تصفیه آب به روش الکترودیالیز معکوس که به آن Electro dialysis Reverse یا EDR نیز گفته می‌شود، یکی از روش‌های تصفیه آب است که روند شیرین‌سازی را بدون تولید مواد جانبی انجام داده و املاح و یون‌هایی را که در آب شور موجود هستند به طور کامل حذف می‌کند.
شیرین‌سازی آب به روش الکترودیالیز معکوس شباهت زیادی به الکترولیز دارد؛ با این تفاوت که جریان آب را معکوس می‌کنند تا از رسوب‌گذاری در حین فرآیند شیرین‌سازی آب جلوگیری به عمل بیاید؛ به همین دلیل به آن الکترودیالیز معکوس یا روش EDR گفته می‌شود. در ادامه به فرآیند الکترودیالیز معکوس و اجزا و ساختار کلی آن خواهیم پرداخت.
یکی از بهترین راهکارهایی که می‌توان آب دریا را به عنوان آب آشامیدنی مورد استفاده قرار داد، این است که املاح و یون‌هایی را که منجر به شور شدن آب می‌شوند حذف کنیم. فرآیند الکترودیالیز معکوس می‌تواند یکی از بهترین روش‌های غشایی باشد که با کمک غشاهای تراوایی و جریان الکتریسیته و الکترولیت به جداسازی یون‌ها می‌پردازد.
در تصفیه آب به روش الکترودیالیز معکوس از جریان الکتریسیته، غشاهای تراوایی و الکترودهای کاتدی و آندی استفاده می‌شود. زمانی که جریان الکتریکی به درون محلول آب شور وارد شود، الکترودها به کاتد و آند تبدیل می‌شوند و یون‌هایی که با بارهای مثبت و منفی باردار شده‌اند، به سمت آنها جذب می‌شوند.
مهمترین بخش در روش EDR این است که در این روش از غشاهای تراوایی برای کمک به جلوگیری از عبور یون‌های مثبت و منفی استفاده می‌شود. اگر غشاهای نیمه‌تراوای مورد استفاده در این سیستم کاتیونی باشند، یون‌های مثبت آب اجازه دارند که به سمت الکترود آند حرکت کرده و جذب آن شوند؛ در حالی که به یون‌های منفی اجازه عبور داده نمی‌شود. غشاهای نیمه‌تراوا در دستگاه تصفیه آب صنعتی به بهبود روند جداسازی یون‌ها کمک کرده و کاربرد بسیار زیادی دارند.
در حالت کلی در هر دو سیستم الکترودیالیز و روش EDR، به منظور جداسازی یون‌های مثبت و منفی آب ازغشاهای نیمه‌تراوا استفاده می‌شود. مهمترین تفاوتی که بین فرآیند الکترودیالیز معکوس و الکترودیالیز وجود دارد این است که در روش الکترودیالیز معکوس جریان به صورت دوره‌ای معکوس می‌شود.
یون‌های منفی که اجازه عبور از سطح غشای کاتیونی را ندارند، به مرور زمان بر روی آنها تشکیل رسوب خواهند داد. برای اینکه از این مشکل جلوگیری شود باید جای آند و کاتد به صورت دوره‌ای تغییر کرده و جابجا شود؛ در غیر این صورت تشکیل رسوب منجر به اختلال در فرآیند تصفیه آب خواهد شد. اما با جابجایی دوره‌ای کاتد و آند یون‌ها نمی‌توانند غشا را مسدود کنند و در نتیجه رسوب‌گذاری انجام نمی‌شود.
برای تصفیه آب به روش الکترودیالیز معکوس، ساختار کلی سیستم به صورت زیر است:
در سیستم الکترودیالیز معکوس از چند غشای نیمه‌تراوا استفاده شده که فضای بین آنها را در اصطلاح سلول می‌نامند.
اصطلاح STACK به غشاهایی اطلاق می‌شود که به صورت یک در میان، کاتیونی و آنیونی هستند. برای اینکه بین آنها و الکترودها و جریان آب ارتباط برقرار شود از لوله، سیم‌های برق، پمپ منبع تغذیه و غیره استفاده کرده‌اند.
به طور کلی می‌توان ساختار الکترودیالیز معکوس را به این صورت بیان کرد:
· چندین غشای نیمه‌تراوا در سیستم وجود دارد که با کمک لوله و سیم برق با هم ارتباط دارند؛
· بین غشاها فضاهای خالی با عنوان سلول موجود است؛
· برای جداسازی یون‌های مثبت و منفی از الکترودهای آند و کاتد در سیستم استفاده می‌کنند.
