یکی از روش های کاهش هزینه های آب شیرین کن های صنعتی، انتخاب فیلتر ممبران مناسب و ساختار این فیلتر می باشد. ساختار فیلتر ممبران و استفاده از لایه Feed Spacer تا حد زیادی در کاهش هزینه های سیستم و افزایش طول عمر ممبران موثر می باشد. این لایه یک صفحه مشبک است، که برای عبور آب از سطح لایه های ممبران فضا ایجاد می کند. ساختار لایه Feed Spacer به گونه ای است، که با ایجاد اغتشاش در جریان آب باعث کاهش اختلاف فشار و جلوگیری از ایجاد رسوب می شود.
عوامل مهم در طراحی لایه Feed Spacer
نحوه طراحی لایه Feed Spacer بر عملکرد فیلتر ممبران در تصفیه آب بسیار تاثیر گذار می باشد. مهم ترین پارامترهای موثر در طراحی این لایه در زیر آمده است:
- سطح صاف لایهfeed spacer
- ایجاد رسوب در زمان کارکرد فیلتر ممبران
- صدمه دیدن ممبران در هنگام پیچیده شدن صفحات به دور هم
- افت فشار: بین ایجاد اغتشاش در جریان ورودی و افت فشار اصطکاکی باید تعادل بهینه ای باشد.
حتما بخوانید: مشاهده محصولات فیلتر ممبران آبین
افت فشار بر روی میزان مصرف انرژی تاثیر زیادی دارد. در صورتی که افت فشار به حداقل برسد و نقطه بهینه تعادل برای ایجاد اغتشاش در جریان ورودی و افت فشار اصطکاکی ایجاد شود، ساختار این صفحات بسیار بهینه تر شده و مصرف انرژی نیز کمتر می شود. صفحات مشبک feed spacer ها از مواد پلیمری ساخته می شوند. بین هر دو لایه ممبران توسط این صفحات حدود 0.7 تا 0.86 میلی متر فضا ایجاد می شود. البته به دلیل قرارگیری صفحات و قطر الیاف آن ها، سطح مقطع واقعی برای ورود آب ورودی بین ممبران ها از این اعداد کمتر می باشد. Feed spacer ها با استفاده از مقدار زیادی الیاف رشته های دو وجهی درست شده اند. دو وجهی بودن طراحی آن ها، موجب می شود که آب ورودی به ممبران از تمام وجه های این رشته ها عبور کرده و در جریان اغتشاش (turbulence) لازم ایجاد شود.
ضرورت ایجاد اغتشاش در جریان آب ورودی به فیلتر ممبران
قطبی شدن غلظتی (concentration polarization) دلیل نیاز به ایجاد اغتشاش در جریان آب ورودی به ممبران می باشد. در تصفیه آب به روش اسمز معکوس آب بعد از عبور از فیلتر ممبران تصفیه می شود. آب تصفیه شده به یک سمت ممبران رفته و نمک ها و املاح در سمتی دیگر باقی می مانند. به همین دلیل بعد از مدتی در یکی از سطوح ممبران غلظت املاح و نمک های آب بالاتر رفته و دقت ممبران کاهش می یابد، به این پدیده قطبی شدن غلظتی می گویند. جهت جلوگیری از این مشکل با استفاده از feed spacer ها کمی اغتشاش در جریان ایجاد می شود، به این ترتیب آب با غلظت بالا تنها به یکی سمت ممبران وارد نمی شود و عملکرد ممبران با استفاده از این اغتشاش بهتر می شود.
ایجاد اغتشاش در جریان آب دارای معایبی نیز می باشد، زیرا این اغتشاش باعث افت فشار اصطکاکی در جریان آب می شود. به همین علت، جهت طراحی بهینه این صفحات باید نقطه تعادل بهینه ای بین ایجاد اغتشاش و افت فشار اصطکاکی ایجاد شود. طبق تحقیقات انجام شده و مدل سازی هیدرولیکی، بهترین طراحی برای لایه های feed spacer ها جهت استفاده در فیلترهای ممبران، شبکه های دو بعدی مربعی و متوازی الاضلاعی می باشد. این صفحات باید در ممبران به صورتی قرار گیرند که با جریان آب ورودی زاویه ای 45 درجه ایجاد کنند.
بهترین طراحی برای لایه Feed Spacer فیلتر ممبران
بر اساس اندازه گیری ها و آزمایشات انجام شده، مدل alternating strands design (ASD) بهینه ترین حالت می باشد که در این حالت تعادل بهینه ای بین افت فشار و ایجاد اغتشاش در جریان ایجاد می شود. آزمایشات انجام شده در این زمینه در شرایط مختلف از جمله دبی آب ورودی، زمان و حتی میزان رسوب بررسی شده است.
ممبران های ASD کمترین میزان افت فشار را به نسبت مدل های قبلی داشته اند. افت فشار این نوع از ممبران ها حدود 0.05 تا 0.15 بار کمتر از مدل های دیگر می باشد. همین میزان از کاهش افت فشار باعث صرفه جویی حدود 5 درصدی در مصرف انرژی می شود. در طراحی جدید مدل Alternating Strands design (ASD) الگوی جریان عبوری بهبود یافته و برای عبور آب فشار کمتری مورد نیاز است؛ به این صورت رسوب گذاری در ممبران کمتر می شود و رسوب گذاری کمتر موجب افزایش طول عمر، کاهش نیاز به شستشو و تمیز کردن ممبران می گردد.
حتما بخوانید: جهت آشنایی با محصولات آنتی اسکالانت به آدرس اینترنتی abin.ir/products/industrial-water-treatment/membrane-filtration-products مراجعه فرمایید.
چنان چه برای خرید فیلتر های ممبران و یا دریافت مشاوره برای انتخاب ممبران مناسب برای سیستم تصفیه آب نیاز به مشاوره دارید، می توانید از طریق تماس تلفنی با کارشناسان بازار آنلاین تصفیه آب آبین در ارتباط باشید و با بهره مندی از فرصت مشاوره رایگان مناسب ترین محصول را خریداری کنید. در ضمن برای خرید ممبران حتما به فروشگاه ها یا وب سایت های معتبر مراجعه کنید، تا در استفاده از محصول دچار مشکل نشوید. راه‌های ارتباطی abin.ir برای پاسخگویی به سوالات شما عزیزان در زیر آمده است:
021-22228116
