مرجع تخصصی آب و فاضلاب

برای صنایع نیازمند تصفیه آب و استفاده از آب با خلوص بالا،سه پیکربندی کلی تصفیه آب (از ساده تا پیشرفته) معرفی شده. در هر پیکربندی، به حجم و فضای اشغال‌شده، هزینه نسبی و کیفیت آب خروجی اشاره می‌کنیم و در نهایت یک گزینه «بهینه اقتصادی» نیز پیشنهاد می‌شود.

۱. صنعت نیمه‌هادی و الکترونیک

نیاز: آب فوق‌خالص (UPW) برای شستشوی ویفرها (مقاومت ≥ 18 MΩ·cm، ذرات < 1 ذره/ml)

• طرح A: RO + یون‌زدایی مخلوط بستر (Mixed Bed DI)

  • فضا: متوسط (واحد RO و دو مخزن رزین)

  • هزینه: CAPEX و OPEX پایین‌ـمتوسط

  • خلوص: تا 10–12 MΩ·cm؛ ذرات تا 0.2 µm حذف

• طرح B: RO + تبادل یونی الکتریکی (EDI)

  • فضا: فشرده‌تر از Mixed‑Bed (نیاز به مخزن رزین حذف شده)

  • هزینه: CAPEX بالاتر، ولی OPEX پایین (بدون تعویض رزین)

  • خلوص: ≥ 15–17 MΩ·cm؛ حذف ذرات تا 0.1 µm

• طرح C: RO ×2 (شبه پیش‌تصفیه) + EDI + UV + میکروفیلتراسیون نهایی

  • فضا: بزرگ و پیچیده

  • هزینه: بالا

  • خلوص: ≥ 18 MΩ·cm، کنترل ذرات و کلیه میکروارگانیسم‌ها

• پیشنهاد اقتصادی: طرح B (RO+EDI) چون با حجم کم و OPEX پایین، خلوص نزدیک نیاز را فراهم می‌کند.

۲. داروسازی و بیوتکنولوژی

نیاز: آب قابل تزریق (WFI) و UPW برای فرمولاسیون

• طرح A: RO + مخلوط‌بستر DI + UV

  • فضا: متوسط

  • هزینه: OPEX متوسط (رزین قابل بازیابی)

  • کیفیت: 10–12 MΩ·cm قابل رسیدن، میکروب‌زدایی سطحی

• طرح B: RO + EDI + تقطیر چند مرحله‌ای (Multi‑Effect Distillation)

  • فضا: بزرگ (تجهیزات تقطیر)

  • هزینه: CAPEX بالا، OPEX متوسط

  • کیفیت: ≥ 18 MΩ·cm با گواهی WFI

• طرح C: RO + EDI + تبخیر تحت خلأ (WFI by Vacuum Distillation)

  • فضا: فشرده‌تر از تقطیر سنتی

  • هزینه: نسبتاً بالا ولی مصرف انرژی کمتر

  • کیفیت: مطابق یوزنیگ.

• پیشنهاد اقتصادی: طرح C چون با فضای محدودتر و مصرف انرژی نسبتاً پایین، آب WFI تولید می‌کند.

۳. تولید باتری‌های لیتیوم–یون

نیاز: آب بدون یون (کاری با الکترولیت‌ها)

• طرح A: RO + مخلوط‌بستر DI

  • فضا: متوسط

  • هزینه: CAPEX پایین، OPEX متوسط

  • خلوص: 10–12 MΩ·cm

• طرح B: RO + EDI

  • فضا: جمع‌وجور

  • هزینه: OPEX پایین، ولی CAPEX بالاتر

  • خلوص: ≥ 15 MΩ·cm

• طرح C: RO دو مرحله‌ای + EDI

  • فضا: بزرگ

  • هزینه: بالا

  • خلوص: ≥ 18 MΩ·cm

• پیشنهاد اقتصادی: طرح B چون با کمترین فضای ممکن و هزینه عملیاتی پایین، خلوص لازم را تأمین می‌کند.