مهمترین اجزای سیستم تصفیه آب به روش EDR گزینه‌های زیر هستند:
· الکترودهایی که در برابر خوردگی مقاوم هستند. این الکترودها ممکن است شامل اکسیدهای فلزی، تیتانیوم روبیدیوم و ایدیدیوم آب‌کاری شده باشند؛
· سیم برق، لوله و پمپ برای اتصالات و ورود آب؛
· غشاهای کاتیونی که با مواد پلی استایرن تولید شده‌اند که یک پلیمر مصنوعی است و حاوی بیشتر هیدروژن‌های عناصر شیمیایی و کربن‌ها می‌باشد.
یکی از مهمترین اقداماتی که لازم است در جهت بهبود روند شیرین‌سازی آب به روش الکترودیالیز معکوس صورت بگیرد، مرحله پیش‌تصفیه است. در این مرحله گل و لای و حجم زیادی از املاح آب حذف می‌شوند. کارایی بالاتر مرحله پیش‌تصفیه منجر به افزایش سرعت فرآیند شیرین‌سازی آب خواهد شد. همچنین با انجام مرحله پیش تصفیه به غشاها آسیب کمتری وارد می‌شود.
یکی دیگر از دلایل ضرورت انجام پیش‌تصفیه قبل از تصفیه آب به روش الکترودیالیز معکوس این است که روش EDR نمی‌تواند در کاهش طعم، بو و رنگ آب نقش بسزایی داشته باشد؛ به همین دلیل لازم است که روش‌های پیش‌تصفیه نیز پیاده‌سازی شوند.
از مهمترین مزایا و معایب فرآیند الکترودیالیز معکوس می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
1. در روش EDR از مواد شیمیایی، مواد منعقدکننده و لخته‌ساز استفاده نمی‌شود؛ به همین دلیل در شیرین‌سازی آب به روش الکترودیالیز معکوس هیچ‌گونه ترکیبات جانبی مضر و خطرناک تشکیل نخواهد شد؛
2. مصرف انرژی در فرآیند الکترودیالیز معکوس نسبت به سایر روش‌های آب شیرین‌کن صنعتی بسیار زیاد است؛ به همین دلیل پیاده‌سازی روش EDR برای محیط‌های آزمایشگاهی مناسب است اما استفاده از آن برای تصفیه‌خانه‌های بزرگ توصیه نمی‌شود؛
3. برای کاهش مقاومت الکتریکی و مصرف انرژی می‌توان از افزایش دمای آب تغذیه استفاده کرد. این افزایش دما می‌تواند تا ۳۸ درجه سانتیگراد باشد و بیشتر از آن به غشاها آسیب وارد خواهد کرد.
4. در فرآیند تصفیه آب به روش الکترودیالیز معکوس لازم است مقدار برخی عناصر و ترکیبات به طور مستمر کنترل و بررسی شود، از جمله این ترکیبات می‌توان به آهن، منگنز، آلومینیوم، سولفات باریوم و سولفات استرانسیم اشاره کرد؛
5. به دلیل آنکه قطبیت الکترودها در هر ۲ تا ۴ ساعت، یک مرتبه باید تعویض شود، روی غشاها رسوب تشکیل نخواهد شد و به همین دلیل کارایی روش EDR نسبت به الکترودیالیز بیشتر است؛
6. در این روش راندمان بازیابی جریان تا حدود ۹۵ درصد وجود دارد،
7. طول عمر غشاهای مورد استفاده بسیار بالاست،
8. از مواد شیمیایی مکمل طی فرآیند الکترودیالیز معکوس استفاده نمی‌شود؛
9. هزینه‌های نگهداری و تعمیر بسیار پایین است؛
10. روش الکترودیالیز، فرآیندی است که بر محور فشار پابرجاست؛ اما روش EDR آب خوراک را بر روی سطح غشاهای تبادل یونی به جریان درآورده و میدان الکتریکی یون‌ها را حذف می‌کند. روش EDR مانند الکترودیالیز یک لایه رسوب فشرده ندارد که بازدهی بازیابی آن با محدودیت مواجه شود؛
11. یکی از محدودیت‌های تصفیه آب به روش الکترودیالیز معکوس، هزینه بالای مربوط به تعویض غشاهای دستگاه است؛ به همین دلیل نمی‌توان از فرآیند الکترودیالیز معکوس برای تصفیه و شیرین‌سازی آب‌هایی استفاده کرد که درجه سختی آنها بالاتر از یک است و بهتر است از این روش در کنار سایر روش‌ها از قبیل اسمز معکوس استفاده شود؛
12. یکی از مضرات روش EDR این است که نمی‌تواند آلاینده‌های آلی و میکروارگانیسم‌ها را نابود کند و به همین دلیل در صورتی که به آب بسیار با کیفیت نیاز دارید باید از یک فوق تصفیه نیز استفاده کنید؛
13. یکی دیگر از عیب‌های شیرین‌سازی آب به روش الکترودیالیز معکوس این است که باید همیشه پایین‌تر از محدوده چگالی جریان کار کند و این امر منجر به تجزیه آب شده و این موضوع کاهش بازدهی سیستم را در پی دارد.
با توجه به اینکه در فرآیند الکترودیالیز معکوس از غشاهای نیمه‌تراوا استفاده می‌شود و روند جداسازی یون‌های مثبت و منفی آب شکل می‌گیرد،کاربردهای متعددی را می‌توان برای روش EDR ذکر کرد:
· حذف املاح و نمک از آب دریا و شیرین‌سازی آن؛
· بهبود کیفیت پساب‌های صنعتی و حذف یون‌های موجود در آنها؛
· کمک به جداسازی مواد معدنی در روند بازیافت؛
· تولید کنسانتره نمکی از آب دریاها.
1. بهتر است دمای آب در بازه ۱۰ تا ۴۵ درجه باشد.
2. بهتر است مجموع میزان آهن و منگنز موجود در آب در حدود 0.2 ppm باشد.
3. در صورتی که میزان آب تصفیه‌شده و آب شیرین خروجی از دستگاه کاهش پیدا کرد، لازم است با بررسی سطح روی غشاها و صافی‌ها و سنجیدن اختلاف فشار جریان‌های ورودی و خروجی مشکل را حل کنید.
4. آب‌هایی که حاوی کلرین هستند، بهتر است با فرآیند الکترودیالیز معکوس شیرین‌سازی نشوند؛ زیرا می‌توانند آسیب زیادی به دستگاه وارد کنند.
5. در شیرین‌سازی آب به روش الکترودیالیز معکوس، در هر مرحله از تصفیه فقط ۵۰ درصد از املاک دفع خواهد شد و چنانچه نیاز دارید که آبی با خلوص بالاتر داشته باشید لازم است که چند مرحله تصفیه انجام دهید.
در این مطلب درباره تصفیه آب به روش الکترودیالیز معکوس صحبت کردیم. در شیرین‌سازی آب به روش الکترودیالیز معکوس که یکی از کاربردی‌ترین روش‌ها برای حذف یون‌ها و املاح موجود در آب شور است، می‌توان بدون اینکه مواد جانبی تولید شود فرآیند شیرین‌سازی را انجام داد.
فرآیند الکترودیالیز معکوس به روش الکترولیز شباهت زیادی دارد؛ با این تفاوت که در روش EDR برای اینکه از رسوب‌گذاری در طی فرآیند شیرین‌سازی آب جلوگیری به عمل بیاید، جهت جریان را معکوس می‌کنند. این روش یکی از بهترین روش‌ها در تصفیه آب است که می‌تواند جداسازی یون‌ها را با کمک الکترولیت و جریان الکتریسیته و فیلترهای تراوا انجام دهد.
برای مشاوره و خرید دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی با مشاوران ما در شرکت پدیده شیمی صدرا در ارتباط باشید.
در تصفیه آب به روش الکترودیالیز معکوس از جریان الکتریسیته، غشاهای تراوایی و الکترودهای کاتدی و آندی استفاده می‌شود. زمانی که جریان الکتریکی به درون محلول آب شور وارد شود، الکترودها به کاتد و آند تبدیل می‌شوند و یون‌هایی که با بارهای مثبت و منفی باردار شده‌اند، به سمت آنها جذب می‌شوند.
حذف املاح و نمک از آب دریا و شیرین‌سازی آن، بهبود کیفیت پساب‌های صنعتی و حذف یون‌های موجود در آنها، کمک به جداسازی مواد معدنی در روند بازیافت و تولید کنسانتره نمکی از آب دریاها از جمله موارد کاربرد تصفیه آب به روش الکترودیالیز معکوس هستند.
شرکت پدیده شیمی صدرا (راین) با تکیه بر دانش فنی مهندسین محیط زیست و آب به منظور بالابردن بهره‌وري صنايع، افزايش سلامت جامعه و حفاظت و صيانت از محيط زيست، فعاليت خود را درحوزه‌های مشاوره، طراحي، ساخت، نصب و راه‌اندازي سيستم‌هاي آب و فاضلاب، مواد شیمیایی، غذایی، بهداشتی، کودهای زیستی، مواد آلی و مغذی خاک و همچنین تولید محصولات دانش‌بنیان از سال ١٣٨٢ به شماره ثبت ١١٥٠٣ آغاز نموده است. اين شركت از بدو تاسيس با بهره‌گيري از كادر مجرب در زمينه‌هاي مهندسي ضمن تلفيق دانش فني و تجربي توانسته است پروژه‌هاي متعددي را مطابق با آخرين استانداردهاي بين‌المللي درصنايع مختلف به اجرا درآورد.
آدرس دفتر اراک: استان مرکزی، کلانشهر اراک، بلوار قدوسی، مجتمع اداری دماوند، بلوکA، طبقه دوم، واحد۱.
مشاوره فنی