فرآیند تصفیه یک سیستم آب اولترا خالص چیست؟

فرآیند تصفیه یک سیستم آب اولترا خالص چیست؟

به عنوان تامین کننده سیستم های آب Ultrapure، اغلب در مورد فرآیند تصفیه ای که این سیستم ها استفاده می کنند، سوال می شود. آب فوق خالص، یعنی آبی که به سطوح بسیار بالایی تصفیه شده است، در طیف وسیعی از صنایع، از جمله داروسازی، تولید الکترونیک و تحقیقات علمی ضروری است. در این پست وبلاگ، شما را با فرآیند تصفیه گام به گام سیستم آب اولترا خالص آشنا خواهم کرد.

پیش درمان

سفر تصفیه آب فوق خالص با پیش تصفیه آغاز می شود. هدف از پیش تصفیه حذف ذرات بزرگ، مواد جامد معلق و برخی از مواد محلول از منبع آب خام است. این مرحله بسیار مهم است زیرا از اجزای تصفیه حساس تر و گران قیمت تر محافظت می کند.

یکی از روش های رایج پیش تصفیه، فیلتراسیون رسوبی است. فیلتر رسوبی که معمولاً از موادی مانند پلی پروپیلن ساخته می شود، برای به دام انداختن ذرات بزرگ مانند ماسه، سیلت و زنگ استفاده می شود. این فیلترها می توانند دارای اندازه منافذ مختلفی باشند که معمولاً از 1 تا 50 میکرون متغیر است. هرچه اندازه منافذ بزرگ‌تر باشد، آب سریع‌تر می‌تواند از آن عبور کند، اما ذرات ریز کمتری را نیز به دام می‌اندازد.

یکی دیگر از مراحل مهم پیش تصفیه، فیلتراسیون کربن فعال است. کربن فعال دارای سطح وسیعی با منافذ بسیار ریز است که می تواند ترکیبات آلی، کلر و برخی فلزات سنگین را جذب کند. کلر اغلب به عنوان ضدعفونی کننده به منابع آب شهری اضافه می شود، اما می تواند به غشاهای اسمز معکوس مورد استفاده در مراحل تصفیه بعدی آسیب برساند. با حذف کلر از طریق فیلتراسیون کربن فعال، می توانیم طول عمر این غشاها را افزایش دهیم.

در برخی موارد، آب نیز ممکن است تحت پیش تصفیه نرم‌کننده قرار گیرد. آب سخت حاوی سطوح بالایی از یون های کلسیم و منیزیم است که می تواند باعث تشکیل رسوب در لوله ها و تجهیزات شود. نرم کننده های آب از رزین های تبادل یونی برای جایگزینی یون های کلسیم و منیزیم با یون های سدیم استفاده می کنند و سختی آب را کاهش می دهند.

اسمز معکوس (RO)

پس از پیش تصفیه، آب وارد مرحله اسمز معکوس می شود. اسمز معکوس یک فرآیند کلیدی در تصفیه آب فوق خالص است. با اعمال فشار به آب در یک طرف غشای نیمه تراوا، مولکول های آب را مجبور می کند از غشاء عبور کنند و در عین حال اکثر نمک های محلول، ترکیبات آلی و میکروارگانیسم ها را پشت سر بگذارند.

غشای نیمه تراوا مورد استفاده در سیستم های RO دارای منافذ بسیار کوچکی است که فقط به مولکول های آب و برخی از ذرات بسیار کوچک اجازه عبور می دهد. این فرآیند می تواند تا 95 تا 99 درصد مواد جامد محلول را از آب حذف کند. انواع مختلفی از سیستم های RO برای کاربردهای مختلف موجود است. به عنوان مثال،سیستم های اسمز معکوس کانتینریاز قبل مونتاژ شده و مدولار هستند که حمل و نصب آنها را آسان می کند.سیستم های اسمز معکوس تجاریبرای کاربردهای تجاری در مقیاس متوسط ​​تا بزرگ طراحی شده اند، در حالی کهسیستم اسمز معکوس شهریبرای تصفیه حجم زیادی از آب برای تامین آب شهری استفاده می شود.

با این حال، سیستم های RO کامل نیستند. آنها ممکن است نتوانند همه آلاینده ها، به ویژه برخی از مولکول ها و یون های آلی بسیار کوچک را حذف کنند. بنابراین، معمولاً مراحل تصفیه بیشتر مورد نیاز است.

دیونیزه کردن (DI)

دییونیزاسیون، همچنین به عنوان تبادل یون شناخته می شود، برای حذف یون های باقی مانده از آب پس از اسمز معکوس استفاده می شود. در یک سیستم دییونیزاسیون، آب از ستون های پر از رزین های تبادل یونی عبور می کند. این رزین ها از مهره های ریز تشکیل شده اند که بار مشخصی دارند.

دو نوع رزین تبادل یونی وجود دارد: رزین های تبادل یونی و رزین های تبادل آنیونی. رزین های تبادل کاتیونی یون های دارای بار مثبت (مانند سدیم، کلسیم و منیزیم) را با یون های هیدروژن مبادله می کنند، در حالی که رزین های تبادل آنیونی یون های دارای بار منفی (مانند کلرید، سولفات و کربنات) را با یون های هیدروکسید مبادله می کنند. هنگامی که آب از این رزین ها عبور می کند، یون های موجود در آب با یون های هیدروژن و هیدروکسید جایگزین می شوند و سپس ترکیب می شوند و مولکول های آب را تشکیل می دهند.

دیونیزاسیون می تواند آب با سطوح بسیار کم یون تولید کند، اما رزین ها باید به طور دوره ای بازسازی شوند. این کار معمولاً با شستشوی رزین ها با محلول غلیظ اسید یا باز انجام می شود تا یون های انباشته شده حذف شوند و ظرفیت تبادل یونی رزین بازیابی شود.

اولترافیلتراسیون (UF) و نانوفیلتراسیون (NF)

اولترافیلتراسیون و نانوفیلتراسیون مراحل تصفیه اضافی هستند که می توانند برای حذف بیشتر ذرات کوچک، ماکرومولکول ها و برخی ویروس ها استفاده شوند. غشاهای اولترافیلتراسیون دارای منافذ بزرگتری نسبت به غشاهای نانوفیلتراسیون هستند که معمولاً در محدوده 0.01 - 0.1 میکرون است. آنها می توانند ذراتی مانند باکتری ها، کلوئیدها و برخی ترکیبات آلی با وزن مولکولی بزرگ را حذف کنند.

غشاهای نانوفیلتراسیون دارای منافذ کوچکتری هستند که معمولاً در محدوده 0.001 - 0.01 میکرون است. آنها می توانند اکثر یون های دو ظرفیتی (مانند کلسیم و منیزیم) و برخی یون های تک ظرفیتی و همچنین ترکیبات آلی با وزن مولکولی کوچک را حذف کنند. این فرآیندها اغلب به عنوان یک مرحله پرداخت پس از اسمز معکوس و دییونیزاسیون استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که آب الزامات خلوص دقیق را برآورده می کند.

استریلیزاسیون UV

استریلیزاسیون UV برای از بین بردن باکتری ها، ویروس ها و سایر میکروارگانیسم های موجود در آب استفاده می شود. نور فرابنفش در یک طول موج خاص (معمولاً حدود 254 نانومتر) می تواند به DNA و RNA میکروارگانیسم ها آسیب برساند و از تکثیر آنها جلوگیری کند و آنها را بی ضرر کند.

استریلیزاسیون با اشعه ماوراء بنفش یک روش ضدعفونی بدون مواد شیمیایی است که هیچ ماده اضافی به آب اضافه نمی کند. این یک روش قابل اعتماد و کارآمد برای اطمینان از خلوص میکروبیولوژیکی آب فوق خالص است، به ویژه در کاربردهایی که حضور میکروارگانیسم ها می تواند تأثیر قابل توجهی داشته باشد، مانند صنایع دارویی و غذایی.

پرداخت و فیلتر نهایی

مرحله نهایی در فرآیند تصفیه آب فوق خالص، پرداخت و فیلتراسیون نهایی است. این مرحله برای حذف هر گونه آلودگی باقیمانده مانند ذرات معلق و ترکیبات آلی برای دستیابی به بالاترین سطح خلوص آب طراحی شده است.

واحدهای پولیش ممکن است از ترکیبی از فناوری‌ها مانند رزین‌های تبادل یونی مخلوط و فیلترهای فوق‌ریز استفاده کنند. رزین های تبادل یونی مخلوط بستر حاوی رزین های تبادل کاتیونی و آنیونی در یک ستون هستند که حذف کامل یون ها را فراهم می کند. فیلترهای بسیار ریز با اندازه منافذ به کوچکی 0.001 میکرون می توانند ریزترین ذرات را حذف کنند و اطمینان حاصل کنند که آب عاری از هرگونه ناخالصی قابل مشاهده یا میکروسکوپی است.

چرا سیستم های آب فوق خالص ما را انتخاب کنیم؟

سیستم های آب فوق خالص ما با آخرین فن آوری های تصفیه طراحی شده اند تا آب فوق خالص با بالاترین کیفیت را در اختیار شما قرار دهند. ما درک می کنیم که صنایع مختلف نیازمندی های متفاوتی برای خلوص آب دارند و سیستم های ما را می توان برای رفع نیازهای خاص شما سفارشی کرد. چه در صنعت داروسازی باشید، جایی که خلوص آب برای تولید دارو بسیار مهم است، یا در صنعت الکترونیک، که حتی کوچکترین ناخالصی می تواند بر عملکرد قطعات الکترونیکی تأثیر بگذارد، سیستم های ما می توانند آب فوق خالص مورد نیاز شما را ارائه دهند.

اگر به سیستم های آب فوق خالص ما علاقه مند هستید یا در مورد فرآیند تصفیه سوالی دارید، از شما دعوت می کنیم برای بحث دقیق با ما تماس بگیرید. تیم متخصص ما آماده است تا شما را در انتخاب سیستم مناسب برای برنامه خود یاری کند و بهترین راه حل ممکن را به شما ارائه دهد.

مراجع

• AWWA (انجمن کارهای آب آمریکا). کیفیت و تصفیه آب: کتابچه راهنمای تامین آب جامعه. مک گراو - هیل.
• Crittenden، JC، Trussell، RR، Hand، DW، Howe، KJ، و Tchobanoglous، G. (2012). تصفیه آب: اصول و طراحی. جان وایلی و پسران
• Rautenbach, R., & Albrecht, R. (1989). فرآیندهای غشایی: اصول و کاربردها. وایلی - VCH.