مقایسه سیستم اسمزمعکوس (RO) با رزین تبادل یونی (Resin)

 

 

مقایسه اسمز معکوس با رزین

 

 

معايب رزين های تعويض يوني و مقايسه آن با دستگاه RO

 

رزين هاي تعويض يوني ذرات جامدی هستند كه می توانند یون های نامطلوب در محلول را با همان مقدار اكی والان از یون مطلوب با بار الكتریکی مشابه جایگزين كنند.

 

به رزین های معدنی زئولیت می گویند. این مواد، یونهای سختی آور آب (كلسیم و منیزیم) را حذف می كنند و بجای آن یون سدیم آزاد می كنند. از این رو به زئولیت های سدیمی مشهور شدند، اما زئولیت های سدیمي دارای محدودیتهایی هستند.

 

این زئولیتها می توانند فقط سدیم را جایگزین كلسیم و منیزیم محلول در آب نمایند و آنیونها بدون تغییر باقی می مانند. از این رو آب تصفیه شده با زئولیتهای سدیمی به همان اندازه آب خام، قلیائیت، سولفات، كلراید و سیلیكات دارند.

 

واضح است كه چنین آبی برای صنایع مطلوب نيست. مثلا بی كربنات سدیم محلول در آب می تواند مشكلاتی را در مراحل بعدی برای دیگ بخار بوجود آورد. زيرا در اثر حرارت، به سود و گاز دی اكسيد كربن تبدیل می شود.

 

سود یكی از عوامل مهم در خوردگی موضعی در نیروگاههاست، گاز دی اكسید كربن موجود در بخار آب در اثر میعان بخار به صورت اسید کربنیک در می آید كه باعث خوردگی لوله های برگشتی می شود که بخار آب خروجی از توربین را به کندانسور (چگالنده) می برند.

 

یکی دیگر از اشکالات مهم استفاده از زئولیتهای سدیمی، عدم کاهش غلظت سیلیس در آب تصفیه شده می باشد که یکی از خطرناکترین ناخالصی های آب تغذیه دیگ بخار در فشارهای زیاد می باشد.

 

یکی دیگر از اشكالات رزین فرسایش دانه های رزین در طول سرویس می باشد:

 

در طی سرویس که رزین ها به تدریج اشباع می شوند، یونهای مختلفی در داخل شبکه رزين جایگزین می شوند. به عنوان مثال در رزین های سدیمی رزین قسمتی از یون سدیم خود را با یون کلسیم، منیزیم، آهن و …. تعویض می کند. هر کدام از این یون ها حجم متفاوتی دارند.

 

بنابراین شبکه رزین برای پذیرفتن این یون ها مجبور به انبساط و انقباض می شود. هر چه ظرفیت تعویض یونی رزین بیشتر باشد، این تغییر حجم در شبکه رزین بیشتر خواهد بود. این تغییرات حجم موجب تنش در داخل شبکه رزین می گردد که در نهایت باعث فرسایش بعضی از دانه های رزین می شود.

 

علاوه بر این در طی فرآیند احیا، دانه های رزین در داخل بستر شناور شده و بالا و پائین می روند. این اختلاف فشار در طول ستون رزین باعث شکستگی بعضی از رزین ها شده و در نتیجه رزین ها به صورت دانه های ریزتری در می آیند. این رزین های شکسته شده می توانند به همراه ذرات معلقی که در طی سرویس در خلل و فرج رزین ها جایگزین می شوند باعث افت فشار بیشتر و یا کاهش دبی آب تصفیه شده (در صورت کار با فشار ثابت) گردند.

 

همچنین هزینه سرمایه گذاری اولیه (ثابت) در واحدهای تعویض یونی با هزینه سرمایه در گردش این واحدها نسبت عکس دارد. یعنی هزینه نمکی که برای احیاء رزین استفاده می شود در دراز مدت خیلی بیشتر از هزینه نگهداری دستگاه RO می باشد.

 

همچنین مشکل انبار کردن، و نیز سروکار داشتن با مواد شیمیایی در مورد اسمز معکوس خیلی کمتر از تعویض یونی است.

 

موفقیت تکنولوژی سیستم اسمز معکوس مرهون دلایل اقتصادی و سادگی بهره برداری از آن است. اسمز معکوس مانند بسترهای تعویض یونی احتیاج به حجم زیاد اسید و سود (جهت احیای بسترهای تعویض یونی) ندارد.

 

همچنین از سیستم اسمز معکوس می توان برای تولید آب خالص برای کاربردهای خاص مانند ساخت نیمه هادی ها، صنایع دارویی، صنایع غذائی، نیروگاهها و… استفاده کرد.

 

به عنوان مثال آب خالص جهت شستشوی مواد شیمیایی باقیمانده و آلودگی های ناچیز از لایه های نازک نیمه هادی ها مورد استفاده قرار می گیرد. در حالی که رزین های تبادل یونی، سهم عمده ای در میزان آلودگی TOC (کل ترکیبات آلی) در سیستمهای تولید آب بسیار خالص دارند.

 

بطور کلی برای هر صنعتی مطلوب ترین آب، آب بدون یون می باشد، اما هزینه تصفیه آب تا رسیدن به مرحله آب بدون یون بسیار زیاد است.

 

برای هر صنعتی مطلوب ترین آب آن است که هزینه تصفیه آب کمتر از مخارج درمان عواقب زیان بخش ناخالصی ها باشد که برای اکثر صنایع، رسیدن به این امر با تکیه بر استفاده از سیستم اسمز معکوس RO می باشد.

 

بطور کلی مزایای سیستم RO به شرح زیر می باشد:

 

  • سیستم پیوسته و مداوم (24 ساعت در شبانه روز)
  • قابلیت دریافت ورودی با TDS بالا
  • میزان بازدهی بالا در کل سیستم
  • نرخ بالای بازیافت آبهای آلوده تا 98% منابع ورودی بر اساس میزان املاح و ناخالصی های موجود
  • مصرف انرژی پایین
  • نیاز به حداقل شستشو
  • پایین بودن هزینه نگهداری سیستم
  • عدم بکار گرفتن مواد مضر برای انسان در این سیستم
  • استفاده از حداقل مواد شیمیایی در سیستم اسمز معکوس
  • از بین بردن تمامی آلاینده ها از قبیل آلاینده های آلی، غیر آلی و میکروبی
  • امکان استفاده از منابع نامتناهی و قابل اطمینان یعنی آب دریاها در این سیستم
  • عدم تحمیل هرگونه آثار منفی به محیط زیست
  • پایین بودن هزینه نصب و راه اندازی سیستم
  • قابلیت جداسازی آلاینده هایی که به آب رنگ، مزه و بوی نامطلوبی می دهند از قبیل طعم های قلیایی و نمکی که بوسیله کلریدها و سولفات ها ایجاد می گردند.
  • قابلیت جداسازی سمی ترین عناصر و مواد مضر برای سلامتی انسان از قبیل کادمیوم، سرب، سیانید، ارسنیک و فنل توسط این سیستم.