سیستم تصفیه آب برج خنک کن چیست و چگونه کار می کند؟
در مراکز صنعتی که از برج های خنک کن برای تجهیزات خود استفاده می کنند، برای اطمینان از بازدهی مناسب فرآیند و افزایش عمر مفید تجهیزات، به کارگیری سیستم های تصفیه آب برج‌های خنک کن معمولا لازم و ضروری می باشد. تصفیه نکردن آب برج های خنک کن موجب رشد مواد آلی، گرفتگی، رسوب، خوردگی و پوسته پوسته شدن تجهیزات می شود که در دراز مدت منجر به کاهش بازدهی مجموعه، از مدار خارج شدن سیستم و تحمیل هزینه های سنگین برای تعویض قطعات آسیب دیده و فرسوده می گردد.
سیستم تصفیه آب برج خنک کن چیست ؟
یک سیستم تصفیه آب برج خنک کن شامل طبقه بندی و قرار دادن تجهیزات و تکنولوژی هایی برای حذف ناخالصی های مضر از آب تغذیه برج خنک کن، آب جاری (در گردش) و/یا blowdown سیستم می باشد. جزئیات مربوط به پیکره بندی و طراحی سیستم مطلوب برای شما به عوامل گوناگونی وابسته می باشد. برخی از این عوامل عبارتند از:
- نوع برج خنک کن مورد استفاده (سیکل بسته، سیکل باز یا یک طرفه)
- کیفیت آب تغذیه
- توصیه های کیفی مورد نیاز برای برج خنک کن و تجهیزات (توسط سازنده)
- خصوصیات شیمیایی/ترکیبات آب جاری (در گردش) سیستم
- استانداردهای موجود برای تخلیه
- استفاده یا عدم استفاده مجدد از blowdown سیستم
- نوع مبدل حرارتی
- چرخه غلظت
تجهیزات و بخش های اصلی یک سیستم تصفیه آب برج خنک کن چیست؟
همانطور که در بالا اشاره شد، انتخاب دقیق اجزای سیستم تصفیه آب برج های خنک کن وابسته به کیفیت آب تغذیه و خصوصیات شیمیایی آب درون (در گردش) آن در مقایسه با کیفیت آب مورد نیاز برای سیستم و تجهیزات وابسته به آن (توسط سازنده مشخص می شود) می باشد. اما در حالت کلی هر سیستم تصفیه آب برج خنک کن معمولا شامل نوع مناسبی از موارد زیر می باشد:
- زلال ساز
- فیلتراسیون و/یا الترافیلتراسیون
- مبدل/کاهنده یونی
- تغذیه شیمیایی
- پایش خودکار
بسته به ناخالصی های موجود در آب، هر ترکیبی از این موارد ممکن است بهترین گزینه برای انتخاب تجهیزات و ساخت سیستم تصفیه مورد نیاز برای شما باشد، لذا مشاوره با افراد متخصص در این زمینه برای اطمینان از انتخاب صحیح با توجه به خصوصیات برج خنک کن مورد استفاده، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به نیازهای مرتبط با برج خنک کن و فرآیند، معمولا این اجزای استاندارد کافی می باشند. با این حال اگر برج خنک کن موجود، نیاز به سیستمی خاص تر داشته باشد، می توان تجهیزات و فرآیندهای دیگری را نیز به سیستم اضافه نمود.
سیستم تصفیه آب برج خنک کن معمولا چه چیزهایی را کنترل می کند؟
از یک سیستم تصفیه آب برج خنک کن ممکن است برای کنترل و تنظیم موارد زیر استفاده شود:
- قلیاییت: نشان دهنده ی پتانسیل موجود برای تشکیل کلسیم کربنات خواهد بود.
- کلرید: می تواند موجب خوردگی فلزات شود؛ بسته به نوع مواد به کار رفته در برج و تجهیزات موجود، بازه ی مجاز متنوعی دارد.
- سختی: اندازه گیری سختی موجود در برج خنک کن و مبدل حرارتی
- آهن: زمانی که با فسفات مخلوط شود، می تواند موجب خرابی تجهیزات شود.
- مواد آلی: افزایش رشد ارگانیسم ها که می تواند منجر به خرابی، خوردگی و سایر مشکلات در سیستم گردد.
- سیلیس: موجب رسوب گذاری شدید در سیستم می شود.
- سولفات ها: همانند کلرید می تواند به شدت برای فلزات خورنده باشد.
- کل جامدات محلول (TDS): برای اندازه گیری تشکیل کف و/یا خوردگی
- کل جامدات معلق (TSS): آلاینده های نامحلول که می توانند موجب تشکیل بیوفیلم، خوردگی و پوسته پوسته شدن تجهیزات شوند.
