تصفیه خروجی مخازن آبکاری با تصفیه خانه هوشمند

نظارت دیجیتال برای به حداکثر رساندن عملکرد

آب در بسیاری از فرآیندهای تکمیل و ساخت فلزات صنعتی ضروری است. به دلیل ماهیت بسترهای پردازش شده و مواد شیمیایی مورد استفاده، چه فاضلاب در داخل مجموعه تخلیه شود یا مجدداً مورد استفاده قرار گیرد، تصفیه فاضلاب معمولاً مورد نیاز است.

آماده سازی برای استفاده مجدد فاضلاب ایده خوبی به نظر می رسد و بسیاری از اوقات چنین است، اما مواردی وجود دارد که باید قبل از متعهد شدن به این روش فکر و ارزیابی کنید. از جمله استفاده از فن‌آوری‌های جدیدتر برای نظارت دیجیتالی که کیفیت آب تصفیه شده ثابت و قابل اعتمادی را در اختیار کاربران قرار دهد، مشارکت کاربر را به حداقل ‌رساند و دسترسی به داده‌های کیفیت آب را فراهم کند.

تولید و کیفیت آب

در صنایع فرآوری فلزات، آب به دلایل متعددی از جمله ترکیب شیمی فرآیند، شستشوی قطعات تا حذف ذرات گرد و غبار، فرآیندهای دفع و کنترل کیفیت (QC) مانند تست هیدرواستاتیک، استفاده می شود. به همین دلیل شناخت برخی از اصطلاحات کلی که کیفیت آب را توصیف می کنند مفید است.

– آب شهر یا چاه: آب شیر با مکمل کامل مواد تشکیل دهنده و املاح

– آب نرم: تصفیه شده برای حذف سختی (کلسیم و منیزیم)

– آب: RO تصفیه شده برای حذف اکثر املاح

– آب دیونیزه شده: تصفیه شده برای حذف تقریباً تمام اجزای موجود در آب

کیفیت آب ممکن است به روش های مختلفی اندازه گیری شود. عبارات معمولی کیفیت آب عبارتند از:

– کل جامدات محلول(TDS): غلظت نمک ها، فلزات و مواد معدنی محلول در آب هرچه عدد کمتری نشان دهد، آب تمیزتر است.

– رسانایی: آب چقدر خوب جریان الکتریسیته را هدایت می‌کند. به صورت میکرو زیمنس/سانتی متر(micro-S/cm) بیان می شود – عدد کمتر نشان دهنده آب تمیزتر است

– مقاومت (MΩ-cm): چقدر آب در برابر جریان الکتریسیته مقاومت می کند. به عنوان مگااهم-سانتی متر(MΩ-cm) بیان می شود – عدد بالاتر نشان دهنده آب تمیزتر است

این اندازه گیری های کیفیت آب همه مرتبط هستند. مقایسه در جدول شماره یک نشان داده شده است

کلید به حداکثر رساندن مصرف آب و هزینه تصفیه، تطبیق کیفیت آب با الزامات فرآیند خاص است. یک فرآیند فسفاته کردن ممکن است با استفاده از آب شهری، چاه یا آب نرم خوب باشد، در حالی که یک برنامه تمیز کردن حیاتی ممکن است به آب دیونیزه نیاز داشته باشد.

استفاده از آبی که به اندازه کافی تمیز نیست می تواند باعث مشکلاتی مانند شستشوی نامناسب گرد و خاک و لکه دار شدن قسمت هایی از قطعات شود. برعکس، آبی که بیش از حد خالص است نیز می‌تواند مشکل‌ساز باشد، زیرا برای مثال، آب دیونیزه شده با تصفیه بالا می‌تواند نسبت به لایه‌های فلزی خاصی مانند مس تهاجمی باشد.

شکل 1. سیستم Water One WX از پارامترهای سیستم فعال برای محاسبه میانگین رسانایی خوراک و دبی متوسط و همچنین برای تخمین مصرف بستر مخلوط کارگر استفاده می کند. این نمای داشبورد وضعیت پارامترهای مختلف نظارت شده را نشان می دهد.

