اسمز معکوس مدار بسته راهی برای به حداقل رساندن دور‌‌ریز شور آب: (مطالعه موردی در دو تصفیه‌خانه‌ آب نیروگاه)

امروزه که چالش کمبود منابع آب، به یک بحران جدی در بسیاری از مناطق جهان به ویژه کشورمان ایران تبدیل شده است، اهمیت کاهش هر چه بیشتر دور‌ریز آب بیش از پیش احساس می‌شود. سیستم‌های‌ اسمز معکوس پیوسته به‌عنوان پرکاربردترین فرایند نمک‌زدایی از آب، بخش قابل‌توجهی از آب خام ورودی را به‌صورت تلخاب بسیار شور هدر می‌دهند. پارامترهای هیدرولیکی و رسوب‌گذاری نمک‌ها بر روی غشا‌ها، مهم‌ترین عوامل محدودکننده درصد بازیابی در سیستم‌های ro هستند. تکنولوژی ro مدار بسته با تغییر فرایند پیوسته roهای متداول به فرایندی نیمه پیوسته و چرخه‌ای، محدودیت‌های درصد بازیابی این سیستم‌ها را کاهش داده و می‌تواند میزان دور‌ریز آب را تا 90 درصد کاهش دهد. با توجه به دانش و تجربه بسیار کم در خصوص سیستم‌های ccro در ایران، هدف اصلی این پژوهش ارزیابی عملکرد و کارایی سیستم‌های ccro در تصفیه‌خانه‌های آب ایران بود. در همین راستا، دو سیستم ro پیوسته موجود در تصفیه‌خانه‌های آب مستقر در مرکز و شما‌‌‌ل‌غرب ایران انتخاب شدند. برای اولین بار، بر ‌اساس آنالیز شیمیایی آبهای خام این تصفیه‌خانه‌ها، حداکثر درصد بازیابی با فرض تغییر سیستم‌های ro موجود به سیستم ccro، بررسی شد. نتایج این پژوهش نشان داد که با استفاده از سیستم ccro به‌جای سیستم ro پیوسته به‌ازای کاهش قابل‌توجه حجم تلخاب تولیدی 74 تا 89 درصد مصرف انرژی الکتریکی سیستم به میزان قابل‌قبولی (8 تا 36 درصد) بیشتر می‌شود. در سیستم ccro با آب‌ ورودی شورتر (تصفیه‌خانه اول)، حداکثر درصد بازیابی قابل‌دسترس برابر با 88.7 بود که عامل محدودکننده برای دستیابی به درصد بازیابی بیشتر، حداکثر فشار قابل‌تحمل غشاها  41.4bar بود. در مورد سیستم با خوراک حاوی شوری کمتر (تصفیه‌خانه دوم)، حداکثر شدت جریان مجاز تراوش‌یافته 1.58 m^3h^-1، درصد بازیابی سیستم را در 96.6 محدود ‌کرد. البته در این شرایط با توجه به غلظت زیاد سیلیس و سولفات در آب ورودی به این سیستم، درصد اشباع سیلیس و نمک‌های سولفات بسیار بیشتر از حدود مجاز بود که به‌منظور کنترل رسوب‌گذاری این نمک‌ها لازم بود ماده ضدرسوب مناسب و احجام زیادی اسید سولفوریک به آب ورودی تزریق شود. به هر ‌حال با کاهش درصد بازیابی سیستم‌ ccro احجام مصرف اسید و ماده ضدرسوب کاهش یافت.

closed circuit reverse osmosis a way to minimize brine waste: (two case studies in power plant water treatment units)

nowadays, lack of water resources has become a crisis in many countries around the world including our country, iran. in the current situation, minimizing the waste of water is vital. continuous reverse osmosis system, the most widespread technology for water desalination, wastes large amounts of fresh feed water as high salinity brines. hydraulic parameters and deposition of salts on the membranes are the most important factors limiting the maximum achievable recovery rates in ro systems. closed circuit ro technology by modifying the operational mode of continuous ro system to a cyclic semi-batch process, reduces limitations of the maximum possible recovery and can decrease the amount of water waste by 90%. due to the lack of experience and knowledge about ccro technology in iran, the main goal of the present study is the performance evaluation of ccro systems in iran’s water desalination plants. for this purpose, two industrial ro systems, located in central and northwestern iran, were selected as case studies. for the first time, according to the real feed water matrix, the maximum achievable recovery of systems was investigated by changing continuous ro to ccro systems. the results revealed that implementing ccro systems could significantly decrease brine production rate 74 to 89%. however, the electrical energy consumption of the systems increased reasonably 8 to 36%. for high salinity feed water (1st case study), the maximum allowable operating pressure of membrane 41.4 bar limited the recovery of ccro system to 88.7%. for the system with low salinity feed 2nd case study, the recovery was limited to 96.6% due to restriction in the maximum permeate flowrate per element (1.58 m3h-1). in this case, the saturation levels of silica and sulfate salts were much higher than the permissible levels. therefore, dosing a suitable antiscalant and high volumes of sulfuric acid were necessary to control the scaling. however, acid and antiscalant demands were reduced by a decrease in ccro recovery rate.