عملكرد تجهيزات ابزار دقيق در سيستم اسمز معكوس
بطور كلي براي تنظيم دقيق دبي‌ها و فشارها بهتر آن است تا به منظور ثبت آسانتر داده ها، پارامترهاي ابزار دقيق در داخل اتاق كنترل مركزي نشان داده شود. در اين راستا پيشنهاد ميشود تا تجهيزات كنترلي ابزار دقيق و سيستم‌هاي كنترل در يك تابلوي ضد آب نصب شوند. مشخصات چنين تابلوهايي در استاندارد NEMA وجود دارد.
سيگنالهاي ارسالي از سنسورهاي قوي معمولاً در حد ميلي‌ولت ميباشند. طول سيم بين سنسور و تابلو نبايد بيش از ft 25 باشد. به عبارت ديگر، سيم موجب تشديد دخالت الكترومكانيكي (MAI) ميشود كه در دقت پارامتر تأثيرگذار است. لازم به توضيح است كه سنسورها تنها بايد در يك نقطه به زمين متصل شوند. اين كار معمولاً در نشانگرها انجام مي‌گيرد.
توان ابزار دقيق
از آنجا كه تجهیزات ابزار دقيق RO در مجاورت آب میباشند، استفاده از برق ولتاژ پائین 24 ولت ایمنتر است. برق V 24، برقی استاندارد است که در تجهیزات ابزار دقيق آنالوگ نظیر pH مترها، درجه حرارت سنجها، باز و بسته كردن شيرهاي برقي و شيرهاي اتومات مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
برق ابزار دقيق ولتاژ پايين را مي‌توان از طريق انتقال برق كنترلي به تابلوي كنترلي سيستم يا با استفاده از يك ترانسفورماتور كاهنده تأمين نمود. اگر از ترانسفورماتور استفاده ميشود بايد برق ولتاژ ضعيف اتصال به زمين شود. استفاده از كنترل ترانسفورماتور، چندين مزيت دارد. اول اينكه در هزينه انتقال برق به ساير سيستم‌هاي كنترل ولتاژ صرفه‌جويي ميشود و دوم اينكه احتمال راه‌اندازي دستگاه توسط اپراتور با يكي از دو منبع توليد جريان از بين مي‌رود و احتمال برق گرفتگي توسط برق فشار قوي مرتفع ميشود.
هشدار و از سرویس خارج نمودن سیستم
در هر سیستم RO ، احتمال بروز اشکال در سیستم یا تجهیزات پیش تصفیه وجود دارد. معمولاً تجهیزات ابزار دقیق کنترلی سیستم به نحوی طراحی میشوند که با تغییر مقادیر کمیتها از رنج مشخص از پیش تعیین شده با چراغ چشمکزن یا سیگنال متصل به بوق بروز متغیرهای ناصحیح اطلاع داده شود. در برخی موارد همزمان با اطلاع به اپراتور سیستم بطور اتومات از سرویس خارج میشود. وجود اخطار و نیاز به از سرویس خارج شدن اتومات سیستم در موارد ذیل ضروری بنظر می رسد:
1- فشار ورودي پايين
برای کارکرد مناسب پمپهای فشار قوي، وجود جریان کافی آب با یک حداقل فشار در ورودی آنها ضروری میباشد. در بسياري از پمپها از پره‌هاي پلاستيكي استفاده ميشود که اگر پمپ بدون جريان آب كار كند، در عرض چند ثانيه ذوب مي‌شوند. بنابراين براي سيستم‌هاي كوچك و بزرگ RO ، نصب تجهيزات ابزار دقيق جهت علائم هشدار در شرایط فشار پایین آب ورودي به پمپ فشار قوي توصیه ميشود.
2- بالا و پايين بودن PH
تنظیم pH آب خوراک سیستمهای RO یک پارامتر مهم در کنترل و کارکرد مناسب سیستم است. غشاهاي سلولز استات در مقایسه با غشا پليآميد و پلي سلوفان باردار نسبت به تغییر pH بسیار حساستر میباشند و در صورت انحراف pH از میزان نرمال، غشا سلولز استات شدیداً هیدرولیز خواهند شد. فرایند هیدرولیز در صورت ترسیب کربنات کلسیم روی سطح غشا تشدید میشود.
