در بخش اول مقاله "افزایش راندمان احیا در دستگاه های سختی گیر"، به مقوله "ملاحظات مربوط به فرآیند احیا" پرداخته شد که در این موضوع، روی مواردی مانند "میزان نمک و غلظت محلول احیا کننده" و "دبی فرآیند احیا و زمان تماس" توضیحاتی ارائه گردید. در این مقاله، بحث را ادامه می دهیم:
یک دستگاه سختی گیر که با روش تبادل یونی کار می کند، می تواند با یکی از روش های downflow و یا upflow احیا شود. در احیای downflow، جهت جریان محلول احیا کننده از بالا به پایین است. اما در حالت احیای upflow، محلول احیا کننده از قسمت پایین بستر رزین وارد و به سمت بالا حرکت می کند.
 |
 |
| DOWNFLOW BRINING | UPFLOW BRINING |
بصورت کلی، احیای upflow از راندمان احیای بالاتری نسبت به احیای downflow برخوردار است. یکی از دلایل این موضوع، کم بودن دبی محلول احیا کننده در حالت upflow است که باعث می شود تا مدت زمان تماس رزین با محلول احیا کننده بیشتر شده و اثربخشی عملیات احیا بالاتر رود. از طرف دیگر، راندمان آب احیا نیز در حالت احیای upflow بیشتر از حالت احیای downflow می باشد. زیرا دستگاه های سختی گیری که با روش upflow احیا می شوند، ظرفیت بالاتری برای سختی گیری تا احیای بعدی دارند و این بدان معناست که مجموعاً تعداد دفعات احیای کمتری در سال داشته و به همین دلیل، میزان مصرف آب احیای آنها نیز پایین تر می باشد.
زمانی که عملیات احیا در حال شروع شدن است، رزین هایی که بیشترین سختی را به خود جذب کرده اند در بالای بستر رزین قرار داشته و بر عکس، رزین های بخش زیرین بستر رزین، کمترین سختی را به خود جذب کرده اند. در احیای downflow، با حرکت محلول احیا کننده از بالای رزین به سمت پایین، سختی جذب شده در سطح بالای رزین، به سمت داخل بستر رزین حرکت کرده و ضمن تبادل یون مجدد با رزین های بخش های پایینی بستر رزین، از دستگاه سختی گیر خارج میشود. اما در احیای upflow، بواسطه جهت جریان محلول احیا کننده، سختی های جذب شده در قسمت بالای رزین مستقیماً از همان سمت بالا از بستر رزین جدا شده و از دستگاه خارج می شوند. در حالت احیای upflow، محلول احیا کننده تازه، به بخش پایینی بستر رزین که آلودگی سختی کمتری دارد وارد شده و آنها را کاملاً تمیز می کند. این اتفاق باعث می شود تا در حالت کارکرد عادی دستگاه سختی گیر، کمترین میزان نشت سختی را از دستگاه شاهد باشیم. لذا با توجه به این مزیت، مقدار نمک مورد استفاده برای احیا، در حالت upflow کمتر از downflow خواهد بود.
البته باید توجه داشت که روش احیای upflow، دارای محدودیت هایی نیز می باشد. در روش احیای upflow، میزان دبی محلول احیا کننده نباید به نحوی افزایش پیدا کند که باعث معلق و شناور شدن رزین در محلول احیا کننده شود. به همین دلیل، در صورتیکه آب ورودی سیستم دارای آهن و یا ذرات معلق زیاد باشد، با توجه به دبی کم محلول احیا کننده و سایز کوچک نازلها، احتمال گرفتگی نازلها وجود داشته و استفاده از روش احیای upflow توصیه نمی شود.
دستگاه های سختی گیر، برای تولید آب سختی گیری شده بصورت دائم (Continuous) طراحی و ساخته شده اند. این نیاز، به دو صورت قابل تأمین است راه اول این است که دستگاه سختی گیر، تنها دارای یک مخزن بوده و زمان احیای آن در ساعاتی از شبانه روز که کسی از آب استفاده نمی کند (مانند نیمه شب) تنظیم شود. راه دوم، که راه بهینه تری هم هست، استفاده از دستگاه های سختی گیر با دو مخزن می باشد. در این دستگاه ها، یکی از مخزن ها همیشه در مدار بوده و آب سختی گیری شده تولید می کند و مخزن دیگر در حال احیا و سپس در حالت انتظار قرار می گیرد تا مخزنی که در مدار است، به حالت اشباع رسیده و به سرعت جایگزین آن شود. این جایگزینی دائماً بین دو مخزن تکرار شده و هیجگاه با قطعی جریان آب سختی گیری شده مواجه نخواهیم بود.
استفاده از سیستم تانکهای دوقلو، هم راندمان آب احیا را افزایش می دهد و هم راندمان محلول احیا کننده را. سیستم های سختی گیری تانکهای دوقلو، دارای ظرفیت سختی گیری بالاتری بین دو زمان احیا نسبت به دستگاه های سختی گیر معمولی هستند. این بدان معناست که در طول یک سال، تعداد دفعات مورد نیاز احیا در دستگاه های سختی گیر با تانکهای دوقلو، کمتر از دستگاه های سختی گیر عادی است. در حالیکه میزان مصرف آب احیا برای هر دو نوع دستگاه، یکسان است.
نحوه شروع عملیات احیا در دستگاه های سختی گیر، به دو روش اصلی صورت میگیرد: بر اساس زمان و یا بر اساس حجم آب سختی گیری شده. عملیات احیا در سختی گیرهایی که احیا در آنها بر اساس زمان صورت میگیرد، در زمان از پیش تعیین شده و مستقل از حجم آب سختی گیری شده (یا ظرفیت استفاده شده)، شروع و انجام می شود. اما در روش حجمی، عملیات احیا پس از حجم مشخص شده آب خروجی سختی گیری شده، شروع و انجام می گیرد. شروع عملیات احیا بر اساس روش حجمی راندمان بالاتری دارد. زیرا بر اساس ظرفیت استفاده شده رزین، این کار را انجام میدهد. اما در روش زمانی، عملیات احیا مستقل از تغییرات و نوسانات مصرف انجام شده و طبعاً در بسیاری از مواقع، عملیات احیا زودترو یا دیرتر از زمان مناسب خود، انجام می شود. این روش باعث مصرف بیش از اندازه مورد نیاز نمک و یا عدم سختی گیری مناسب آب خواهد بود.
همانطور که قبلاً اشاره شد، یکی از مزیت های احیای upflow نسبت به احیای downflow، این بود که پس از احیای upflow، تمیز ترین رزین ها در زیر بستر رزین قرار خواهند داشت، در حالیکه پس از احیای downflow، رزین های پایین بستر، غیرتمیزترین نوع رزینها خواهند بود.
برای رفع این عیب در احیای downflow، یک توصیه پیشنهادی، استفاده از روش شستشوی معکوس دوگانه است. در این روش، پس از شستشوی معکوس (Backwash) رزین و احیای آن، سیستم مجدداً مورد شستشوی معکوس قرار می گیرد. در حالیکه وظیفه شستشوی معکوس اول، تمیز کردن بستر رزین از ذرات معلق است، وظیفه شستشوی معکوس بار دوم، مخلوط کردن رزین هاست تا بستر رزین بتواند کیفیت یکسانی در نقاط مختلف داشته باشد. در صورت انجام این روش، هم ظرفیت دستگاه را بهبود می بخشیم و هم باعث نشتی سختی می شویم.
اابته روش شستشوی معکوس دوگانه، باعث افزایش میزان مصرف آب در فرآیند احیا می شود. زیرا عملاً یک مرحله شستشوی معکوس به ازای هر احیا، به این فرآیند اضافه خواهد شد. البته راه هایی برای کنترل الکترونیکی میزان مصرف آب در شستشوی معکوس دوم وجود دارد تا آب کمتری مصرف شود. چون همانطور که گفته شد، هدف از شسشتشوی معکوس دوم، تنها مخلوط کردن رزین است و نه شستشوی کامل آن.
نظرات