۴. تولید قطعات اپتیکی و فیبر نوری

نیاز: حساس به ذرات معلق (> 0.1 µm)

• طرح A: MF + RO + DI

  • فضا: متوسط

  • هزینه: متوسط

  • ذرات: حذف ذرات ≥ 0.1 µm

• طرح B: UF + RO + EDI + فیلتر نانو

  • فضا: بزرگ‌تر

  • هزینه: بالا

  • ذرات: حذف ≥ 0.02 µm

• طرح C: UF + RO×2 + EDI + میکروفیلتراسیون نهایی

  • فضا: بزرگ

  • هزینه: بسیار بالا

  • ذرات: حذف حداکثری برای OP grade

• پیشنهاد اقتصادی: طرح A عملاً برای فیبر نوری کفایت می‌کند و هزینه/فضای کمتری می‌طلبد.

۵. صنایع غذایی و نوشیدنی

نیاز: آب معدنی، آب DI برای شستشو و فرمول

• طرح A: فیلتراسیون شنی + کربن فعال + UV

  • فضا: کم

  • هزینه: پایین

  • کاربرد: آب نوشیدنی و شستشو با استانداردهای معمول

• طرح B: RO + UV + دی‌کلرینیشن

  • فضا: متوسط

  • هزینه: متوسط

  • کیفیت: حذف سختی و ذرات برای DI بعدی

• طرح C: RO + DI مخلوط‌بستر + UV + نیتریفیکاسیون بیولوژیک

  • فضا: بزرگ

  • هزینه: بالا

  • کیفیت: آب DI برای نوشابه‌سازی

• پیشنهاد اقتصادی: طرح B چون با سرمایه متوسط، کیفیت شستشو و فرمولاسیون را تأمین می‌کند.

۶. کارخانجات آرایشی–بهداشتی

نیاز: آب خالص برای محصول نهایی و جلوگیری از فساد

• طرح A: RO + UV + ترکیب بستر DI

  • فضا: متوسط

  • هزینه: متوسط

  • کیفیت: 10–12 MΩ·cm

• طرح B: RO + EDI + UV

  • فضا: کمتر

  • هزینه: CAPEX بالاتر ولی OPEX کمتر

  • کیفیت: ≥ 15 MΩ·cm

• طرح C: RO + EDI + UV + نیتریفیکاسیون UV

  • فضا: متوسط

  • هزینه: بالا

  • کیفیت: پاک‌سازی کامل میکروبی

• پیشنهاد اقتصادی: طرح B برای رعایت استانداردهای آرایشی با کمترین فضای ممکن.

۷. تولید رنگ و رزین‌های حساس

نیاز: آب فاقد املاح برای کنترل دقیق فرمولاسیون

• طرح A: RO + مخلوط‌بستر DI

  • فضا: متوسط

  • هزینه: متوسط

  • املاح: حذف سختی و املاح تا 99%

• طرح B: RO + EDI

  • فضا: کمتر

  • هزینه: OPEX پایین

  • املاح: حذف یون‌ها تا 98%

• طرح C: NF + RO + EDI

  • فضا: بزرگ

  • هزینه: بالا

  • املاح: حذف گسترده یون و اجزای آلی

• پیشنهاد اقتصادی: طرح B از نظر فضای اشغال‌شده و هزینه عملیاتی بهینه است.

۸. تولید پنل‌های خورشیدی و باتری خورشیدی

نیاز: آب خالص در شستشو و فرآوری سیلیکون

• طرح A: RO + DI مخلوط‌بستر + UF نهایی

  • فضا: متوسط

  • هزینه: متوسط

  • ذرات: حذف ≥ 0.1 µm

• طرح B: RO + EDI + UF

  • فضا: کمتر

  • هزینه: CAPEX بالاتر، OPEX کمتر

  • ذرات: حذف ≥ 0.05 µm

• طرح C: RO×2 + EDI + UF + نیتریفیکاسیون UV

  • فضا: بزرگ

  • هزینه: بالا

  • کیفیت: UPW برای PV grade

• پیشنهاد اقتصادی: طرح B با کمترین فضای ممکن و هزینه عملیاتی قابل قبول.

۹. آزمایشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی

نیاز: آب DI یا آب ازن‌زده برای واکنش‌های حساس

• طرح A: RO + مخلوط‌بستر DI

  • فضا: متوسط

  • هزینه: متوسط

  • کیفیت: 10–12 MΩ·cm، مناسب کارهای معمول

• طرح B: RO + EDI + UV/Ozone

  • فضا: کمتر

  • هزینه: CAPEX بالا/OPEX پایین

  • کیفیت: ≥ 15 MΩ·cm با گندزدایی کامل

• طرح C: تقطیر چند مرحله‌ای + DI

  • فضا: بزرگ

  • هزینه: بالا

  • کیفیت: WFI grade

• پیشنهاد اقتصادی: طرح B برای ترکیب خلوص مناسب و فضای محدود.

۱۰. نیروگاه‌های بخار

نیاز: آب بویلر (TDS نزدیک صفر، اکسیژن محلول صفر)

• طرح A: RO + DI مخلوط‌‌بستر + حذف اکسیژن شیمیایی

  • فضا: متوسط

  • هزینه: متوسط (رزین و آنزیم‌زدای O₂)

  • کیفیت: TDS < 0.1 mg/L

• طرح B: RO + EDI + دی‌اکسی‌ژناسیون حرارتی (Thermal Degasser)

  • فضا: جمع‌وجور

  • هزینه: OPEX پایین

  • کیفیت: TDS < 0.05 mg/L، O₂< 5 ppb

• طرح C: RO×2 + EDI + VAC Degasser + Mixed Bed

  • فضا: بزرگ

  • هزینه: بالا

  • کیفیت: TDS≈0, O₂≈0 ppb

• پیشنهاد اقتصادی: طرح B چون در فضای کم و با هزینه عملیاتی مناسب، کیفیت بویلر را تضمین می‌کند.

۱۱. صنایع چاپ الکترونیک (PCBs)

نیاز: آب فوق‌خالص برای اشباع نقره و مس

• طرح A: RO + DI مخلوط‌بستر + UF نهایی

  • فضا: متوسط

  • هزینه: متوسط

  • املاح و ذرات: حذف تا 0.1 µm، Ions~10 ppb

• طرح B: RO + EDI + UF + UV

  • فضا: کمتر

  • هزینه: CAPEX بالاتر، OPEX کمتر

  • کیفیت: Ions<5 ppb، ذرات<0.05 µm

• طرح C: RO×2 + EDI + UF + AOP

  • فضا: بزرگ

  • هزینه: بالا

  • کیفیت: UPW grade

• پیشنهاد اقتصادی: طرح B برای حذف دقیق یون و ذره با فضای کمتر.

۱۲. تولید داربست‌های نانومواد

نیاز: کیفیت بسیار بالا برای کنترل واکنش‌ها

• طرح A: RO + DI مخلوط‌بستر + UF نانو

  • فضا: متوسط

  • هزینه: متوسط

  • کیفیت: 10–12 MΩ·cm، ذرات<0.1 µm

• طرح B: RO + EDI + UF نانو + AOP

  • فضا: کمتر

  • هزینه: CAPEX بالا، OPEX پایین

  • کیفیت: ≥ 15 MΩ·cm، ذرات<0.01 µm

• طرح C: تقطیر تکمیلی + UF نانو + UV/Ozone

  • فضا: بزرگ

  • هزینه: بالا

  • کیفیت: WFI/UPW مطلق

• پیشنهاد اقتصادی: طرح B به دلیل فضای فشرده و هزینه عملیاتی پایین‌تر در بلندمدت.

نتیجه‌گیری کلی:

• برای مصارف صنعتی با خلوص بالا (نیمه‌هادی، اپتیک، PCBs، نانو): ترکیب RO+EDI بهترین تعادل فضای اشغال، خلوص و هزینه عملیاتی را می‌دهد.

• برای مصارف دارویی/بیوتک و آزمایشگاهی: افزودن واحدهای تقطیر یا UV/Ozone به RO+EDI توصیه می‌شود.

• برای مصارف کمتر حساس (خوراکی، نیروگاه‌های بخار): RO + مخلوط‌بستر DI یا RO+EDI با دی‌اکسی‌ژناسیون ساده کافی و اقتصادی است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب