گزارش کارآموزی تصفیه آب خام و تهیه آب شرب و دمی demi به روش اسمز معکوس در 85 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول – آب یک نگاه کلی

1-1- مقدمه ................................ 1

1-2- آب و اهمیت آن ......................... 4

1-3- کیفیت آب ............................. 4

1-4- کیفیت آبها ............................ 10

فصل دوم – کاربرد تکنولوژی غشاء در تصفیه آب (اسمز معکوس)

2-1- دانشگاه کالیفرنیا و اولین دستگاه اسمزمعکوس 14

2-1-1- اساس کار اسمز معکوس ................ 16

2-1-2- تکنولوژی اسمز معکوس ................ 18

2-1-3- تعاریف مهم در اسمز معکوس ........... 22

2-1-4- غشاء اسمز معکوس (غشای مناسب) ....... 24

2-2- جلوگیری از تشکیل رسوب و معلق نگه داشتن آن 28

الف ) رسوب گرفتگی غشاء ................... 28

2-2-1- محل مناسب تزریق .................... 32

2-2-2- تزریق بیش از حد ماده بازدارنده .... 32

2-2-3- مقایسه مواد بازدارنده تشکیل رسوب .. 33



ب ) آلودگی ناشی از اکسیداسیون ............ 34

2-2-4- کارتریج فیلتر ...................... 35

2-3- آلودگی (فولینگ) بیولوژیکی ........... 36

2-3-1- محلول شستشو ........................ 37

الف ) محلول اسیدشویی غشاء PA .............. 37

ب ) محلول قلیاشویی غشاء PA................ 37

2-3-2- مثالهایی از آلودگی غشاء ............ 38

2-3-3- روند شستشوی شیمیایی سیستم RO ...... 39

الف ) حجم محلول و نرخ جریان شستشوی پیشنهادی برای RO 40

ب ) دستورالعمل روند شستشوی RO ........... 40

ج ) از سرویس خارج بودن طولانی RO ......... 41

2-3-4- حمله مواد اکسید کننده به غشاء PA ... 44

2-3-5- بروز پدیده کامپاوند X ............. 46

2-4- تعمیر و نگهداری اسمز معکوس ............ 47

2-5- عیب یابی اسمز معکوس به روش تفسیر نتایج عملکرد آن 57

فصل سوم – راهکارها و پیشنهادات برای کاهش هزینه‌های جاری تصفیه خانه آب نیروگاه

3-1- انفصال آب شرب از آب مصرفی ............ 69

3-1-1- هدایت آب شرب تولیدی به کانتین و آبدارخانه‌ها 69

3-1-2- هدایت آب مصرفی به کانتین‌ - آبدارخانه‌ها، سرویس‌ها و غیره 69

3-1-3- جایگزینی تانک Potable برای مصارف غیر شرب 70

3-1-4- زمان بندی نمودن مصرف آب شرب و مصرفی . 70

3-2- تعمیرات به موقع ...................... 71

3-2-1- استفاده از لوازم یدکی مرغوب ....... 71

3-2-2- کانال کشی برای لوله‌های جای گرفته در زمین 72

3-3- جایگزینی غشاء پلی سلوفان باردار به جای غشاء PA 73

3-3-1- معایب و محاسن غشاء PA (پلی آمید) ... 73

3-3-2- معایب و محاسن غشاء AC (استات سلولز) 74

3-4- احداث چاله نمک بهداشتی در محل تصفیه خانه 74

3-5- هزینه تولید آب آشامیدنی به ازای هر متر مکعب در حال حاضر 76

3-5-1- هزینه‌های پیش بینی شده .............. 76

الف ) نیروی انسانی ........................ 78

ب ) نمک مصرفی .............................. 77

ج ) کلر و آنتی اسکالانت و مواد تست کننده سختی آب 77

د ) برق مصرفی ............................. 77

و ) فیلتر کارتریج ......................... 78

ه‍ ( شستشوی RO و تعویض غشاء ممبران‌ها ....... 78

ی ) هزینه ماهیانه تست آب آشامیدنی ........ 78

3-5-2- هزینه‌های پیش بینی نشده ............. 79

الف ) نشتی و شکستگی لوله‌ها در محل نیروگاه ... 79

ب ) خرابی پمپها .......................... 79

ج ) نارسایی آب به دلایل مختلف و خرید آب شرب 79

