چطور هزینه‌ دستگاه تصفیه آب صنعتی را کاهش دهیم؟

بیش از ۶۰ درصد سیستم‌های تصفیه آب موجود در جهان از تکنولوژی اسمز معکوس (Reverse Osmosis) استفاده می‌کنند. علت این همه محبوبیت را می‌توان به هزینه‌های کم و مقرون به صرفه و البته کیفیت بالای آب تولیدی توسط این نوع از سیستم های تصفیه آب صنعتی دانست. با وجود چنین مزیت‌هایی ولی در ایران این سیستم ها از استقبال خوبی برخوردار نیستند! و اما دلیل آن قیمت بالا و هزینه دستگاه تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس است که به بهره‌بردار تحمیل می‌شود. ولی اگر سیستم تصفیه آب شما پرهزینه است دلیل بر خوب نبودن سیستم RO نیست، بلکه طراحی غلطی است که برای دستگاه شما انجام شده است! حال اگر بتوانیم از طریق باز طراحی هزینه‌های چنین سیستمی را مدیریت کرده و کاهش دهیم باید امیدوار باشیم که استقبال بی نظیری از آن شود. و اما چطور باید هزینه‌ها را کنترل کنیم؟

تعیین هزینه دستگاه تصفیه آب صنعتی

ابتدا باید مشخص کنیم یک سیستم اسمز معکوس چه هزینه‌هایی دارد تا بتوانیم در جهت کاهش آن ها گام برداریم. در حالت کلی تمام سیستم‌های صنعتی شامل دو نوع هزینه هستند که به هزینه‌های سرمایه گذاری و هزینه‌های عملیاتی معروف است. برای تعیین هزینه‌های یک سیستم تصفیه آب اسمز معکوس نیز از چنین اصطلاحاتی استفاده می‌شود.

هزینه‌ تمام شده و قیمت دستگاه تصفیه آب صنعتی

این هزینه بستگی به پارامترهای مختلفی دارد که مهمترین آن ظرفیت دستگاه تصفیه آب است. ظرفیت دستگاه با حجم آبی که در شبانه روز تولید می‌کند مشخص می‌شود. بطور مثال اگر شما در روز به ۱۰۰ متر معکب آب تمیز و تصفیه شده نیاز داشته باشید ظرفیت دستگاه شما باید ۱۰۰ متر مکعب در روز (۱۰۰ m³/d) باشد. به این عدد در اصطلاح دبی نیز گفته می‌شود.

هزینه ممبران اسمز معکوس

طراح سیستم بر اساس ظرفیت و حجم آبی که دستگاه مورد نظر قرار است تولید کند تعداد ماژول یا ممبران اسمز معکوس مورد نیاز را مشخص می‌کند. ممبران‌های اسمز معکوس یکی از مهم‌ترین بخش‌های سیستم تصفیه آب هستند. شاید بتوان گفت بیش از ۸۰ درصد هزینه تمام شده سیستم مربوط به همین ماژول‌ها است.

هزینه پیش تصفیه اسمز معکوس

وقتی گران قیمت‌ ترین بخش یک دستگاه تصفیه آب ممبران‌های اسمز معکوس هستند، پس نگهداری و محافظت از آن‌ ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. و این دقیقا کاری است که سیستم پیش تصفیه انجام می‌دهد.

وظیفه سیستم اسمز معکوس فقط حذف ترکیبات جامد محلول در آب است که با شاخص TDS مشخص می‌شوند. به همین دلیل برای آبی که قرار است با اسمز معکوس تصفیه شود استاندرادها و محدودیت‌هایی تعریف شده است که اجازه نمی‌دهد هر نوع خوراکی را با آن تصفیه کنیم! حال اگر آبی که به عنوان خوراک استفاده کنیم دارای ترکیباتی بود که برای اسمز معکوس مضر است، باید با استفاده از پیش تصفیه آن ها را حذف کنیم. هر چه ترکیبات موجود در آن غلظت و گستردگی بیشتری داشته باشند هزینه‌ای که برای پیش تصفیه باید پرداخت شود نیز بیشتر خواهد بود.

هزینه عملیاتی دستگاه تصفیه آب صنعتی

هزینه‌های عملیاتی شامل تمام هزینه‌هایی می‌شود که وقتی سیستم اسمز معکوس عملیات تصفیه آب را انجام می‌دهد به بهره‌بردار تحمیل می‌کند. این هزینه‌ها شامل موارد مختلفی است که مهم‌ترین آن ها هزینه برق مصرفی پمپ است. جدای نوع و کیفیت پمپی که در سیستم استفاده شده است، هر چه فشار عملیاتی سیستم اسمز معکوس بالاتر باشد مقدار و هزینه برق مصرفی آن نیز بیشتر خواهد بود.

هزینه برق مصرفی پمپ RO

فشاری که سیستم RO باید در آن عملیات تصفیه را انجام دهد تحت تاثیر دو عامل مهم است، اول میزان TDS یا ترکیبات جامد محلول موجود در خوراک و دوم درصد بازیافت (Recovery) سیستم. پس هر چه میزان املاح و ترکیبات موجود در آب خوراک بیشتر باشد هزینه برقی سیستم برای تصفیه این آب مصرف می‌کند هم بیشتر است. بطور مثال یک سیستم آب شیرین کن اسمز معکوس که آب دریا را تصفیه می‌کند هزینه برق مصرفی به مرتب بالاتری نسبت به سیستم مشابهی دارد که آب چاه را تصفیه می‌کند.

درصد بازیافت بر اساس نوع آب ورودی و هدف از احداث واحد تصفیه آب در اولین قدم طراحی سیستم تصفیه آب صنعتی مشخص می‌شود. به عنوان مثال، در سیستم هایی خوراک ورودی به دستگاه آب دریا باشد بازیابی زیر ۵۰ درصد در نظر گرفته می شود، ولی اگر بخواهیم آب سطحی را تصفیه کنیم، محدوده ۵۰ تا ۸۵ درصد به عنوان درصد بازیافت در نظر گرفته می شود.

هزینه مواد شیمیایی

در سیستم‌های تصفیه آب از ترکیبات مختلف شیمیایی ممکن است به عنوان پیش تصفیه استفاده شود. مثلا از آنتی اسکالانت‌ها برای حذف سختی آب و جلوگیری از رسوب ترکیبات روی سطح ممبران‌ استفاده می‌شود. بخشی از هزینه دستگاه تصفیه آب بر اساس دوز مصرف روزانه این ترکیبات توسط طراح سیستم تعیین می‌شود.

کاهش هزینه دستگاه تصفیه آب در حین طراحی

اولین جایی که باید برای کاهش و مدیریت هزینه‌ها اقدام کرد در فاز طراحی سیستم تصفیه آب است. چرا که انتخاب‌هایی که طراح سیستم اسمز معکوس انجام می‌دهد بشدت روی هزینه‌های سرمایه گذاری و عملیاتی سیستم موثر است. ولی این شما هستید که باید انتخاب کنید کدام هزینه‌ها را می‌خواهید کاهش دهید! چون کاهش همزمان هزینه‌ تمام شده سیستم RO و هزینه‌های عملیاتی امکان پذیر نیست. پس شما به عنوان کارفرما یا بهره‌بردار باید انتخاب کنید که کدام برای شما اهمیت بیشتری دارد که طراح آن را کاهش دهد. برای اینکه این موضوع بیشتر برای شما روشن شود اجازه دهید انتخاب‌هایی که یک طراح حرفه‌ای اسمز معکوس باید انجام دهد تا هر کدام از این هزینه‌ها را کاهش دهد، شرح دهیم.

یک طراح حرفه‌ای چطور هزینه سرمایه گذاری سیستم RO را کاهش می‌دهد؟

همانطور که گفتیم حدود ۸۰ درصد هزینه یک سیستم RO به تعداد ماژول‌هایی بستگی دارد که در سیستم باید استفاده شود، که این تعداد خودش تابعی از ظرفیت سیستم تصفیه آب است. ولی برای یک ظرفیت تولید آب مشخص تعداد ماژول عدد ثابتی نیست، بلکه بر اساس محدوده فلاکس که طراح در طراحی سیستم در نظر می‌گیرد، حداقل و حداکثری برای تعداد ممبران‌های سیستم تعیین می‌کند. بطور مثال، برای یک سیستم آب شیریک کن دریایی که قرار است ۱۲۰۰ متر مکعب در روز آب شرب تولید کند، در حالت مینیمم ۷۲ و در حالت ماگزیمم ۹۴  ممبران ۸ اینچ نیاز است. حال اگر طراح بخواهد هزینه‌ تمام شده سیستم تصفیه آب را کمترین مقدار ممکن در نظر بگیرد سعی می‌کند طراحی را در محدوده حداقل تعداد ماژول انجام دهد.

چطور هزینه‌های عملیاتی سیستم RO را می‌توان کاهش داد؟

باز هم یکی از مهمترین عوامل تعیین کننده هزینه عملیاتی یک دستگاه تصفیه آب صنعتی برقی است که پمپ مصرف می‌کند. اگر بتوانیم فشار عملیاتی سیستم را پایین بیاوریم هزینه برق مصرفی پمپ نیز به طور چشمگیری کاهش می‌یابد. ولی شما نمی‌توانید فشار عملیاتی که طراح برای سیستم اسمز معکوس شما تعیین کرده را تغییر دهید! اگر قرار باشد این فشار کاهش داده شود حتما باید طراح سیستم شما را باز طراحی کند و تغییراتی را در آن انجام دهد.

ولی اگر هدف شما از ابتدا این باشد که هزینه کمتری برای برق مصرفی سیستم‌تان بپردازید، باید به پیمانکاری که قرار است سیستم را برای شما راه‌اندازی کند اطلاع دهید. بر اساس خواسته شما شرکت پیمانکار از روش‌های مختلفی برای کاهش هزینه‌های عملیاتی استفاده می‌کند.

طراحی بر اساس بیشترین تعداد ممبران

یکی از این روش‌های کاهش هزینه‌های عملیاتی سیستم اسمز معکوس طراحی دستگاه بر اساس حداکثر تعداد ممبران است. هری چه تعداد ماژول‌های مورد استفاده در سیستم افزایش یابد فشار عمیلتی مورد نیاز برای تولید دبی محصول مورد انتظار کاهش می‌یابد. ولی باید در نظر داشته باشید که این انتخاب قیمت سیستم تصفیه آب شما را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد.

انتخاب ماژول‌های Low Energy

انتخاب دیگری که طراح یک سیستم تصفیه آب صنعتی با استفاده از آن می‌تواند هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهد بکار بردن ممبران‌هایی است که دارای مشخصه کم مصرف (Low Energy) هستند. البته این انتخاب نیز بی پیامد نیست، و باعث اندکی افت کیفیت محصول تولیدی توسط سیستم اسمز معکوس می‌شود. پس اگر کیفیت محصول نهایی برای شما اهمیت بالایی دارد، باید از دیگر روش‌ها برای کاهش هزینه عملیاتی استفاده کرد.

درصد بازیافت کمتر

درصد بازیافت یا ریکاوری یکی دیگر از انتخاب‌هایی است که طراح سیستم می‌تواند با کاهش آن هزینه‌های عملیاتی سیستم را کاهش دهد. چرا که کاهش درصد ریکاوری باعث کاهش فشار عملیاتی سیستم و در نتیجه کاهش مصرف برق پمپ می‌شود. علاوه بر این، کاهش درصد ریکاوری بار عملیاتی روی ممبران‌ها را نیز کاهش می‌دهد و باعث افزایش عمر و دوام ماژول‌های اسمز معکوس می‌شود. همچنین یک دستگاه تصفیه آب صنعتی اگر درصد ریکاوری پایین‌تری را انجام دهد کمتر نیاز با شستشوی شیمیایی (CIP) پیدا می‌کند.

ما در دوره آموزشی متخصص طراحی دستگاه تصفیه آب با نرم افزار wave بطور کامل مدیریت هزینه دستگاه تصفیه آب را به طراحان عزیز و حرفه‌ای آموزش می‌دهیم.