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
دستگاه تقطیر

دستگاه تقطیر Water Distiller

دستگاه تقطیر Water Distiller

دستگاه تقطیر آب دستگاهی الکتریکی است که آب را تقطیر نموده و یا فرایند تقطیر آب را کامل می­‌کنند.

در دستگاه‌های تقطیر، برای ایجاد بخار، آب ‌را می‌جوشانند.

سپس، بخار آب تولید شده تحت عمل میعان قرار می‌گیرد و به این ترتیب آب خالص تولید و جمع‌آوری می‌شود.

بیش‌تر ناخالصی‌ها در محفظه‌ی مربوط به گرم کردن آب، باقی‌ می‌مانند و باید به‌طور مرتب تخلیه شوند.

این دستگاه‌ها در اندازه‌های مختلفی وجود دارند.

اندازه برخی از آن‌ها برای استفاده در آشپزخانه مناسب است.

دستگاه‌های بزرگ‌تر را می‌توان برای مصارف بزرگ‌تر مورد استفاده قرار داد.

تقطیر

تقطیر یا Distillation یکی از مهم‌ترین و متداول‌ترین روش‌های جداسازی است و اساس آن بر توزیع اجزا بین دوفاز بنیان گذاشته است. در واقع تقطیر یکی از متداول‌ترین راه‌های جداسازی مواد از یکدیگر به علت تفاوت نقطه جوش می‌باشد.

برای پی‌بردن به این‌که فرآیند تقطیر چگونه انجام می‎گیرد باید به رفتار محلول‌ها هنگام جوشیدن و متراکم شدن توجه کرد. محلول‌هایی با نسبت‌های متفاوت از دو ماده را می‌گذاریم تا در دمای جوش با بخار خود به تعادل در آیند. سپس ترکیب فاز مایع و فاز بخار را اندازه می‌گیریم و نمودار تغییر درصد مولی هر یک از فاز مایع و بخار را در دماهای مختلف رسم می‌کنیم. مختصات y هر نقطه بر روی منحنی نمایانگر دمای جوش محلولی است که ترکیب درصد آن با مختصات x در این نقطه داده می‌شود.

اجزاء دستگاه تقطیر

در آزمایشگاه برای جداسازی مایعات فرار، اغلب از دستگاه تقطیر جز به جز استفاده می‌شود. یک ستون تقطیر یا جداسازی شامل یک استوانه عمودی حاوی دسته‌ای از بشقابک‌ها، یا حلقه‌های فولادی زنگ نزن، گلوله‌های شیشه‌ای ویا تکه‌های سرامیک می‌باشد. که این مواد دارای سطح ویژه گسترده‌ای بوده و تماس خوبی را بین مایع، بخار در طول واحد تقطیر ممکن می‌سازند. در بالای ستون یک مبرد و در پایین آن یک واحد تبخیر کننده به نام بازجوشان قرار دارد. بالای ستون چون از منبع گرمایش دورتر است سردتر از پایین ستون می‌باشد و ترکیب درصد مایع و بخار در حال تعادل در بالای ستون با ترکیب درصد مایع و بخار در حال تعادل در پایین ستون می‌باشد.

بنابراین در بالای ستون درصد ماده‌ای که دمای جوش کمتری دارد بیشتر است. در صنعت برای تقطیر در مقیاس تجاری و جداسازی مخلوط چند ماده از برج تقطیر جز به جز استفاده می‌شود. در هر طبقه از برج از بشقابی حبابی مانند به کار رفته است. با اجرای مراحل گوناگون تقطیر نفت خام به فرآورده‌های سودمندی تفکیک می‌شود و بر مبنای دمای جوش خود از ترازهای مختلف برج خارج می‌شود.

شکل دستگاه تقطیر ساده:

مزایا و محدودیت‌های استفاده از دستگاه تقطیر

استفاده از دستگاه‌ تقطیر آب یک روش مقرون به صرفه برای تصفیه آب و ایمن ساختن آب است. تولید کنندگان، طرح­های مختلف دستگاه تقطیر آب را که ممکن است طعم و مزه آب تولید شده از یک دستگاه تقطیر مشخصی را تغییر دهد، بررسی می­‌کنند.

فرآیند تقطیر (برای تولید آب مقطر) قادر است که بیش‌تر ناخالصی‌ها، از قبیل مواد معدنی، هم‌چون نیترات، سدیم و سولفات، و نیز بسیاری از مواد شیمیایی آلی را از آب حذف کند.

حذف مواد معدنی از آب می‌تواند باعث تولید آبی با طعم و مزه‌ی خوشایند شود. از طرفی هزینه‌ی استفاده از این دستگاه‌ها قدری زیاد می‌باشد.

همچنین آلاینده‌هایی که نقطه‌ی جوش پایین‌تری نسبت به آب دارند (مانند برخی از سموم شیمیایی و حلال‌های فرار) در برخی از دستگاه‌های تقطیر به بخار تبدیل می‌شوند و همراه با آب تصفیه شده، به مایع تبدیل می‌شوند، یعنی این‌که در آب تصفیه شده هم‌چنان باقی می‌مانند. بعضی از دستگاه‌های تقطیر به دریچه‌ای برای خروج گازهای فرار مجهز هستند و موادی این‌چنین می‌توانند آزادانه وارد محیط اطراف شوند.