د ) هزینه تعمیرات و خرید لوازم یدکی ....... 80

3-6- مقرون به صرفه بودن یا نبودن سیستم فعلی با توجه به موارد فوق الذکر .................................... 80


فهرست اشکال صفحه

شکل شماره 1 .............................. 14

شکل شماره 2 .............................. 16

شکل شماره 3 .............................. 21

شکل شماره 4 .............................. 25


فهرست جداول صفحه

جدول شماره 1 .............................. 9

جدول شماره 2 ............................. 27

جدول شماره 3.............................. 29

جدول شماره 4 ............................. 42

جدول شماره 5.............................. 43

جدول شماره 6.............................. 59




1-1- مقدمه

محدودیت منابع آب، نیاز روز افزونی به آب شرب، تولید فاضلابهای حاصل از فعالیتهای گوناگون آلودگی بیش از پیش آبها بیماریهای مرتبط با آب غیر بهداشتی موجب می‌شود که کیفیت آب جهت مصارف مختلف (بویژه آب آشامیدنی) مورد توجه قرار بگیرد بهمین منظور یکی از برنامه‌های عمران شهری تأمین آب سالم مطابق با استانداردهای بین المللی، ایجاد سیستمهای جمع آوری و تصفیه فاضلابها بویژه فاضلاب شهری است که در صورت عدم جمع آوری و تصفیه فاضلابها بویژه فاضلاب شهری است که در صورت عدم جمع آوری و تصفیه فاضلابها بویژه فاضلاب شهری است که در صورت عدم جمع آوری و تصفیه می‌تواند خطر جدی برای آبهای زیرزمینی و سطحی و نهایتاً محیط زیست بشمار آیند به این ترتیب حفظ کیفیت محیط زیست بویژه منابع آب شرب، پیشگیری از آلودگی آبها و بکارگیری شیوه‌های مناسب تصفیه آب و فاضلاب نیازمند یک برنامه ریزی اصولی و عملی در زمینه کنترل کیفی منابع آب است در رئوس این برنامه‌ها مواردی مانند شناخت و ارزیابی منابع آلوده کننده آب ظرفیت پذیرش آن ذخیره‌ها توسط منابع آب پذیرنده، اندازه گیری پارامترهای تعیین کننده کیفیت فیزیکی و شیمیایی آب و تجزیه و تحلیل نتایج و کنترل آلودگی قرار دارند. در راستای اجرای این اهداف نخستین گام، ایجاد مراکز آزمایشگاهی و تربیت پرسنل کارآموز است که بتوانند مسئولیت کنترل کیفیت آب و فاضلاب را در بخشهای مختلف بعهده گیرند. این کار از شناسائی منابع مورد استفاده، نحوه و ویژگی‌های نمونه برداری شروع و با بکار گیری روشهای مناسب آنالیز برای پارامترهای کیفی نمونه در آزمایشگاه ادامه و سرانجام بصورت گزارش نتایج تفسیر شده و با ارائه پیشنهادات در زمینه رفع مشکل به پایان می‌رسد. البته فرآیند کنترل کیفی در این مرحله پایان نیافته و در ادامه می‌بایست نتایج ارزیابی‌ها و اعمال شیوه‌های کنترل بازنگری شود به این ترتیب روشن است که نتایج بدست آمده از آزمایشگاه‌های کنترل کیفیت آب و فاضلاب، شالوده برنامه ریزیها و تصمیمی گیری‌های خود و کلانی است که قرار است در این ارتباط صورت گیرد و چنانچه کار آزمایشگاهی با دقت و مبتنی بر روشهای علمی و مستند صورت نگیرد پایه محاسبات و طراحی‌های محکم و استوار نخواهد بود. حتی امور بظاهر ساده‌ای مثل نمونه بردای، نگهداری و انتقال نمونه‌ها اگر درست و دقیق صورت نگیرد تمام مراحل آنالیز آزمایشگاهی، تجزیه و تحلیل نتایج و کاربرد آنها را زیر سوال خواهد برد. بر این اساس اجرای طرحی تحت عنوان بهینه سازی آزمایشگاهی آب و فاضلاب به صورت ارزیابی و ضعیف کنندگی آزمایشگاههای موجود ایجاد که آزمایشگاه مرکزی و مرجع و پیشنهاد احداث و تجهیز آزمایشگاههای مورد نیاز در برخی شهرستانها یا تأسیسات تصفیه خانه مطرح شد.



1-2- آب و اهمیت آن :

بیشتر سطح زمین پوشیده از آب است و بشر تقریباً 1% کل آب روی زمین را مورد بهره برداری قرار می‌دهد. آب گواراترین نوشیدنی است و جایگزین برای آن فعلاً وجود ندارد کمتر کارخانه یا موسسه‌ای است که با آب سروکار نداشته باشد و در عین حال مسئله ساز بسیاری از کارخانه‌هاست. انسان و دیگر موجودات زنده بدون آب قادر به ادامه حیات نیستند و به طور پیوسته به آن نیاز دارند ضمن اینکه با وارد کردن آب آلوده به محیط این سرمایه طبیعی را مورد تهدید قرار می‌دهند.

1-3- کیفیت آب

آب یکی از فراوانترین ترکیباتی است که بصورت خالص در طبیعت یافت نمی‌شود. زیرا از یک سو نظر به قدرت حلالیتی که دارد تمام عناصر موجود در مسیر خود را کمابیش حل می‌کند و از طرف دیگر بشر آن را مستقیم یا غیر مستقیم آلوده می‌کند ضمناً شرایط اقلیمی بر کیفیت آب اثر قابل توجهی می‌گذارد. کیفیت آب بستگی به خواص ظاهری، فیزیکی و شیمیایی آب دارد.



الف خواص ظاهری آب :

بو، طعم، کدورت و رنگ از خواص ظاهری آب بشمار می‌آیند. اساسی ترین مسئله در مورد آب تصفیه شده عدم داشتن بو و طعم است. بوی آب قاعدتاً باید ارتباط نزدیکی با طعم آن داشته باشد البته مواد غیر فراری مثل کلرید سدیم با تأثیر بر روی طعم آب اثری روی بوی آن نمی‌گذارند. عوامل مختلفی از جمله جلبکها، تجزیه گیاهان آبزی، محصولات حاصل از کلرینه کردن آب مثل کلرو فنل‌ها و آبهای راکد در ایجاد طعم و بو مؤثرند. کدورت پدیده‌ای است که میزان شفافیت آب را مشخص می‌کند و بعنوان یک خاصیت ظاهری آب بحساب می‌آید. کدورت باعث می‌شود نور تابیده شده به نمونه متفرق یا جذب شود ولی عبور نکند مواد کلوئیدی این ویژگی را به آب می‌دهند. رنگ آب می‌تواند از مواد در حال گندیدگی با نمکهای فلزی موجود در طبیعت یا آلودگی‌های صنعتی ناشی شود.



3-1- انفصال آب شرب از آب مصرفی :

یکی از موارد بسیار مهم که باعث شده تا هزینه آب تولیدی برای شرب و مصرف در نیروگاه فوق بالا رود یکی بودن شبکه آبرسانی شرب و مصرفی است برای این منظور چند مورد فوق که در ذیل خواهد آمد کمک شایانی برای کاهش هزینه تولید آب خواهد بود.



3-1-1- هدایت آب شرب تولیدی به کانتین و آبدارخانه :

بهتر است آب شرب تولیدی جهت مصرف بهینه به کانتین و آبدارخانه‌های موجود از محل تصفیه خانه انشعاب داده شود و تا حد امکان از هدر رفتن این آب جلوگیری بعمل آید.



3-1-2- هدایت آب مصرفی به کانتین – آبدارخانه‌ها سرویس‌ها و غیره :

برای این گزینه می‌توان از شبکه آبرسانی فعلی استفاده نموده و جهت استفاده از آب شرب شبکة جدیدی که چندان هم هزینه نخواهد داشت تعبیه گردد. این آب صرفاً جهت مصارف کانتین برای شستشوی ظروف و محل آشپزخانه و آبدارخانه‌ها و سرویس‌ها (از قبیل سرویس بهداشتی و حمام) و هر گونه مورد مصرف استفاده نمود.



3-1-3- جایگزینی تانک Potable برای مصرف غیر شرب :

بهتر است برای جلوگیری از ایجاد هزینه ثانویه از امکانات اولیه بهره جست. بدین صورت که می‌توان برای مصرف غیر شرب از تانک
m3 12 بهره برداری نمود.



3-1-4- زمانبندی نمودن مصرف آب شرب و مصرفی :

می‌توان در زمانهای مشخص شده از جانب افراد ذیصلاح آب شرب را بدون تعویض شبکه آبرسانی (بفرض مثال 3-4 ساعت) در روز وارد شبکه فعلی نموده تا برای طبخ غذا، آب آشامیدنی و غیره توسط قسمتهای مربوطه استفاده گردد.

و همچنین می‌توان آب مصرفی (غیر شرب) را در باقی ساعت شبانه روز در شبکه رها نموده که برای این منظور می‌توان آب دارای اختلاط فیلتره و نرم را برای جلوگیری از رسوب (در دراز مدت) در لوله‌ها و سیستمها جاری نموده و از این شیوه بهره برد.

برای تولید آب مصرفی کافی است انشعابی از آب خام گرفته که از فیلترها و سختی گیرها عبور کرده و آب نرم بدست می‌دهد و از اختلاط کمی آب نیتره می‌توان آب خوبی برای مصرف ایجاد نمود.



3-2- تعمیرات به موقع :

نیروگاه سیکل ترکیبی دماوند با توجه به وجوه تجهیزات و نیروی انسانی نیازمند آب شرب و دمی است. برای این منظور قسمت تصفیه خانه طراحی و راه اندازی گردیده است. که در صورت نبود چنین مکانی در نیروگاه سیستم دچار اختلالات زیادی خواهد شد.

حال با توجه به اهمیت مسأله و همچنین وجود تجهیزات در این محل که بعد از هر اشکال نیازمند بررسی وپیگیری فوری می‌باشد باید از نیروی تعمیرات ماهر و با تجربه در این قسمت بهره برد.



3-2-1- استفاده از لوازم یدکی مرغوب :

برای استفاده بهینه با بازده بالا حتی المقدور باید از لوازم یدکی مرغوب استفاده کرد. مثل انگلیسی است که می‌گوید (هنوز آنقدر پولدار نشدم که جنس ارزان بخرم).

خرید لوازم خوب علاوه بر طول عمر مفید خوب قطعه طول عمر مفید هر دستگاه را بالا برده و نهایتاً سیستم به زودی دچار اشکال نخواهد شد.

برای این منظور بهتر است نیروی بهره بردار تسلط کامل به امور داشته و صلاحیت کار کردن با دستگاه‌های فوق را داشته باشد. به فرض مثال با علم و آگاهی از ایجاد ضربه قوچ در پمپها جلوگیری نموده و عمر مفید هر پمپ را به این صورت افزایش دهد.