یک سیستم تصفیه آب برج خنک کن چگونه کار می کند؟
فرآیندهای تصفیه با توجه به نیازهای برج خنک کن و کیفیت/خصوصیات شیمیایی آب تغذیه و جاری در سیستم می تواند متفاوت و خاص باشد، اما یک سیستم تصفیه آب برج خنک کن در حالت معمول شامل مراحل ریز می باشد:
جایگزین نمودن آب خروجی از برج خنک کن
آب کمکی، یا آبی که از برج خنک کن توسط تبخیر، نشتی یا مشکلات فنی خارج می شود را می‌توان از طریق منابع مانندی آب خام، آب شهر، پساب تصفیه شده شهری، فاضلاب بازیافتی در محل، آب چاه یا سایر منابع آب سطحی تامین نمود.
بسته به کیفیت این منابع آبی، ممکن است نیازمند و یا بی نیاز از تصفیه در این مرحله باشید. در صورت نیاز به استفاده از سیستم تصفیه در این مرحله از برج خنک کننده، غالبا تکنولوژی و تجهیزاتی به کار گرفته می شود که باعث حذف سختی و سیلیس یا ثابت و تنظیم نمودن pH شود.
در این مرحله از فرآیند، تصفیه صحیح موجب بهینه سازی سیکل های تبخیر برج و به حداقل رساندن نرخ ورود آب به سیستم تخلیه می شود.
فیلتراسیون و الترافیلتراسیون
گام بعدی معمولا گذراندن آب برج خنک کن از نوعی فیلتر برای حذف ذرات معلقی مانند رسوب‌ها (لای)، کدورت و برخی از مواد آلی خاص می باشد. در اکثر مواقع کاربرد اصلی این روش در فرآیندهای ابتدایی (ابتدای سیستم) می باشد، چرا که حذف جامدات معلق در بالا دست به حفاظت از ممبران ها و رزین های تبادل یونی در مقابل آسیب ها و بروز مشکلات احتمالی در فرآیندهای پیش تصفیه کمک شایانی می کند. بسته به نوع فیلتراسیون استفاده شده، می توان جامدات معلق کمتر از 1 میکرون را نیز حذف نمود.
مبدل یونی/نرم نمودن آب
در صورت بالا بودن سختی در آب تغدیه یا آب جایگزین، ممکن است نیاز به تصفیه برای حذف این سختی باشد. به جای آهک می توان رزین های سختی گیر استفاده نمود؛ یک فرآیند مبادله کاتیون اسیدی قوی، که بوسیله آن رزین توسط یون سدیم شارژ شده و با ورود سختی، نسبت کلسیم، منیزیم و آهن بالاتر رفته که این امر موجب گرفتن این مولکول ها و آزاد نمودن مولکول سدیم در آب می شود. در غیر این صورت و وجود این آلاینده ها، رسوب و زنگ زدگی ایجاد خواهد شد.
افزودن مواد شیمیایی
در این نقطه از فرآیند، معمولا از مواد شیمیایی ای به شرح زیر استفاده می شود:
- مهار کننده های خوردگی (مانند بی کربنات ها) برای خنثی نمودن اسیدها و حفاظت از قطعات فلزی
- حشره کش ها و از بین برندگان جلبک (مانند برم) برای کاهش رشد میکروب ها و بیوفیلم ها
- ضد رسوب ها (مانند فسفریک اسید) برای جلوگیری از تشکیل رسوب توسط آلاینده ها
تصفیه کامل و مناسب تا قبل از رسیدن به این مرحله می تواند منجر به کاهش نیاز به مواد شیمیایی در این نقطه شود، چرا که در اکثر موارد تصفیه شیمیایی بسیار پرهزینه می باشد.
فیلتراسیون جریان جانبی
اگر قصد استفاده ی مجدد از (گردش دوباره ی) آب در سیستم داریم، استفاده از فیلتر جریان جانبی می تواند در حذف آلاینده های مشکل ساز موجود در آب، کمک فراوانی به ما کند. یک قاعده خوب این است که اگر سیستم تصفیه آب برج خنک کن نیازمند فیلتراسیون جانبی می‌باشد، چیزی در حدود 10 درصد از آب در گردش را می توان بوسیله آن تصفیه نمود. این بخش غالباً دارای واحدی با کیفیتاز فیلتراسیون مولتی مدیا نیز می باشد.
تصفیه blowdown
آخرین مرحله مورد نیاز برای تصفیه ی آب برج خنک کن، blowdown برج می باشد. بسته به میزان آب مورد نیاز برج خنک کن برای گردش در سیستم و عملکرد (خنک سازی) مطلوب، واحد تصفیه اقدام به بازیابی و گردش مجدد آب از طریق برخی روش های تصفیه نهایی مانند اسمز معکوس یا تبادل یونی به خصوص در مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند، می کنند. این کار باعث جداسازی جامدات از مایع و برگشت آب به برج برای استفاده مجدد خواهد شد.
در صورتی که blowdown سیستم نیاز به تخلیه و دفع از سیستم داشته باشد نیز باید به استانداردهای وضع شده از طرف سازمان محیط زیست رسیده باشد. در مناطقی که با بحران جدی آب مواجه می باشند، اتصال به شبکه فاضلاب می تواند بسیار پرهزینه باشد، که استفاده از سیستم های شیرین سازی آب در این موارد مقرون به صرفه بوده و باعث کاهش هزینه های مربوط به اتصال به خطوط آب و فاضلاب نیز می شود.