نگهداری

طراحی دستگاه تقطیر دارای اهمیت فراوانی می‌باشد، زیرا مواد معدنی و دیگر آلاینده‌هایی که در محفظه‌ی جوشاننده جمع می‌شوند، می‌توانند در امر بهره‌برداری از دستگاه تقطیر اختلال ایجاد کنند. آب سخت می‌تواند باعث تولید رسوب در دستگاه تقطیر شود. برخی از دستگاه‌ها می‌توانند به راحتی با دست تمیز شوند، در حالی‌که برخی دیگر را باید با استفاده از یک اسید قوی تمیز نمود.

دستگاه‌های‌ تقطیر آب  دستگاهی الکتریکی هستند که آب را تقطیر نموده و یا فرایند تقطیر آب را کامل می­‌کنند. دستگاه تقطیر در مقیاس کوچک برای مصارف مسکونی و خانوادگی، به صورت فشرده و کوچک و برای مصارف صنعتی و تجاری در مدل­های بزرگتر ساخته می­‌شوند.

آب تقطیر شده (آب مقطر) به عنوان خالص­ترین و ایمن­‌ترین آب آشامیدنی (قابل شرب) در نظر گرفته می­‌شود. فرایند تقطیر آب شامل گرم کردن آب شیر تا زمانی که به شکل بخار تبخیر شود و سپس چگالش (متراکم کردن) بخار که در نتیجه آن آبی خالص و بدون ، مواد معدنی، آلود کننده، ذرات و یا باکتری، مجددا بازیابی می­‌شود.

تقطیر از تفاوت در فراریت اجزای محلول استفاده می‌کند، به این معنا که هر ترکیب نقطه‌ی جوش متفاوتی دارد و در درجه حرارت خاص به خود شروع به تبخیر می‌کند (تغییر از حالت مایع به گاز). در هنگام تقطیر محلول گرم می‌شود تا جزء دارای پایین‎ترین نقطه‌ی جوش اول از همه تبخیر شود و اجزای دیگر در محلول باقی بمانند. جزء تبخیر شده که در حالت گازی قرار دارد را می‌توان سپس با کندانسیون در ظرفی دیگر جمع‌آوری کرد. این فرآیند تقطیر نام دارد، بدان معنا که بخار تا اندازه ای سرد می‌شود که گاز مجدداً به مایع تغییر حالت دهد. با این وجود اگر محلولی داشته باشید که حاوی حل شونده‌ی غیر فرار باشد، این جزء در فرآیند تقطیر در محلول باقی می‌ماند.

شیرین‌سازی آب به روش تقطیر ناگهانی

شیرین‌سازی آب به روش تقطیر ناگهانی یا  یک فرآیند چند مرحله‎ای تبخیر آب است که با استفاده از جوشش کار می‌کند. روش کار این شیرین‌سازی بدین صورت است که آب گرم شده را به مخازنی با فشار کم هدایت می‎کنند، وقتی که آب به فضایی رسید که فشار بسیار کمی دارد به این علت که قبلاً از منبع حرارتی مقداری گرما کسب کرده به صورت ناگهانی تبخیر می‌شود.

هر چند مصرف انرژی این دستگاه‌های آب شیرین کن بسیار بالا بوده و دمای کارکرد بالا نیز باعث شده رسوب‌گذاری در این دستگاه‎ها افزایش یابد، اما به دلیل امکان طراحی آن‌ها در ظرفیت‌های بالا هنوز سهم قابل توجهی از تولید آب به روش حرارتی را به خود اختصاص داده است و تبخیر به معنای ایجاد حرارت برای تغییر حالت و تولید ذرات جامد معلق بدون بخار درFeed Water  است.

کندانس کردن بخار، محصولی کاملاً خالص به دست می‌دهد. این تکنیک شیرین‌سازی که به  Distillation Flash معروف است، در سطح جهانی در کنار نیروگاه‎های سیکل ترکیبی جهت تأمین آب شیرین در حجم بالا می‎باشد.

نحوه عملکرد فرآیند چندمرحله‌ای تبخیر ناگهانی

در فرآیند شیرین‌سازی از طریق تقطیر ناگهانی MSF ، بر خلاف MED  که جوشش روی لوله‌های داغ انجام می‌شود، جوشش در توده مایع اتفاق می‌افتد.

وقتی محلول چند جزئی مانند نفت خام را حرارت می‌دهیم، اجزای تشکیل دهنده آن به‌ترتیب که سبک‌تر هستند، زودتر بخار می‌شود. برعکس وقتی بخواهیم این بخارها را سرد و دوباره تبدیل به مایع کنیم، هر کدام که سبک‌تر باشد دیرتر مایع می‌گردد. با توجه به این خاصیت، می‌توانیم نفت خام را به روش دیگری که به آن “تقطیر آنی” گویند، تقطیر نماییم. در این روش ، نفت خام را چنان حرارت می‌دهیم که ناگهان همه اجزای آن تبدیل به بخار گردد و سپس آنها را سرد می‌کنیم تا مایع شود. در اینجا، بخارها به ترتیب سنگینی ، مایع می‌شوند یعنی هرچه سنگین‌تر باشند، زودتر مایع می‌گردند و بدین گونه، اجزای نفت خام را با ترتیب مایع شدن از هم جدا می‌کنیم.

ساختار MSF

این سیستم در مجموع دارای سه بخش است:

  1. بخش دفع حرارت.
  2. بخش بازیافت حرارت.
  3. بخش ورودی حرارت.

بخش‌های دفع و بازیافت حرارت شامل تعداد مشخصی از محفظه‌های تبخیر ناگهانی است .

آب تغذیه وارد بخش دفع حرارت می‌شود. این بخش (پیش گرمکن مرحله اول ) از گرمای آزاد شده در طول مدت فرآیند چگالی برای پیش گرم کردن آب تغذیه استفاده می‌کند. پساب چرخشی که به وسیله اخلاط بخشی از آب جبران و مقدار عظیمی از پساب باقی‌مانده از مرحله قبل به وجود آمده است، به صورت ثقلی به داخل لوله‌های بازیافت حرارت (پیش گرمکن  مرحله دوم) هدایت می‌شود.

در بخار بازیافت حرارت، پساب در حین عبور از مرحله قبل و ورود به مرحله بعد، توسط گرمای آزاد شده از فرایند چگالی پیش گرم می‌شود، به بیان دیگر پس از طی آخرین مرحله آب وارد پیش گرمکن مرحله سه می‌شود و در آنجا درجه حرارتش به وسیله بخار درجه حرارت اشباع مایع بالا رفته و وارد بخار بازیافت حرارت می‌شود.

در این مرحله آب تغذیه خروجی پیش از مرحله سه، از طریق یک اوریفیس به اولین مرحله از بخار بازیافت حرارت وارد می‌شود. در مرحله بازیافت حرارت، آب تغذیه ورودی بخار می‌شود، بخار خالصی بار فشار بسیار کم تولید نمود. سپس بخار در امتداد قطره‌گیر حرکت می‌کند که در آنجا قطرات مایع حاوی نمک باقی‌مانده در بخار، جدا و بخار بر روی لوله‎های خنک، چگالیده و سپس جمع‌آوری می‌شود.

سر انجام قسمتی از پساب باقی‌مانده از مرحله آخر، دوباره بازیافت شده و به همراه آب جبرانی وارد لوله‌های دفع حرارت می‌شود. جریان پساب نهایی در فرآیندهای ام اس اف می‌تواند یک طرفه ( دفع پساب به دریا) و یا چرخشی ( بازیافت بخشی از پساب) باشد. توضیحات ارائه شده برای حالت چرخشی است.

انواع روش‌های تقطیر

  1. تقطیر در فشار محیط:

در این روش، فرایند تقطیر در فشار محیط صورت می‌گیرد.

  1. تقطیر با بخار آب:

وقتی که تقطیر در مجاورت بخار ماده مخلوط نشدنی صورت می‌گیرد.

فشار بخار یکی تحت تأثیر دیگری قرار نگرفته و مخلوط در دمایی که مجموع فشارهای جزئی آنها برابر فشار محیط گردد تقطیر می‌شود.

  1. تقطیر در خلاء:

در این روش فرایند تقطیر در خلاء (در فشار ۴۰ میلی‌متر جیوه) صورت می‌گیرد.

با توجه به اینکه نقطه جوش مواد سنگین نفتی نسبتاً بالاست و نیاز به دما و انرژی بیشتری دارد، و از طرف دیگر ، مقاومت این مواد در مقابل حرارت بالا کمتر می‌باشد و زودتر تجزیه می‌گردند، لذا برای جداکردن آنها از خلا نسبی استفاده می‌شود. در این صورت مواد دمای پایین‌تر از نقطه جوش معمولی خود به جوش می‌آیند. در نتیجه ، تقطیر در خلاء، دو فایده دارد: اول این‌که به انرژی و دمای کمتر نیاز است، دوم این‌که مولکول‌ها تجزیه نمی‌شوند. امروزه در بیشتر موارد در عمل تقطیر ، از خلاء استفاده می‌شود. یعنی این‌که: هم تقطیر جزء به جزء و هم تقطیر آنی را در خلاء انجام می‌دهند.

  1. تقطیر در خلاء و بخار:

این روش با انتقال گرما توسط بخار آب و با استفاده هم‌زمان از پمپ خلاء جهت کاهش فشار کلی صورت می‌گیرد. به‌طور کلی این روش دارای اشکالاتی بوده و از آن زیاد استفاده نمی‌شود.

  1. تقطیر در فشار:

این روش برخلاف تقطیر در خلاء بوده و باعث می‌شود که فرایند تقطیر در دمای بیشتری نسبت به آن در فشار محیط صورت گیرد و دمای بالاتر باعث گسسته شدن مولکول‌های نفت گردیده و ترکیب آنها را تغییر می‌دهد.

روش‌های جدید تقطیر:

این روش‌ها شامل یک یا دو مرحله تقطیر در فشار محیط بوده که توسط تقطیر با بخار همراه می‌شود.

انواع تقطیر از نظر اجزا

الف) تقطیر دو جزئی

ب) تقطیر چند جزئی

الف) تقطیر دو جزئی

  1. تقطیر تعادلی
  2. تقطیر جزئی
  3. تقطیر مداوم

ب) تقطیر چند جزئی

  • روشهای میانبر (Short Cut Method)
  1. روش فنسکی
  2. روش آندروود
  3. روش گیلیلان
  4. روش براون و مارتین
  5. روش ادولج
  6. روش ادمیستر
  7. روش تخمینی سینی به سینی
  8. روش اسمیت
  9. روش لویس- ماتسون
  10. روش ترسیمی هنگستیبک
  11. روش تیلی- گدس
  12. روش وینکل و تاد
  • روش‌های دقیق (Exact Solution)
  1. MESF
  2. روش همگرایی تتا
  3. روش همگرایی تتا برای برج‌های پیچیده
  4. روش همگرایی تتا برای برج‌های تقطیر آزئوتروپی و استخراجی

روش‌های تقطیر در پالایشگاه

الف)تقطیر مداوم

امروزه به‌علت اقتصادی بودن مداوم در تمام عملیات پالایش نفت از این روش استفاده می‌شود.

در تقطیر مداوم برای یک نوع خوراک مشخص و برش‌های تعیین شده شرایط عملیاتی ثابت به‌کار گرفته می‌شود.

به‌علت ثابت بودن شرایط عملیاتی در مقایسه با تقطیر نوبتی به مراقبت و نیروی انسانی کمتری احتیاج است.

با استفاده از تقطیر مداوم در پالایشگاه‌ها مواد زیر تولید می‌شود.

گاز اتان و متان به عنوان سوخت پالایشگاه، گاز پروپان و بوتان به عنوان گاز مایع و خوراک واحدهای پتروشیمی، بنزین موتور و نفت‌های سنگین به عنوان خوراک واحدهای تبدیل کاتالیستی برای تهیه بنزین با درجه آروماتیسیته بالاتر، حلال‌ها، نفت سفید، سوخت جت سبک و سنگین، نفت، گاز، خوراک واحدهای هیدروکراکینگ و واحدهای روغن‌سازی، نفت کوره و انواع آسفالت‌ها.

ب) تقطیر جز به جز

برای تفکیک برش‌های متشکله نفت خام عملیات فیزیکی و شیمیایی چندی بر روی آن به عمل می‌آورند تا فراورده‌های مورد نیاز جامعه امروزی را تولید نمایند. از مهم‌ترین آنها تقطیر جز به جز نفت و استخراج  می‌باشد. تقطیر جز به جز عبارت است از یک ‌سری تبخیر و تبرید که در سینی‌های یک برج استوانه‌ای صورت می‌گیرد. مایعات خالص در فشار محیط در دمایی به جوش می‌آیند که در آن دما فشار بخار آن برابر فشار محیط گردد. مایعات مخلوط در حدود دمایی که حاصل جمع فشارهای جزئی عوامل تشکیل دهنده آنها برابر فشار محیط گردد به جوش می‌آید.

در نقطه جوش فازهای بخار و مایع در حال تعادل می‌باشند. چنانچه فشار کاهش یابد تبخیر صورت می‌گیرد و در حالت معکوس تبرید اتفاق می‌افتد. از فشار بخار برای محاسبه ترکیب گازهای مخلوط درحالت تعادل استفاده می‌شود. وقتی که اجزا تشکیل دهنده یک محلول در برج تقطیر بطور دائم جدا می‌شوند بخارهایی که به سمت بالا حرکت می‌کند ترکیبات فرارتر مایع برگشت کننده به سمت پایین سرازیر است برخورد کرده و غلیظ‌تر می‌شود.

 شکل دستگاه تقطیر جز به جز:

تقطیر، روشی جهت استخراج اسانس از گیاهان دارویی و معطر

فرایند تقطیر نوعی روش استخراج اسانس است که قدمت طولانی داشته و در آن، مایع به ترکیبی که نقطه جوش متفاوت دارند تقسیم می‌شود.

تکنولوژی تقطیر نسبتا ساده بوده و قابل استفاده در مناطق روستایی نیز می باشد.

تقطیر با آب قدیمی‌ترین و ارزان‌ترین روش تقطیر است که طراحی و ساخت آن ساده و کم هزینه است.

این روش به طور عمومی برای استخراج اسانس از مواد خشک یا پودر شده گیاهی ( مانند ادویه‌‌‌‌‌‌‌‌های پودر شده مانند پوست درخت دارچین)، گل‌‌‌‌هایی مانند گل محمدی و اندام‌هایی که بسیار سخت و محکم هستند مانند ریشه‌ها، چوب‌ها و میوه‌های فندقه استفاده می‌شود. به عمل تبخیر و میعان متوالی تقطیر گویند. یعنی در این فرآیند مایعات ابتدا به بخار تبدیل شده و پس از فرآیندی بخار سرد و به مایع تبدیل می‌گردد. طی این فرآیند بخارات حاصل از گرما تحت تاثیر سرما تبدیل به قطرات مایع می‌گردد و با جمع آوری این قطرات که از میعانات پشت سرهم حاصل می‌گردد موادی خالص و مقطر به دست می آید. معمولا با عمل تقطیر می‌توان ترکیب مختلف معطر را بدون تغییر از گیاه خارج کرد. اسانس‌ها معمولاً با عمل تقطیر شامل ترکیبات مختلفی هستند ولی یک یا چند ترکیب عامل اصلی بوی اسانس محسوب می‌شود.

اجزای یک سیستم تقطیر ساده :

به طور کلی یک سیستم تقطیر ساده دارای چهاربخش است :

مشعل ( به عنوان منبع گرمایی)،

مخزن تقطیر، م

برد،

و قسمت جداکننده اسانس.

تقطیر تخریبی یا خشک

تقطیر تخریبی Destructive distillation

یکی از روش‌های قدیمی تقطیر مواد است که عبارت است از تقطیر مواد در حرارت بالا و در غیاب هوا.

تقطیر تخریبی فرایند حرارت دادن ماده جامد برای تجزیه‌ آن است. این فرایند تخریب کامل نمونه اولیه تشکیل مواد جدید را حاصل می‌شود. معمولا، درصدی از ماده‌ای که حرارت داده شده به کربن تبدیل می‌شود، و به دلیلی این فرایند گاهی اوقات کربنیزاسیون نیز خوانده می‌شود.

ماده‌ای در یک لوله‌ای که خالی از هوا است قرار داده می‌شود.

ترکیب سپس گرما داده می‌شود تا زمانیکه به تقریبا کربن خالص تبدیل شود. (نبود هوا از آتش گرفتن آن جلوگیری می‌کند).

مواد دیگر در ماده اولیه به بخار تبدیل می‌شوند و از درون یک لوله عبور می‌کنند که از چگالنده عبور می‌کند و به بازگرداننده ختم می‌شود.
تقطیر تخریبی برای تبدیل چوب به ذغال چوب مورد استفاده قرار می‌گیرد. بخار جمع‌آوری شده در طول حرارت دادن چوب توسط تقطیر جزء به جزء جداسازی می‌شود و به استیک اسید، استون و الکل چوب تبدیل می‌شود. از فرایندی مشابه برای تبدیل ذغال به ذغال کک استفاده می‌شود. محصولات دیگر بدست آمده از ذغال تقطیر شده گاز ذغال، قطران ذغال و آمونیا هستند.

تقطیر خشک(Dry distillation) :

فرآیندی است که طی آن با حرارت دادن به یک ماده جامد محصول گازی شکلی استخراج می‎شود که می‌توان این محصول را مجدداً سرد کرده و به صورت مایع یا جامد تبدیل کرد.

این فرآیند ممکن است به پیرولیز در ماده جامد منجر شود. دمای عملیاتی برای این نوع تقطیر نسبت به نوع کلاسیک آن بالاتر است. یکی از کاربردهای این روش جداسازی سوخت مایع از زغال سنگ و چوب است.


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 آب

روش‌های تصفیه آب (24 روش برای تصفیه آب)

روش‌های تصفیه آب (24 روش برای تصفیه آب)

تصفیه آب با روش‌های گوناگونی انجام می‌شود که در ادامه به 24 روش به طور مختصر اشاره می‌شود.

جداسازی با استفاده از حرارت، نور و جاذبه

  1. رسوب دادن

یکی از روش‌های تصفیه آب رسوب دادن مواد معلق سنگین بر اساس نیروی جاذبه است.

  1. آب جوش

استفاده از آب جوش در مدت 15 الی 20 دقیقه، 99% موجودات زنده را می‌کشد و اغلب مواد شیمیایی را تبخیر (فرار) می‌کند. در این روش تصفیه آب عناصر معدنی، فلزات، ذرات جامد و آلاینده‌های ظروف پخت و پز تغلیظ می‌شوند.

جنبه‌ی مثبت

تقریبا تمام موجودات زنده‌ی درون آن را می‌کشد و اکثر مواد شیمیایی را تبخیر می‌کند.

جنبه‌ی منفی

با تبخیر شدن آب، تراکم فلزات موجود در آن بیشتر می‌شود.

  1. تقطیر

تقطیر شامل جوشاندن و کندانس مجدد آب است. اما در این روش تصفیه آب بسیاری از مواد شیمیایی تبخیر شده و مجدداً در آب خروجی کندانس می‌شوند.

آب مقطر آب خالصی است که در فرایندی به دست می‌آید که در آن بخار حاصل از آب جوشان را در محفظه‌ای حبس می‌کنند که مجددا از طریق چگالش به مایع تبدیل می‌شود. در کنار تقطیر باید از یک تله‌ی بخار، فیلتر کربن، یا وسیله‌ای دیگر استفاده شود تا از حذف کامل‌تر آلاینده‌ها اطمینان حاصل گردد.

جنبه‌ی مثبت

آب بسیار خالصی گرفته می‌شود.

نمک، مواد معدنی، فلزات، کلر و سایر موادی را که کربن موفق به از بین بردن آن‌ها نمی‌شود برطرف می‌کند.

هنگامی که آب بخار می‌شود باکتری‌ها، ویروس‌ها، و پروتوزوئرها (تک یاختگان) کشته می‌شوند یا در ظرف اصلی باقی می‌مانند.

صرف‌نظر از کیفیت آب ورودی، نتیجه‌ی نهایی همیشه آب تصفیه‌ شده‌ی با کیفیت خواهد بود.

بر خلاف فیلترها، چیزی برای جایگزین کردن وجود ندارد.

جنبه‌ی منفی

برای به دست آوردن مقدار قابل توجهی آب به ساعات طولانی زمان نیاز داریم. به عنوان مثال، ممکن است به دست آوردن ۱ فنجان آب مقطر نیم ساعت یا بیشتر وقت بگیرد.

برق زیادی مصرف می‌شود.

در صورت نبود برق قادر به تقطیر آب نیستیم، که اگر یک شرایط اضطراری پیش بیاید این دستگاه کاملا  غیر قابل استفاده خواهد بود.

  1. تابش فرابنفش (UV)

تابش UV یک باکتری کش خوب است، اما قدرت کشندگی زیادی ندارد و فقط در تصفیه آب‌های فیلتر شده شفاف مؤثر است.

دلایل پذیرش اشعه فرابنفش: نیاز به حمل و نقل و انبار مواد شیمیایی ندارد، با تغییرات PH و دما، کارایی آن چندان تغییر نمی‌کند، فراورده جانبی به وجود نمی‌آورد، ایجاد طعم و بوی شیمیایی نمی‌کند، زمان تماس لازم برای گندزدایی بسیار کوتاه می‌باشد و روی گروه هوازی اثر فوق‌العاده دارد.

معایب ضدعفونی اشعه: باقی نماندن تأثیر ضدعفونی کنندگی، نبود دانش فنی درباره چگونگی عمل سیستم‌های UV در شرایط مختلف، برای مواد آلی مناسب نیست، برای سطوح غیرقابل دید مثل زوایا و خلل و فرج مناسب نیست و روی بعض از اشیا اثر کمتری دارد مثلاً اشعه می‌تواند سطوح آلومینیوم و شیشه را استریل کند ولی روی چوب و لاستیک و کاغذ را نمی‌تواند استریل کند.

عمده ترين كاربرد دستگاه هاي U.V عبارتند از:

  • ضد عفوني آب‌هاي آشاميدني
  • ضد عفوني پساب‌هاي سيستم‌هاي تصفيه
  • اکسيداسيون پيشرفته پساب‌هاي صنعتي
  • صنایع غذایی، داروسازی، بسته بندی، رنگ‌سازی ،آرایشی و بهداشتی
  • ضدعفونی آب استخرها، پرورش ماهی، آکواریوم، بیمارستان‌ها، سیستم‌های مداربسته خنک کن.

مزایای استفاده از سیستم UV

  • از بین بردن تمامی میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا و مقاوم نسبت به کلر تا 99%
  • ضدعفونی شدن آب در همان لحظه تابش اشعه
  • عدم تغییر یافتن خواص شیمیایی و فیزیکی آب
  • ضدعفونی کردن آب در محدوده pH از 6 تا 5.8
  • نصب در مسیر لوله آب
  • سرویس و نگهداری ساده دستگاه.
  • نور فوق سفید (Super White Light)
  • این روش یک تکنولوژی جدید در تصفیه آب است و هنوز در مراحل ابتدایی است.

مواد شیمیایی

  1. کلر

گاز <a href=کلر" width="300" height="150" srcset="https://roz-ab.ir/wp-content/uploads/2018/02/SHAKHES-1-300x150.jpg 300w, https://roz-ab.ir/wp-content/uploads/2018/02/SHAKHES-1-450x225.jpg 450w, https://roz-ab.ir/wp-content/uploads/2018/02/SHAKHES-1.jpg 651w" sizes="(max-width: 300px) 100vw, 300px" />

کلر ضدعفونی کننده معمول و ارزان در تصفیه آب است؛ اما در غلظت‌های غیر مجاز سمی است. کلر آلودگی فیزیکی یا شیمیایی را کاهش نمی‌دهد. کلر در غلظت‎های غیرمجاز تولید کلسترول را افزایش داده و سرطان‌زا است و ایجاد بیماری‌های قلبی می‌کند.

فرآیند کلرزنی امروزه یکی از متداول‌ترین روش‌های گندزدایی آب در دنیاست. مهم‌ترین مزایای این فرآیند عبارتند از:

  1. کلرزنی فرآیندی ارزان و کم هزینه جهت ضدعفونی کردن آب مصرفی انسان است.
  2. کلر دارای اثر باقی‌مانده در آب است که باعث تضمین نسبی سلامتی آب در تمام مسیر شبکه آب رسانی می‌شود.
  3. اما معایب و مضرات کلرزنی عبارتند از:
  4. کلر باقی‎مانده در اثر ترکیب با مواد آلی موجود در آب تولید ترکیباتی موسوم به تری هالومتان‌ها را می‌کند که بیشتر متخصصان بر سرطان‌زا بودن این ترکیبات تاکید دارند.
  5. کلرزنی باعث کشته شدن میکروارگانیزم‌های موجود در آب می‌شود. این درحالی است که لاشه این میکروارگانیزم‌ها در آب باقی می‌مانند و ممکن است خود منشا آلودگی شوند.
  6. تماس کلر با پوست و موی انسان باعث ایجاد حساسیت، ریزش مو و مشکلات دیگر شود.
  7. استنشاق گاز کلر ( در استخر یا حمام ) برای ریه انسان مضر می‌باشد.
  8. گروهی از میکروارگانیزم‌ها مانند کریپتوس پرودیوم نسبت به کلر مقاوم هستند و با این روش از بین نخواهند رفت.
  9. بنابراین کارشناسان توصیه می‌کنند که جهت مقابله با اثرات زیانبار کلر در آب آشامیدنی، در نقطه مصرف کلر
  10. باقیمانده آب را حذف کرده و سپس اقدام به نوشیدن آب کنیم.
  11. برم (Bromine)

برم در تصفیه آب استخرها استفاده می‌شود. بو یا مزه بدی ندارد، اما باکتری‎ها را به خوبی نمی‌کشد.

زمانی‌که برم به آب اضافه می‌شود، اسید هیپوبرمو (HBRO) تشکیل می‌شود که یک اکسید کننده و ضدعفونی کننده قوی است. اسید هیپوبرمو با آلودگی‌های وجود در آب واکنش داده و تولید برمامین (H2BRN) می‌کند. اما برمامین بر خلاف کلرامین، هم خود یک ضدعفونی کننده خوب است و هم بوی ناخوشایندی نداشته و علاوه بر این، برای چشم و پوست نیز ایجاد ناراحتی نمی‌نماید.

هیچ نیازی به حذف برمامین نیست. زیرا این ماده، خود بخود از بین رفته و تبدیل به اسید هیپوبرمو، یون برمید، یون هیدروژن و گاز نیتروژن می‌شود.

مزیت دیگر برم این است که بر خلاف کلر، اثربخشی آن خیلی به میزان PH آب وابسته نبوده و در PH های معمولی که برای آب جکوزی وجود دارد، به راحتی و بدون نگرانی قابل استفاده می‌باشد.

اما متأسفانه، راه حل شناخته شده‌ای برای پایدار کردن اثر برم در مقابل نور خورشید شناسایی نشده و بهتر است این ماده ضدعفونی کننده، تنها برای جکوزی‌های سرپوشیده مورد استفاده قرار گیرد.

  1. برم

ید، به طور طبیعی در آب وجود دارد. غلظت میانگین آن در آب دریا  ppb 5، است اما این غلظت از مکانی به مکان دیگر متفاوت است. رودها معمولا محتوی ppm 5 از ید بوده و حتی در منابع معدنی نیز چند ppm می­تواند یافت شود. جلبک قهوه­ای حداکثر تا 45% (وزن خشک) ید را در خود جمع می­کند. اسفنج‌­های دریایی، مرجان­ها صدف­‌ها و ماهی­ها غلظت بالایی از ید را معمولا در شکل تیروکسین یا تری‌یدوتیروکسین ذخیره می­کنند.

به عنوان یک عنصر خالص، ید سمی است. حتی مقداری به کوچکی 2 گرم از آن، می­تواند کشنده باشد. در یک محلول الکلی میزان 30 میلی لیتر می­تواند کشنده باشد. یدها در حالت ترکیب، نسبتا بی خطر هستند. هر چند که آزمایشات صورت گرفته بر روی ید نشان دادند که ممکن است موجب ناباروری شود.

کودکان به شدت به افزایش یا کاهش جذب ید واکنش نشان می­دهند زیرا غده تیروئید آن­ها در حال رشد است.

ید می­تواند با استفاده از کربن فعال از آب حذف شود. گاهی مواقع از ید برای خالص‌سازی آب استفاده می­شود. کاربرد ابتدایی آن ضدعفونی کردن آب آشامیدنی است. قرص‌های ید که ممکن است به آب افزوده شده باشد، می­تواند به دست بیاید.

ید می­ تواند بازیابی شود که برخی مواقع از آن برای اهداف اقتصادی استفاده می­شود.

  1. پراکسید هیدروژن (H2O2)

پراکسید هیدروژن باکتری‌ها را با رادیکال آزاد اکسیژن که به روش شیمیایی تولید می‌شود، می‌کشد و سمی است. پراکسید هیدروژن در موارد اورژانسی در تصفیه آب استفاده می‌شود.

آب اکسیژنه برای حذف مواد آلی و معدنی که موجب فاسد شدن آب استخر می‌شوند به کار می‌رود. تزریق این عنصر قبل از دستگاه UV باعث ایجاد رادیکال‌های OH می‌شود که بیش از چند ثانیه در دسترس نمی‌باشند و در این مدت با خاصیت شدید اکسید کنندگی خود، مواد باقی‌مانده آلی و معدنی را تجزیه می‌کند. بدین ترتیب نیاز به تعویض آب استخرها کاهش می‌یابد.

در صورتی که از آب اکسیژنه در آب استخرها استفاده شود دارای مزایا به شرح زیر است:

۱. آب اکسیژنه موجود در آب با دوز صحیح، برای شناگر غیرقابل تشخیص است.

۲. با آب به خوبی مخلوط می‌شود، غیر فرار است و تا زمان اکسید کردن مواد آلی در آب باقی می‌ماند.

۳. خالص است و ایجاد املاح نمی‌کند.

۴. خورنده نیست و در نتیجه به تجهیزات و تاسیسات آسیب نمی‌رساند.

۵. ایجاد کف نمی‌کند، بی‌بو و بی طعم است.

۶. غیر سمی است.

۷. ایجاد رسوب نکرده و در نتیجه آب کاملاً شفاف می‌ماند.

  1. نقره

نقره باکتری کش مؤثری است، اما در تصفیه آب به علت تجمع در آب و عدم تبخیر ممکن است باعث مسمومیت شود.

دو فرایند عمده نانو نقره‌ها در تصفیه آب عبارت است از:

۱فرایندکاتالیستی نقره در تصفیه آب :

تولید اکسیژن فعال با نقره: این فرایند بیشتر در مورد کامپوزیت‌های نانو نقره‌ای صدق می‌کند که روی پایه‌های نیمه هادی مانند ۲TIO  یا ۲SIO  قرار می‌گیرد. در این وضعیت، ذره مانند پیلی‌الکتروشیمیایی عمل می‌کند و، با اکسید کردن اتم اکسیژن و یون اکسیژن با هیدرولیز کردن آب، یون OH – را تولید می‌کند که هر دو از بنیان‌های فعال و از عوامل ضد میکروبی قوی نیز به شمار می‌رود.

۲فرایند یونی:

دگرگون کردن ریز اندام واره با تبدیل پیوندهای SH – به Sag -: . در این فرایند، ذرات نانونقره فلزی به مرور زمان یون‌های نقره از خود ساطع می‌کنند. این یون‌ها در طول واکنش جانشینی، باندهای SH- را در جداره ریز اندام واره به باندهای -SAg تبدیل می‌کنند که نتیجه واکنش تلف شدن ریز اندام واره است.

  1. اسیدهای آلی غیر سمی

اسیدهای آلی غیر سمی باید با کاتیون و فقط در تصفیه آب واحدهای بزرگ کاربرد دارد.

  1. آهک و قلیاهای ملایم

آهک و ترکیبات قلیایی نیز باید با کاتیون و فقط در تصفیه آب واحدهای بزرگ یا فقط برای خشکشویی‌ها کاربرد دارد.

  1. مواد شیمیایی خنثی کننده

این مواد با مواد شیمیایی ناخواسته واکنش می‌دهند و تولید گاز و رسوب می‌کنند. اما مقدار مورد نیاز در تصفیه آب بر حسب مورد متفاوت است.

  1. کوآگولاسیون و فلوکولاسیون (انعقاد و لخته شدن)

در این روش تصفیه آب، مواد شیمیایی اضافه می‌کنند که باعث چسبیدن ذرات معلق به یکدیگر شده و فیلتراسیون و جداسازی بعدی آنها را تسهیل می‌کند.

فرآیند انعقاد و لخته‌سازی برای حذف مواد کلوئیدی مولد کدورت و رنگ ( مواد آلی طبیعی ) مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فرآیند شامل دو مرحله انعقاد و لخته‌سازی می‌باشد که برای تکمیل آن یک مرحله ته‎نشین‎سازی نیز مورد نیاز است.

  1. تبادل یون

در این روش تصفیه آب سدیم از نمک با استفاده از ستون‌های گلاکونیت (ماسه سبز)، رزین‌های آلی سنتتیک یا ژل‌زئولیت با کلسیم یا منیزیم جایگزین می‌شوند. بنابراین آب نرم (سبک) می‌شود. مواد معدنی، فلزات، مواد شیمیایی یا مواد بودار تحت تأثیر قرار نمی‌گیرد و آب تصفیه شده برای نوشیدن شور است.

فیلتراسیون

  1. ماسه غیر متراکم

در این روش تصفیه آب از 1 متر مکعب شن به تدریج با سرعت 2 لیتر در دقیقه عبور می‌کند و تا حدودی باکتری‌ها را حذف می‌کند.

  1. ماسه متراکم

در این روش تصفیه آب از 1 متر مکعب ماسه متراکم با سرعت 40 PPM عبور می‌کند و باید هر روز بازشویی (back wash)  شود.

  1. خاک دیاتومه

خاک دیاتومه ذرات معلق کوچک را در سرعت‌های جریان بالا حذف می‌کند اما باید هر روز بازشویی شود و گران است.

  1. فیلترهای سنگ متخلخل / سرامیکی

این فیلترها کوچک اما گران هستند. این روش تصفیه آب، مواد شیمیایی، باکتری ها یا مواد بودار را تحت تأثیر قرار نمی دهد.

جنبه‌ی مثبت

الیاف‌های آزبستی که ممکن است از فروسایش یا تجزیه‌ی محصولات دست‌ساز انسان‌ها مانند عایق‌ها، لوله‌ها، و غیره به وجود بیایند کاهش می‌دهد. با باکتری‌های خاصی مقابله می‌کند.

جنبه‌ی منفی

کلر، سرب، جیوه، و سایر ترکیب‌های ارگانیک در آب باقی می‌مانند.

  1. فیلترهای کاغذی یا پارچه‌ای

این فیلترها مصرفی هستند و ذراتی تا حد یک میکرون را فیلتر می‌کنند. اما در تصفیه آب ظرفیت بیشتر از آن را ندارند.

  1. ذغال

الف) ذغال متراکم (Carbon Block)

بهترین نوع فیلتر ذغالی است و می‌تواند مواد شیمیایی و سرب را حذف کند. اما به آسانی مسدود می‌شود. بنابراین در تصفیه آب باید همراه با یک پیش فیلتر رسوبی مورد استفاده قرار گیرد.

ب) ذغال گرانولی

ذغال گرانولی در تصفیه آب ارزان تر است.

اما عیب آن این است که آب می‌تواند از اطراف گرانول‌ها جریان پیدا کند، بدون اینکه تصفیه شود.

ج) ذغال پودری

ذغال پودری ذرات خیلی نرمی است که برای تمیز کردن موضعی حجم‌های زیادتر آب مفید است. اما خیلی ریز است و ممکن است در تصفیه اب از بعضی فیلترها عبور کرده و توسط مصرف کننده همراه با آب خورده شود.

  1. اسمز معکوس (RO)

در این روش تصفیه آب یعنی RO (اسمز معکوس) از یک غشا با منافذ میکروسکوپی استفاده می‌شود که می‌تواند منجر به حذف مواد معدنی، نمک‌ها و حتی بسیاری از باکتری‌ها شود.

  1. آنزیم ها و باکتری‌ها

ترکیب آنزیم‌ها و باکتری‌ها می‌توانند آلاینده‌ها را حذف کرده و رسوبات و گل و لای را کاهش دهند.

اکسیداسیون

  1. هوادهی

در این روش تصفیه آب، آب را درون هوا اسپری می‌کنند تا محتوای اکسیژن آن را بالا ببرند تا ترکیبات بودار تجزیه شوند و گازهای محلول به تعادل برسند.

اگرچه این روش نیازمند فضای زیاد است و گران بوده و باعث جذب آلاینده ها از هوا می‌گردد.

  1. ازن

گاز <a href=ازن" width="300" height="150" srcset="https://roz-ab.ir/wp-content/uploads/2018/01/شاخص01-1-300x150.jpg 300w, https://roz-ab.ir/wp-content/uploads/2018/01/شاخص01-1-450x225.jpg 450w, https://roz-ab.ir/wp-content/uploads/2018/01/شاخص01-1.jpg 680w" sizes="(max-width: 300px) 100vw, 300px" />

ازن یک باکتری کش خیلی خوب است که مقدار زیادی رادیکال اکسیژن آزاد تولید می‌کند که می‌توانند میکروارگانیسم‌های موجود در سطح را بکشنند.

جنبه‌ی مثبت

پروتوزوئرهای مضر را که باعث تشکیل کیست می‌شوند غیرفعال می‌کند.

در مقابله با اکثر باکتری‌ها، ویروس‌ها و ریزجانداران موثر است.

محصولات فرعی کم خطرتری از کلر تولید می‌کند .

جنبه‌ی منفی

مقادیر ناچیزی از یک نوع ماده‌ی سرطان‌زا به نام برومات تولید می‌کند.

هیچ رسوبی از ماده‌ی ضدعفونی در آب باقی نمی‌ماند.