نوشته‌ها

, , , , ,

ژئو ممبران‌ها

ژئو ممبران‌ها

ژئو ممبران‌ها

ژئو ممبران‌ها غشاهای آب بند و غیر قابل نفوذ پلیمری هستند. این غشاها  بر پایه پلی اتیلن ، پلی پروپیلت و PVC و با ضخامت‌های مختلف تولید و ارائه می‌شوند.

ژئو ممبران‌ها در ضخامت‌های مختلف و با مقاومت‌های مکانیکی و ضریب انعطاف‌پذیری متغیر به صورت صاف و زبر (مضرس ) تولید و ارائه می‌گردند.

کاربرد ژئو ممبران‌ها

از این مواد جهت ایجاد سطوح آب بند و ایزوله از قبیل ساخت لاگون‌های تصفیه خانه فاضلاب، کانال‌های آب‌رسانی، مخازن ذخیره آب آشامیدنی، مواد نفتی و شیمیایی، ساخت سایت‌های دفن بهداشتی زباله LAND-FILL ، دریاچه‌های مصنوعی و استخرهای پرورش آبزیان، استخرهای نگهداری آب کشاورزی ایزولاسیون و عایق‌بندی سازه‌های زیرزمینی استفاده می‌گردد.

علاوه بر آن سیستم ساخته شده با مواد ژئوممبران از نظر انعطاف‌پذیری در مقایسه با سازه‌های صلب بتنی دارای عملکرد به مراتب بهتری هستند.

عملکرد بهتر ژئو ممبران نسبت به سازه‌های صلب بتنی در برابر نیروهای دینامیکی مانند زلزله در مناطق زلزله‌خیز و همچنین نشست‌های نامتقارن سازه از امتیازات این سیستم است.

مشخصات ژئو ممبران‌ها

مشخصات فیزیکی ورق‌های ژئو ممبران

97% درصد از جنس پلی اتیلن 5/2% کربن بلک و 5/0 % الی 9 آنتی اکسیدان است.

ابعاد ورق ژئو ممبران

ورق‌ها به‌صورت رول در طول 100 الی 150 متر و به عرض 20/2 الی 9 متر تولید می‌گردند.دس

انواع ورق

ورق‌ها در دو نوع مضرس، صاف، رنگی و در ضخامت‌های 75/0 ، 1 ، 5/1 و 2 میلی‌متر تولید می‌شود.

مزایا و ویژگی‌های ورق ژئو ممبران

از مزایای به کارگیری ژئو ممبران‌ها کاهش هزینه‌های ساخت در قیاس با سایر روش‌ها و افزایش سرعت اجرا است.

علاوه بر آن این روش اقتصادی‌ترین، با دوام‌ترین و سریع‌ترین روش است.

همچنین این روش مقاوم‌ترین روش محسوب می‌شود.

این ورق‌ها در برابر دمای °40- درجه الی °70 درجه سانتی‌گراد مقاوم هستند.

همچنین این ورق‌ها در برابر حمله جوندگان و فشارهای غیر متمرکز مقاوم هستند.

علاوه بر این ورق‌ها دربرابر نشست به دلیل مقاومت کششی بالا مقاوم هستند.

امتیاز دیگر این ورق‌ها آن است که جلبک و خزه به آنها نمی‌چسبد و با هیچ ماده شیمیایی دیگر حتی با پایه هیدروکربنی ترکیب نمی‌شود.

کاربرد ژئوممبرین(ژئوممبران) در نفت، گاز و پتروشیمی

احداث و ایزولاسیون حوضچه‌های تبخیر، مخازن نگهداری آب، پوشش مخازن ثانویه، پوشش محل‌های بارگیری و انتقال مواد نفتی و شیمیایی ژئوتکس‌تایل پارچه‌ای از جنس پلی استر یا پلی پروپیلن است. مهم‌ترین خصوصیت آن مقاومت کششی بالا است. همچنین سازگاری با انواع خاک و دوام 50 ساله در انواع خاک‌ها است. کاربرد گسترده آن در رابطه با مسلح کردن خاک، زهکشی، جداسازی انواع لایه‌های خاک و فیلتراسیون در جاده‌ها، راه آهن، فرودگاه، خطوط مترو و خطوط لوله، مخازن نفتی و انواع دریاچه‌های مصنوعی، موج شکن ساحل دریا و انواع سدها و غیره کاربرد دارد.

, , , , ,

گرفتگی یا فولینگ ممبران اسمز معکوس

ممبران اسمز معکوس

گرفتگی یا فولینگ ممبران اسمز معکوس

گرفتگی یا فولینگ سطح و منافذ ممبران اسمز معکوس معضل اصلی در مورد استفاده از ممبران است. گرفتگی منافذ میزان آب خروجی از ممبران را به شدت تحت تاثیر قرار می‌دهد. گرفتگی یا فولینگ سطح و منافذ در هر دو نوع ممبران سلولزی و پلی آمیدی اتفاق می‌افتد.

گرفتگی ایجاد شده در ممبران اسمز معکوس در نتیجه تجمع مواد ارگانیک، کلوئیدها، رسوب املاح و بیوفیلم ناشی از آلاینده‌های میکروبی است. این مشکل می‌تواند با افزودن مواد ضدعفونی کننده، آنتی اسکالانت و انجام مراحل پیش تصفیه آب کنترل شود. خوشبختانه با ممانعت از گرفتگی ممبران از طریق اقداماتی که گفته شد، می‌توان طول عمر ممبران را افزایش داد. علاوه بر این با ممانعت از گرفتگی ممبران می‌توان میزان انرژی مصرفی آن را نیز کاهش داد.

کاربرد ممبران اسمز معکوس و فیلتراسیون 

امروزه اسمز معکوس و فیلتراسیون ممبران کاربردهای فراوانی در بسیاری از صنایع در سرتاسر جهان دارد. این تکنولوژی در صنعت تصفیه آب نیز همچنان جایگاه خود را حفظ کرده است. این تکنولوژی به دلیل کمبود منابع آب شرب در تمام دنیا با اقبال گسترده‌ای همراه بوده است. در حال حاضر با راه‌اندازی مراکز بزرگ شیرین‌سازی آب دریا با روش اسمز معکوس در بسیاری از شهرها و حتی کشورهای کوچک که با بحران کمبود آب مواجه هستند، امکان تولید آب آشامیدنی مناسب وجود دارد.

ممبران‌های اسمز معکوس علاوه بر کاربرد مهمی که در شیرین‌سازی آب دریا و تصفیه فاضلاب دارند؛ در صنعت تصفیه آب و دستگاههای تصفیه آب خانگی اصلی‌ترین بخش سیستم را تشکیل می‌دهند. ممبران‌های اسمز معکوس قادر به حذف تقریبا تمامی مواد محلول و معلق موجود در آب هستد. تکنولوژی ممبران اسمز معکوس RO یکی از دستاوردهای مهم بشر در طول تاریخ بوده است. فیلترهای ممبران در حال حاضر به عنوان مطمئن‌ترین روش تهیه آب آشامیدنی خالص در سیستم‌های تصفیه آب کاربرد دارند.

انواع ممبران اسمز معکوس

ممبران‌‌ها از چند لحاظ دسته بندی می‌شوند. شامل موارد زیر است:

انواع ممبران از نظر ترکیب شیمیایی

انواع ممبران از نظر اندازه حفره

انواع ممبران از نظر جنس

انواع ممبران از لحاظ مدل

انواع ممبران از نظر ترکیب شیمیایی

دسته اول انواع ممبران از نظر ترکیب شیمیایی و ساختار فیزیکی است. ممبران‌ها به طور کلی به دو دسته ایزوتروپ و غیر ایزوتروپ تقسیم می‌شوند. ممبران‌های ایزوتروپ از لحاظ ترکیب شیمیایی و فیزیکی در طول سطح مقطع خود یکسان هستند. ممبران‌های غیر ایزوتروپ در طول سطح مقطع خود یک نواخت نیستند.  این ممبران ها شامل لایه‌هایی هستند که از نظر ساختار یا ترکیب شیمیایی با هم متفاوت هستند.

انواع ممبران از نظر اندازه حفره

دسته دوم انواع ممبران از نظر اندازه حفره است. اندازه اندک حفره‌ها در این نوع از ممبران منجر به گسترش ممبران‌هایی شده است که در فشارهای کمتری کار می‌کنند. به کارگیری ممبران‌های با فشار کمتر به معنی ذخیره انرژی الکتریکی و کاهش هزینه است.

دسته سوم انواع ممبران از نظر جنس است. از نظر جنس شامل دو دسته ممبران‌های پلیمری و غیر پلیمری است.

دسته چهارم انواع ممبران از لحاظ مدل است. از نظر مدل شامل ممبران‌های لوله‌ای شکل، مارپیچی، الیاف توخالی و ممبران‌های تخت می‌باشد.

حذف آلودگی توسط ممبران اسمز معکوس

توانایی حذف آلودگی‌های آب توسط ممبران اسمز معکوس بسیار وسیع است و شامل موارد زیر است.

حذف مینرال‌ها و فلزات حل شده

حذف یون‌های منفرد حل شده و عوامل مسبب سختی

حذف ویروس‌ها، باکتری‌ها و پیروژن ها تا سقف 99% .

حذف نمک‎ها، مواد قندی، پروتئین‌ها، فلزات سنگین و فلزات رادیو اکتیو

حذف پنبه نسوز، انواع مزه‌ها، رنگ، ترکیبات شیمیایی ایجاد کننده بو، ذرات، جامدات حل شده و گل و لای.

رز آب صنعت

مشاور، طراح، سازنده و مجری سیستم های تصفیه آب و فاضلاب

متخصص در تعمیر و نگهداری از سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب

تامین کننده تجهیزات و مواد شیمیایی مورد نیاز سیستم‌های تصفیه آب و فاضلاب

تلفن‎های تماس: 09122533667 *** 025336667

, , , , ,

کاربرد فناوری نانو در تصفیه آب

تصفیه آب

کاربرد فناوری نانو در تصفیه آب

تاریخچه

انتظار می‌رود استفاده از محصولات مبتنی بر فناوری نانو هزینه تصفیه آب را کاهش دهد. همچنین باعث افزودن عملکردهای جدید به مواد موجود شود. بازار محصولات نانو ساختار مورد استفاده در تصفیه آب در سال 2010 حدود ¼  میلیارد دلار بوده است.

بسیاری از محصولات موجود، محصولات شناخته شده تصفیه آب، غشاهای اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون هستند.

می‌توان این محصولات را به عنوان محصولات مبتنی بر فناوری نانو تقسیم‌بندی کرد.

بخش باقی‌مانده، محصولات در حال ظهور هستند که بسیاری از آن‌ها در مرحله پیش تجاری‌سازی قرار دارند.

از جمله این محصولات می توان به فیلترهای نانو الیافی، نانو لوله‌های کربنی و انواع مختلفی از نانو ذرات اشاره کرد.

انتظار می‌‍رود که با توسعه بیشتر فناوری نانو، کارایی روش‌های مختلف تصفیه و فیلتراسیون آب و فاضلاب، همچون خالص‌سازی، نمک‌زدایی، ضدعفونی کردن و پالایش بهبود یابد. همچنین انتظار بر این است که استفاده از محصولات مبتنی بر فناوری نانو هزینه تصفیه آب را کاهش دهد. به علاوه پیش‌بینی می‌شود که استفاده از این فناوری عملکردهای جدیدی به مواد موجود بیافزاید. با درک بهتر شیمی سطحی نانو ساختارها، امکان کنترل واکنش‌ها با استفاده از نانو مواد به منظور کاهش تولید ضایعات نیز به وجود خواهد آمد.

توسعه فناوری نانو

در حال حاضر کشورهای پیشرفته‌ای همچون آمریکا، آلمان و ژاپن محل اصلی توسعه فناوری نانو به شمار می‌روند.

با این حال پژوهشگران اقتصادهای نوظهور نیز در کنار محققان کشورهای توسعه یافته در زمینه تحقیق و توسعه فناوری نانو فعال هستند. همکاری‌های بین المللی زیادی در این حوزه شکل گرفته و دانشگاه‌ها و بنگاه‌های اقتصادی مختلف با اهداف مشترک را از تمام جهان با یکدیگر متحد نموده است.

کشورهای در حال توسعه می‌توانند با بهره‌گیری از فناوری نانو در زمینه تصفیه آب جهش بزرگی در این زمینه داشته و با حرکت به سمت فناوری‌های پیشرفته، استفاده از فناوری‌های قدیمی نامرغوب، ناکارآمد، گران و آلاینده را کنار بگذارند.

اصلی‌ترین کاری که فناوری نانو می‌تواند در زمینه رفع مشکلات آب انجام دهد، حل مشکلات فنی مربوط به حذف آلاینده‌هایی همچون باکتری‌ها، ویروس‌ها، فلزات سنگین و نمک است. در نمایی بزرگ‌تر، از آنجایی که فراهم نمودن آب تمیز برای سلامت فیزیکی و اقتصادی کشورها ضروری است، توسعه فناوری نانو می‌تواند با امنیت ملی گره بخورد. از همین منظر کمبود این منبع حیاتی می‌تواند به منازعات بین المللی منجر شود.

تجاری‌سازی فناوری نانو

در حال حاضر بسیاری از محصولات هنوز در مقیاس آزمایشگاهی هستند و برای رسیدن به سطح صنعتی باید مقیاس تولید آنها افزایش یابد. بسیاری از محصولات در مرحله پیش تجاری‌سازی هستند؛ از جمله این محصولات می‌توان به فیلترهای نانوالیافی، نانولوله‌های کربنی و انواع مختلفی از نانوذرات اشاره کرد. اصلی‌ترین مشکل برای این محصولات کاهش هزینه تولید است.

به علاوه، مبنای توسعه تمامی فناوری‌های پیشنهاد شده برای استفاده در تصفیه آب و فاضلاب، ابزارها و فرآیندهای موجود هستند.

بنابراین پیشرفت صنعتی در این حوزه تکاملی خواهد بود و نه انقلابی.

علاوه بر نیاز به کاهش هزینه محصولات مبتنی بر فناوری نانو از طریق تولید انبوه، فناوری‌های نانو باید بر چالش پذیرفته شدن توسط مردم و صنعت نیز غلبه کنند. برای نشان دادن اطمینان‌پذیری بسیاری از این محصولات و فرآیندهای نوظهور باید بررسی‌های بیشتری صورت پذیرد. پس از تجاری شدن نیز صنایع برای به روز رسانی تجهیزات خود به سرمایه‌گذاری بیشتر، و برای آموزش نیروی انسانی جهت کار با سامانه‌های جدید، به هزینه عملیاتی نیاز خواهند داشت.

برخی موانع بالقوه نیز در مسیر به کارگیری فناوری نانو در تصفیه آب وجود دارند.

ارزیابی خطر نانوذرات و نانومواد دیگر برای توسعه پیوسته فناوری نانو ضروری است.

ایمنی نانو مواد جدید باید قبل از وارد شدن به بازار و فروش در مقیاس وسیع ثابت شود.

هر چقدر هم محصولات مبتنی بر فناوری نانو نوید بخش باشند، تا زمانی که واحدهای اقتصادی مستقر از پذیرش آن‌ها سر باز زنند، منافع استفاده از آن‌ها به واقعیت نخواهد پیوست.

عوامل بیماری‌زای موجود در آب

عوامل بیماری‌زا میکروب‌هایی هستند که موجب ایجاد بیماری می شوند.

چند نوع باکتری، ویروس، تک یاخته‌ای و یا ارگانیسم‌های دیگر جزء عوامل بیماری‌زا به شمار می روند. برخی از این عوامل در اثر نفوذ فضولات حاصل از تخلیه فاضلاب، نشت تانک توالت و یا جاری شدن آب آلوده از مرکز پرورش دام و طیور در درون آب یافت می‌شوند.

جدول عوامل بیماری زا

ویروس‌ها

تک یاخته‌ای‌ها

Coliforms

Cryptosporidium

Giardia Lambila

 

آرسنیک

ارتباط وجود آرسنیک در آب آشامیدنی با سرطان پوست در انسان از سال 1898 شناخته شده است.

مطالعاتی که در دهه 1960 و 1970 انجام شدند، وابستگی این اثر را به میزان حضور آرسنیک نشان دادند.

حتی یکی از تحقیقات آرسنیک را به عنوان یکی از عناصر غذایی ضروری پیشنهاد داده است.

در دستور العمل آب آشامیدنی اتحادیه اروپا میزان مجاز غلظت آرسنیک کمتر از 10 میکروگرم بر لیتر تعیین شده است.

, , , , ,

نانو فیلتراسیون Nano Filtration

نانو فیلتراسیون

نانو فیلتراسیون Nano Filtration

نانو فیلتراسیون Nano Filtration یکی از این روش‌های تصفیه مرسوم در دنیا است. نانو فیلترها یکی از کاربردهای فناوری نانو است. نانو فیلترها بر اساس منافذشان طبقه‌بندی می‌شوند. استفاده از این فناوری تاثیر بسزایی در حفظ و نگهداری محیط زیست و صرفه‌جویی در انرژی داشته است. مهم‌ترین هدف در تمام روش‌های تصفیه آب حذف املاح محلول در آب است.

مزایای نانو فیلتراسیون

نانوفیلتراسیون دارای مزایای ویژه‌ای است که در ادامه خواهد آمد.

از جمله مزایای نانوفیلتراسیون آن است در اولترا فیلتراسیون مقدار آلاینده‌های مصرفی نسبت به حد مجاز بالاتر است. در اسمز معکوس میزان خلوص آبِ حاصله بیشتر از حد محصول است. پیامد استفاده از این سیستم افزایش قیمت این روش است.

از دیگر مزایای استفاده از نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و پساب عبارتند از:

حذف نمک‌های چند ظرفیتی از قبیل (آهن، منگنز، اورانیم و برخی آفت‌کش‌ها)،

امکان تولید میزان آب تصفیه شده در مقیاس وسیع،

از بین بردن انواع باکتری، ویروس و میکروارگانیزم‌ها،

حذف آلاینده‌های آلی،

حفظ مواد معدنی مورد نیاز سلامت انسان،

از بین بردن اثرات مخرب زیست محیطی،

حذف کدورت، سختی و شوری آب،

پایین بودن هزینه تصفیه،

عدم نیاز به افزودن مواد شیمیایی زیان‌آور برای محیط زیست و انسان.

مزایای استفاده از سیستم نانو فیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب

حذف املاح و نمک‌زدایی از آب های دارای شوری پایین

هزینه بهره‌برداری بسیار کم

میزان مصرف انرژی بسیار پایین سیستم

سختی گیری موثر آب

نسبت به سیستم های RO میزان پساب سیستم بسیار اندک است

عدم نیاز به مصرف مواد و املاح شیمیایی

سیستم دارای قابلیت کاهش نیترات، سولفات، فلزات سنگین و….. را نیز دارا می باشد

نگهداری راهبردی و آسان سیستم

میزان انرژی پایین سیستم نسبت به سیستم های RO.

عملکرد سیستم نانوفیلتراسیون

عملکرد سیستم نانوفیلتراسیون در فرآیند تصفیه آب به این شرح است. نانوفیلتراسیون از جمله سیستم‌های نوین غشائی در تصفیه آب و پساب محسوب می‌شود. در این سیستم‌ها، غشاء موجود با جلوگیری از عبور ناخالصی‌ها بر اساس اندازه مولکول،حذف ذرات با وزن مولکولی بالاتر از 1000 دالتون به صورت انتخابی سبب خالص‌سازی آب می‌شوند. بر این اساس یون‌های تک ظرفیتی و با وزن مولکولی پایین همچون متانول به سهولت از منافذ غشاء عبور نموده در حالیکه ذرات چند ظرفیتی و با بار مولکولی بالا به‌طور موثر توسط غشا حذف می‌گردند.

با توجه به نرخ بالای حذف کاتیون‌های دو و چند ظرفیتی خصوصاً یون‌های کلسیم و منیزیم توسط غشاهای NF، نانوفیلتراسیون به‌طور گسترده‌ای در سختی‌گیری آب‌های صنعتی و نیز پیش تصفیه سیستم‌های RO به‌کار برده می‌شوند. در شرایطی که میزان پایین‌تری از حذف املاح موجود در آب مورد نظر باشد، استفاده از سیستم‌های NF با توجه به مصرف پایین‌تر انرژی، به عنوان جایگزینی مناسب و مقرون به صرفه نسبت به سیستم‌های RO مطرح می گردند. از سوی دیگر خاصیت انتخابی غشاء NF در حذف مواد موجود در آب، سبب می‌گردد تا مواد معدنی مغذی و ضروری موجود در آب حفظ و سایر مواد مضر حذف شوند.

کاربردهای سیستم نانو فیلتراسیون

کاربرد سیستم نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب به شرح زیر است:

تصفیه آب شرب

تصفیه آب مورد نیاز در فرآیندهای صنعتی

حذف یون‌های چند ظرفیتی و سختی گیری از آب

حذف آلاینده‌های میکروبی و میکرونی از آب

حذف مواد شیمیایی به‌کار رفته در گندزدایی آب

تصفیه آب در صنایع پزشکی و دارو سازی

تصفیه آب در صنایع بهداشتی و خوراکی.

, , , , ,

تصفیه آب با استفاده از دستگاه نانوفیلتراسیون

دستگاه نانوفیلتراسیون

 تصفیه آب با استفاده از دستگاه نانوفیلتراسیون

اساس کار دستگاه نانوفیلتراسیون

اساس کار دستگاه نانوفیلتراسیون شبیه اسمز معکوس است. وجه تمایز آنها فشار مورد احتیاج و اندازه محل‌های نفوذ پوسته‌های آنها است. فشار استفاده شده در دستگاه‌های نانو فیلتراسیون کمتر و منافذ آن بزرگتر است. در نتیجه مقدار بیشتری از نمک از آن عبور خواهد کرد. به همین علت به نانوفیلتراسیون، اسمز معکوس آزاد هم گفته می‌شود.

هدف تصفیه آب در تمام روش‌های پیشرفته تصفیه آب، حذف املاح محلول در آب است. آنچه حائز اهمیت است این است که برای کاربردهای مختلف آب با درجه خلوص متفاوتی مورد نیاز است.

تصفیه آب

در تمام روش‌های پیشرفته تصفیه آب مهم‌ترین هدف حذف املاح محلول در آب است. ولی نکته مهمی که وجود دارد این است که برای کاربردهای مختلف، آب با درجه خلوص متفاوتی مورد نیاز است. برای مثال در صنعت داروسازی و یا تولید سوخت هسته‌ای آب مورد نیاز، آب فوق خالص (Ultra Pure) است. لذا طبیعی است برای تولید آب با درجه خلوص بیشتر باید هزینه بیشتری صرف شود، ولی برای برخی دیگر از کاربردها آب با خلوص بسیار زیاد مورد نیاز نیست.

برای مثال آب استفاده شده در برج های خنک کننده Cooling Tower باید صرفاً از لحاظ حذف سختی آب مورد تصفیه قرار گیرد.

در چنین کاربردهایی می‌توان از سیستم‌‌هایی با درصد حذف پایین‌تر و به تبع آن هزینه کمتر استفاده نمود.

یکی از این روش های تصفیه مرسوم در دنیا، روش نانو فیلتراسیون است.

یکی از کاربردهای فناوری نانو استفاده از نانوفیلترها است که گام مؤثری در حفظ محیط زیست و صرفه‌جویی در انرژی نهاده است. نانوفیلترها براساس منافذشان طبقه‌بندی شده‌اند.

كاربردهای دستگاه نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و فاضلاب

تصفیه آب شرب

تصفیه آب مورد نیاز در فرآیندهای صنعتی

حذف یون‌های چند ظرفیتی و سختی‌گیری آب

حذف آلاینده‌های میكرونی از آب

رنگ زدائی آب شرب و صنعتی

حذف مواد شیمیایی به كار رفته در گندزدائی آب

حذف فلزات سنگین

حذف یون‌های چند ظرفیتی عناصری چون كلسیم، سولفات، آهن و منگنز

حذف نیترات

حذف آلاینده‌های میكروبی

عدم نیاز به مواد شیمیایی

تغلیظ شكرها و پروتئین‌ها

تصفیه آب در صنایع داروسازی

 تصفیه آب در صنایع غذایی

مزایای نانوفیلتراسیون

از جمله مزایای نانوفیلتراسیون آن است ‌که در اولترا فیلتراسیون مقدار آلاینده های مصرفی نسبت به حد مجاز بالاتر بوده و در نتیجه میزان خلوص آب حاصله بیشتر از حد معمول است که پیامد آن افزایش قیمت این روش است.

از دیگر مزایای استفاده از نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و پساب عبارتند ازتص

حذف نمک‌های چند ظرفیتی (از قبیل آهن، منگنز، اورانیم و برخی آفت کشها)،

امکان تولید میزان آب تصفیه شده در مقیاس وسیع،

از بین بردن انواع باکتری، ویروس و میکروارگانیزم ها،

حذف آلاینده های آلی، حفظ مواد معدنی مورد نیاز سلامت انسان

از بین بردن اثرات مخرب زیست محیطی، حذف کدورت آب،

سختی و شوری آب،

پایین بودن هزینه تصفیه آب،

و در مجموع عدم نیاز به افزودن مواد شیمیایی زیان‌آور برای محیط زیست و انسان.

 

سیستم نانو فیلتراسیون NF

نانو فیلتراسیون

سیستم نانو فیلتراسیون NF

نانو فیلتراسیون یکی از روش‌های تصفیه غشایی است که بسیاری از ترکیبات با جرم مولکولی بالا و محلول در آب را حذف می‌کند. این روش در سال‌های اخیر به طور چشم‌گیری مورد توجه قرار گرفته است.

نانو تکنولوژی دامنه وسیعی از تجهیزات و کاربردها را در بر گرفته است. یکی از فوق‌العاده‌ترین فناوری‌های قرن حاضر  به شمار می‌آید. خطر آلودگی منابع آب آشامیدنی و عدم امکان تصفیه منابع آلوده با روش‌های مرسوم و متداول؛ و از طرفی آلودگی نیتراتی منابع زیرزمینی نیاز به روش‌های جایگزین تصفیه را محسوس تر می‌نماید.

در روش نانو فیلتراسیون توانایی حذف باکتری‌ها و ویروس‌ها بسیار زیاد است. بهره‌برداری از روش نانوفیلتراسیون بسیار آسان است.

تحقیقات جدید بیشتر بر روی بررسی‌های کاربرد‌های جدید از جمله حذف یون‌های تک ظرفیتی متمرکز است. جداسازی در این غشاها بر پایه مکانیسم غربال‌گیری است. از طرفی به دلیل باردار بودن این غشاها، واکنش بین غشاء و سیال عبوری هم در فرآیند جداسازی موثر است.

یکی از روش‌های تصفیه غشایی روش نانوفیلتراسیون است. در این روش بسیاری از ترکیبات محلول در آب با جرم مولکولی بالا حذف می‌شود. غشاء‌های نانو فیلتراسیون سختی آب را به جز یون‌های با جرم مولکولی پایین که برای بدن انسان مفید می‌باشد را حذف می‌کند. علاوه بر این در روش نانوفیلتراسیون همچنین مولکول‌های آلی بزرگ را مانند رنگ آب، تقریبا تمام ویروس‌ها، بسیاری از مواد آلی طبیعی و برخی نمک‌ها را حذف می‌شود. اندازه حفره‌های فیلترهای نانوفیلتراسیون حدود 001/0 میکرون است.

کاربردهای روش نانو فیلتراسیون

از جمله کاربردهای روش نانوفیلتراسیون می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • تصفیه آب‌های سطحی و زیرسطحی برای مصارف آشامیدنی
  • تصفیه پساب‌های صنعتی- کشاورزی
  • حذف آلاینده‌های آلی از آب
  • گندزدایی آب‌های سطحی و زیرزمینی
  • حذف رنگ از آب آشامیدنی

مزایای استفاه از روش نانو فیلتراسیون

استفاده از روش نانوفیلتراسیون دارای مزایایی به شرح زیر است:

مصرف انرژی پایین‌تر

هزینه کمتر

دبی خروجی محصول بالاتر

کیفیت آب خروجی بالاتر جهت آب آشامیدنی

هزینه‌های نگهداری پایین‌تر

بازدهی بیشتر

طول عمر بالاتر غشاهای نانوفیلتراسیون

, , , , ,

فیلتر تصفیه آب کربن فعال

فیلتر تصفیه آب کربن فعال

فیلتر تصفیه آب کربن فعال

فیلتر تصفیه آب کربن فعال توانایی بسیار بالایی در حذف مواد سمی، بو و مزه نامطلوب از آب شهری دارد.

فیلتر تصفیه آب کربن فعال از ذرات ریز کربن ساخته می‌شود.

درک چگونگی عملکرد و زمان کارآیی این فیلتر پیچیده است.

نحوه عملکرد فیلتر تصفیه آب کربن فعال

فیلتر تصفیه آب کربن فعال از ذرات ریز کربن ساخته می‌شود.

این ذرات می‌توانند به شکل دانه‌بندی شده یعنی گرانول و یا به صورت ذرات سخت یا بلاک باشند که حفرات بسیار زیادی دارند.

تنها یک گرم از کربن اکتیو می‌تواند مساحتی در حدود دویست تا سه هزار مترمربع را ایجاد کند.

این مساحت سطح زیاد به ذرات کربن اجازه می‌هد تا در جذب آلودگی‌ها و محتویات آب در فرآیند تصفیه آب بسیار مؤثر عمل کنند. علاوه بر مساحت سطح زیاد، فیلتر کربنی می‌تواند ظرفیت‌های مختلفی بر اساس اندازه ذراتی که می‌تواند از آب حذف کند داشته باشد.

این محدوده از ۰٫۵ تا ۵۰ میکرومتر ممکن است متغیر باشد.

هرچه این ابعاد کوچک‌تر باشد، عملکرد فیلتر آب کربن در تصفیه آب مؤثرتر است.

هنگام عبور آب از درون فیلتر تصفیه آب کربنی عبور می‌کند؛ مواد شیمیایی موجود در آن به سطح این فیلتر آب چسبیده و درنتیجه آب تصفیه‌شده از آن خارج می‌شود. عملیات تصفیه آب در این فیلتر به دبی جریان عبوری و دمای آن بستگی دارد. بنابراین در صورت استفاده از دانه‌های کربن کوچک‌تر، دبی آب کمتر و آب سردتر، میزان تصفیه آب افزایش می‌یابد.

کربن موجود در فیلتر آب کربنی معمولاً از زغال پوسته نارگیل، زغال چوب و زغال‌سنگ ساخته می‌شود.

زغال پوسته نارگیل از سایر انواع مواد سازنده مرغوب‌تر است.

این زغال سپس بسته‌بندی شده و در قالب فیلتر تصفیه آب خانگی کربن اکتیو و یا فیلتر آب کربن بلاک عرضه می‌شود.

توانایی فیلتر تصفیه آب کربنی

در اثر استفاده از فیلتر تصفیه آب کربن فعال حداقل 81 ماده شیمیایی موجود در آب حذف می‌شود.

همچنین در اثر استفاده از از این فیلتر 30 ماده شیمیایی کاهش می‌یابد.

علاوه بر این فیلتر آب کربنی بر 22 ماده شیمیایی دیگر دارای اثرات کمی است.

بر اساس گزارش سازمان حفاظت از محیط‌زیست ایالات‌متحده  (EPA)، فیلتر تصفیه آب کربن فعال به‌عنوان تنها راه‌حل حذف ۳۲ ماده آلی ، ۱۴ نوع آفت‌کش و ۱۲ نوع علف‌کش مختلف موجود در آب معرفی شده است. اطلاع از آلودگی‌های موجود در آب دشوار و تمرکز بر مشکلات خاصی که آب لوله‌کشی شهری دارد می‌تواند راهگشا باشد.

نحوه عملکرد فیلتر تصفیه آب کربن فعال

در مناطق مختلف جهان آب شهری استانداردهای زیادی را جهت تایید برای قابل شرب بودن پشت سر می‌گذارد.

برای حفاظت از این آب معمولاً در فرآیند تصفیه به آن کلر اضافه می‌کنند که می‌تواند سبب بو و طعم نامطبوع آب شود. فیلتر تصفیه آب کربن توانایی بالایی در حذف کلر افزوده‌شده به آب را دارد که سبب بهبود بو و مزه آب مورداستفاده خواهد شد.

فیلتر تصفیه آب کربنی برای حذف کلر و محصولات جانبی آن

عمده توجه به آلودگی‌های آب لوله‌کشی شهری مربوط به کلر و محصولات جانبی ناشی از آن نظیر THM هاست که موادی خطرناک بوده و می‌توانند سرطان‌زا باشند. فیلتر تصفیه آب کربن فعال توانایی حذف این مواد را در فرآیند تصفیه آب داراست.

محدودیت فیلتر تصفیه آب کربن فعال

با جود حذف بیش از ۸۰ ماده شیمیایی توسط فیلتر آب کربنی، این فیلتر توانایی حذف برخی مواد و آلودگی‌ها را از آب ندارد. جامدات محلول نظیر مواد معدنی، نمک‌ها و همچنین فلزاتی مانند آهن، باکتری‌ها، ویروس‌ها و کیست‌ها توسط فیلتر تصفیه آب کربنی از آب حذف نمی‌شوند.

مواد معدنی دیگری نظیر سرب، آرسنیک و … به همراه سختی آب نیز توسط فیلتر تصفیه آب کربنی از آب جدا نمی‌شوند.

در ادامه به بررسی اثرات این مواد می‌پردازیم.

فیلتر تصفیه آب کربنی و حذف سرب

در مناطقی که آب استفاده‌شده آبی سخت نیست و لوله‌کشی ساختمان‌ها قدیمی است، امکان وجود سرب در آب لوله‌کشی شهری وجود دارد. فیلتر تصفیه آب کربنی عادی امکان حذف سرب از آب را ندارد. اما امروزه برخی از این فیلترها توانایی حذف سرب را به دست آورده‌اند.

فیلتر تصفیه آب کربنی و حذف آلودگی‌های میکروبی

یکی از مشکلات معمول آب لوله‌کشی شهری در مناطق توسعه‌نیافته، وجود آلودگی میکروبی در آب لوله‌کشی شهری است. بیماری‌هایی نظیر اسهال می‌توانند در اثر وجود آلودگی‌های میکروبی در آب به وجود آیند. فیلتر تصفیه آب کربنی توانایی حذف این آلودگی‌ها را از آب ندارد.

فیلتر تصفیه آب کربنی و حذف آرسنیک

به طور معمول آرسنیک می‌تواند در آب‌های زیرزمینی وجود داشته باشد. فیلتر تصفیه آب کربنی توانایی حذف ۳۰ تا ۷۰ درصد آرسنیک موجود در آب را دارد. اما در مناطقی که میزان آرسنیک در آب بالاست، این میزان از حذف آرسنیک به‌هیچ‌وجه کافی نیست.

, , , , ,

فیلتر میکرونی

فیلتر میکرونی

فیلتر میکرونی

فیلتر میکرونی از جنس پلی‌پروپلین به عنوان یکی از پر استفاده‌ترین تجهیزات تصفیه آب در صنعت آب شیرین کن صنعتی و اسمز معکوس است.

اندازه‌های فیلتر میکرونی

فیلتر میکرونی در اندازه‌های 2، 5، 10، و 20 میکرون موجود می‌باشد. همچنین در اندازه‌های 10، 20، 30 و 40 اینچ موجود است. قطر فیلتر میکرونی 2.5 و 4.5  اینچ است. فیلتر 2.5 اینچ اصطلاحاً جامبو لاغر و فیلتر 4.5 اینچ اصطلاحاً جامبو چاق نامیده می‌شود. با هدف از بین بردن گل و لای و دیگر رسوبات تا سطح اندازه دانه میکرونی می‌شود از پروسه فیلتراسیون میکرونی از جنس پلی‌پروپیلن در تصفیه آب و روش‌های اسمز معکوس و آب شیرین کن استفاده کرد. با نظر به فشردگی بالای الیاف ذرات در سطح بیرونی باقی مانده و آب با سطح ذرات کمتر از 5 میکرون وارد دستگاه پیش تصفیه آب می‌شود.

انواع فیلتر جامبو

فیلتر جامبو با دو نوع مختلف وجود دارد:

الف) فیلتر جامبو الیافی

ب) فیلتر جامبو نخ تابیده

لازم به ذکر است در آب‌هایی کدورت بالایی دارند لازم است که فیلتر میکرونی در بازه زمانی کوتاه‌تر تعویض گردد. زیرا کدورت یکی از عواملی است که با عمر ممبران رابطه مستقیمی دارد. کدورت بالای آب میتواند باعث کاهش عمر ممبران شود.

فیلتر هوزینگ جامبو

جهت حذف ذرات معلق موجود در آب از قطر 1تا قطر 10 میکرون استفاده می‌شود. در داخل پوسته بسته به میزان دبی آب ورودی فیلترهای استوانه‌ای شکل در تعداد و اندازه‌های مختلف نصب می‌شود .

این فیلترها از الیاف پلی‌پروپیلن 100% خالص ساخته شده و ساختار گرادیان آن به گونه‌ای است که ذرات درشت‌تر در قسمت‌های بیرونی فیلتر و ذرات ریزتر در قسمت‌های داخلی فیلتر به دام می‌افتند. به عبارت دیگر تراکم فیلتر از سطح بیرونی به سطح داخلی افزایش می‌یابد. این گرادیان دانسیته باعث استفاده بهینه از ظرفیت فیلتراسیون می‌شود .

ویژگی های فیلتر هوزینگ جامبو

  • فیلتر جامبو و فیلترهای میکرونی قابليت تحمل فشار حداکثر تا 6 بار را دارند.
  • جنس بدنه فیلتر هوزینگ از استيل /كربن استيل است.
  • فیلتر هوزینگ مجهز به شير هواگيري و فشارسنج است.

مزایای فیلتر هوزینگ جامبو

فیلتر هوزینگ دارای راهبری ساده است.

فیلتر هوزینگ سرعت بالایی در تصفیه آب دارد.

هزینه‌های نگهداری هوزینگ فیلتر کم است.

فیلتر هوزینگ به فضای کمی در نصب و بهره‌برداری نیاز دارد.

کاربرد فیلتر تصفیه آب

صنایع رنگ، نساجی و پلاستیک

صنایع غذایی و پزشکی

صنایع شیشه

صنایع شیمیایی

صنایع ساختمانی

صنایع فولاد و فلزات

صنایع باطری‌سازی

پالایشگاه‎ها، نیروگاه‌ها و پتروشیمی

موسسات تحقیقاتی

پیش فیلتراسیون واحدهای اسمز معکوس

فیلتراسیون آب‌های سطحی، آشامیدنی، فرآیندی و بطری

فیلتراسیون آب‌های بویلرها و برج‌های خنک کننده

در دستگاه تصفیه آب صنعتی حفظ ممبران از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. با توجه به قیمت بالای ممبران باید کاری کرد که عمر ممبران افزایش پیدا کند. کیفیت فیلتر میکرونی باعث می‌شود که ذرات قبل از این‌که وارد ممبران شوند در فیلتر گیر کنند.

در دستگاه تصفیه آب صنعتی در ظرفیت‌های پایین از فیلتر اسلیم استفاده می‌کنند. در ظرفیت‌های بالا از فیلتر جامبو  می شود. در برخی مواقع اگر ظرفیت پایین باشد یک فیلتر جامبو کافی است ولی در ظرفیت‌های بالا چند عدد فیلتر جامبو را به صورت موازی یا سری قرار می‌دهند .

فیلتر تصفیه آب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. علت این مسئله آن است که وظیفه اصلی فیلتر تصفیه آب حذف ذرات معلق و ذرات درشت از آب و جلوگیری از عبور و وارد شدن به ممبران است.

کیفیت فیلتر جامبو اهمیت بالایی در حفظ عمر ممبران دارد.

, , ,

انعقاد و لخته‌سازی (coagulation and flocculation)

انعقاد و لخته‌سازی

انعقاد و لخته‌سازی (coagulation and flocculation)

انعقاد و لخته‌سازی از جمله فرایندهایی است که برای حذف مواد معلق یا کلوئیدی به کار می‌رود.

کلوئید‌ها ذراتی هستند که دامنه آنها 0.1 تا 1 نانومتر است.

این ذرات در حالت عادی ته نشین نمی‌شوند و نمی‌توان آن‌ها را با فرآیندهای معمولی تصفیه فاضلاب حذف کرد.

فرایند انعقاد شیمیایی در تصفیه آب می‌تواند توام با ته نشینی و یا بدون ته نشینی باشد.

بحث انعقاد شامل جزئیات استفاده از مواد منعقدکننده و پلیمر الکترولیت‌ها می‌باشد.

مراحل انعقاد فلوکولاسیون و زلال‌ســازی در تصفیه آب‌های سطحی معمــول است.

فرایند انعقاد و لخته‌سازی برای حذف مواد کلوئیدی مولد کدورت، رنگ (مواد آلی طبیعی) و آلک (فیتوپلانکتون) باکتریها و ویروس‌ها می‌باشد.

کلوئیدهای موجود در فاضلاب

کلوئیدهای موجود در فاضلاب آب‌گریز یا آب دوست هستند.

کلوئیدهای آبگریز

(گل رس و …) هیچ کششی به محیط مایع ندارند و در حضور الکترولیت‌ها پایداری ندارند. آنها به سادگی با انعقاد ته نشین می‌شوند.

کلوئید‌های آبدوست

 مانند پروتئین‌ها، کشش قابل ملاحظه‌ای را به آب نشان می‌دهند. آب جذب شده برای لخته‌سازی بازدارنده است و غالبا به تصفیه ویژه‌ای برای رسیدن به انعقاد نیاز دارد.

خصوصیات الکتریکی کلوئید‌ها باعث پیدایش نیروی دافعه‌ای می‌شود که از تراکم و ته نشینی آنها جلوگیری می‌کند.  یون‌های پایدارساز به شدت جذب یک لایه ثابت داخلی شده و بار ذره‌ای را تولید می‌کنند که با والانس و عدد یون‌های جذب شده تغییر می‌کند. یون‌های با بار مخالف لایه کم تراکم (Diffuse) خارجی را تشکیل می‌دهد که توسط نیروهای الکترواستاتیکی در نزدیکی سطح نگه داشته می‌شوند. پتانسیل psi به صورت افت پتانسیل بین حد فاصل کلوئید و محلول تعریف می‌شود. پتانسل زتا عبارتست از افت پتانسیل بین slipping plane و توده محلول که به بار الکتریکی ذره  و ضخامت لایه دوگانه بستگی دارد. ضخامت لایه دوگانه  یا غلظت و والانس الکترولیت های غیر ویزه نسبت عکس دارد.

از آنجا که پایداری یک کلوئید عمدتا ناشی از نیروهای الکترواستاتیک است، خنثی‌سازی این بار برای تحریک لخته‌سازی و ترسیب ضروری است. اگرچه اندازه گیری پتانسیل psi امکان پذیر نیست، پتانسیل زتا را می‌توان اندازه گیری کرد.

اندازه گیری زتا در انعقاد و لخته‌سازی

v = سرعت ذرات

E = ثابت دی الکتریک محیط

N  = لزج محیط

X = پتانسیل اعمال شده در واحد طول سلول

EM = تحرک الکتروفورزی

پتانسیل زتا از طریق اندازه‌گیری تحرک ذرات کلوئیدی در مقطع یک سلول، به‌صورتی‌که از داخل میکروسکوپ دیده می‌شود، تعیین می‌گردد. دستگاه‌های متعددی برای این منظور در بازار موجود است.

چند نمونه از کمک منعقد کننده‌ها‌ی مورد استفاده در تصفیه خانه‌ها عبارتند از :

کربنات سدیم، آهک هیدراته، پلی الکترولیت‌ها.

موارد کاربرد کاربرد انعقاد و لخته‌سازی شیمیایی

  1. در فرآیند زلال‌سازی آب خام در تولید آب آشامیدنی و صنعتی
  2. منعقدسازی جامدات معلق و کلوئییدها در فرآیندهای شکر و تغلیظ مایعات
  3. جداسازی جامدات و ترکیبات آلی در آب برگشتی سیستم‌های تبرید و حرارتی
  4. جداسازی جامدات، روغن و گریس و اکسیدهای نامحلول در تصفیه آب برگشتی از بخش نورد در صنعت فولاد
  5. حذف رنگ، مواد جامد معلق کلوئیدها در صنایع تولید محصولات پتروشیمی
  6. منعقد کننده در سیستم‌های تصفیه پساب‌های صنعتی و بهداشتی.

مکانیسم انعقاد و لخته‌سازی

انعقاد حاصل دو مکانیسم اساسی است :

  • انعقاد پری سینتیک یا الکتروسینیتیک که در آن پتانسیل زتا به وسیله یون‌ها یا کلوئیدهای با بار مخالف تا سطح کمتر نیروهای جاذبه واندوالسی کاهش می‌یابد.
  • انعقاد ارتوسنتیک، که در آن ذرات انباشته شده (micelles) و توده‌هایی را تشکیل می‌دهند که ذرات کلوئیدی را دور خود جمع می‌کنند.

افزودن کاتیون‌های با بار زیاد، بار ذره و فاصله موثر لایه مضاعف را کاهش داده و در نتیجه پتانسل زتا کاهش می‌یابد.  با حل شدن ماده منعقد کننده، کاتیون‌ها با بار منفی روی کلوئیدها را خنثی می‌کنند. در انعقاد و لخته‌سازی، این امر قبل از شکل‌گیری لخته قابل رویت اتفاق می‌افتد و اختلاط سریع که کلوئید را اندود می‌کند در این فاز موثر است. سپس لخته‌های ریز شکل می‌گیرند که به علت جذب +H بار مثبت را در دامنه اسیدی نگه می‌دارند.این لخته‌های میکرو اغلب برای خنثی‌سازی و پوشاندن درات کلوئیدی به کار می‌روند. این فرآیند لخته‌سازی یا فلوکولاسیون است که کلوئیدها را با یک لخته اکسید آبی متراکم می‌کند. در این فاز، جذب سطحی نیز فعال است. کلوئیدها که در ابتدا جذب نشده‎اند، با گیر کردن در لخته‌های حذف می‌شوند.

آلومینویم 3 بار مثبت و آهن ۳ بار مثبت  در انعقاد و لخته‌سازی

در انعقاد و لخته‌سازی در  صورت لزوم در ابتدا باید قلیائیت افزایش یابد ( افزایش بی کربنات باعث تولید قلیائیت می‌شود بدون اینکه PH بالا برود)،  سپس آلوم یا نمک‌های آهن ۳ ظرفیتی اضافه می‌شوند. این نمک‌ها، کلوئید را با آلومینویم سه بار مثبت و آهن سه بار مثبت و لخته‌های ریز را با بار مثبت می‌پوشاند.

در فرایند انعقاد و لخته‌سازی کمک منعقد کننده‌ها مانند سیلس فعال و یا پلی‌الکترولیت‌ها برای تشخیص بیشتر لخته‌ها و کنترل پتانسل زتا در خاتمه افزوده می‌شوند. پس از افزودن قلیا و ماده منعقد کننده، اختلاط سریع ۱تا۳ دقیقه‌ای و بدنبال آن لخته‌سازی  با افزودن کمک منعقد کننده به مدت ۲۰تا ۳۰ دقیقه توصیه شده است. ناپایداری را می‌توان از طریق افزودن پلمیر‌های کاتیونی  به انجام رسانید که می‌توان سیستم را بدون تغییری در PH به نقطه ایزوالکتریک برساند. اگر چه پلیمر‌ها به عنوان منعقد کننده ۱۰تا ۱۵ برابر آلوم تاثیر دارند ولی میزان قابل ملاحظه‌ای گران هستند.

استفاده از سولفات آهن و آهک در تصفیه آب مقداری سختی آب را افزایش می دهد ولی خاصیت خورندگی در آب ایجاد نمی‌کند استفاده از سولفات آهن نسبت به آلوم مقرون به صرفه‌تر است ولی بهره‌برداری از سیستم به دلیل عملکرد توسط دو ماده شیمیایی مشکل‌تر خواهد بود.

سولفات آهن کلرزده شده و کلرورآهن سه ظرفیتی و آهک در تصفیه آب استفاده می‌شوند. یکی از معمول‌ترین موارد مورد استفاده کلرور آهن(Fecl3)  می‌باشد که در محدوده PH ، ۴-۱۲ مناسب می‌باشد.

مزیت استفاده از منعقد کننده‌های آهن سه ظرفیتی

مزیت استفاده از منعقد کننده‌های آهن سه ظرفیتی عبارت از:

  1. انعقاد در تغییرات وسیع PH بین ۴-۹ امکان پذیر است.
  2. عمل یکپارچه شدن ذرات و در نتیجه سنگینی و ته نشینی مواد سریعتر انجام می شود.
  3. در از بین بردن رنگ، طعم ، بو و مزه نا‌ مطبوع آب موثرتر واقع می شود.

سولفات آهن سه ظرفیتی در فرم و اشکال مختلف کریستال جامد، مایع و پودر قابل تهیه است.

آهک هیدراته، کربنات سدیم سیلیس فعال و پلی الکترولیت‌ها به عنوان مواد کمک انعقاد در تصفیه خانه آب استفاده می‌شود. آهک هیدراته با درصد خلوص ۷۰ درصد به صورت تغذیه خشک در دسترس می‎باشد. سیلیس فعال عبارت است از سیلیکات سدیم که توسط اسید سولفوریک، سولفات آلومینیوم، دی اکسیدکربن یا کلر فعال شده است. پلی الکترولیت‌ها ممکن است آنیونی یا کاتیونی و یا آمفوتریک باشند. عموماً پلی الکترولیت‌ها تحت نام و علائم تجاری در دسترس می‌باشد.

از خاک رس و بنتونیت نیز به عنوان کمک منعقد کننده استفاده می‌شود.

اثرات بهداشتی مواد منعقد کننده

استفاده از مواد منعقد کننده در آب ممکن است اثرات سوء بهداشتی داشته باشد.

همچنین مواد شیمیایی مضر ممکن است از طریق تولید و استفاده پلی الکترولیت‌ها به آب افزوده شود مانند آکریل آمید و اپن کلروهیدرنی که باید مقادیر آن کمتر از حداکثر مجاز باشد. برای کاهش غلظت این گونه مواد در آب باید در فرآیند آب‌گیری از لجن از برگشت آب لجن به آب خام جلوگیری کرد.

آزمایش جارتست

جهت مطالعه عمل انعقاد و تعیین میزان مواد منعقد کننده و نیز انتخاب نوع مواد منعقد کننده و کمک منعقد کننده از آزمایش جارتست استفاده می‌شود. در این آزمایش مقدار و میزان مواد شیمیایی لازم جهت عمل انعقاد، مقدار PH مناسب و نیز مواد شیمیایی مورد نیاز تعیین می‌شود.

روش کلی جارتست

روش کلی جارتست بصورت زیر است:

  1. تهیـﺔ شش نمونه یک یا دو لیتری از آب مورد نظر.
  2. برای هر نمونه ماده منعقد کننده یا کمک منعقد کننده مورد نظر اضافه می‌شود.
  3. عمل اختلاط سریع به‌وسیله همزن با سرعت زیاد به مدت یک دقیقه انجام می‌شود.
  4. نمونه‌های مورد آزمایش با همزن با سرعت کم به مدت ده دقیقه مخلوط می‌شود.
  5. زمان ظهور لخته‌ها در هر یک از نمونه‌ها یادداشت می‌شود و با توجه به نوع مواد مصرفی و PH و مواد کمکی مورد نیاز برای تصفیه آب مورد نظر تعیین می‌گردد.

هدف از انجام این تست

  1. تعیین مقدار مناسب ماده منعقد کننده اصلی
  2. تعیین مقدار مناسب ماده منعقد کننده فرعی
  3. تعیین پی هاش PH مناسب برا انعقاد

استفاده از جارتست بهترین روش برای تعیین کدورت و پارامترهای اپتیمم (مقدار موثر مواد منعقد کننده،PH زمان ) فلوکولاسیون و ضرورت استفاده از کمک منعقدکننده می‌باشد.

PH   اپتیمم و غلظت منعقد کننده بستگی به خصوصیات و ویژگی‌های آب خام دارد.

تغییرات کیفیت آب خام و انتخاب بهترین عملکرد انعقاد تنظیم PH و غلظت و نوع مواد انعقاد کننده  از طریق جارتست امکان پذیر است. همچنین برای مقایسه انواع مختلف مواد منعقد کننده و غلظت مناسب تزریق مواد از این روش استفاده می‌شود.
نمک‌های آلومینیوم و آهن اسیدی بوده و PH کل بستگی به قلیائیت آب دارد. افزایش قلیائیت برای بهبود تشکیل فلوک‌ها و همچنین برای کنترل PH از طریق افزودن مواد کمکی مانند آهک و خا کستر سودا انجام می‌شود.
درحین بهره‌برداری از یک تصفیه خانه، بهره‌بردار بطور تجربی می‌تواند با توجه به کدورت آب خام ورودی مقدار مورد نیاز منعقد کننده برای حذف کدورت را مشخص نماید.

محاسن انجام این تست

  1. باعث حذف کدورت می‌شود.
  2. باعث حذف ترکیبات اضافی فاضلاب مثل OCD می‌شود.
  3. با استفاده از آلومینیم می‌توان مقدار فلوراید را از 8.5 به 2.1 کاهش داد.
  4. منجر به حذف رنگ می‎شود.

معایب

  1. باعث تولید لجن حجیم می‌شود که به راحتی آب خود را از دست نمی‌دهد.
  2. استفاده از برخی منعقد کننده‌ها مثل آلوم، آب را پایین آورده و باعث سرعت بخشیدن به خوردگی لوله‏ها می‌شود.
  3. بعضی از منعقد کننده‌ها می‌توانند اثر سوئی بر بدن انسان داشته باشد.

اختلاط سریع

در حوضچه‌ها اختلاط سریع مواد شیمیایی به آب اضافه شده و به سرعت با آب مخلوط می‌گردد.

معمولاً عمل اختلاط سریع از طریق بهم‌زنی شدید هیدرولیکی یا مکانیکی صورت می‌گیرد.

مدت اختلاط کمتر از 30 ثانیه توصیه شده است.

فلوکولاسیون (لخته سازی)

در حوضچه فلوکولاسیون شرایطی فراهم می‌شود که ذرات به یکدیگر چسبیده و تشکیل فلوک دهند.

زمان ماند برای تشکیل فلوک‌ها 20 دقیقه بوده و سرعت عبور آب از حوضچه نباید از 15/0 متر در دقیقه کمتر و از 45/0 متر در دقیقه بیشتر باشد. حوضچه‌های فلوکولاسیون و حوض ته نشینی باید تا آنجا که ممکن است نزدیک یکدیگر باشند. در حوضچه فلوکولاسیون از مخلوط‌کن پارویی یا تیغه‌ای که به آرامی در آب می‌چرخد استفاده می‌شود. این پاروها بطور افقی در جهت موازی یا متقاطع با جریان آب نصب می‌شوند.

فلوکولاتور پارویی شامل یک محور با بازوهای فولادی است که بر روی محور یک سری پاروی تیغه ای چوبی یا فلزی نصب شده است. محور با سرعت کم (100-60) دور در ساعت باعث یک حرکت بسیار ملایم در سیال می‌گردد و در نتیجه سبب تصادم و نزدیکی ذرات بهم خواهد شد. سرعت زیاد در حوضچه فلوکولاسیون باعث شکسته شدن فلوک‌های تشکیل شده خواهد شد.

لخته‌سازی با آلوم:

انعقاد و لخته‌سازی با آلوم با فیلترهای ثقلی سریع (تند) و شنی تحت فشار باید سطوحی پوشیده از لایه ژلاتین هیدروکسید آلومینیوم داشته باشند تا هر گونه خاک و شن و ذرات کلوئیدی موجود در آب را به جای ماندن در داخل ذرات شن از بستر شنی خارج کنند . علاوه بر خارج کردن مواد معلق این لایه، جلبک‌ها را نیز می‌زداید و مواد رنگی و باکتری‌های موجود در آب را نیز جدا یکی از (Al2(SO4)3 18 H2O) می‌کند. آلوم یا سولفات آلومینیوم کوآگولانت‌های بسیار رایج است از آنجا که این ماده اسیدی است نیازمند قلیائیت موجود در آب می‌باشد، تا واکنش منجر به تشکیل لخته‌های هیدروکسید آلومینیم گردد.

عملیات لخته‌سازی با آلوم

برای هر پاوند آلوم اضافه شده ، نیم پاوند سود سوزآور یا بیش از 0.75 پاوند بیکربنات سدیم برای تکمیل واکنش نیاز است. بنابراین قبل از اضافه کردن آلوم pH آب باید بین 7.5-8 قلیائیت بین 200  150 پی پی ام باشد. در پی هاش 5.5 یا بالای 8.5 آلوم فلاک مناسبی ایجاد نمی‌کند و ممکن است کل آن در محلول باقی بماند.

لازم است که آلوم را بعد از شستشوی معکوس اضافه کنیم.

مقدار لازم برای فیلتراسیون مناسب بستگی به تجربه و طراحی فیلتر دارد.

به عنوان یک راهنمایی کلی 2تا4 اونس آلوم برای هر فوت مربع در سطح  فیلتر نیاز است.

این ماده باید به صورت محلول 10 %  یا کمتر در یک‌دوره 1 تا 2 ساعته‌به‌ورودی‌فیلتر اضافه شود.

اگر آلوم خیلی سریع به آب اضافه شود پی هاش آب ممکن است به زیر 5.5 کاهش یابد که در این سطح فلاک تشکیل نمی‌شود اما از میان فیلترها عبور می‌کند. در هر حال وقتی این آب با آب استخر مخلوط می‌شود. پی هاش بالا می‌رود و باعث تولید فلاک آلوم در آب و کدورت و تیره شدن  آب می‌گردد.

شرکت فنی و مهندسی رز آب صنعت مفتخر است با بهره‎گیری از کادری مجرب و ارائه دستگاه‌های تصفیه آب را  با بهترین کیفیت، راندمان بالا و کمترین قیمت را به تمام هموطنان عزیز و در تمام نقاط کشور پهناور ایران قرار دهد.

جهت دریافت مشاوره و سفارش دستگاه آب شیرین کن با شماره‎های زیر تماس حاصل فرمایید:

02536656447*** 09122533667

, , , , ,

رزین تبادل یونی

رزین تبادل یونی

رزین تبادل یونی

رزین تبادل یونی تبادل یون‌ها بین دو الکترولیت یا بین یک محلول الکترولیت و یک ترکیب است. در بیشتر موارد این اصطلاح به فرآیندهای تصفیه، جداسازی و ضد عفونی محلول‌های آبی و دیگر محلول‎های حاوی یون با پلیمر جامد یا کانی مبدل یون اطلاق می‌شود. تبادل کننده‌های معمولی یونی رزین‌های تبادل کننده یون، زئولیت، مونتموریونیت، رس و گیاخاک هستند.

رزین‌های تبادل یونی ذرات جامدی هستند که یون‌های نامطلوب در آب را با همان مقدار اکی والان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه جایگزین می‌کنند.

انواع رزین تبادل یونی

رزین‌های تبادل یونی استفاده شده در تصفیه آب به سه دسته اصلی رزین‌های آنیونی، کاتیونی و میکس بد تقسیم می‌شوند.

  1. رزین‌های آنیونی

رزین‌های آنیونی یکی از انواع رزین تبادل یونی هستند. این نوع از رزین‌ها در ساختار خود OH- دارند. در نتیجه سایر یون‌ها را دارای بار منفی کرده و آنها را جذب می‌کنند.

رزین های آنیونی به دو دسته قوی و ضعیف تقسیم می‌شوند.

رزین‌های آنیونی قوی

رزین‌های آنیونی قوی قادر به جذب کلیه آنیون‌های موجود در آب هستند.

رزین‌های آنیونی ضعیف

رزین‌های آنیونی ضعیف می‌توانند آنیون اسیدهای قوی مانند نیتریک، کلریدریک و اسید سولفوریک موجود در آب را جذب نمایند. این نوع از رزین‌ها مقاوم‌تر هستند به همین علت دارای کاربرد بیشتری در سیستم تصفیه آب هستند.

احیای رزین‌های آنیونی توسط سود ( کاستیک) انجام می‌شود.

  1. رزین‌های کاتیونی

یکی دیگر از انواع رزین تبادل یونی رزین کاتیونی است. رزین‌های کاتیونی در ساختار خود H+ دارند. در نتیجه سایر یون‌ها را دارای بار مثبت کرده و آنها را جذب می‌کنند. در واقع رزین‌های کاتیونی، کاتیون‌ها را جذب می‌کنند.

رزین‌های کاتیونی نیز به دو دسته قوی و ضعیف تقسیم می‎شوند.

رزین‌های کاتیونی قوی

این نوع از رزین‌ها قادر به جذب تمام کاتیون‌های موجود در آب هستند.

رزین‌های کاتیونی ضعیف

رزین‎های کاتیونی ضعیف می‎توانند کاتیون‌های مرتبط به قلیائی بودن آب را جذب کنند. این رزین‌ها نمی‌توانند کلیه کاتیون‌های موجود در آب را جذب کنند. برتری رزین کاتیونی ضعیف نسبت به رزین کاتیونی ضعیف راندمان بالای رزین‌های کاتیونی ضعیف است. به دلیل بازدهی بالای این نوع از رزین‌های باعث تولید پساب کمتر در احیاهای مکرر می‌شود.

احیای رزین‌های کاتیونی توسط اسید انجام می‌شوددست

  1. رزین‌ میکس

نوع دیگر رزین‌های تبادل یونی رزین‌های میکس بد هستند.

رزین‎های میکس بد مخلوطی از رزین‌های آنیونی و کاتیونی هستند

به طور معمول ترکیب به کار رفته در رزین میکس بد ترکیبی با نسبت 60 به 40 از رزین آنیونی و رزین کاتیونی است.