی تنظیم کنترل شوند. شیرهای کنترل فشار خوراک و شیر کنترل محلول غلیظ بايد کامال باز باشند. ۳( از آب با فشار پايین با شدت جريان کم جهت خروج ناگهانی هوا از المانها و لولههای تحت فشار استفاده گردد. فشار اين جريان در محدوده ی ۳0 تا )0/2 psi 60 تا )MPa 0/4 باشد. در طی اين عملیات تمام جريانات مربوط به آب تصفیه شده )permeate( و محلول غلیظ شده )concentrate( بايد مستقیما به خروجی مخصوص پساب هدايت شوند. اگر فشار خوراک بهطور ناگهانی افزايش و يا کاهش يابد هوای باقیمانده در المان و يا در مخازن تحت فشار نیروی زيادی هم جهت با جريان و يا در جهت شعاعی وارد میکند و سبب ترک خوردن پوسته فايبرگالس میشود. )بخش ۸ عیبیابی را ببینید. ) 4( در طی عملیات جريان ناگهانی کلیه اتصاالت مربوط به لولهها و شیرها بايد از نظر نشت کنترل شوند. محکم کردن اتصاالت ضروری میباشد. 5( پس از اينکه جريان ناگهانی در سیستم به مدت ۳0 دقیقه ادامه پیدا کرد شیر کنترل فشار خوراک را ببنديد. 207
20۸ روش های نوين تصفیه آب 6( مطمئن شويد که شیر کنترل محلول غلیظ شده باز است.برخالف شروع کار که در آن شیر محلول غلیظ شده بسته يا تقريبا بسته بود. اين امر میتواند سبب افزايش بازيافت )recovery( از مقدار محاسبه شده شود. 7( به آهستگی شیر کنترل فشار خوراک را باز کنید )فشار خوراک بايد کمتر از psi 60 يا MPa 0/4 باشد. ) ۸( پمپ فشار قوی را روشن کنید. ۹( به آهستگی شیر کنترل فشار خوراک را باز کنید فشار خوراک و شدت جريان خوراک در المانهای ممبرين تا رسیدن مقدار جريان محلول غلیظ شده به مقدار طراحی افزايش يابند. فشار خوراک افزايش يابد تا المانها در کمتر از )MPa )0/07 psi ۱0 در ثانیه بتوانند به نرمیکار کنند. تمام جريانات مربوط به آب تصفیه شده و محلول غلیظ شده را به بخش جمع آوری پساب خروجی بفرستید. اگر فشار خوراک و يا شدت جريان خوراک دچار تغییرات ناگهانی شوند محفظه فايبرگالس المانها توسط افزايش نیروهايی که هم جهت با جريان يا در جهت شعاع هستند ترک میخورد. مخصوصا اگر در سیستم هوا به صورت عمدهای وجود داشته باشد. ( بخش ۸ عیب يابی را ببینید. ) ۱0( به آهستگی شیر کنترل محلول غلیظ شده را ببنديد تا نسبت جريان آب تصفیه شده به جريان غلیظ شده به نسبت طراحی ( باز يافت ) نزديک شود اما از آن زيادتر نشود. بازبینی فشار سیستم را ادامه دهید تا از افزايش نیافتن حدود طراحی مطمئن شويد. ۱۱( مراحل ۹ و ۱0 را تا حصول جريانهای طراحی شده جهت آب تصفیه شده و محلول غلیظ شده تکرار کنید. ۱2( بازيافت سیستم را محاسبه کرده و با مقادير طراحی مقايسه کنید. ۱۳( مرحله افزودن مواد شیمیايی به پیش تصفیه را باز بینی کنید. ( اسید ضد رسوب و متا بی سولفیت در صورت استفاده (. ph آب خوراک را اندازه گیری کنید. 20۸
بهره برداری از سیستم 20۹ ۱4( به سیستم اجازه دهید ۱ ساعت کار کند. ۱5( تمام پارامترهای عملیاتی را که در ابتدا خوانده ايد نگه داريد. ۱6( جهت حصول اطمینان از اينکه لولههای تحت فشار عملیات مورد انتظار را بهدرستی انجام داده اند هدايت الکتريکی آب تصفیه شده از هر لوله تحت فشار را بررسی کنید. )مثال لولههايی که دارای نشتی واشر o-ring( ) و يا ديگر نواقص عملیاتی باشند جهت انجام اصالحات شناسايی میشوند. ) ۱7( پس از 24 تا 4۸ ساعت از شروع بهره برداری اطالعات عملیاتی ثبت شده مربوط به تاسیسات را بازنگری کنید مانند فشار خوراک اختالف فشار دما مقدار جريانها بازيافت و هدايت الکتريکی خوانده شود. ( رجوع به بخش 5-6 ) در فاصلههای زمانی يکسان از آب خوراک محلول غلیظ شده و آب تصفیه شده جهت آنالیز اجزای سازنده نمونه گیری کنید. ۱۸( عملکرد سیستم را با مقادير طراحی مقايسه کنید. ۱۹( از تجهیزات مکانیکی و ابزار کنترلی به خوبی استفاده نمايید. 20( جريان آب تصفیه شده را از حالت خروجی به پساب به حالت سرويس معمولی برگردانید. 2۱( سیستم را در حالت بهره برداری اتوماتیک قفل کنید. 22( اطالعات عملکرد ابتدايی را که در بخش ۱5 تا ۱7 بهدست آمده اند به عنوان مرجعی برای ارزيابیهای بعدی عملکرد سیستم استفاده کنید. در طی اولین هفته بهره برداری به طور منظم عملکرد سیستم را اندازه گیری کنید تا از عملکرد صحیح آن در طی اين مرحله ابتدايی و بحرانی مطمئن شويد. 5-2-4 عملکرد راه اندازی و ایجاد تعادل عملیات راه اندازی سیستم ممبرين و زمان الزم برای رسیدن به حالت تعادل بستگی به شرايط انبار کردن قبلی ممبرين دارد. ممبرينهای خشک و ممبرينهايی که در مجاورت رطوبت نگه داشته شده اند اگر بهدرستی انبار شوند میتوانند پس از چند ساعت و يا چند روز بهره برداری به حالت تعادل برسند. عملکرد 20۹
2۱0 روش های نوين تصفیه آب ممبرينهای رطوبت ديده نوعا به طور صحیحی از مرحله شروع به حالت تعادل میرسند درصورتی که جريان در ممبرينهای خشک برای شروع عملیات کمیزيادتر است. دفع نمک rejection( ) در ممبرينهای FILMTEC عموما در طی اولین ساعتها و يا اولین روزهای بهره برداری بهتر میشود. بعد از آن ثابت باقی میماند. ممبرينهای مرطوب سريعتر از ممبرينهای خشک به حالت تعادل میرسند. 5-2-5 سیستم های خاص: RO با دو مسیر عبوری زمانیکه سیستم با دو مسیر عبوری راه اندازی میشود قبل از اينکه آب تصفیه شده تولید شده در اولین مسیر وارد ممبرينها در مسیر دوم گردد اولین مسیر عبوری سیستم بايد حداقل 24 ساعت کار کند. در غیر اين صورت کاهش دائمیجريان flux( ) در دومین مسیر اتفاق خواهد افتاد. ph آب خوراک بايد در هر دو مسیر برای نتايج بهینه دفع نمک rejection( ) تنظیم شود. هدايت الکتريکی آب تولیدی از مخازن آب لب شور با سیستم ممبرينی دو مسیری BWRO معموال کمتر از µs/cm ۱ میباشد. 5-2-6 سیستم های خاص: RO حرارتی بهداشتی در المان های مارپیچی )spiral( حرارتی بهداشتی جديد HSRO برای استفاده اولیه جهت قرار گرفتن در معرض آب گرم بايد پیش شرط هايی را رعايت نمود. به بخش 6-۸-4 بهداشتی نمودن حرارتی مراجعه کنید. 5-3 عملیات راه اندازی وقتی سیستم ممبرين راه اندازی میشود کارکرد آن بهطور ايده آل بايد در شرايط ثابت نگه داشته شود. اما در واقع تاسیسات مربوط به ممبرين بارها روشن و خاموش میشود. روشن خاموش کردنهای متوالی باعث تغییر در فشار و شدت جريان شده به المانهای ممبرين تنش مکانیکی تحمیل میکند. بنابراين تعداد روشن و 2۱0
بهره برداری از سیستم 2۱۱ خاموش کردنها بايد به حداقل برسد و مراحل منظم عملیات راهاندازی بايد تا حد امکان بدون اشکال باشد. اصوال مراحل مشخصی برای راه اندازی اولیه توصیه میشود. مهمترين آنها افزايش تدريجی فشار خوراک است مخصوصا برای تاسیسات مربوط به آب دريا. انجام مراحل راه اندازی معمولی به جهت استفاده از کنترل کنندهها و شیرهای قابل برنامه ريزی عموما خودکار میباشد. تنظیم ابزار کنترلی عملکرد هشداردهندهها و تجهیزات ايمنی کنترل خوردگی و نشتی بايد بر طبق اصول معینی بازبینی و نگهداری شود. 5-4 خاموش کردن سیستمهای RO و NF سیستم NF / RO طراحی شده بايد بهطور پیوسته مورد بهره برداری قرار گیرند. اگرچه عمال سیستمهای ممبرينی چندين بار راه اندازی و خاموش خواهند شد. وقتی سیستم ممبرين خاموش شود جهت خارج کردن محلول بسیار غلیظ نمک از داخل لولههای تحت فشار بايد ترجیحا با آب تصفیه شده )permeate( و يا آب خوراک با کیفیت باال شستوشوی سريع انجام شود تا هدايت الکتريکی محلول غلیظ شده با هدايت الکتريکی آب خوراک برابر شود. شستوشوی سريع در فشار پايین انجام میشود )حدود psi 40 يا ۳ بار (. بعضی اوقات شدت جريان خوراک برای انجام عمل شستشو مناسب میباشد. اگرچه افت فشار ماکزيمم در يک يا چند المان لولههای تحت فشار چندتايی نبايد از آنچه که در برگههای مشخصات ممبرينهای FILMTEC بیان شده است زيادتر گردد. در طی انجام شستشوی سريع با فشار پايین لولههای تحت فشار در مرحله آخر سیستم معموال در معرض بیشترين شدت جريانهای خوراک هستند و بنابراين بیشترين افت فشار را نشان میدهند. آب استفاده شده برای شستشوی سريع بايد عاری از مواد شیمیايی باشد منظور موادی است که در مرحله پیش تصفیه استفاده میشوند مخصوصا اگر در اين مرحله از ضد رسوب استفاده شده باشد. بنابراين هر عملیاتی برای دفع مواد شیمیايی ( در صورت استفاده ) بايد قبل از شستشوی سريع متوقف شود. پس از شستشوی سريع 2۱۱
2۱2 روش های نوين تصفیه آب سیستم شیرهای خوراک به طور کامل بايد بسته شوند. اگر خطوط محلول غلیظ شده به خروجی پساب زير سطح لولههای تحت فشار منتهی باشند هوای حبس شده در خط محلول غلیظ بايد در موقعیت باالتری نسبت به باالترين لوله تحت فشار قرار گیرد.وگرنه لولههای تحت فشار بايد از طريق يک زانويی تخلیه شوند.)siphoning( وقتی که پمپ فشار قوی خاموش میشود و بخش مربوط به خوراک - محلول غلیظ شده تحت شستشوی سريع با آب تصفیه شده قرار نمیگیرد به جهت خاصیت اسمزی يک جريان معکوس و موقتی از آب تصفیه شده ايجاد میشود. اين جريان معکوس برخی اوقات به عنوان آب تصفیه شده ای که بهطور معکوس کشیده يا مکش شده است در نظر گرفته میشود. آب تصفیه شده ای که دچار مکش معکوس شده به تنهايی يا با آب خوراکی که برای شستشوی سريع استفاده میشود جهت انجام عمل شستشو مناسب است. برای همسان سازی آب تصفیه شده تحت مکش معکوس جهت جلوگیری از خال ناشی از اين کشش يا هوايی که دچار مکش معکوس شده است بايد از حجم مناسبی از آب داخل ممبرين استفاده نمود. برای اندازه گیری آب مکش شده در مخزن بخش بخش ۳-۱۳-6 را ببینید. اگر خط لوله مربوط به آب تصفیه شده در طی عملیات بهره برداری تحت فشار قرار گیرد و سیستم خاموش گردد ممبرين بايد در معرض فشار معکوس استاتیکی برای آب تصفیه شده قرار گیرد. برای جلوگیری از خراب شدن ممبرين در برابر فشار معکوس فشار معکوس استاتیکی آب تصفیه شده نبايد از )0/۳ psi 5 بار( در هر مرتبه افزايش پیدا کند. برای حفاظت ممبرين از شیرهای کنترلی يا شیرهای اتمسفری تخلیه در خط لوله آب تصفیه شده استفاده میشود. شیرهای ايمنی بايد همواره کارکنند مخصوصا در حالت خاموشیهای زمان بندی نشده که در اثر قطع برق يا خاموشیهای اضطراری اتفاق میافتد. وقتی که سیستم بیش از 4۸ ساعت بايد خاموش شود موارد زير را رعايت کنید: المانها نبايد خشک شوند. المانهای خشک به طور غیر قابل برگشتی سبب افت جريان میشوند. سیستم به قدر کافی در برابر رشد میکروبیولوژيکی حفاظت شود يا اينکه عملیات شستشوی سريع هر 2۱2
بهره برداری از سیستم 2۱۳ 24 ساعت انجام گردد. چنانچه مقدور است سیستم در برابر دمای زياد حفاظت شود. تاسیسات ممبرين میتوانند تا 24 ساعت بدون محافظت و عملیات پیشگیرانه برای رشد میکروبیولوژيکی خاموش شوند. اگر آب خوراک برای شستشوی سريع در هر 24 ساعت در دسترس نبود عملیات حفاظت با مواد شیمیايی برای خاموشیهای بیش از 4۸ ساعت ضروری میباشد. ( لطفا بخش 7-4 را جهت مالحظات بیشتر ببینید.( 5-5 تنظیم پارامترهای عملیاتی 5-5-1 مقدمه سیستم ممبرين بر اساس مجموعه ای از اطالعات تعريف شده مانند مقدار جريان آب تصفیه شده ترکیبات آب خوراک و درجه حرارت طراحی میشود. حقیقتا بهره برداری از تاسیسات بايد جهت پاسخ دادن به تغییر نیازها و يا تغییر شرايط انعطاف پذير باشد. 5-5-2 آب لب شور روش متداول بهره برداری از تاسیسات ممبرين RO و NF جهت آب لب شور ثابت نگه داشتن جريانها میباشد و بنابراين مقدار بازيافت بر روی مقادير طراحی شده ثابت میگردد. هر عاملی که در مقدار جريان ممبرين تغییر ايجاد کند مانند دما يا جرم گرفتگی از طريق تنظیم فشار خوراک جبران میشود. به هر حال حداکثر فشار خوراک مشخص شده نبايد بیش از حد تحمل باشد. ( برای شستشو لطفا بخش 6 شستشو و بهداشتی نمودن را مالحظه نمايید.( اگر آنالیز آب خوراک تغییر کند مثال پتانسیل رسوب دهی زياد شود بازيافت سیستم کاهش میيابد يا ديگر پارامترها که بايد با شرايط جديد منطبق شوند. لطفا بخش 2 شیمیآب و پیش تصفیه را مالحظه نمايید. مناسب ترين حالت اين است که ظرفیت آب تصفیه شده در تاسیسات با مقدار نیازها منطبق باشد. معموال 2۱۳
2۱4 روش های نوين تصفیه آب ظرفیت مطابق با حداکثر نیازها در نظر گرفته میشود. عموما بهره برداری با بیش از ظرفیت توصیه نمیشود. بنابراين تنظیم بر روی مقدار پايین تر از آب تصفیه شده خروجی و طراحی شده در نظر گرفته میشود. آسان ترين راه اين است که وقتی تولید آب تصفیه شده الزم نباشد تاسیسات را خاموش کنید. روشن و خاموش کردنهای متوالی و زياد به هرحال میتواند باعث کاهش عملکرد ممبرين و طول عمر آن گردد. بايد از يک مخزن جهت آب تصفیه شده )permeate( استفاده نمود تا بهره برداری بهطور ثابتی انجام شود. روش ديگر برای کاهش جريان آب تصفیه شده افت فشار خوراک است. جهت حفظ انرژی بهتر است که اين عمل بهوسیله پمپی با سرعت کنترل شده انجام شود. معموال زمانیکه جريان آب تصفیه شده کاهش میيابد مقدار بازيافت سیستم ثابت نگه داشته میشود. باز يافت يک المان از حد مشخصی تجاوز نمیکند. اين امر بهوسیله استفاده از برنامه کامپیوتری آنالیز سیستم تضمین میشود. ( بخش ۳ طراحی سیستم را ببینید. ) در طی بهره برداری با جريان کم دفع نمک سیستم پايین تر از زمانی است که بهره برداری با ظرفیت طراحی شده انجام میپذيرد. همچنین بايد در طی عملیات با جريان کم حداقل جريانهای محلول غلیظ شده را معین نمايید. 5-5-3 آب دریا اصوال پارامترهای عملیاتی برای تاسیسات آب دريا مانند آب لب شور میباشند. به هرحال حداکثر فشار مجاز خوراک مشخص شده در برگههای اطالعاتی محصول و TDS آب تصفیه شده پارامترهای محدود کننده هستند. کاهش دمای آب خوراک میتواند با افزايش فشار خوراک تا رسیدن به حداکثر مقدار جبران شود. تا زمانیکه فشار در حداکثر مقدار است کاهش بیشتر دما سبب کاهش جريان آب تصفیه شده میشود. افزايش دما توسط پايین آوردن فشار خوراک جبران میشود. بههرحال اين امر فقط تا زمانی میسر است که TDS آب تصفیه شده از حد تحمل بیشتر نشود. متناوبا افزايش دما میتواند با خارج از سرويس کردن 2۱4
بهره برداری از سیستم 2۱5 تعدادی لوله تحت فشار جبران شود. با کاهش سطح فعال ممبرين فشار خوراک و TDS آب تصفیه شده تقريبا ثابت باقی میماند.با آنالیز سیستم میتوان فهمید که حداکثر جريان آب تصفیه شده در المان از حد معینی تجاوز نکرده است. لولههای تحت فشاری که از سرويس خارج شده اند بايد بهطور صحیح عايق بندی و حفاظت شوند. افزايش شوری آب خوراک میتواند توسط افزايش فشار خوراک تا حد ماکزيمم جبران شود. اگر افزايش فشار ممکن نباشد جريان آب تصفیه شده و مقدار بازيافت سیستم را تا حد قابل قبولی کم کنید. کم شدن شوری آب خوراک اجازه میدهد که فشار خوراک کم شود و يا بازيافت سیستم افزايش يابد و يا جريان آب تصفیه شده زياد شود. معموال کم کردن آب تصفیه شده )permeate( توسط مخازن مناسب جهت اندازه گیری آب تصفیه شده انجام میگردد. تاسیسات بزرگ به تعدادی از رشتههای برابر تفکیک میشوند. سپس تعداد رشتههای در سرويس میتوانند به قدر نیاز تنظیم شوند. 5-6 نگهداری سوابق 5-6-1 مقدمه برای اينکه قادر باشیم عملکرد واحد RO را بررسی کنیم الزم است که تمام اطالعات وابسته را در فايلی جمع آوری ثبت و نگهداری کنیم. برگههای اطالعاتی صرف نظر از حفظ خط سیر عملکرد ابزار با ارزشی جهت عیب يابی محسوب میشوند و در مواردیکه نیاز به استفاده از گارانتی ( دوره ضمانت سیستم ) است مورد نیاز میباشند. اين بخش فقط يک راهنمای عمومیبوده و نبايد در جاهايی که دستورالعمل بهره برداری برای تاسیسات مخصوصی وجود دارد استفاده شود. پارامترهای مربوط به هر سیستم از ارايه پیشنهادات خاص جهت سوابق 2۱5
2۱6 روش های نوين تصفیه آب نگه داری شده جلوگیری می کند. بنابراين اين مبحث فقط دربرگیرنده عمومی ترين سوابق نگه داری شده می باشد. 5-6-2 گزارش راه اندازی شرح کاملی از تاسیسات RO فراهم آوريد. اين امر میتواند بهوسیله استفاده از فلودياگرام و فهرستی از تجهیزات ابزار کنترلی و فهرست مواد انجام شود که نشان دهنده منبع آب سیستم پیش تصفیه چیدمان RO و محل سیستم تصفیه میباشد. از بازبینیهای ثبت شده که مربوط به فهرست کنترلی است نتیجه گیری نمايید. )بخش 5-2-2 را ببینید فهرست پیش از راه اندازی و انجام بازبینی ) منحنیهای تنظیمات را برای تمام لوازم اندازه گیری بر طبق دستورالعمل کارخانه سازنده فراهم آوريد. عملکرد اولیه RO و سیستم پیش تصفیه را مانند آنچه که در ذيل آورده میشود ثبت کنید. 5-6-3 اطالعات عملیاتی RO اطالعات زير بايد حداقل يک بار در هر نوبت کاری داخل برگههای مخصوص ثبت يا توضیح داده شوند. ( برای مثال جدول 5-۱ را ببینید.( تاريخ زمان و ساعتهای بهره برداری. افت فشار در فیلتر کارتريج و در هر مرحله. فشار خوراک آب تصفیه شده محلول غلیظ شده در هر مرحله. جريانهای آب تصفیه شده و محلول غلیظ شده در هر مرحله. هدايت الکتريکی جريانهای مربوط به خوراک آب تصفیه شده و محلول غلیظ شده برای هر مرحله. هدايت الکتريکی آب تصفیه شده در هر لوله تحت فشار به طور هفتگی. 2۱6
بهره برداری از سیستم 2۱7 TDS جريان های خوراک آب تصفیه شده و محلول غلیظ شده در هر مرحله. TDS از طريق آنالیز EC 25 و آب محاسبه می گردد. هم چنین می توان آن را توسط هدايت الکتريکی ( در 25 درجه سانتی گراد ) فاکتور K مناسب محاسبه نمود. TDS = K EC 25 فاکتور K برای هر جريانی به طور مخصوص تعريف می شود. نمونه هايی از فاکتور K در جدول 5-2 نشان داده شده است. ph جريان های خوراک آب تصفیه شده و محلول غلیظ شده شاخص دانسیته گل و الی )SDI( يا کدورت جريان خوراک RO يا هر دوی آ ن ها. درجه حرارت آب در جريان خوراک شاخص Lagelier رطوبت )LSI( برای جريان غلیظ شده در مرحله آخر )برای جريان های غلیظ شده کم تر از )TDS mg/l ۱0 000 شاخص پايداری Stiff و Davis برای جريان غلیظ شده در مرحله آخر ( برای جريان های غلیظ شده بیش تر از ) mg/l ۱0 000 تنظیم تمام دستگاه های اندازه گیری بر اساس دستورالعمل های کارخانه سازنده به طور مرتب و دوره ای حداقل هر سه ماه يک بار. هر رويداد غیر عادی مثال تغییر در SDI ph و فشار و خاموش شدن تاسیسات. تکمیل آنالیز آب برای جريان های خوراک آب تصفیه شده محلول غلیظ شده و آب خام در شروع بهره برداری در پايان هر هفته. آنالیز آب بايد شامل موارد زير باشد: کلسیم منیزيم 2۱7
2۱۸ روش های نوين تصفیه آب سديم پتاسیم استرنسیم باريم آهن ( کل حل شده و ترکیبات آهنی ) آلومینیوم ( کل و حل شده ) بی کربنات سولفات کلرايد نیترات فلورايد فسفات ( کل ) سیلیس ( حل شده ) مجموع جامدات حل شده هدايت الکتريکی ph TOC 2۱۸
بهره برداری از سیستم 2۱۹ جدول 5-۱: جدول ثبت وقايع عملیاتی برای اسمز معکوس )نمونه( جدول 5-2: عوامل موثر در محاسبه TDS از طريق هدايت الکتريکی 2۱۹
220 روش های نوين تصفیه آب 5-6-4 اطالعات عملیاتی پیش تصفیه به علت اينکه عملکرد سیستم RO بهطور وسیعی به درست عمل کردن بخش پیش تصفیه بستگی دارد اطالعات مربوط به بهره برداری از تجهیزات پیش تصفیه بايد ثبت گردند. توصیههای ويژه ای جهت ثبت اين دادهها وجود ندارد زيرا هر سیستم تصفیه ای پیش تصفیه مخصوص به خود را دارا میباشد. به عنوان يک نمونه موارد زير بايد ثبت شوند: غلظت کل کلر باقی مانده در خوراک RO )بهطور روزانه انجام شود تا اينکه کلر کامال حذف گردد.( فشار خروجی از هرگونه پمپ و بوستر پمپ ( دو بار در روز ) افت فشار در تمام فیلترها ( دو بار در روز ) مصرف اسید و هر نوع ماده شیمیايی ديگر ( روزانه در صورت استفاده ) تنظیم تمام لوازم اندازه گیری بر اساس توصیههای کارخانه سازنده بهطور مرتب و حداقل هر سه ماه يکبار هر واقعه غیر عادی مانند تغییرات و خاموشیهايی که اتفاق میافتد. 5-6-5 ثبت گزارش عملیاتی ثبت تعمیرات و نگهداریهای عادی ثبت خرابیهای مکانیکی و تعويضها ثبت هرگونه تغییری در محل المانهای ممبرين از نظر ترتیب ثبت تعويض يا افزودن تجهیزات به RO ثبت تنظیمات لوازم اندازه گیری ثبت تعويضات يا افزودن تجهیزات به مرحله پیش تصفیه مثال فیلترهای کارتريج شامل تاريخ اسم تجاری 220
بهره برداری از سیستم 22۱ و ظرفیت اسمی ثبت کلیه شستشوهای ممبرينهای RO شامل تاريخ مدت زمان شستشو عوامل شستشو دهنده و غلظتهای آنها ph محلول درجه حرارت در طی عمل شستشو شدت جريان و فشار ( برای عملیات شستشو بخش 6 شستشو و بهداشتی نمودن را ببینید.( 5-6-6 عملکرد معمولی تاسیسات عملکرد سیستم RO/NF به ترکیب آب خوراک فشار خوراک درجه حرارت و بازيافت بستگی دارد. برای مثال در دمای 4 درجه سانتی گراد جريان آب تصفیه شده حدود ۱0 کاهش میيابد. اين پديده يک رويداد طبیعی است. بايد بین اين چنین رخدادهای طبیعی و تغییرات عملکردی که ناشی از جرم گرفتگی يا مسايل ديگر است تفاوت قائل شد البته جريان آب تصفیه شده و عبور نمک بايد در حالت عادی باشند. عملکرد معمولی مقايسه ای است بین عملکرد واقعی به عملکرد مرجع برای اينکه مقدار تاثیر پارامترهای عملیاتی محاسبه شوند. عملکرد مرجع همان عملکرد طراحی شده يا عملکرد اولیه اندازه گیری شده میباشد. عملکرد معمولی با اشاره به عملکرد طراحی شده ( يا مورد انتظار ) سیستم برای مقايسه عملکرد مشخص )يا مورد انتظار ) تاسیسات مفید است. عملکرد معمولی با اشاره به عملکرد اولیه سیستم برای نشان دادن هرگونه تغییری در نحوه عملکرد بین روز اول و تاريخ واقعی سودمند است. عملکرد معمولی تاسیسات قويا بايد مورد توجه قرارگیرد زيرا وقتی که اطالعات معمولی بهطور روزانه ثبت شوند باعث شناخت زودهنگام عوامل بالقوه در بروز مشکالت میشود. اندازه گیریهای اصالحی وقتی که از ابتدا ثبت شوند بسیار موثر هستند. يک برنامه کامپیوتری به نام FTNORM برای عادی کردن اطالعات بهره برداری و رسم نمودار برای جريان معمولی آب تصفیه شده و نمک عبوری و افت فشار در دسترس میباشد. اين برنامه در روی سايت www.filmtec.com قرار 22۱
222 روش های نوين تصفیه آب داشته و برای اجرا نیاز به برنامه EXCEL دارد. متناوبا عملکرد تاسیسات اندازه گیری شده در شرايط بهره برداری به وسیله محاسبات زير می توانند به شرايط استاندارد ( مرجع ) برگردانده شوند: الف ) عادی سازی جريان آب تصفیه شده: ضريب تصحیح درجه حرارت از فرمول زير به دست می آيد: به عنوان شرايط استاندارد از مقادير طراحی شده يا شرايط عملکرد ابتدايی که در گزارش راه اندازی آورده شده است برای ثابت نگه داشتن نقاط مرجع استفاده می کنیم. برای فشار اسمزی فرمول های متفاوتی نوشته شده است. يک تقريب قابل قبول و کاربردی کوتاه در ذيل آورده شده است. 222
بهره برداری از سیستم 22۳ ب( محاسبه عادی کردن : TDS 22۳
224 روش های نوين تصفیه آب مثال: مقادير در شروع بهره برداری Ca Na SO4 دما جریان افت فشار TDS آب تصفیه شده 200 388 552 59 درجه فارنهایت 15 درجه سانتی گراد gpm 660 m 3 /h 150 psi 44 bar 3 mg/l 83 آنالیز آب خوراک بر حسب mg/l Mg HCO3 Cl فشار 61 152 633 psi 363 bar 25 75 psi 14/5 bar 1 مقادير پس از سه ماه: بازیافت فشار آب تصفیه شده Ca Na SO4 دما جریان افت فشار TDS آب تصفیه شده 200 480 530 50 درجه فارنهایت 10 درجه سانتی گراد gpm 600 m 3 /h 127 psi 58 bar 4 mg/l 80 آنالیز آب خوراک بر حسب mg/l Mg HCO3 Cl فشار 80 152 850 psi 406 bar 28 72 psi 29 bar 2 بازیافت فشار آب تصفیه شده برای شرايط استاندارد داريم: 224
بهره برداری از سیستم 225 برای شرايط عملیاتی داريم: با جاگزينی اين مقادير در معادله )۱( داريم: با مقايسه شرايط اولیه متوجه می شويم که ظرفیت 4 کاهش پیدا کرده است. اين مقدار برای مدت سه ماه طبیعی می باشد. در اين مرحله هنوز به شستشو نیازی نیست. TDS معمولی آب تصفیه شده از معادله )2( به اين صورت به دست می آيد: در مقايسه با مقدار اولیه mg/l ۸۳ دفع نمک اندکی بهبود يافته است. اين چنین رفتاری نمونه ای برای فاز اولیه می باشد. 225