تولید و بازیابی فاضلاب

فرآیندهای پوشش و تولید فلز، مجموعه ای از آلاینده ها را تولید می کنند. فلزات سنگین تنظیم شده (کادمیم، مس، نیکل، سرب، روی)، هر دو ذرات و محلول، رایج بوده و همچنین معمولاً شامل فلزات غیر قابل تنظیم (کلسیم، منیزیم، پتاسیم، سدیم) هستند. سایر آلاینده های رایج عبارتند از ذرات (خاک، رسوب، اجزای زیرلایه قطعات فلزی)، روغن و گریس (روغن های ماشینکاری) و سایر ترکیبات آلی (مواد اولیه حمام شیمیایی یا اجزای تجزیه).

فاضلاب های آبکاری و فرآوری فلزات معمولاً برای مطابقت با مقررات تخلیه تصفیه می شوند – تصفیه باعث کاهش آلاینده های تنظیم شده در فاضلاب به کمتر از غلظت تعیین شده در مجوز تخلیه فاضلاب صنعتی یک مجموعه می شود. برداشتن گام بعدی – تصفیه فاضلاب برای بازیافت و استفاده مجدد از آب – مستلزم حذف هر دو آلاینده های تنظیم شده و غیرقابل تنظیم است.

هنگام فکر کردن به تصفیه فاضلاب برای استفاده مجدد، مواردی وجود دارد که باید در نظر بگیرید. بازیافت و استفاده مجدد از آب می تواند مقدار آبی که مجموعه شما نیاز دارد را کاهش دهد و پایداری تسهیلات را بهبود بخشد. ممکن است بتوان یک جریان زباله مشکل ساز را از تخلیه مجموعه حذف کرد. همچنین بررسی تأثیر استفاده از آب بازیافتی در فرآیندهایی که استفاده از آن مضر نباشد، در صورت عبور آن اجزا از سیستم تصفیه، مهم است.

شکل 2. سیستم تصفیه فاضلاب Water One WX حفظ می شود.آب با کیفیت بالا16+ MΩ-cm)است.24 ساعت در روز توسط فرماندهی Xylem دیجیتال نظارت می شود مرکز نظارت همچنین یک افزایش رسانایی روزانه در فید در اینجا نشان داده شده است

گزینه های تصفیه

چندین عملیات واحد وجود دارد که می توان از آنها برای تصفیه فاضلاب برای استفاده مجدد و تصفیه استفاده کرد. رایج ترین فرآیندهای اولیه تبادل یونی(IX) و اسمز معکوس (RO)هستند. فرآیندهای کمکی برای پشتیبانی از IX و RO شامل جذب کربن، فیلتراسیون و تصفیه با نور فرابنفش (UV) است.

تصفیه تبادل یونی (IX) یک فناوری جا افتاده است که از دانه های پلیمری در یک مخزن تحت فشار استفاده می کند که فاضلاب از آن عبور می کند. رزین های IX حاوی گروه های عاملی باردار هستند. این گروه‌های عاملی کاتیون‌ها (گونه‌های با بار مثبت) و آنیون‌ها (گونه‌های با بار منفی) را بین رزین و فاضلاب مبادله می‌کنند.

در کاربردهای استفاده مجدد و بازیابی آب، رزین‌ها آلاینده‌ها را از جریان زباله جذب می‌کنند و یون‌های آلاینده را با یون‌های هیدروژن (H+) هیدروکسید (OH-) جایگزین می‌کنند و آب را تشکیل می‌دهند.

بستر مخلوط IX می تواند آب بسیار تصفیه شده را تا 18.2 مگا اهم M -cmیا اساساً کل جامدات محلول (TDS) را صفر کند. هنگامی که رزین های IX خرج می شوند، با استفاده از اسید و قلیایی بازسازی و دوباره استفاده می‌شوند. تمام آلاینده های حذف شده توسط رزین به جریان های احیا کننده اسید و قلیایی منتقل می شوند که قبل از تخلیه نیاز به تصفیه دارند. IX رایج ترین فناوری تصفیه، به ویژه برای دبی های کوچک است.