3-2-2- ایجاد کانال برای لوله‌های قرار گرفته در بستر زمین :

از آنجایی که نیروگاه فعلی دماوند در حال ساخت سیکل ترکیبی است و برای این منظور تجهیزات با ماشین آلات سنگین به محل نیروگاه انتقال داده می‌شود و همچنین شبکه آبرسانی با توجه به اطلاعات کسب شده از جنس پولیکا می‌باشد لازم است که شبکه فوق در داخل کانال سیمای تعبیه گردد تا از شکستگی‌های متعدد و حتی المقدور هدر رفت آب جلوگیری به عمل آید.





3-3- جایگزینی غشاء پلی سلوفان باردار به جای غشای PA :

جنس غشاء ممبران‌ها از پلی سلوفان باردار در 2 الی 3 سال گذشته به بازار آمده است و نسبت به غشاء‌های دیگر دارای قیمت بالاتری است. این قیمت بالا با توجه به محاسن این غشاء بر روی این محصول درج گردیده است.

غشاء پلی سلوفان باردار دارای محاسن زیادی نسبت به غشاهای دیگر است از جمله دارای مزیت خوب استات سلولز (تحمل کلراین) و مزیت خوب پلی آمیدی (دبی زیاد)



3-3-1- معایب و محاسن غشا پلی آمید (PA) :

محدوده PH قابل تحمل برای غشا پلی آمیدی 2 تا 10 می‌باشد. از دیگر خصوصیات این محصول دبی زیاد آن است. اما این غشاء به علت حساسیت بسیار زیاد به بایوسایدها خیلی زود دچار آلودگی بیولوژیکی گردیده و باید در معرض شستشوی شیمیایی قرار گیرد.




3-3-2- معایب و محاسن غشاء استات سلولز (CA) :‌

غشاء (CA) دارای محدوده PH بین 3 تا 8 می‌باشد. مزیت دیگر این غشاء تحمل ماده اکسیدان و در کل عدم آلودگی بیولوژیکی غشاء نسبت به پلی آمید است. اما عیب این محصول و دبی کم آن می‌باشد و بیشتر برای مصارف آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد.



3-4- احداث چاله نمک بهداشتی در محل تصفیه خانه

در حال حاضر در مکان فوق جهت ساخت آب نمک برای احیاء زرین‌ها از نمک کریستاله استفاده می‌شود. که استفاده از این نمک معایب خاص خودش را داراست. بدین صورت نیروی انسانی موجود در تصفیه خانه باید کیسه‌های حاوی نمک را به تانک آب نمک انتقال داده که موجبات سختی اینکار را فراهم می‌آورد. در حالیکه اگر یک چاله نمک با لایه روبی در محل تصفیه خانه احداث گردد به جای نمک کریستاله از سنگ نمک استفاده نموده که باعث می‌شود لَجن تولیدی در ته چاله جمع شده و محلول آب نمک توسط پمپ به تانک دیگری منتقل می‌شود که برای احیاء زرین‌ها از آن استفاده می‌شود و دیگر در هنگام همزدن به روش فعلی محلول کدر نخواهیم داشت. که مقداری از لَجن راسب شده نیز در تانک زرین‌ها وارد گردد.

البته یادآور می‌شویم که درجه انحلال نمک در روش فعلی نسبت به چاله بیشتر است به دلیل همزدن با همزن و در ضمن می‌توان از آب گرم برای انحلال نمک در چاله استفاده کرد که خود جایگزین همزن خواهد شد.



3-4-1- تهیه تانک مخروطی پلی اتلین جهت ساخت آب نمک :

اگر تانک محتوی آب نمک به صورت مخروطی طراحی گردد البته انتهای آن مخروطی باشد آنگاه می‌توان لَجن تولیدی را توسط شیر تخلیه انتهایی هر چند روز یکبار خالی کرد که این بسیار در کیفیت آب نمک تولیدی مؤثر خواهد بود.