تشکیل رسوب کربنات کلسیم یا سایر نمکها در pH بالا برای تمامی سیستمهای RO مشکل آفرین است. لیکن در ارتباط با غشا پلی آمید، با پایین آوردن pH آب خوراک رسوب کربنات کلسیم مجدداً در آب حل میگردد. اما برای غشا سلولز استات بدلیل هیدرولیز غشا امکان کاهش pH از حد خاصی نمیباشد.
سيستم هشدار دهنده بايد داراي تأخير زماني چند ثانيه‌اي باشد تا در زمان راه‌اندازي سيستم RO ، امكان قرار گرفتن pH در دامنه مطلوب وجود داشته باشد.
3- درجه حرارت بالا
عدم کنترل مناسب مبدلهای حرارتی مورد استفاده در سیستم پیش تصفیه RO میتواند سبب بروز مشکلات حادی برای غشاهای RO شود. در مبدلهای سیستم پیش تصفیه باید بجای استفاده از بخار برای گرمایش آب خوراک از آب گرم برگشتی سایر قسمتهای کارخانه استفاده نمود تا در ابتدای راه اندازی واحد، آب خوراک که برای مدت زمان طولانی در مجاورت سیال گرم کننده باقی مانده است، با درجه حرارت بسیار بالا (بیش از Cº80) وارد مدولهای RO نگردد. همچنین در طی عملیات شستشوی شیمیائی باید درجه حرارت سیال در حال چرخش در سیستم بدقت کنترل شود.
اثرات سوء درجه حرارت بالا شامل از هم باز شدن لایههای غشاء (از بین رفتن چسب نگهدارنده لایههای غشا)، افزایش نرخ فولینگ، آسیب ساختار پلیمر غشا و ... میباشد. معمولاً حداقل دمای کاری سیستمهای RO ، Cº16 پیشنهاد میشود. به این دلیل وجود یک آلارم درجه حرارت بالا پیشنهاد میگردد.
4- سختي بالای آب خوراك
براي سيستم‌هاي پیش تصفیه که از نرم‌كننده‌ها برای حذف سختي کلسیم و منيزيم آب خوراك استفاده میشود، نصب سيستم هشدار دهنده در زمان وجود سختي بالای آب خوراك پیشنهاد میگردد. چنانکه سختي سبب ترسیب نمکهای سولفات و كربنات شده و در غشا سلولز استات هیدرولیز غشا را تشدید مینماید.
5- پتانسيل اكسيداسيون بالا
غشاأ سلولز استات تحمل مقادیر پایین غلظت مواد اکسید کننده نظیر کلر را دارا است (ppm 1). اما غشا پلی آمید نسبت به مواد اکسید کننده بسیار حساس میباشد و باید دستگاه اندازهگیر پتانسیل اکسیداسیون احیا در سیستمهای RO قرار داده شود و محیط نیز اندی اکسیدی نگهداشته شود. خروجي دستگاه اندازه‌گير ORP بايد متصل به آژير باشد تا بتوان سيستم RO را از سرويس خارج كرد.
نصب این دستگاه خصوصاً در شرایطی كه از يك عامل احيا كننده (نظیر بی سولفیت سدیم) جهت كاهش عوامل اكسيد كننده استفاده ميشود، برای تزریق میزان مناسب ماده احیا کننده، توصيه ميشود.
6- سطح پايين مايع در داخل تانك
در سيستم پیش تصفیه RO ، تزريق شيميايي براي اهداف مهمی مورد استفاده قرار مي‌گيرند. لذا کنترل دقیق سطح مواد شيميايي در تانکها و ساخت محلول جدید در زمان لازم از ضرورت خاصی برخوردار است. معمولاً از سوئیچهاي نشان دهنده سطح در این تانکها استفاده میشود تا در صورت پایین آمدن سطح سیال از حد مجاز اخطار دهد.
7- فشار بالاي آب محصول
افزایش فشار جریان محصول RO نشان دهنده ایجاد مانع در مقابل جریان یا ایجاد نشتی بین جریان خوراک و محصول میباشد و در هر دو صورت میتواند باعث نفوذ محصول به لایههای غشا و از هم باز شدن لایههای بهم چسبیده غشا گردد و سبب آسیب دائمی المنتهای RO گردد.
وجود یک آلارم با مقدار مقرر مناسب که با افزایش فشار، واحد را از سرویس خارج نماید، ضروری بنظر میرسد. همچنین در برخی طراحی علاوه بر آلارم از یک شیر ایمنی مناسب نیز استفاده میشود. پيشنهاد ميشود كه اگر فشار آب محصول به Psig 40 يا كمتر رسيد، واحد از سرویس خارج شود.
اگر آب محصول مستقيماً به داخل تانك بدون فشار هدايت ميشود، بهترين راه براي جلوگيري احتمال فشار زياد آب محصول اين است كه در اين مسير، هيچ شيري نصب نشود. اگر جريان آب محصول مستقيماً به ساير تجهيزات واحد تصفيه آب هدايت شود (نظير واحد مبدل يوني يا فيلتر)، احتمال افزايش فشار آب محصول وجود دارد و بايد دقت كافي در اين مورد اعمال شود.
8- جريان كم آب دور ريز
اعلام آژير و توقف واحد به علت جريان كم آب دور ريز، روشی است كه از سيستم RO در برابر بسته‌شدن سهوي شير آب دور ريز محافظت مي‌كند. هر سيستم داراي آژير هشدار و توقف واحد در برابر دبي بسيار پايين آب دورريز، بايد مجهز به سيستم تأخير زمان باشد تا در زمان راه‌اندازي سيستم RO كه دبي آب صفر است، اجازه داشته باشد در سرويس قرار گيرد.
چنانچه بخاطر این آلارم سیستم از سرویس خارج شود، باید برای مدتی واحد با بازیافت کم و میزان جریان غلیظ بال در سرویس قرار گیرد تا کلیه مواد معلق و نمکهای فوق اشباع شده در سیستم از سطح غشا همراه جریان دفعی از سیستم خارج شوند
9- هدايت الكتريكي زياد آب محصول
به منظور حفظ تجهیزات و فرآیندهای پایین دست سیستم RO ، وجود یک آلارم روی هدايت الكتريكي بالای آب خروجي ضروری میباشد. اگر چه این هشدار برای حفاظت خود سیستم چندان مفید نبوده و نباید واحد را از سرویس خارج نمود. یک تأخير زماني در طی راه اندازی سیستم RO لازم است تا میزان دفع نمک به میزان نرمال باز گردد.
بطور كلي براي تنظيم دقيق دبي‌ها و فشارها بهتر آن است تا به منظور ثبت آسانتر داده ها، پارامترهاي ابزار دقيق در داخل اتاق كنترل مركزي نشان داده شود. در اين راستا پيشنهاد ميشود تا تجهيزات كنترلي ابزار دقيق و سيستم‌هاي كنترل در يك تابلوي ضد آب نصب شوند. مشخصات چنين تابلوهايي در استاندارد NEMA وجود دارد.
سيگنالهاي ارسالي از سنسورهاي قوي معمولاً در حد ميلي‌ولت ميباشند. طول سيم بين سنسور و تابلو نبايد بيش از ft 25 باشد. به عبارت ديگر، سيم موجب تشديد دخالت الكترومكانيكي (MAI) ميشود كه در دقت پارامتر تأثيرگذار است. لازم به توضيح است كه سنسورها تنها بايد در يك نقطه به زمين متصل شوند. اين كار معمولاً در نشانگرها انجام مي‌گيرد.
توان ابزار دقيق
از آنجا كه تجهیزات ابزار دقيق RO در مجاورت آب میباشند، استفاده از برق ولتاژ پائین 24 ولت ایمنتر است. برق V 24، برقی استاندارد است که در تجهیزات ابزار دقيق آنالوگ نظیر pH مترها، درجه حرارت سنجها، باز و بسته كردن شيرهاي برقي و شيرهاي اتومات مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
برق ابزار دقيق ولتاژ پايين را مي‌توان از طريق انتقال برق كنترلي به تابلوي كنترلي سيستم يا با استفاده از يك ترانسفورماتور كاهنده تأمين نمود. اگر از ترانسفورماتور استفاده ميشود بايد برق ولتاژ ضعيف اتصال به زمين شود. استفاده از كنترل ترانسفورماتور، چندين مزيت دارد. اول اينكه در هزينه انتقال برق به ساير سيستم‌هاي كنترل ولتاژ صرفه‌جويي ميشود و دوم اينكه احتمال راه‌اندازي دستگاه توسط اپراتور با يكي از دو منبع توليد جريان از بين مي‌رود و احتمال برق گرفتگي توسط برق فشار قوي مرتفع ميشود.
هشدار و از سرویس خارج نمودن سیستم
در هر سیستم RO ، احتمال بروز اشکال در سیستم یا تجهیزات پیش تصفیه وجود دارد. معمولاً تجهیزات ابزار دقیق کنترلی سیستم به نحوی طراحی میشوند که با تغییر مقادیر کمیتها از رنج مشخص از پیش تعیین شده با چراغ چشمکزن یا سیگنال متصل به بوق بروز متغیرهای ناصحیح اطلاع داده شود. در برخی موارد همزمان با اطلاع به اپراتور سیستم بطور اتومات از سرویس خارج میشود. وجود اخطار و نیاز به از سرویس خارج شدن اتومات سیستم در موارد ذیل ضروری بنظر می رسد:
نمونه ای از وسايل ابزار دقيقي در سيستم اسمز معكوس
1- فشار ورودي پايين
برای کارکرد مناسب پمپهای فشار قوي، وجود جریان کافی آب با یک حداقل فشار در ورودی آنها ضروری میباشد. در بسياري از پمپها از پره‌هاي پلاستيكي استفاده ميشود که اگر پمپ بدون جريان آب كار كند، در عرض چند ثانيه ذوب مي‌شوند. بنابراين براي سيستم‌هاي كوچك و بزرگ RO ، نصب تجهيزات ابزار دقيق جهت علائم هشدار در شرایط فشار پایین آب ورودي به پمپ فشار قوي توصیه ميشود.
2- بالا و پايين بودن PH
تنظیم pH آب خوراک سیستمهای RO یک پارامتر مهم در کنترل و کارکرد مناسب سیستم است. غشاهاي سلولز استات در مقایسه با غشا پليآميد و پلي سلوفان باردار نسبت به تغییر pH بسیار حساستر میباشند و در صورت انحراف pH از میزان نرمال، غشا سلولز استات شدیداً هیدرولیز خواهند شد. فرایند هیدرولیز در صورت ترسیب کربنات کلسیم روی سطح غشا تشدید میشود.
تشکیل رسوب کربنات کلسیم یا سایر نمکها در pH بالا برای تمامی سیستمهای RO مشکل آفرین است. لیکن در ارتباط با غشا پلی آمید، با پایین آوردن pH آب خوراک رسوب کربنات کلسیم مجدداً در آب حل میگردد. اما برای غشا سلولز استات بدلیل هیدرولیز غشا امکان کاهش pH از حد خاصی نمیباشد.
سيستم هشدار دهنده بايد داراي تأخير زماني چند ثانيه‌اي باشد تا در زمان راه‌اندازي سيستم RO ، امكان قرار گرفتن pH در دامنه مطلوب وجود داشته باشد.
3- درجه حرارت بالا
عدم کنترل مناسب مبدلهای حرارتی مورد استفاده در سیستم پیش تصفیه RO میتواند سبب بروز مشکلات حادی برای غشاهای RO شود. در مبدلهای سیستم پیش تصفیه باید بجای استفاده از بخار برای گرمایش آب خوراک از آب گرم برگشتی سایر قسمتهای کارخانه استفاده نمود تا در ابتدای راه اندازی واحد، آب خوراک که برای مدت زمان طولانی در مجاورت سیال گرم کننده باقی مانده است، با درجه حرارت بسیار بالا (بیش از Cº80) وارد مدولهای RO نگردد. همچنین در طی عملیات شستشوی شیمیائی باید درجه حرارت سیال در حال چرخش در سیستم بدقت کنترل شود.
اثرات سوء درجه حرارت بالا شامل از هم باز شدن لایههای غشاء (از بین رفتن چسب نگهدارنده لایههای غشا)، افزایش نرخ فولینگ، آسیب ساختار پلیمر غشا و ... میباشد. معمولاً حداقل دمای کاری سیستمهای RO ، Cº16 پیشنهاد میشود. به این دلیل وجود یک آلارم درجه حرارت بالا پیشنهاد میگردد.
4- سختي بالای آب خوراك
براي سيستم‌هاي پیش تصفیه که از نرم‌كننده‌ها برای حذف سختي کلسیم و منيزيم آب خوراك استفاده میشود، نصب سيستم هشدار دهنده در زمان وجود سختي بالای آب خوراك پیشنهاد میگردد. چنانکه سختي سبب ترسیب نمکهای سولفات و كربنات شده و در غشا سلولز استات هیدرولیز غشا را تشدید مینماید.
5- پتانسيل اكسيداسيون بالا
غشاأ سلولز استات تحمل مقادیر پایین غلظت مواد اکسید کننده نظیر کلر را دارا است (ppm 1). اما غشا پلی آمید نسبت به مواد اکسید کننده بسیار حساس میباشد و باید دستگاه اندازهگیر پتانسیل اکسیداسیون احیا در سیستمهای RO قرار داده شود و محیط نیز اندی اکسیدی نگهداشته شود. خروجي دستگاه اندازه‌گير ORP بايد متصل به آژير باشد تا بتوان سيستم RO را از سرويس خارج كرد.
نصب این دستگاه خصوصاً در شرایطی كه از يك عامل احيا كننده (نظیر بی سولفیت سدیم) جهت كاهش عوامل اكسيد كننده استفاده ميشود، برای تزریق میزان مناسب ماده احیا کننده، توصيه ميشود.
6- سطح پايين مايع در داخل تانك
در سيستم پیش تصفیه RO ، تزريق شيميايي براي اهداف مهمی مورد استفاده قرار مي‌گيرند. لذا کنترل دقیق سطح مواد شيميايي در تانکها و ساخت محلول جدید در زمان لازم از ضرورت خاصی برخوردار است. معمولاً از سوئیچهاي نشان دهنده سطح در این تانکها استفاده میشود تا در صورت پایین آمدن سطح سیال از حد مجاز اخطار دهد.
7- فشار بالاي آب محصول
افزایش فشار جریان محصول RO نشان دهنده ایجاد مانع در مقابل جریان یا ایجاد نشتی بین جریان خوراک و محصول میباشد و در هر دو صورت میتواند باعث نفوذ محصول به لایههای غشا و از هم باز شدن لایههای بهم چسبیده غشا گردد و سبب آسیب دائمی المنتهای RO گردد.
وجود یک آلارم با مقدار مقرر مناسب که با افزایش فشار، واحد را از سرویس خارج نماید، ضروری بنظر میرسد. همچنین در برخی طراحی علاوه بر آلارم از یک شیر ایمنی مناسب نیز استفاده میشود. پيشنهاد ميشود كه اگر فشار آب محصول به Psig 40 يا كمتر رسيد، واحد از سرویس خارج شود.
اگر آب محصول مستقيماً به داخل تانك بدون فشار هدايت ميشود، بهترين راه براي جلوگيري احتمال فشار زياد آب محصول اين است كه در اين مسير، هيچ شيري نصب نشود. اگر جريان آب محصول مستقيماً به ساير تجهيزات واحد تصفيه آب هدايت شود (نظير واحد مبدل يوني يا فيلتر)، احتمال افزايش فشار آب محصول وجود دارد و بايد دقت كافي در اين مورد اعمال شود.
8- جريان كم آب دور ريز
اعلام آژير و توقف واحد به علت جريان كم آب دور ريز، روشی است كه از سيستم RO در برابر بسته‌شدن سهوي شير آب دور ريز محافظت مي‌كند. هر سيستم داراي آژير هشدار و توقف واحد در برابر دبي بسيار پايين آب دورريز، بايد مجهز به سيستم تأخير زمان باشد تا در زمان راه‌اندازي سيستم RO كه دبي آب صفر است، اجازه داشته باشد در سرويس قرار گيرد.
چنانچه بخاطر این آلارم سیستم از سرویس خارج شود، باید برای مدتی واحد با بازیافت کم و میزان جریان غلیظ بال در سرویس قرار گیرد تا کلیه مواد معلق و نمکهای فوق اشباع شده در سیستم از سطح غشا همراه جریان دفعی از سیستم خارج شوند
9- هدايت الكتريكي زياد آب محصول
به منظور حفظ تجهیزات و فرآیندهای پایین دست سیستم RO ، وجود یک آلارم روی هدايت الكتريكي بالای آب خروجي ضروری میباشد. اگر چه این هشدار برای حفاظت خود سیستم چندان مفید نبوده و نباید واحد را از سرویس خارج نمود. یک تأخير زماني در طی راه اندازی سیستم RO لازم است تا میزان دفع نمک به میزان نرمال باز گردد.
آخرین ویرایش:
