گزارش کارآموزی تصفيه آب خام و تهيه آب شرب و دمي demi به روش اسمز معكوس

دسته بندي : فنی و مهندسی » صنایع
گزارش کارآموزي تصفيه آب خام و تهيه آب شرب و دمي demi به روش اسمز معكوس در 85 صفحه ورد قابل ويرايش


فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول – آب يك نگاه كلي

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

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

1-3- كيفيت آب ............................. 4

1-4- كيفيت آبها ............................ 10

فصل دوم – كاربرد تكنولوژي غشاء در تصفيه آب (اسمز معكوس)

2-1- دانشگاه كاليفرنيا و اولين دستگاه اسمزمعكوس 14

2-1-1- اساس كار اسمز معكوس ................ 16

2-1-2- تكنولوژي اسمز معكوس ................ 18

2-1-3- تعاريف مهم در اسمز معكوس ........... 22

2-1-4- غشاء اسمز معكوس (غشاي مناسب) ....... 24

2-2- جلوگيري از تشكيل رسوب و معلق نگه داشتن آن 28

الف ) رسوب گرفتگي غشاء ................... 28

2-2-1- محل مناسب تزريق .................... 32

2-2-2- تزريق بيش از حد ماده بازدارنده .... 32

2-2-3- مقايسه مواد بازدارنده تشكيل رسوب .. 33



ب ) آلودگي ناشي از اكسيداسيون ............ 34

2-2-4- كارتريج فيلتر ...................... 35

2-3- آلودگي (فولينگ) بيولوژيكي ........... 36

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

الف ) محلول اسيدشويي غشاء PA .............. 37

ب ) محلول قلياشويي غشاء PA................ 37

2-3-2- مثالهايي از آلودگي غشاء ............ 38

2-3-3- روند شستشوي شيميايي سيستم RO ...... 39

الف ) حجم محلول و نرخ جريان شستشوي پيشنهادي براي RO 40

ب ) دستورالعمل روند شستشوي RO ........... 40

ج ) از سرويس خارج بودن طولاني RO ......... 41

2-3-4- حمله مواد اكسيد كننده به غشاء PA ... 44

2-3-5- بروز پديده كامپاوند X ............. 46

2-4- تعمير و نگهداري اسمز معكوس ............ 47

2-5- عيب يابي اسمز معكوس به روش تفسير نتايج عملكرد آن 57

فصل سوم – راهكارها و پيشنهادات براي كاهش هزينه‌هاي جاري تصفيه خانه آب نيروگاه

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

3-1-1- هدايت آب شرب توليدي به كانتين و آبدارخانه‌ها 69

3-1-2- هدايت آب مصرفي به كانتين‌ - آبدارخانه‌ها، سرويس‌ها و غيره 69

3-1-3- جايگزيني تانك Potable براي مصارف غير شرب 70

3-1-4- زمان بندي نمودن مصرف آب شرب و مصرفي . 70

3-2- تعميرات به موقع ...................... 71

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

3-2-2- كانال كشي براي لوله‌هاي جاي گرفته در زمين 72

3-3- جايگزيني غشاء پلي سلوفان باردار به جاي غشاء PA 73

3-3-1- معايب و محاسن غشاء PA (پلي آميد) ... 73

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

3-4- احداث چاله نمك بهداشتي در محل تصفيه خانه 74

3-5- هزينه توليد آب آشاميدني به ازاي هر متر مكعب در حال حاضر 76

3-5-1- هزينه‌هاي پيش بيني شده .............. 76

الف ) نيروي انساني ........................ 78

ب ) نمك مصرفي .............................. 77

ج ) كلر و آنتي اسكالانت و مواد تست كننده سختي آب 77

د ) برق مصرفي ............................. 77

و ) فيلتر كارتريج ......................... 78

ه‍ ( شستشوي RO و تعويض غشاء ممبران‌ها ....... 78

ي ) هزينه ماهيانه تست آب آشاميدني ........ 78

3-5-2- هزينه‌هاي پيش بيني نشده ............. 79

الف ) نشتي و شكستگي لوله‌ها در محل نيروگاه ... 79

ب ) خرابي پمپها .......................... 79

ج ) نارسايي آب به دلايل مختلف و خريد آب شرب 79

د ) هزينه تعميرات و خريد لوازم يدكي ....... 80

3-6- مقرون به صرفه بودن يا نبودن سيستم فعلي با توجه به موارد فوق الذكر .................................... 80


فهرست اشكال صفحه

شكل شماره 1 .............................. 14

شكل شماره 2 .............................. 16

شكل شماره 3 .............................. 21

شكل 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

محدوديت منابع آب، نياز روز افزوني به آب شرب، توليد فاضلابهاي حاصل از فعاليتهاي گوناگون آلودگي بيش از پيش آبها بيماريهاي مرتبط با آب غير بهداشتي موجب مي‌شود كه كيفيت آب جهت مصارف مختلف (بويژه آب آشاميدني) مورد توجه قرار بگيرد بهمين منظور يكي از برنامه‌هاي عمران شهري تأمين آب سالم مطابق با استانداردهاي بين المللي، ايجاد سيستمهاي جمع آوري و تصفيه فاضلابها بويژه فاضلاب شهري است كه در صورت عدم جمع آوري و تصفيه فاضلابها بويژه فاضلاب شهري است كه در صورت عدم جمع آوري و تصفيه فاضلابها بويژه فاضلاب شهري است كه در صورت عدم جمع آوري و تصفيه مي‌تواند خطر جدي براي آبهاي زيرزميني و سطحي و نهايتاً محيط زيست بشمار آيند به اين ترتيب حفظ كيفيت محيط زيست بويژه منابع آب شرب، پيشگيري از آلودگي آبها و بكارگيري شيوه‌هاي مناسب تصفيه آب و فاضلاب نيازمند يك برنامه ريزي اصولي و عملي در زمينه كنترل كيفي منابع آب است در رئوس اين برنامه‌ها مواردي مانند شناخت و ارزيابي منابع آلوده كننده آب ظرفيت پذيرش آن ذخيره‌ها توسط منابع آب پذيرنده، اندازه گيري پارامترهاي تعيين كننده كيفيت فيزيكي و شيميايي آب و تجزيه و تحليل نتايج و كنترل آلودگي قرار دارند. در راستاي اجراي اين اهداف نخستين گام، ايجاد مراكز آزمايشگاهي و تربيت پرسنل كارآموز است كه بتوانند مسئوليت كنترل كيفيت آب و فاضلاب را در بخشهاي مختلف بعهده گيرند. اين كار از شناسائي منابع مورد استفاده، نحوه و ويژگي‌هاي نمونه برداري شروع و با بكار گيري روشهاي مناسب آناليز براي پارامترهاي كيفي نمونه در آزمايشگاه ادامه و سرانجام بصورت گزارش نتايج تفسير شده و با ارائه پيشنهادات در زمينه رفع مشكل به پايان مي‌رسد. البته فرآيند كنترل كيفي در اين مرحله پايان نيافته و در ادامه مي‌بايست نتايج ارزيابي‌ها و اعمال شيوه‌هاي كنترل بازنگري شود به اين ترتيب روشن است كه نتايج بدست آمده از آزمايشگاه‌هاي كنترل كيفيت آب و فاضلاب، شالوده برنامه ريزيها و تصميمي گيري‌هاي خود و كلاني است كه قرار است در اين ارتباط صورت گيرد و چنانچه كار آزمايشگاهي با دقت و مبتني بر روشهاي علمي و مستند صورت نگيرد پايه محاسبات و طراحي‌هاي محكم و استوار نخواهد بود. حتي امور بظاهر ساده‌اي مثل نمونه برداي، نگهداري و انتقال نمونه‌ها اگر درست و دقيق صورت نگيرد تمام مراحل آناليز آزمايشگاهي، تجزيه و تحليل نتايج و كاربرد آنها را زير سوال خواهد برد. بر اين اساس اجراي طرحي تحت عنوان بهينه سازي آزمايشگاهي آب و فاضلاب به صورت ارزيابي و ضعيف كنندگي آزمايشگاههاي موجود ايجاد كه آزمايشگاه مركزي و مرجع و پيشنهاد احداث و تجهيز آزمايشگاههاي مورد نياز در برخي شهرستانها يا تأسيسات تصفيه خانه مطرح شد.



1-2- آب و اهميت آن :

بيشتر سطح زمين پوشيده از آب است و بشر تقريباً 1% كل آب روي زمين را مورد بهره برداري قرار مي‌دهد. آب گواراترين نوشيدني است و جايگزين براي آن فعلاً وجود ندارد كمتر كارخانه يا موسسه‌اي است كه با آب سروكار نداشته باشد و در عين حال مسئله ساز بسياري از كارخانه‌هاست. انسان و ديگر موجودات زنده بدون آب قادر به ادامه حيات نيستند و به طور پيوسته به آن نياز دارند ضمن اينكه با وارد كردن آب آلوده به محيط اين سرمايه طبيعي را مورد تهديد قرار مي‌دهند.

1-3- كيفيت آب

آب يكي از فراوانترين تركيباتي است كه بصورت خالص در طبيعت يافت نمي‌شود. زيرا از يك سو نظر به قدرت حلاليتي كه دارد تمام عناصر موجود در مسير خود را كمابيش حل مي‌كند و از طرف ديگر بشر آن را مستقيم يا غير مستقيم آلوده مي‌كند ضمناً شرايط اقليمي بر كيفيت آب اثر قابل توجهي مي‌گذارد. كيفيت آب بستگي به خواص ظاهري، فيزيكي و شيميايي آب دارد.



الف خواص ظاهري آب :

بو، طعم، كدورت و رنگ از خواص ظاهري آب بشمار مي‌آيند. اساسي ترين مسئله در مورد آب تصفيه شده عدم داشتن بو و طعم است. بوي آب قاعدتاً بايد ارتباط نزديكي با طعم آن داشته باشد البته مواد غير فراري مثل كلريد سديم با تأثير بر روي طعم آب اثري روي بوي آن نمي‌گذارند. عوامل مختلفي از جمله جلبكها، تجزيه گياهان آبزي، محصولات حاصل از كلرينه كردن آب مثل كلرو فنل‌ها و آبهاي راكد در ايجاد طعم و بو مؤثرند. كدورت پديده‌اي است كه ميزان شفافيت آب را مشخص مي‌كند و بعنوان يك خاصيت ظاهري آب بحساب مي‌آيد. كدورت باعث مي‌شود نور تابيده شده به نمونه متفرق يا جذب شود ولي عبور نكند مواد كلوئيدي اين ويژگي را به آب مي‌دهند. رنگ آب مي‌تواند از مواد در حال گنديدگي با نمكهاي فلزي موجود در طبيعت يا آلودگي‌هاي صنعتي ناشي شود.



3-1- انفصال آب شرب از آب مصرفي :

يكي از موارد بسيار مهم كه باعث شده تا هزينه آب توليدي براي شرب و مصرف در نيروگاه فوق بالا رود يكي بودن شبكه آبرساني شرب و مصرفي است براي اين منظور چند مورد فوق كه در ذيل خواهد آمد كمك شاياني براي كاهش هزينه توليد آب خواهد بود.



3-1-1- هدايت آب شرب توليدي به كانتين و آبدارخانه :

بهتر است آب شرب توليدي جهت مصرف بهينه به كانتين و آبدارخانه‌هاي موجود از محل تصفيه خانه انشعاب داده شود و تا حد امكان از هدر رفتن اين آب جلوگيري بعمل آيد.



3-1-2- هدايت آب مصرفي به كانتين – آبدارخانه‌ها سرويس‌ها و غيره :

براي اين گزينه مي‌توان از شبكه آبرساني فعلي استفاده نموده و جهت استفاده از آب شرب شبكة جديدي كه چندان هم هزينه نخواهد داشت تعبيه گردد. اين آب صرفاً جهت مصارف كانتين براي شستشوي ظروف و محل آشپزخانه و آبدارخانه‌ها و سرويس‌ها (از قبيل سرويس بهداشتي و حمام) و هر گونه مورد مصرف استفاده نمود.



3-1-3- جايگزيني تانك Potable براي مصرف غير شرب :

بهتر است براي جلوگيري از ايجاد هزينه ثانويه از امكانات اوليه بهره جست. بدين صورت كه مي‌توان براي مصرف غير شرب از تانك
m3 12 بهره برداري نمود.



3-1-4- زمانبندي نمودن مصرف آب شرب و مصرفي :

مي‌توان در زمانهاي مشخص شده از جانب افراد ذيصلاح آب شرب را بدون تعويض شبكه آبرساني (بفرض مثال 3-4 ساعت) در روز وارد شبكه فعلي نموده تا براي طبخ غذا، آب آشاميدني و غيره توسط قسمتهاي مربوطه استفاده گردد.

و همچنين مي‌توان آب مصرفي (غير شرب) را در باقي ساعت شبانه روز در شبكه رها نموده كه براي اين منظور مي‌توان آب داراي اختلاط فيلتره و نرم را براي جلوگيري از رسوب (در دراز مدت) در لوله‌ها و سيستمها جاري نموده و از اين شيوه بهره برد.

براي توليد آب مصرفي كافي است انشعابي از آب خام گرفته كه از فيلترها و سختي گيرها عبور كرده و آب نرم بدست مي‌دهد و از اختلاط كمي آب نيتره مي‌توان آب خوبي براي مصرف ايجاد نمود.



3-2- تعميرات به موقع :

نيروگاه سيكل تركيبي دماوند با توجه به وجوه تجهيزات و نيروي انساني نيازمند آب شرب و دمي است. براي اين منظور قسمت تصفيه خانه طراحي و راه اندازي گرديده است. كه در صورت نبود چنين مكاني در نيروگاه سيستم دچار اختلالات زيادي خواهد شد.

حال با توجه به اهميت مسأله و همچنين وجود تجهيزات در اين محل كه بعد از هر اشكال نيازمند بررسي وپيگيري فوري مي‌باشد بايد از نيروي تعميرات ماهر و با تجربه در اين قسمت بهره برد.



3-2-1- استفاده از لوازم يدكي مرغوب :

براي استفاده بهينه با بازده بالا حتي المقدور بايد از لوازم يدكي مرغوب استفاده كرد. مثل انگليسي است كه مي‌گويد (هنوز آنقدر پولدار نشدم كه جنس ارزان بخرم).

خريد لوازم خوب علاوه بر طول عمر مفيد خوب قطعه طول عمر مفيد هر دستگاه را بالا برده و نهايتاً سيستم به زودي دچار اشكال نخواهد شد.

براي اين منظور بهتر است نيروي بهره بردار تسلط كامل به امور داشته و صلاحيت كار كردن با دستگاه‌هاي فوق را داشته باشد. به فرض مثال با علم و آگاهي از ايجاد ضربه قوچ در پمپها جلوگيري نموده و عمر مفيد هر پمپ را به اين صورت افزايش دهد.



3-2-2- ايجاد كانال براي لوله‌هاي قرار گرفته در بستر زمين :

از آنجايي كه نيروگاه فعلي دماوند در حال ساخت سيكل تركيبي است و براي اين منظور تجهيزات با ماشين آلات سنگين به محل نيروگاه انتقال داده مي‌شود و همچنين شبكه آبرساني با توجه به اطلاعات كسب شده از جنس پوليكا مي‌باشد لازم است كه شبكه فوق در داخل كانال سيماي تعبيه گردد تا از شكستگي‌هاي متعدد و حتي المقدور هدر رفت آب جلوگيري به عمل آيد.





3-3- جايگزيني غشاء پلي سلوفان باردار به جاي غشاي PA :

جنس غشاء ممبران‌ها از پلي سلوفان باردار در 2 الي 3 سال گذشته به بازار آمده است و نسبت به غشاء‌هاي ديگر داراي قيمت بالاتري است. اين قيمت بالا با توجه به محاسن اين غشاء بر روي اين محصول درج گرديده است.

غشاء پلي سلوفان باردار داراي محاسن زيادي نسبت به غشاهاي ديگر است از جمله داراي مزيت خوب استات سلولز (تحمل كلراين) و مزيت خوب پلي آميدي (دبي زياد)



3-3-1- معايب و محاسن غشا پلي آميد (PA) :

محدوده PH قابل تحمل براي غشا پلي آميدي 2 تا 10 مي‌باشد. از ديگر خصوصيات اين محصول دبي زياد آن است. اما اين غشاء به علت حساسيت بسيار زياد به بايوسايدها خيلي زود دچار آلودگي بيولوژيكي گرديده و بايد در معرض شستشوي شيميايي قرار گيرد.




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

غشاء (CA) داراي محدوده PH بين 3 تا 8 مي‌باشد. مزيت ديگر اين غشاء تحمل ماده اكسيدان و در كل عدم آلودگي بيولوژيكي غشاء نسبت به پلي آميد است. اما عيب اين محصول و دبي كم آن مي‌باشد و بيشتر براي مصارف آزمايشگاهي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.



3-4- احداث چاله نمك بهداشتي در محل تصفيه خانه

در حال حاضر در مكان فوق جهت ساخت آب نمك براي احياء زرين‌ها از نمك كريستاله استفاده مي‌شود. كه استفاده از اين نمك معايب خاص خودش را داراست. بدين صورت نيروي انساني موجود در تصفيه خانه بايد كيسه‌هاي حاوي نمك را به تانك آب نمك انتقال داده كه موجبات سختي اينكار را فراهم مي‌آورد. در حاليكه اگر يك چاله نمك با لايه روبي در محل تصفيه خانه احداث گردد به جاي نمك كريستاله از سنگ نمك استفاده نموده كه باعث مي‌شود لَجن توليدي در ته چاله جمع شده و محلول آب نمك توسط پمپ به تانك ديگري منتقل مي‌شود كه براي احياء زرين‌ها از آن استفاده مي‌شود و ديگر در هنگام همزدن به روش فعلي محلول كدر نخواهيم داشت. كه مقداري از لَجن راسب شده نيز در تانك زرين‌ها وارد گردد.

البته يادآور مي‌شويم كه درجه انحلال نمك در روش فعلي نسبت به چاله بيشتر است به دليل همزدن با همزن و در ضمن مي‌توان از آب گرم براي انحلال نمك در چاله استفاده كرد كه خود جايگزين همزن خواهد شد.



3-4-1- تهيه تانك مخروطي پلي اتلين جهت ساخت آب نمك :

اگر تانك محتوي آب نمك به صورت مخروطي طراحي گردد البته انتهاي آن مخروطي باشد آنگاه مي‌توان لَجن توليدي را توسط شير تخليه انتهايي هر چند روز يكبار خالي كرد كه اين بسيار در كيفيت آب نمك توليدي مؤثر خواهد بود.