تصفیه اسمز معکوس نیز یک فناوری آزمایش شده و واقعی است که از یک مانع غشایی برای جداسازی آلاینده ها از جریان زباله استفاده می کند. یک پمپ، جریان زباله را تحت فشار قرار داده و آب را از غشاء عبور می دهد و بیشتر آلاینده ها را پشت سر می گذارد. جریان تمیز یا جریان محصول بازیابی می‌شود و می‌توان آن را همانطور که هست یا بیشتر از تصفیه ix تصفیه کند. جریان کثیف یا جریان کنسانتره می تواند تخلیه شود یا به طور بالقوه در جایی استفاده شود که سطح بالاتر آلودگی مشکل ساز نباشد. از آنجایی که RO یک جریان کنسانتره تولید می کند، شناخت ترکیب جریان زباله برای تعیین اینکه آیا قبل از تخلیه یا استفاده مجدد به تصفیه بیشتر نیاز دارد یا خیر، مهم است.

جذب کربن یک فناوری است که برای حذف ترکیبات آلی از آب (معمولاً در مجموع کربن آلی یا TOC اندازه گیری می شود) و همچنین مقادیر کمی روغن و گریس (O&G) استفاده می شود. فاضلاب از یک مخزن تحت فشار حاوی کربن فعال دانه ای(GAC) عبور می کند. TOC و O&G به سطح کربن جذب می شوند. زمانی که کربن مصرف می شود، معمولاً دفع شده و با کربن تازه جایگزین می شود. هر دو IX و RO از GAC به عنوان یک پیش تصفیه برای حذف TOC و O&G استفاده می‌کنند که می توانند رزین های IX و غشاهای RO را آلوده کنند.

فیلتراسیون از یک مانع فیزیکی مانند کیسه ها، کارتریج ها یا یک محیط مدرج استفاده می کند تا کل مواد جامد معلق (TSS) را از جریان زباله حذف کند. فیلتراسیون همچنین به عنوان یک پیش تصفیه برای IX و RO استفاده می شود زیرا این فناوری ها در حذف TDS مناسب هستند اما می توانند توسط TSS آلوده شوند.

اشعه ماوراء بنفش (UV) روی فاضلاب بازیافتی با خلوص بسیار بالا برای کنترل رشد باکتری یا سطوح پایین TOC استفاده می شود. بسته به اینکه کدام یک از این آلاینده ها نیاز به کنترل دارند، از لامپ های تولید کننده نور UV با طول موج های متفاوت استفاده می شود. فهرستی از فناوری‌ها، آلاینده‌هایی که حذف می‌کنند و اینکه آیا آنها معمولاً به عنوان تصفیه اولیه یا کمکی استفاده می‌شوند در جدول 2 نشان داده شده است.

جدول 2. مقایسه فناوری تصفیه فاضلاب

تصفیه هوشمند فاضلاب

بازیابی فاضلاب برای استفاده مجدد در مجموعه شما – چه در فرآیند تولید و چه در جاهای دیگر – اغلب یک تصمیم تجاری خوب است. تطبیق فناوری تصفیه مناسب با ویژگی های فاضلاب و نتیجه مطلوب بسیار مهم است. تبادل یونی یک فناوری تصفیه متداول برای تکمیل فلزات و فاضلاب های تولیدی است. تصفیه مبادله یونی فاضلاب مبتنی بر خدمات (WWIX) از مخازن تبادل خدمات اجاره ای استفاده می کند. مخازن در محل برای تصفیه فاضلاب استفاده می شوند و پس از مصرف، با مخازن رزین تازه جایگزین می شوند و مخازن مصرف شده برای بازسازی به یک مرکز پردازش مرکزی بازگردانده می شوند.

این سیستم به مشتری برای نظارت بر عملکرد سیستم و تماس با مرکز خدمات برای تعویض مخزن متکی است. هدف فرآیندی به نام سرویس Water One WX بهبود این فرآیند و تضمین کیفیت آب ثابت و قابل اعتماد است.

فرآیند Water One WX قابلیت نظارت از راه دور و ثبت اطلاعات را به سیستم WWIX مبتنی بر خدمات سنتی اضافه می کند. این سیستم چندین پارامتر کلیدی آب از جمله دبی جریان، هدایت آب تغذیه، و مقاومت های بستر مخلوط کارگر و پولیش را کنترل می کند. هدف این است که اطمینان حاصل شود که کیفیت آب برای یک فرآیند همیشه بالاتر از حداقل مشخصات حفظ می شود. عملکرد سیستم در تمام ساعات شبانه روز توسط یک مرکز کنترل متمرکز از طریق یک پلت فرم ارتباطی بی سیم نظارت می شود.

کیفیت آب از بستر مخلوط کارگر نشان می دهد که زمان تعویض مخزن فرا رسیده است و در این زمان، یک زنگ هشدار به مرکز کنترل ارسال می شود که مبادله مخزن را با شعبه خدمات محلی آغاز می کند. نظارت بر سیستم توسط مشتری و تماس‌های مربوط به تعویض مخزن حذف می‌شوند.

سیستم Water One WX از این پارامترهای سیستم فعال برای محاسبه میانگین رسانایی خوراک و دبی متوسط و همچنین تخمین مصرف کارگر استفاده می کند. تمام داده‌ها ذخیره می‌شوند و می‌توانند برای اهداف ارزیابی، مقایسه و گزارش برای پشتیبانی از ممیزی تسهیلات مشتری، به عنوان مثال، یا کمک به عیب‌یابی در صورت بروز مشکل، بازیابی شوند. شکل 1 نمای داشبورد معمولی از وضعیت پارامترهای مختلف نظارت شده را نشان می دهد.

مثال:

یک تولید کننده میکروالکترونیک که به آب شستشوی با کیفیت بالا برای شستشوی قطعات الکترونیکی خود نیاز داشت، یک سیستم تصفیه فاضلاب Water One WX متشکل از مخازن پیش و پس از فیلتراسیون، GAC و مخازن بستر مخلوط IX نصب کرد. این سیستم کیفیت بازیافت آب بالایی دارد (16+ M-cm) و 24 ساعت در روز توسط مرکز فرماندهی دیجیتال Xylem نظارت می شود. این سیستم مشتری را از نظارت بر آن و ترتیب تعویض مخزن در صورت نیاز راحت کرده است. مانیتور همچنین افزایش رسانایی روزانه را در خوراک نشان داد که در شکل 2 نیز نشان داده شده است. بررسی‌های بیشتر یک زباله کوچک، اما منظم، روزانه از مواد شیمیایی تمیز کردن را شناسایی کرد که حذف شد و امکان تغذیه سازگارتر برای سیستم IX و عمر مخزن بستر مخلوط بهینه را فراهم کرد.

تکمیل فلزات و فرآیندهای تولید مرتبط معمولاً فاضلاب هایی را تولید می کنند که نیاز به تصفیه دارند. اغلب، این فاضلاب‌ها را می‌توان برای تصفیه و استفاده مجدد با تبادل یونی و اسمز معکوس که دو فناوری رایج بازیافت مورد استفاده هستند، تصفیه کرد. اتصال تبادل یونی فاضلاب با قابلیت‌های نظارت از راه دور و ثبت داده‌ها، یک فناوری از قبل اثبات شده را بهبود می‌بخشد و منجر به کیفیت آب بازیافتی سازگارتر می‌شود. در حالی که به طور همزمان مشارکت کاربر را کاهش می‌دهد و داده‌های قبلی کیفیت آب را برای بررسی در صورت نیاز ذخیره می‌کند.

منبع: