نوشته‌ها


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
تصفیه ی آب در صنعت

تصفیه ی آب در صنعت

تصفیه ی آب در صنعت

تصفیه ی آب در صنعت از اهمیت بالایی برخوردار است. علت این موضوع استفاده بسیار از آب در صنعت می‌باشد. در بسیاری از مواقع آب استفاده شده در صنعت برای استفاده مجدد یا دفع مناسب نیاز به تصفیه شدن دارد. همچنین آب خام ورودی به کارخانه ها برای کارکرد ها و موارد خاص استفاده می شود. اغلب این آب های خام بسته به نوع استفاده در صنعت احتیاج به تصفیه دارند. و برای استفاده در فرایندهای مختلف صنعتی در کیفیت های مختلف این آب های ورودی به کارخانه ها تصفیه می شوند.

جایگاه تصفیه ی آب در صنعت

امروزه تصفیه ی آب در صنعت از کارهای زیربنایی انجام شده در کارخانه‌‌ها محسوب می‌شود. کارخانه‌ها بدون تصفیه آب نمی‌توانند به کار خود ادامه دهند. از جمله کارکردهای تصفیه ی آب در صنعت می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

سیستم‌های خنک کننده کارخانه‌ها،

تصفیه آب دیگ بخار،

از بین بردن پساب‌های صنعتی.

پیامد استفاده از تصفیه آب ضعیف

استفاده از تصفیه آب صنعتی ضعیف باعث واکنش آب با لوله و زنگ زدگی مخازن می‌شود. این ضعف در تصفیه کردن آب کاهش عمر سیستم‌های کارخانه‌ها را به دنبال دارد.

علاوه بر این در کارخانه‌های تولیدی نوشابه و مواد غذای صدمات جبران ناپذیری را به وجود می‌آورد.

آب‌های کثیف مذکور اجازه رشد باکتری‌ها در محصولات می دهند. محصولات معیوبی از این کارخانه‌ها به بازار ارائه می‌شود که مصرف این محصولات باعث بیماری‌های خطرناک در مصرف کنندگان می‌شود. در برخی مواقع محصولات معیوب این کارخانه‌ها منجر به مرگ مصرف کننده می‌شود.

برتری‌های استفاده از سیستم اسمز معکوس

روش اسمز معکوس (تصفیه آب صنعتی ) در تصفیه آب نسبت به سایر روش‌ها اقتصادی‌تر است.

دستگاه تصفیه آب صنعتی دارای مصرف انرژی کمتری در مقایسه با سایر روش‌های تقطیری است.

باکتری‌ها، ویروس و مواد تب‌زا به هیچ عنوان از ممبران دستگاه تصفیه آب صنعتی عبور نمی‌کند.

باتوجه به اینکه دستگاه تصفیه آب صنعتی متشکل از تعداد قطعات زیادی است که روی شاسی مونتاژ می‌شوند و قابل بهره‌برداری هستند لذا توصیه می‌شود از تجهیزات با کیفیت بالا استفاده شود. به این علت که خریدار در زمان بهره‌برداری از سیستم تصفیه آب صنعتی با کمترین مشکل مواجه باشد. به عنوان مثال پمپ‌های طبقاتی با مارک‌های زیادی در بازار موجود است که در دستگاه آب شیرین کن وظیفه تامین فشار بالا قبل از ممبران را ایفا میکند.

برای این‌که دستگاه کمترین مشکل را در زمان بهره‌برداری داشته باشد بهترین و با کیفیت‎ترین پمپ استفاده شود.


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
کپسول پساب

کپسول پساب

کپسول پساب

کپسول پساب چیست؟

کپسول پساب قطعه‌ای در حدود یک بند انگشت است که وظیفه آن کنترل دبی آب دورریز دستگاه است. کنترل باید متناسب با میزان خروجی آب پاک توسط ممبران باشد.

در ساختار انواع دستگاه‌ تصفیه آب به روش اسمز معکوس بعد از فیلتر چهارم و در مسیر فاضلاب خروجی از ممبران دارای قطعه‌ای به نام کپسول پساب وجود دارد.

در واقع منظور ما این است که به طور معمول میزان آبی که باید توسط کپسول پساب خارج شود باید در حدود ۴ برابر خروجی آب سالم ممبران باشد. البته به طور معمول از میزان خروجی آب فاضلاب به مرور زمان کاسته می‌شود. این امر به دلیل گشاد شدن ممبران در طی این مدت و افزایش آب عبوری از آن است.

نحوه عملکرد کپسول پساب

فیلتر شماره 4 دستگاه تصفیه آب یا ممبرین درون هوزینگی مخصوص قرار دارد.

هوزینگ نام برده یک ورودی و دو خروجی است.

خروجی اول هوزینگ در مرکز قرار دارد.

وظیفه این خروجی آن است که آب تصفیه شده و کاملاً سالم را به سمت مخزن وشیر برداشت می‌فرستد.

خروجی دوم در گوشه قرار دارد.

وظیفه این خروجی هدایت آب به سمت فاضلاب است.

در این مسیر کپسول فاضلاب نصب می‌گردد.

کپسول فاضلاب دارای محدود کننده جریان است. این کپسول با باریک ساختن مسیر خروج آب میزان دبی آب را در حد مشخص و مورد نظر، محدود می‌سازد. محدود ساختن میزان دبی آب در حد مشخص و مورد نظر سبب افزایش فشار در پشت مسیر کپسول و داخل ممبران می‌شود.  افزایش فشار مذکور آب تصفیه نشده را وادار به عبور از غشاء بسیار فشرده ممبران می‌کند. در حالت استاندارد 50% از آب ورود به ممبران به صورت تصفیه و 50% به صورت پساب از هوزینگ ممبران خارج می‌شود. در صورت عدم وجود کپسول پساب در دستگاه تصفیه به طور طبیعی آب مسیر بدون فشار را طی نموده و از غشاء ممبران عبور نخواهد کرد.

در نتیجه تمام آب ورودی به دستگاه از بخش پساب به هدر خواهد رفت.

 

علت وجود سختی در محاسبه میزان خروجی ممبران و کپسول فاضلاب وجود اختلاف در واحدهای بیان کننده میزان خروجی آنها است.

میزان خروجی ممبران بر اساس واحد میزان گالن خروجی در روز (GPD) بیان می‌شود.

حال آن که میزان خروجی کپسول پساب بر اساس میلی‌لیتر در دقیقه است ( Mlm ).

عدد درج شده بر روی کپسول پساب بر اساس همین واحد است.

برای محاسبه کپسول فاضلاب مناسب ممبران باید تبدیل واحد انجام شود.

انواع کپسول پساب دستگاه تصفیه آب

جدول محاسبه کپسول پساب متناسب با ظرفیت ممبران 

با توجه به مطالب بیان شده در این مقاله در ادامه کپسول فاضلاب متناسب برای هر نوع ممبران محاسبه شده و به شکل یک عدد رند ارائه شده است. در صورتی که میزان سختی آب منطقه‌ای کم باشد می‌توان میزان خروجی فاضلاب را با استفاده از کپسول فاضلاب کوچک‌تر کمتر نمود. نکته مهم آن است که استفاده از کپسول فاضلاب بسیار کوچک‌تر از حد نیاز سبب افزایش فشار وارده بر موتور و ممبران و از طرفی باعث کاهش کیفیت آب خروجی خواهد شد.

لازم به ذکر است که خروجی زیاد آب از کپسول فاضلاب مساوی با هدر رفت آب و نامطلوب تلقی می‌شود. بر همین اساس طبق نظر کارشناسان و متخصصین عرصه تصفیه آب از کپسول پساب با حداقل خروجی مجاز، در سیستم تصفیه آب دستگاه‌های ایران استفاده می‌شود. در ادامه جدول محاسبه کپسول پساب متناسب با ظرفیت ممبران به نمایش در آمده است.

 

جدول محاسبه کپسول پساب متناسب با ظرفیت ممبران
خروجی آب ممبران

( گالن در روز)

خروجی کپسول پساب مورد نیاز بدون در نظر گرفتن صرفه جویی در آب میزان دبی مناسب

برای کپسول پساب مناسب در ایران

50 526 302
70 789 453
100 1052 605
300 3155 1814
400 4206 2488

 

*** نکته: اعداد ارائه شده در جدول به صورت رند نبوده و باید نزدیک‌ترین کپسول به این اعداد مورد استفاده قرار گیرد.

 


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
ترکیبات معدنی موجود در آب

ترکیبات معدنی موجود در آب

ترکیبات معدنی موجود در آب

ترکیبات معدنی موجود در آب

ترکیبات معدنی موجود در آب معمولاً شامل کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، بی‌کربنات، کلرید، سولفات و نیترات است. معمولاً این مواد در مقادیر ۱ تا ۱۰۰۰ میلی گرم بر لیتر یافت می شوند. دیگر ترکیبات معدنی موجود در آب شامل آهن، سرب، مس، آرسنیک و منگنز می‌باشد. این گروه معمولا در مقادیر کمتر از ۰٫۰۱ تا ۱۰ میلی گرم بر لیتر در آب وجود دارند.

آب در محیط می‌تواند حاوی انواع مختلف یون‌های آلی، معدنی، ترکیبات و مواد حل شده، جامدات معلق و کلوئیدی باشد.

منابع ترکیبات معدنی موجود در آب

آب باران پس از بارش به داخل زمین نفوذ کرده و به آب زیرزمینی افزوده می‌شود. روان‌آب‌ها و سیلاب‌ها در نهرها،رودخانه‌ها و جویبارها جاری شده و به آب‌های سطحی تبدیل می‌شوند. اولین ترکیبات شیمیایی آب های طبیعی حاصل واکنش فرسایش سنگ، خاک و رسوب بوده که باعث ایجاد ترکیبات معدنی موجود در آب می‌شود. به دلیل تماس بیشتر آب‌های زیرزمینی با خاک و مواد معدنی در مقایسه با آب‌هاب سطحی معمولا غلظت ترکیبات معدنی موجود در آب زیرزمینی بیشتر از آب‌های سطحی است.

انواع ترکیبات موجود در طبیعت

املاح موجود در طبیعت دو نوع هستند:

الف) مواد و املاح معدنی (Inorganic Minerals)

ب) مواد و املاح آلی (Organic Minerals)

الف)ترکیبات و مواد معدنی (Inorganic Minerals)

این دسته از عناصر به طور طبیعی در معادن، سنگ‌ها، خاک و به طور کلی در پوسته زمین یافت می‌شوند.

آب در حین عبور از بستر سنگ‌ها و کانی‌ها، این املاح را در خود حل می‌کند.

مواد معدني براي بدن انسان مفيد نيستند.

بر خلاف تفکر رایج، املاح معدني (كه در آب نیز يافت مي‌شوند) برای بدن حیوانات و انسان‌ها غیر قابل جذب و غیر مفید هستند.

بدن این املاح را همانند سموم دفع می کند. برخلاف گیاهان که غذای اصلی آنها، همین مواد معدنی هستند.

ب) ترکیبات و مواد آلی (Organic Minerals)

این دسته از املاح برای بدن حیوانات و انسان‌ها قابل جذب هستند. منبع اصلي اين املاح، گياهان هستند.

در واقع گياهان با جذب املاح معدني موجود در خاك تغذيه مي‌كنند.

املاح معدني پس از ورود به اندام‌هاي گياه، در اثر پديده فتوسنتز تغيير ماهيت داده و تبديل به تركيبات آلي مي‌شوند.

املاح آلي براي بدن انسان قابل جذب و مفيد هستند. برخی از دانشمندان بر این باور هستند که الکترون‌های موجود در ساختار اتمی املاح آلي، موافق عقربه‌های ساعت گردش می‌کنند و در نتیجه با الکترون‌های بدن انسان سازگار هستند.

انسان از طريق مصرف ميوه‌ها و سبزيجات و گوشت حيوانات گياه‌خوار، املاح آلي را جذب مي‌كند.

مواد موجود در آب ، معدنی هستند یا آلی؟

همانطور که می دانید، آب باران هنگام بارش، کاملا خالص و عاری از هرگونه مواد و ترکیبات اضافه است.

این آب با عبور از سطح سنگ‌ها و خاک و به طور کلی عبور از بستر زمین، مواد معدنی موجود در این منابع را در خود حل می کند. در نتیجه مواد حل شده در آب جزء مواد معدنی طبیعت هستند. همان‌طور که اشاره شد، ترکیبات معدنی موجود در آب نه تنها برای بدن انسان مفید نیستند بلکه در برخی موارد می توانند به سلامتی ما آسیب بزنند.

تبادل یون و  تصفیه آب

خاک‌ها و رسوبات از تغییر متناسب خاک رس، سیلت، و مواد معدنی تشکیل می‌شوند.

تبادل یون شامل واکنش بین بارهای منفی ذرات خاک رس یا مواد معدنی در خاک‌ها و رسوبات با کاتیون‌ها در محلول حاصل می‌شود.
به دلیل بالا بودن نسبت سطح به حجم ذرات خاک رس، توانایی جذب در آنها به طور نسبی بیشتر از ذرات شن و ماسه است. آبی که از خاک یا رسوبات عبور می‌کند بر حسب مقدار نسبی اشباع ذراتی که با آنها برخورد می‌کند، می‌تواند از برخی کاتیون‌ها غنی یا فقیر شود.

واکنش‌های تبادل یون به طور غیر مستقیم ممکن است باعث افزایش مقدار یا نوع واکنش فرسایشی شوند. برای مثال، یون‌های سدیم در محلول می‌توانند جانشین پتاسیم ارتوکلاز(orthoclase)  شده و یون‌های آلبیت (albite) و پتاسیم آزاد را تولید نماید.

(Albite): یون‌های آلبیت از نظر ساختاری ضعیف‌تر از ارتوکلاز است. در واکنش‌های انحلال زودتر تخریب می‌گردد.
کمپلکس شدن در آب‌هایی که غلظت یونی یا محتوای آلی بالایی دارند. کمپلکس شدن یا واکنش‌های جفت – یونی ممکن است فعالیت‌های مواد واکنش دهنده یا محصولات واکنش‌های فوق را تغییر دهند. برای مثال، کمپلکس فلز آلی می‌تواند اثر حلالیت پتانسیل ته نشینی فلز را به وسیله‌ی جداسازی یون از رسوب افزایش دهد.

طراحی، ساخت، نصب و نگهداری دستگاه‌های آب شیرین کن در ظرفیت‌های مختلف برای نقاط مختلف کشور توسط کارشناسانب شرکت رز آب صنعت انجام می‌پذیرد. کارشناسان این شرکت با توجه به نیاز مطرح شده توسط مشتری و ویژگی‌های آب خام بهترین راه حل با کمترین هزینه را به مصرف کنندگان محترم ارائه می‌نمایند.
جهت مشاوره رایگان در زمینه‌ی دستگاه‌های تصفیه آب با شماره‌های زیر تماس حاصل فرمایید.

02536656774 * 09122533667


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
لجن فعال

انواع فرآیندهای لجن فعال

انواع فرآیندهای لجن فعال

  1. لجن فعال متداول با جریان پیستونی (Conventional Plug Flow)
  2. لجن فعال با اختلاط کامل (Complete Mixed Activated Sludge)
  3. تثبیت تماسی (Contact Stabilization)
  4. تغذیه مرحله ای (Step Feed)
  5. راکتورهای متوالی با جریان ناپیوسته (Sequencing Batch Reactor)
  6. فرآیند بیولاک (Biolac Process)
  7. فرآیند کراس
  8. گودال اکسایش (Oxidation Ditch)
  9. هوادهی گسترده (Extended Aeration)

 

۱لجن فعال متداول با جریان پیستونی (Conventional Plug Flow)

در این فرآیند، فاضلاب از ۳ تا ۵ کانال سری در حوضچه هوادهی عبور می کند و متناسب با کاهش BOD5 در طول مسیر، می توان نسبت لجن برگشتی و میزان هوادهی را در نقاط مختلف راکتور تنظیم نمود.

به دلیل بالا بودن نسبت F/M، میزان تحمل شوک، پایین است.

در بخش‌های ابتدایی این سیستم، شرایط برای رشد باکتری‌های رشته‌ای مطلوب نیست.

اما رشد باکتری‌های رشته‌ای، در انتهای حوضچه فراهم می‌شود که زمان ماند کافی برای رشد آنها وجود ندارد.

از این رو، استفاده از این راکتورها یکی از راهکارهای مؤثر در پیشگیری از مشکلات باکتری های رشته است.

۲لجن فعال با اختلاط کامل (Complete Mixed Activated Sludge)

در فرآیند لجن فعال با اختلاط کامل (CMAS) فاضلاب ورودی بلافاصله با اکسیژن و باکتری‌های درون حوضچه هوادهی مخلوط می‌شود.

بنابراین بار آلی، غلظت MLSS و اکسیژن در سرتاسر راکتور یکنواخت هستند.

در این سیستم، غالباً فاضلاب ته نشین شده و لجن فعال برگشتی، از چند نقطه وارد حوض هوادهی می شوند.

به دلیل پاسسن بودن F/M، شرایط رشد برای میکروارگانیسم های رشته ای و ایجاد بالکینگ فراهم بوده و باتوجه به رقیق سازی فاضلاب، تحمل بار هیدرولیکی و آلی در این فرآیند بیشتر از فرآیند پیستونی است.

۳تثبیت تماسی (Contact Stabilization)

در این روش مطابق شکل ۴، از دو تانک جداگانه هوادهی برای تصفیه فاضلاب استفاده می شود.

بخشی از لجن فعال پس از تثبیت مواد محلول و ذره ای، با فاضلاب ورودی مخلوط شده و در درون حوضچه تماس، تحت عمل هوادهی قرار می گیرد. زمان ماند در حوضچه تماس، نسبتاً کوتاه بوده (۳۰ تا ۶۰ دقیقه) و غلظت MLSS در آن کمتر از حوضچه تثبیت می باشد. میکروارگانیسم ها در حوضچه تماس، BOD محلول را سریعاً حذف نموده ولی مواد آلی ذره ای و کلوئیدی در فلاک های لجن فعال به دام افتاده و در راکتور تثبیت اکسید می شوند. لخته های بیولوژیکی، در حوضچه ته نشینی ثانویه ته نشین می شوند که قسمتی از آن، زائد بوده و از سیستم خارج می شود و قسمت دیگر به حوض تثبیت باز می گردد.

میکروارگانیسم‌ها در حوض تثبیت حدود ۱ تا ۲ ساعت هوادهی شده و مواد آلی ذره‌ای را که در حوضچه تماس با آنها خوگرفته بودند، هضم و تثبیت می‌کنند.

وقتی باکتری‌ها این مواد را هضم کردند و به غذای اضافی نیازمند شدند، به حوضچه تماس برگشت داده می‌شوند.

چون این باکتری‌ها، غذای ذخیره شده در بدن خود را مصرف کرده‌اند، خیلی سریع مواد آلی موجود در فاضلاب خام را در خود جذب و اکسید می‌کنند.

به این دلیل، زمان ماند به حداقل می‌رسد. و نتیجتاً اندازه حوضچه تماس معمولاً کوچک‌تر از حوضچه هوادهی در سایر روش‌های فرآیند لجن فعال می‌باشد.

4- تغذیه مرحله ای (Step Feed)

فرآیند تغذیه مرحله ای عبارت است از ورود فاضلاب ته نشین شده از ۳ تا ۴ نقطه به درون حوضچه هوادهی با جریان پیستونی به منظور یکنواخت کردن F/M و کاهش حداکثر اکسیژن مورد نیاز (شکل ۷). فرآیند تغذیه مرحله ای بدلیل داشتن غلظت بالای MLSS، در مقایسه با فرآیند متداول پیستونی با حجم مساوی، سن لجن زیادتری را ایجاد می نماید. این فرآیند می تواند در شرایط تثبیت تماسی نیز مورد بهره برداری قرار گیرد که در این صورت، فاضلاب ورودی، به آخرین گذرگاه وارد می گردد.

5- راکتورهای متوالی با جریان ناپیوسته (Sequencing Batch Reactor)

SBR، یک راکتور با اختلاط کامل از نوع پر و خالی شونده است که همه مراحل فرآیند لجن فعال، در آن راکتور اتفاق می افتند. برای تصفیه فاضلاب شهری با جریان مداوم، حداقل ۲ واحد SBR مورد استفاده قرار می گیرند بطوری که یکی از آنها مرحله تغذیه و دیگری مراحل هوادهی، ته نشینی و تخلیه را طی می نماید. هر سیکل از SBR معمولاً شامل ۳ پر شدن، ۲ ساعت هوادهی، ۰/۵ ساعتته نشینی و ۰/۵ ساعت تخلیه می باشد (شکل ۹). در این فرآیند، عملاً حوض ته نشینی ثانویه حذف می شود و دفع لجن مازاد، بطور نرمال در مرحله هوادهی صورت می گیرد. البته در مرحله استراحت (Idle) نیز می توان به دفع لجن مازاد نمود.

6- فرآیند بیولاک (Biolac Process)

سیستم تصفیه فاضلاب به روش بیولاک، یک سیستم اختصاصی فرآیند لجن فعال با هوادهی گسترده است.

از خصوصیات‌اصلی آن می‌توان به زمان ماند جامدات زیاد، بار آلی کم و هوادهی با حداقل انرژی اشاره نمود.

طبق شکل ۱۰، این سیستم دارای زنجیره های هوادهی پاندولی متحرک مستغرق مجهز به دیفیوزرهای تولید کننده حباب های ریز در ساختار لاگون ساده است که سطح آن توسط لایه های ژئوتکستایل و یا پلی‌اتیلن سنگین استربندی می شود و فرآیندهای ته نشینی ثانویه و هوادهی معمولاً در یک حوض توسط بافل هایی از هم می شوند.

دیفیوزرها به زنجیره هوادهی متصل هستند و در محدوده مشخصی از لاگون حرکت می کنند. زنجیره های هوادهی با حرکت ملایم و اختلاط کامل، مصرف انرژی را به حداقل می رسانند. هوادهی طولانی در بیولاک سبب شده تا حجم لجن تولیدی در مقایسه با سایر فرآیندها کمتر باشد. ضمن اینکه لجن دفعی از فرآیند بیولاک نیاز به تثبیت ندارد.

این فرآیند به دلیل سن بالای لجن (۴۰ تا ۷۰ روز) و بکارگیری تایمر الکترونیکی به منظور کنترل هواده هامی تواند برای انجام نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون نیز در نظر گرفته شود. نسبت F/M در این فرآیند، ۰/۰۴ تا ۰/۱ و مقدار MLSS در آن، ۱۵۰۰ تا ۵۰۰۰ میلی گرم در لیتر می باشد.

۷ فرآیند کراس

فرآیند کراس، شکل تغییر یافته « فرآیند هوادهی مرحله ای مورد استفاده برای فاضلاب های با کمبود نیتروژن » است. در این روش، از لجن و مایع رویی هاضم غیرهوازی به ترتیب برای بهبود کیفیت ته نشینی فلاک های بیولوژیکی و تأمین نیتروژن مورد نیاز استفاده می گردد. همان طوری که در شکل ۸ ملاحظه می شود، قسمتی از لجن برگشتی حوضچه ته نشینی ثانویه، در یک راکتور نیتریفیکاسیون با مایع رویی هاضم غیرهوازی مخلوط می شود و نهایتاً به راکتور اصلی هوادهی با جریان پیستونی عودت داده می شود. علاوه بر فراهم شدن نیتروژن مورد نیاز، در صورت وقوع کمبود اکسیژن، نیترات حاصله به عنوان الکترون گیرنده عمل می کند.

8- گودال اکسایش (Oxidation Ditch)

گودال های اکسایش شبیه روش جریان پیستونی هستند.

با این تفاوت که حوضچه هوادهی به جای مستطیل بودن، مدور است و گودال اکسایش یا گودال تثبیت نامیده می‌شود.

همچنین به جای هواده‌های سطحی از هواده‌های برسی چرخان استفاده می‌شود.

هوادهی، موجب جریان مدور فاضلاب با سرعت ۰/۲۵ تا ۰/۳ متر در ثانیه شده بنابراین شرایط لازم برای معلق نگهداشتن لجن‌های فعال تأمین می‌شود.

با این سرعت، مایع مخلوط در مدت ۵ تا ۱۵ دقیقه یک چرخش کامل را در راکتور طی می‌کند و مقدار جریان کانال به اندازه‌ای است که می‌تواند فاضلاب ورودی را ۲۰ الی ۳۰ برابر رقیق نماید.

در نتیجه، سینتیک این‌فرآیند براساس راکتور با اختلاط کامل اما با جریان‌پیستونی در طول کانال در نظر گرفته می‌شود.

هرچه فاضلاب در کانال پیش رود، غلظت DO باقیمانده آن کاهش می‌یابد بنابراین دنیتریفیکاسیون نیز ممکن است اتفاق بیفتد.

9- هوادهی گسترده (Extended Aeration)

روش هوادهی گسترده اکثراً برای تصفیه فاضلاب های صنعتی به کار می رود.

اینگونه فاضلاب‌ها غالباً دارای مواد آلی محلول پیچیده هستند.

باکتری‌ها برای شکستن این مولکول‌های مرکب به زمان ماند طولانی نیاز دارند.

هوادهی گسترده (شکل ۵)، شبیه فرآیند متداول با جریان پیستونی است، اما زمان ماند هیدرولیکی در این روش، طولانی بوده و میکرووب ها در فاز خودخوری قرار دارند.

طراحی تجهیزات هوادهی نه بر اساس اکسیژن لازم بلکه بر مبنای میزان اختلاط لازم انجام می گیرد.

مزیت اول این روش آن است که عملاً به علت زمان ماند طولانی در حوضچه هوادهی، یکنواخت سازی نیز صورت می گیرد و بدین ترتیب سیستم از شوک های بار آلی در امان می ماند. مزیت دوم آن (( تولید لجن کمتر )) بدلیل هضم تعدادی از باکتری ها در حوضچه هوادهی است. غالباً در این روش از حوض ته نشینی اولیه استفاده نمی شود.


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
انعقاد و لخته‌سازی

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 هستند.

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 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

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 الکترولیت‌های 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:

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 یک دوره 1 تا 2 ساعته به ورودی فیلتر 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


Warning: Use of undefined constant cmp - assumed 'cmp' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/rozab/public_html/wp-content/plugins/automatic-tag-link/automatic-tag-link.php on line 83
گاز کلر

گاز کلر ، خصوصیات و ویژگی‌ها، تاثیرات، مزایا و معایب

گاز کلر، خصوصیات و ویژگی‌ها و تاثیرات

گاز کلر  را با علامت اختصاری Cl نشان می‌دهند.

کلر آتش گیر نبوده و به صورت مایع یا گاز با بسیاری از مواد قابلیت ترکیب شدن دارد.

کلر عنصری غیر فلزی و جزء هالوژن‌ها، دارای عدد اتمی 17، در گروه هفت جدول تناوبی است.

کلر دارای خاصیت الکترونگاتیوی قوی است.

کلر عنصر شیمیایی مهمی در تصفیه آب، مواد گندزدا در سفیدکننده و گاز خردل به شمار می‌رود.

همچنین کلر در ساخت طیف وسیعی از اقلام روزمره کاربرد دارد.

برای از بین بردن باکتری و سایر میکروب‌های موجود در ذخائر آب آشامیدنی بکار می‌رود. امروزه حتی به ذخائر کوچک آب همواره کلر افزوده می‌گردد. در تولید محصولات کاغذی، مواد ضد عفونی کننده، رنگدانه‌ها، مواد غذائی، حشره‌کش‌ها، رنگ‌ها، فراورده‌های نفتی، پلاستیک، دارو، منسوجات، حلال‌ها و محصولات مصرفی بسیار زیاد دیگری کاربرد دارد.

در ترکیبات آلی درصورتی‌که کلر جایگزین هیدروژن شود «لاستیک مصنوعی» اغلب باعث ایجاد خصوصیات مورد نیاز در این ترکیبات می‌گردد لذا در ترکیب آلی از این عنصر بعنوان عامل اکسیدکننده و جانشین، به طور گسترده استفاده می‌گردد. سایر موارد کاربرد کلر در تولید کلرات‌ها، کلروفرم، تتراکلراید کربن و در استخراج برم می‌باشد.

تاریخچه

این گاز حدود 2.5 قرن پیش در سوئد کشف گردید. نخستین باردر سال 1896 گاز کلر در مصرف گندزدایی در تصفیه آب آشامیدنی استفاده شد، و مخصوصا در سال 1897 به دلیل شیوع بیماری تیفوئید در انگلستان بود که کلر برای استریل نمودن خطوط انتقال آب آشامیدنی مورد استفاده قرار گرفت.

در سال 1915 در جنگ جهانی اول به عنوان سلاح شیمیایی توسط نازیها مورد استفاده قرار گرفت.

اطلاعات کلی

کلر، عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۱۷ و نشان Cl می‌باشد . هالوژن است و در جدول تناوبی در گروه IV قرار دارد. گاز کلر، زرد مایل به سبز است، دو و نیم مرتبه از هوا سنگین‌تر، دارای بوی بسیار بد و خفه کننده و بسیار سمی است. این عنصر، عاملی اسید کننده، سفیدکننده و گندزدا می‌باشد . کلر، به‌عنوان بخشی از نمک‌های طعام و ترکیبات دیگر به مقدار زیادی در طبیعت و لزوماً در بیشتر جانداران وجود دارد.

اشکال مختلف کلر

کلر  هم بصورت گازی و هم بصورت مابع قابل استفاده می باشد.

کلر را به دو طریق می توان به صورت مایع در آورد:

  1.  عمل تبرید ، یعنی آنرا تحت تأثیر برودت شدید قرار دهیم.
  2. عمل تراکم ، یعنی این گاز را تحت شرایطی درهم می فشرند.

کلر مایع را بوسلیه ی تانکرهای مخصوص یا درون استوانه های آهنی حمل و نقل می کنند.

کلر برای سفید کردن اجسام و نیز برای تهیه ی گردرنگ بری بکار می رود.

در صنعت کاغذ سازی نیز کلر را برای سفید کردن کاغذ مصرف کنند و این مهم ترین مورد استفاده از کلر است.

در رنگسازی هم از کلر استفاده می شود. همچنین ترکیبی از آن با اکسیژن و پتاسیم در آتش بازی و تهیه ی کبریت بی خطر به کار می رود.

تتراکلرورکربن یکی دیگر از ترکیبات کلر است . « تتراکلرورکربن » مادّه ای غیرقابل احتراق است و مصرف خشک شویی دارد . این ماده در برخی شیوه های آتش نشانی نیز بکار می رود.کلر به تنهایی یکی از مهم ترین وسایل ضدعفونی امروزی است.

رابطه حجم کلر مایع و گاز کلر

در اثر تبخیر یک حجم کلر مایع 460 حجم گاز کلر ایجاد می شود.

در اثر تبخیر کلرمایع روی پوست یا لباس، دما به شدت کاهش‌یافته و سرما‌زدگی موضعی ایجاد می‌شود.

ویژگی‌های قابل توجه کلر

خصوصیات فیزیکی:

در دما و فشار استاندارد دو اتم کلر تشکیل مولکول ۲ اتمی کلر را می‌دهند Cl2 گاز سبز، زرد رنگی است که بوی قوی متمایزی دارد (بوی سفید کننده). پیوند بین ۲ اتم کلر نسبتاً ضعیف است، که مولکول را بسیار واکنش پذیر می‌کند. نقطه جوش آن در حدود ℃۳۴ – است اما در دمای اتاق تحت فشار بالای اتمسفر می‌تواند مایع شود. بویی تند و تحریک کننده دارد و حلالیت آن در آب 0.64 گرم در 100 آب است. وزن مخصوص آن 3.21 گرم بر لیتراست. (این فاکتور در مورد هوا 1.29 می باشد).

خصوصیات شیمیایی:

همراه با فلور، برم، ید و استاتین، کلر عنصری است از سری هالوژن‌ها (گروه ۱۷) است. کلر تقریباً با همه عناصر تشکیل ترکیب می‌دهد و ترکیبات کلریدها را می‌سازد. گاز کلر با بیشتر ترکیبات آلی واکنش می‌دهد، حتی به صورت غیرفعال سوختن هیدرو کربن‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. نام کلر برگرفته از واژه chloros  به معنی سبز مایل به زرد است، که اشاره به رنگ این گاز دارد. در ۱ لیتر آب ۱۰ درجه، ۳٫۱۰ لیتر ودر آب ۳۰ درجه تنها ۷۷/۱ لیتر کلر حل می‌شود.

ویژگی‌های کلی
نام، نماد، عدد کلر، Cl، 17
تلفظ به انگلیسی ‎/ˈklɔəriːn/‎ KLOR-een
نام گروهی برای عناصر مشابه Halogen
گروه، دوره، بلوک ۱۷, ۳, p
جرم اتمی استاندارد 35.453 g·mol۱
آرایش الکترونی [Ne] 3s2 3p5
الکترون به لایه 2, 8, 7

روش‌های تولید

1- الکترولیز محلول کلرید سدیم

2- الکترولیز نمک مذاب

3- الکترولیز اسید کلریدریک

4- اکسیداسیون کلرید هیدروژن

روش حمل و نقل سیلندرهای كلر مایع

1ـ حداقل ظرفیت جرثقیل 2 تن باشد.

2ـ زنجیرها باید سالم باشند.

3ـ در موقع جابجایی حتما با ید مطمئن باشیم كه تیرهای بسته و سرشیر روی آنها محكم شده باشد.

4ـ سیلندرهای را از ارتفاع رها نكنیم.

5ـ مكان تخلیه به وسایل ایمن مجهز باشد.

6ـ رانندگان باید آزمون و آموزش لازم برای رعایت ایمنی كلر را گذرانده باشند.

7ـ راننده باید ماسك ضدگاز كلر (برای فرار) داشته باشد.

8-وجود خاموش كننده های دستی (پودری ) در خودرو الزامی ست.

9ـ كنار سیلندرها نباید آتش روشن شود و كامیون نباید در زیر نور آفتاب توقف نماید.

موارد مصرف

  • کلر، عنصر شیمیایی مهمی در تصفیه آب، (برای از بین بردنباکتری و سایر میکروب­های موجود در ذخائر آب آشامیدنی به کار می‌رود.
  • به عنوان مواد گندزدا در سفیدکننده و نیز در گاز خردل به‌شمار می‌رود. همچنین کلر در ساخت طیف وسیعی از اقلام روزمره کاربرد دارد. برای تصفیه آب استخرهای شنا و فاضلاب‌ها نیز از آن استفاده می‌شود.
  • در کارخانجات پارچه­بافی، در صنعت کاغذسازی برای سفید کردن خمیر کاغذ، صنایع صابون­سازی و مواد پاک­کننده و سفیدکننده، ساخت حلال­ها، تولید پی وی سی، تولید نئوپرن، مواد ضد یخ، تولید مواد شیمیایی معدنی و بسیاری مواد دیگر مورد استفاده قرار می­گیرد.
  • در تولیدمحصولات کاغذی، مواد ضدعفونی کننده، رنگدانه‌ها، مواد غذائی، حشره کش­ها، رنگ­ها، فرآورده‌های نفتی، پلاستیک، دارو، منسوجات، حلال­ها و محصولات مصرفی بسیار زیاد دیگری کاربرد دارد. در ترکیبات آلی در صورتی ‌که کلر جایگزین هیدروژنشود، (لاستیک مصنوعی) اغلب باعث ایجاد خصوصیات مورد نیاز در این ترکیبات می‌گردد، لذا در ترکیب آلی از این عنصر بعنوان عامل اکسید کننده و جانشین، به طور گسترده استفاده می‌گردد.
  • یکی دیگر از موارد مصرف گاز کلر به دلیل ماهیت سمی آن، در مقاصد نظامی و به عنوان سلاح شیمیایی است. گاز کلر به عنوان یک سلاح شیمیایی جزء عوامل خفه‌کننده می­‌باشد.

سیستم‌های کلرزنی:

کلر به دو صورت گاز و مایع وجود دارد. در شرایط محیط به صورت گاز بوده و دارای رنگ سبز متمایل به زرد می‌باشد. کلر به خودی خود غیر قابل اشتعال است. اما چون اکسید کننده قوی است می‌تواند در معرض بعضی از مواد باعث اشتعال گردد. کلر به میزان جزئی در آب حل شده و محلول اسیدی ضعیفی شامل هیپوکلرو و اسیدکلریدریک تولید می‌کند. کلر با بسیاری از مواد آلی وارد واکنش می‌گردد که برخی از این واکنش‌ها شدید یا انفجاری هستند. لذا دور نگه‌داشتن مواد آلی نظیر روغن‌ها، حلال‌ها و سایر هیدروکربن‌ها از محل ذخیره و مصرف کلر از جمله اقدامات ایمنی است.

واکنش با آب

کلر به میزان جزئی در آب حل شده و محلول اسیدی ضعیفی شامل هیپو کلرو و اسید کلریدریک تولید میکند.کلر با بسیاری از مواد آلی وارد واکنش می گردد که برخی از این واکنشها شدید یا انفجاری هستند.لذا دور نگه داشتن مواد آلی نظیر روغنها ، حلالها و سایر هیدرو کربنها از محل ذخیره و مصرف کلر از جمله اقدامات ایمنی است.

مقایسه گاز کلر و ازن در تصفیه و گندزدایی

اگر ازن را با کلر مقایسه کنیم ، ازن 99% از 60000 میلی لیتر / کلی فرم‌های آب آلوده را در 2.8 ثانیه با دوز 0.1 PPM  از بین می‌برد کلر با دوز مشابه به 15000 ثانیه (حدوداً چهارساعت و پانزده دقیقه) نیاز دارد.

ژنراتور ازن در تمام انواع استاندارد رینزر مورد استفاده قرار می‌گیرد و دارای طراحی منحصر به فرد و مرتب و نصب آسان است. غلظت مورد استفاده ازن عبارتند از  PPM 0.5-1 و حجم آب تزریقی برای انجام کار به طور متوسط 35-106 .(ft3/h1-3 m3/h).

مزایای استفاده از کلر:

  1. سهولت در تهیه.
  2. مقرون به صرفه بودن نسبت به سایر روش‌ها.
  3. بهره‌برداری آسان.
  4. تأثیرگذاری بالا در گندزدایی.
  5. میزان تزریق کلر قابلیت انعطاف و تغییر دوز دارد.
  6. کلر باقی‌مانده در پساب تصفیه شده می‌تواند تا مدت بیشتری حتی بعد از تصفیه اولیه عمل گندزدایی را انجام دهد، ولی اگر پساب تصفیه شده برای پرورش آبزیان و یا رودخانه استفاده شود، به دلیل سمی بودن کلر باید گندزدایی در صورت نیاز انجام گردد. کلرزدایی با افزودن ترکیبات گوگردی مانند ، تیوسولفات سدیم، متابی سولفات سدیم و همچنین عبور از فیلتر کربنی انجام می‌شود.

معایب فنی سیستم کلرزنی:

  1. قدرت اکسیدکنندگی کلر 36 mvاست، در حالی که این عدد برای ازن برابر با 2.07 mvمی باشد.
  2. در صورتی که گاز مرطوب باشد، به شدّت بر آهن و اکثر فلزات اثر کرده، خورندگی به وجود می آورد و باعث پوسیدگی و سوراخ شدن مخازن و خطوط لوله می گردد.
  3. اتاق و مخصوصی برای نگهداری گاز کلر مورد نیاز می باشد.
  4. قیمت گاز کلر زیاد است.
  5. آموزش و تجهیزات ایمنی (پوشش های حفاظتی) خاصی برای استفاده از وجود دارد.
  6. PH آب استخر را پایین می‌آورد و همواره باید جهت افزایش PHاز مواد افزاینده استفاده گردد.
  7. نیاز به مصرف زیاد آب و تعویض مداوم آب استخر
  8. سرعت پائین‌تر از ازن در فرآیند ضدعفونی کردن
  9. کلر با املاح آب تشکیل نمک می دهد و باعث ایجاد رسوب بر روی کاشی ها و دیواره استخر می شود.
  10. هزینه مصرفی بالا (خرید روزانه و به طور مداوم).

تاثیرات زیست محیطی:

زمانيکه کلر با آب مخلوط ميشود، در آب حل مي‌شود. تحت شرايط خاصي کلر مي‌تواند از آب خارج شده و وارد هوا شود. قسمت اعظم کلري که آزاد مي‌شود، وارد هوا و آب‌هاي سطحي مي‌گردد.

برخي اوقات ممکن است که کلر در هوا و در آب با ساير مواد شيميايي واکنش کند. کلر با مواد غير آلي داخل آب واکنش داده و نمکهاي کلر را تشکيل ميدهد و همراه با مواد آلي آب، سبب تشکيل مواد شيميايي آلي کلر ميشود.
به دليل واکنش پذيري کلر، اين عنصر شيميايي نميتواند وارد زمين يا آبهاي زيرزميني شود.

گياهان و جانوران کلر را در خود ذخيره نميکنند. اما، مطالعات آزمايشگاهي نشان ميدهد که تماس مکرر با کلر در هوا ميتواند بر سيستم ايمني بدن، گردش خون، قلب و دستگاه تنفسي جانوران اثر بگذارد.

تاثیرات منفی استفاده از کلر بر سلامت انسان:

  1. عدم توانایی مقابله با برخی از گونه‌های قارچ،جلبک، باکتری و ویروس‌های بیماری‌زا مانند وبا و هپاتیت. استفاده زیاد کلر عامل تشدیدکننده و بروز حساسیت نظیرعطسه، آبریزش بینی، خارش و گرفتگی بینی و در بیماران آسم موجب خس‌خس، تنگی نفس و سرفه است.
  2. کلرموجود درآب استخرها در دراز مدت موجب بروز و تشدید علائم بیماری‌های آسم، آلرژی و حساسیت‌های تنفسی و ریوی می‌شود. محققین تری‌کلرید نیتروژن را علت افزایش شیوع آسم در استخرهای سرپوشیده می‌دانند.
  3. تظاهرات قلبی از جمله تپش قلب، کاهش اولیه و سپس افزایش فشار خون و ….
  4. امکان بروز آسیب بافتی.
  5. همان‌طور که کلر با پروتئین‌های باکتری‌ها و دیگر موجودات ترکیب شده و آنها را نابود می‌کند؛ قادر است که با پروتئین‌های پوست نیز واکنش دهد. این واکنش موجب می‌شود که سلول‌های لایه شاخی پیوستگی خود را از دست داده و در نتیجه کارایی خود را از دست بدهد. این امر اساس آسیب به پوست در اثر کلر می‌باشد.
  6. اگر غلظت کلر به ‌درستی کنترل نشود، در درازمدت حتّی ممکن است باعث برونشیت شود.
  7. کلر همچنین می‌تواند موجب خشکی پوست، ریزش موها و از بین رفتن رنگ در موهای رنگ شده شود.
  8. گاز کلر با رطوبت بدن ترکیب شده و تولید اسید می‏نماید. کلر یک ماده خفه‌کننده نیز محسوب می‌شود، زیرا سبب انقباض شدید ماهیچه‏‌های حنجره و تورم مخاط آن می‌‏شود.
  9. کلر موجود در استخر مخصوصاً اگر زیاد باشد (بخصوص در افراد مستعد) می‌تواند موجب تحریک، خارش، سوزش و التهاب چشم‌ها شود.
  10. ترکیب گاز کلر با سایر مواد شیمیایی از قبیل دایوکسین‌ها (dioxin)، منجر به اثرات مخربی می‌گردد. دایوکسین در برخی ترکیبات از جمله پی‌وی‌سی وجود دارد و ممکن است همین آب استخر وارد دستگاه گوارش شناگران شود.
  11. ایجاد ترکیبات کلرینه سرطان زا از جمله THM ، کلروآمین‌ها و AOX ها.

هشدارها

کلر موجب تحریک دستگاه تنفسی می‌شود. در حالت گازی باعث تورم غشای مخاطی و در حالت مایع موجب سوختگی پوست می‌شود. مقدار ۳٫۵ppm  آن لازم است تا به‌ عنوان بویی متمایز شناخته شود و مقدار  ppm۱۰۰۰ آن کشنده‌ است. به همین علت در طول جنگ جهانی اول کلر یکی از گازهایی بود که به‌ عنوان گاز جنگی مورد استفاده قرار گرفت. مواجهه با این گاز نباید از ۰٫۵ppm  فراتر رود (با میانگین وزنی زمان ۸ ساعت –۴۰ ساعت در هفته).

مواجهه شدید با مقدار زیاد کلرغلیظ (نه مقدار کشنده) می‌تواند باعث اِدم ریه یا آب‌آوردن آن (وضعیتی بسیار ناگوار) گردد. تماس دائم با مقادیر کم آن ریه‌ها را ضعیف کرده و آسیب‌پذیری‌ریه‌ها را در برابر بیماری‌های دیگر افزایش می‌دهد. در صورت مخلوط شدن مواد سفیدکننده با آمونیاک، اوره و سایر محصولات شوینده، احتمال تولید گازهای سمی وجود دارد. این گازها حاوی مخلوطی از گاز کلر و تری‌کلریدنیتروژن هستند؛ بنابراین باید از چنین ترکیبی اجتناب کرد.

تاثیرات نشت کلر:

تاثیرات نشت گاز کلر  بر حسب میزان تنفس متفاوت می باشد

PPM 0.4-0.2 : آستانه بو وبدون خط

PPM 1- 3: مرحله ضعیف همراه با سوزش مجاری تنفسی تا یک ساعت

: PPM 15 – 5 مرحله متوسط همراه با سوزش شدیدتر مجاری تنفسی

: PPM 30 همراه با درد سریع سینه ،استفراغ و سرفه

: PPM 40 – 60مسمومیت شدید

: PPM 430 مرگ بعد از سی دقیقه

: PPM 1000 مرگ بعد از چند دقیقه

اگر فرد درمحل نزدیک به نشت کلر بدون استفاده از وسیله حفاظتی تنفسی مدت کوتاهی بماند مرگ اوحتمی است.