www.ind.clinicab.ir

استاندارد آب آشامیدنی

هنگام عبور آب در لوله ها امکاناتی جهت آلودگی وجود دارد لذا دو نکته اساسی باید موردتوجه قرار گیرد .

الف : فشار آب درون شبکه لوله کشی باید در کلیه قسمتها بنحوی حفظ گردد که امکان انتقال ,آلودگی ازخارج بدرون لوله ها فراهم گردد .

ب : میزان کلر باقیمانده باید در حدی باشد که آلودگیهای اتفاقی در شبکه را از بین ببرد. جدول(1-14)

-ویژگیهای فیزیکی آب

ویژگیهای فیزیکی آب باید با مشخصات داده شده در جدول (1-15) مطابقت کند .

در صورت موجود بودن آهن تا میزان حداکثر 3‏/0میلی گرم در لیتر همراه با مقادیر کم تانن ایجاد رنگی می شود که از حد استاندارد بیان شده بالاتر میباشد که در چنین حالتی مقادیر بالاتر از استاندارد نیز قابل قبول می باشد .

-ویژگیهای شیمیائی آب

مواد شیمیائی سمی : گروهی از مواد شیمیائی در صورتیکه با غلظت بیشتر از حدود مجاز در آب آشامیدنی موجود باشد , امکان به خطر انداختن سلامت مصرف کننده را دارد. این مقادیر که بر مبنأ متوسط مصرف روزانه ‏5/2 لیتر آب برای یک انسان 70 کیلوگرمی در نظر گرفته می شود،‏ در جدول(1-16) بیان می گردد‏.

- آفت کشها

با توجه باینکه روشهای متداول در تصفیه آب باقیمانده آفت کشها را جدا نمی کند , بنابراین در صورت موجود بودن باقیمانده آفت کشها در آب لازم است روشهای پالایش صحیحی در جهت حذف آن بکار گرفته شود

-فلوئور

با رعایت این نکته که غلظت فلوئور در آب تابع درجه حرارت محیط است مقدار آن مابین6/0-7/1 میلی گرم در لیتر پیشنهاد می گردد .

-نیتراتها

حداکثر مجاز نیتراتهای موجود در آب آشامیدنی نباید از 45 میلی گرم در لیتر بر حسب یون تجاوز کند.

- نیتریتها

مقدار ترکیبات نیتریت بر حسب یون نیتریت ‏ نباید از ‏ 004/0‏ ‏ میلی گرم در لیتر تجاوز کند .‏

- ترکیبات حلقوی چند هسته ای ‏: حداکثر 2/0‏ میکرو گرم در لیتر

- سایر ترکیبات شیمیائی

ویژگیهای سایر مواد شیمیائی موجود در آب باید با مشخصات بیان شده درجدول (1-17) مطابقت کند .

(*) در صورتیکه مقدار سولفات بیشتر از 250 میلی گرم در لیتر باشد , مقدار منیزیم نباید از 30 میلی گرم در

لیتر تجاوز کند . ولی چنانکه مقدار سولفات کمتر از 250 میلی گرم در لیتر است مقدار منیزیم حداکثر تا 150

میلی گرم بر لیتر قابل قبول خواهد بود .

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه خدمات آزمایشگاهی تصفیه آب و پساب در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب صنعتی و تصفیه پساب صنعتی ، تولید کننده پیشرو سیستم های تصفیه آب شامل : اسمز معکوس RO ، نانوفیلتراسیون NF ، اولترافیلتراسیون UF ، الکترودیونیزاسیون EDI ، سیستم های تصفیه و ضدعفونی آب شامل : ضدعفونی آب با ازن ، ضدعفونی آب با UV ، ضدعفونی آب با کلر ، تجهیزات واتصالات تصفیه آب ، مواد شیمیایی تصفیه آبمفتخر به ارائه خدمات تصفیه آب در صنایع مختلف ازجمله: تصفیه آب صنایع داروسازی (شامل: آب خالص PW آب قابل تزریق WFI  ، بخار خالص PS ، سیستم ذخیره سازی و توزیع loop و مستندسازی Documentation)، تصفیه آب صنایع غذایی ، تصفیه آب تاسیسات ،تعمیرو نگهداری سیستم های تصفیه آب ، نوسازی وارتقا سیستم های تصفیه آب و پکیج های تصفیه پساب (پکیج های تصفیه فاضلاب) و نیز خدمات آزمایشگاهی تصفیه آب و پساب شامل : پایش آب ( آنالیز آب ) و پایش پساب( آنالیز پساب ) است.

مواد شیمیایی تصفیه آب ارائه شده توسط این مجموعه شامل: آنتی اسکالانت ( ضدرسوب) ، سدیم بی سولفیت ، مواد شیمیای سیستم های حرارتی و تبریدی ، هیپوکلریت کلسیم ، مواد شوینده ممبران ،انواع رزین ها و...

تجهیزات واتصالات تصفیه آب شامل: انواع فیلتر های تصفیه آب و پساب ( فیلتر های دیسکی ، فیلتر های کارتریجی ، فیلتر های پکیج های تصفیه پساب..... و تجهیزات واتصالات استنلس استیل ( لوله واتصالات 316L ، تانک استیل ، شیر های دیافراگمی استیل Burkert و Gemu ، اسپری بال ، تی سی و کلمپ استیل ).

ابزار دقیق تصفیه آب  نیز شامل: PH متر آنلاین ، ORP متر آنلاین ، کلریمتر آنلاین ،  TDS متر آنلاین ، EC متر آنلاین (هدایت سنج آنلاین) ، DO  متر آنلاین ، BOD متر آنلاین ، COD متر آنلاین ، SDI متر و کیت های تصفیه آب و پساب می باشد.

این مجموعه با اتکا به کارشناسان مجرب در اجرای پروژه های خالص سازی آب قادر به همکاری با کارفرمایان محترم می باشد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

دستگاه تصفیه آب خانگی 6 مرحله ای Stream

کارشناسان کلینیک تصفیه آب ایران با بررسی های دقیق بر روی کلیه دستگاههای تصفیه آب خانگی و با انجام آزمایش های شیمیایی و میکروبی آب خروجی از دستگاه و مقایسه کارآیی آن با سایر دستگاهها تنها این مدل از دستگاه را جهت استفاده خانواده های ایرانی تایید  نموده و با توجه به اهمیت سلامت اقشار مختلف مردم  از ارایه دستگاه های دیگر  جهت ایجاد تنوع خودداری نموده است.

مراحل مختلف تصفیه ای در دستگاه دستگاه تصفیه آب خانگی 6 مرحله ای Stream 

1-           فیلتر کلافی PS-20

این فیلتر ذرات موجود در آب را تا قطر 5 میکرون از آب جدا می کند.

2-           فیلتر کربن کارتریجی GAC یا  پودری

وظیفه فیلتر کربن پودری صنعتی حذف کلر و ترکیبات کلر، تری هالومتان ها، هالو استیک اسیدها، مواد شیمیایی، آفت کش ها و حشره کش های استفاده شده در کشاورزی، بو و طعم و مزه آب، کدورت و رنگ آب و ... است.

3-           فیلتر کربن بلاک CTO

عملکرد آن مشابه فیلتر کربن گرانول بوده و تکمیل‌کننده فرایند تصفیه آن است، این فیلتر هم باعث حذف برخی آلاینده‌های شیمیایی آب مانند کلر و مشتقات آن نظیر تری هالو متان و همچنین باعث شفافیت و از بین رفتن رنگ، بو و طعم نامطبوع آب‌شده و همچنین قادر به حذف ذرات کربنی آزادشده از فیلتر مرحله دوم و به‌طورکلی ذرات معلق بزرگ‌تر از 5 میکرون نیز هست.

4-          ممبرین RO

عملکرد غشای ممبران جهت حذف املاح مضر تا ابعاد 0.001 میکرون ازجمله مواد غیر آلی حل‌شده، مواد آلی حل‌شده، آلاینده‌های میکروبیولوژیکی از قبیل اندوتوکسین ها، ویروس‌ها، باکتری‌ها، نیترات، نیتریت و فلزات سنگین مانند جیوه، آرسنیک، سرب، روی و... است. ممبران های باکیفیت بالا دارای استاندارد بوده و املاح و مواد مضر را تا 98 درصد حذف می‌کند.

5-           فیلتر کربن خطی : فیلتر پست کربن

کربن این فیلتر جهت بهبود طعم، بو و مزه آب، است، اگر آب به مدت طولانی در مخزن بماند و طعم و بوی آن تغییر پیدا کند، پس از عبور از این فیلتر کیفیت آب بهبود می‌یابد.

6-          ضدعفونی کننده آب UV

در این قسمت با استفاده از اشعه فرا بنفش ؛ باکتری ها ، ویروس ها و میکروب های قدرتمند آب را سترون میکنند.

میکروبهایی موجود در آب و میکروارگانیسم هایی که به دلیل حذف کلر در مراحل قبل و نیز ماند آب در مخزن امکان رشد پیدا کرده اند در این قسمت ازبین می روند.

نشانی کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران :

دفتر مرکزی و کارگاه :

تهران- بزرگراه فتح- سه راه شهریار- قبل از سعید آباد- مجتمع صنعتی گلگون- روبروی چهارم شمالی –تجاری های مرکزی- بلوک 1048

تلفکس : 65612840-021 و 02165612841   

فاکس:42695470-021

ایمیل : info@clinicab.ir 

www.ind.clinicab.ir

نانو فیلتراسیون

تاریخچه نانو فیلتراسیون به دهه هفتاد میلادی زمانی که غشاهای اسمز معکوس با فشارهای نسبتاً پایین همراه با جریان آب تصفیه ای قابل قبول، بسط و توسعه پیدا کردند باز می گردد. استفاده از فشارهای بسیار بالا در فرآیند اسمز معکوس، اگر چه منجر به تهیه آب با کیفیت بسیار عالی می شد، ولیکن به همان نسبت هزینه گزاف انرژی مصرفی عاملی نگران کننده به شماره می آمد. در نتیجه، تهیه آب با استفاده از این روش از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نبود. بنابراین استفاده از غشاهایی با میزان درصد حذف پایین تر ترکیبات محلول، اما با قدرت نفوذ آب بیشتر و به طبع آن، افزایش حجم آب تصفیه شده با کیفیتی مطلوب (درحد استانداردهای مورد نظر) در فناوری جداسازی یک پیشرفت قابل ملاحظه، به شمار می آمد. از ین رو غشاهای اسمز معکوس با فشار پایین، بعنوان غشاهای نانو فیلتراسیونی شناخته شدند.

نانو فیلتراسیون فرآیند غشایی جدیدی است که خواص آن بین فرایندهای اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون قرار دارد و در اختلاف فشار پایین (10-20 بار) قابل استفاده می باشد. به علت عمل نمودن در فشار پایین و بازیابی بالاتر، هزینه های عملیاتی و نگه داری این فرآیند به مواد شیمیایی نیاز نبوده و پساب تولیدی فشرده و غلیظ می باشد. لذا هزینه حمل و نقل و دفع آن کمتر است. به کمک تجهیزات خاص غشاء ها به طور خودکار تمیز می شود. در مورد فرآیند نانو فیلتراسیون ، هزینه انرژی به مراتب از اسمز معکوس کمتر می باشد. نکته حائز اهمیت در مورد نانو فیلترها نسبت به سایر غشاها، قدرت انتخاب گری در حذف یون هاست.

غشاهای نانو فیلتراسیون معمولاً از دو لایه تشکیل می شود. لایه نازک و متراکم عمل جداسازی و لایه محافظ، عمل حفاظت در برابر فشار سیستم را انجام می دهد. غشاهای نانو فیلتراسیون معمولاً در دو نوع باردار و غیرباردار موجود هستند. مکانیسم اصلی در حذف ملکول های بدون بار، خصوصاً ترکیبات آلی بر پایه غربالسازی استوار می باشد. در حال که حذف ترکیبات یونی به دلیل بر عم کنش های الکتروستاتیک بین سطح غشا و گونه های باردار، حذف می شوند.

امروزه غشاهای نانویی تجاری، در اشکال متفاوتی استفاده می گردند. این اشکال شامل، سیستم های مارپیچی، صفحه ای، جعبه ای، لوله ای و فیبری می باشد. شکل هر یک از غشاهای نانویی براساس نوع غشا و نانویی براساس نوع غشا و به منظور بالا بردن بازده و عملکرد آن انتخاب می گردد.

تصفیه آب توسط نانو فیلتراسیون :

نانو فیلترها برای حذف محدوده وسیعی از ترکیبات به کار گرفته شده است، از جمله :

- حذف آفت کش ها از جمله آترازین، سیمازین، دیورن و ایزوپرتورن

- حذف ترکیبات آلی فرار مانند مشتقات کلردار آلی سبک مانند کلروفرم، تری کلرواتیلن و تتراکلرواتیلن

- حذف محصولات جانبی حاصل از واکنش گندزدا با ترکیبات آلی آب از جمله هالومتان ها

- حذف کاتیون ها و سختی

- حذف کروم (VI)، اورانیم، آرسنیک

- حذف آنیون ها

- حذف پاتوژن ها

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه سیستم های تصفیه اولترافیلتراسیون و نانو فیلتراسیون در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

                          www.ind.clinicab.ir

حذف آرسنیک از آب آشامیدنی با استفاده از فن آوری اسمز معکوس

دکتر میترا غلامی، حامد محمدی، سید احمد مختاری

1- دکترای تخصصی مهندسی بهداشت محیط، استادیار دانشگاه علوم پزشکی ایران

2- کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، مربی دانشگاه علوم پزشکی زنجان

3- کارشناس ارشد مهندسی بهداشت محیط، معاونت بهداشتی دانشگاه علوم پزشکی تبریز

چکیده

زمینه و هدف: آلودگی آرسنیک در آب آشامیدنی باعث اثرات زیان آور در سلامت انسان می گردد. هدف از این پژوهش، ارزیابی کارآیی فرآیند اسمز معکوس برای حذف آرسنیک در آب آشامیدنی می باشد.

روش بررسی: روش انجام این پژوهش بر اساس داده های آزمایشگاه و از نوع مطالعات تجربی بوده است. پژوهش در یک پایلوت غشایی اسمز معکوس از جنس پلی آمید با مدول مارپیچی مدل TE 2521 ساخت شرکت CSM کره انجام گرفت. پس از آماده سازی محلول ارسنات سدیم در آزمایشگاه، عملکرد سیستم اسمز معکوس در حذف آرسنیک، بررسی شد. تاثیر تغییرات فشار، pH و دماهای مختلف با غلظت ورودی 2/0 میلی گرم در لیتر، و سپس در غلظت های مختلف بر روی کارآیی حذف آرسنیک مورد ارزیابی قرار گرفت. در هر حالت میزان فلاکس عبوری (جریان عبوری در واحد سطح) از غشا اندازه گرفته شد. اندازه گیری مقدار آرسنیک به روش نقره دی اتیل دی تیو کاربامات انجام شد و درصد حذف آن تعیین گردید.

یافته ها: نتایج حاصل نمایانگر شرایط بهینه ی عملکرد سیستم در فشار حدود 190 پوند بر اینچ مربع، غلظت در محدوده ی 2/0 تا 5/0 میلی گرم در لیتر، دما در محدوده 25 تا 35 درجه ی سانتیگراد و pH در محدوده ی 6 تا 8 می باشد. غلظت آرسنیک در آب ورودی به غشا، تاثیر چندانی در عملکرد سیستم و راندمان آن نداشت. افزایش دما موجب بهبود عملکرد سیستم و افزایش نسبی در راندمان آن شد. pH محلول ورودی تاثیر چندانی در فلاکس و عملکرد هیدرلیکی سیستم نداشت، لیکن راندمان حذف در pH های پایین به علت شکل یونهای آرسنات موجود، نسبتاً کم بود.

نتیجه گیری: راندمان حذف آرسنیک در شرایط بهینه ی عملکرد سیستم، تا بیش از 99 درصد می باشد.

واژگان کلیدی: حذف آرسنیک، تصفیه آب آشامیدنی، غشای صاف سازی اسمز معکوس (RO)

مقدمه

آرسنیک سومین عنصر گروه پنجم جدول تناوبی است. عدد اتمی آن 33 و جرم اتمی آن 92/74 می باشد. این عنصر با ظرفیت های مختلف و نیز به صورت معدنی و آلی در طبیعت یافت می شود. میزان آرسنیک در پوسته ی زمین 8/1 میلی گرم در کیلوگرم بوده، معمولاً به صورت ترکیب با گوگرد و یا فلزاتی نظیر مس، کبالت، سرب، روی و غیره یافت می شود. از این عنصر در کشاورزی، دامداری، پزشکی، الکترونیک، صنعت و متالوژی استفاده می گردد (1). آرسنیک از طریق حل شدن کانی ها و مواد معدنی، تخلیه ی پساب های صنعتی وارد منابع آب می گردد. آرسنیک یک ماده ی سمی، تجمعی و بازدارنده ی آنزیم های گروه SH است. نوع آلی آن از شکل معدنی آن بسیار سمی تر است. همچنین آرسنیک سه ظرفیتی ] (آرسنیت)Arsenite [ در اکثر اوقات سمی تر از نوع پنج ظرفیتی ](آرسنات)Arsenate [ آن می باشد (2و19). آلودگی آرسنیک در آب، به خصوص آب های زیر زمینی، به دلیل سمیت و مخاطره آمیز بودن آن، به عنوان یک مشکل اساسی در جوامع مختلف مطرح است. در آب های طبیعی مقدار آن در حد 1 تا 2 میلی گرم در لیتر گزارش شده است (3). مصرف طولانی مدت این عنصر سبب ایجاد سرطان می شود (4). بر اساس تقسیم بندی سازمان بین المللی تحقیقات سرطان ](IARC)[ International Association on Research Cancer ترکیبات غیر آلی آرسنیک در گروه 1 (سرطان زا برای انسان) قرار دارند (5). این عنصر به عنوان آلاینده ی مهم آب آشامیدنی به ویژه در نواحی آسیای جنوبی شناخته شده است. در این نواحی میلیون ها نفر در خطر ابتلا به بیماریهای مرتبط با آرسنیک می باشند (6). USEPA حد مجاز آرسنیک را حدود 5 تا 10 میکرو گرم در لیتر ذکر کرده است (7 و 5). رهنمود WHO برای آرسنیک 01/0 میلی گرم در لیتر می باشد (8 و 1). در حالی که حداکثر مجاز تعیین شده در استاندارد ایران 5 میکروگرم در لیتر است (9). به دلیل اینکه در آبهای طبیعی حذف آرسنیت از آرسنات سخت تر است، بنابراین برای دستیابی به میزان بالای حذف از آب آشامیدنی، طی یک مرحله ی پیش تصفیه قبل از فرآیند اصلی حذف، آرسنیت به آرسنات اکسید شده و سپس نسبت به حذف آرسنات اقدام می شود (10). روش های مختلفی برای حذف آرسنیک و دستیابی به حدود تعیین شده در آب آشامیدنی وجود دارد که از بین آنها می توان به انعقاد، صاف سازی، سبک سازی با آهک، آلومینای فعال، تبادل یون، فرآیندهای غشایی اشاره نمود که هر کدام مزایا و معایب خود را دارند (11). هدف از این پژوهش، استفاده از فرآیند غشایی اسمز معکوس برای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی می باشد. به این منظور تاثیر پارامتر های مختلف، نظیر غلظت آرسنیک، فشار، pH و دمای آب ورودی بررسی شده است.

روش بررسی

روش انجام این پژوهش با توجه به ماهیت آن بر اساس داده های آزمایشگاهی و یک سیستم عملی و اجرایی از نوع مطالعات تجربی بوده است. روش آماری مورد استفاده به منظور تعیین تعداد نمونه ها، روش irregular fraction design از طریق نرم افزار Design Expert Ver 7.0.1 بوده است. بر اساس متغیرهای وابسته و مستقل برای آنالیز آماری چند متغیره (فشار، دما، pH و غلظت) برابر با 24 نمونه بوده است، آزمایشات در هر دوره (Run) به صورت سه تایی (Triple) انجام شده است. (در مجموع 72 نمونه بررسی شده است). تست های آماری انجام شده، رگرسیون و همبستگی می باشد.

در مرحله ی اول پایلوت غشایی طراحی و ساخته شد. غشای مورد استفاده غشای مارپیچی اسمز معکوس (RO) (مدل TE 2521)، ساخت شرکت CSM کره می باشد. این غشا اصطلاحاً TFC نامیده می شود و از جنس پلی آمید (PA) با شارژ منفی است. طول غشا 21 اینچ، قطر آن 5/2 اینچ، قطر لوله ی تغذیه 75/0 اینچ، و سطح فعال و موثر آن 1/1 متر مربع است. میزان فلاکس عبوری اسمی غشا، معادل 1/1 متر مکعب در روز می باشد. دیگر اجزای اصلی پایلوت عبارت از غشای اسمز معکوس، پمپ، الکترو موتور، بارومتر، مخزن آب ورودی و خروجی و فیلتر کارتریج می باشد. در شکل شماره ی 1 دیاگرام جریان در پایلوت نشان داده شده است.

پس از نصب و راه اندازی پایلوت، ابتدا فلاکس آب مقطر در فشارهای مختلف تعیین گردید. سپس با توجه به غلظت آرسنیک در آب آشامیدنی مناطق آلوده ی کشور، غلظت 2/0 میلی گرم در لیتر در نظر گرفته شد (12) و از آب شهر، تهیه گردید. با ثابت نگه داشتن سایر پارامترها، میزان فلاکس عبوری از غشا و درصد حذف آرسنیک در فشارهای عملیاتی مختلف 100، 130، 160، 190 و 210 پوند بر اینچ مربع (Psi) اندازه گیری شد. در مرحله سوم، با تعیین فشار بهینه (Psi 190)، تاثیر غلظت، دما و pH در کارایی حذف غشای بررسی شده و pH، غلظت و دمای بهینه تعیین گردید. مقادیر pH محلول های تهیه شده، با استفاده از سود و اسید کلریدریک در pHهای 4، 5/5 ،7، 5/8 و 10 تنظیم و تثبیت گردید. سایر پارامترها ثابت نگهداشته شدند. تغییرات دما با استفاده از هیتر ترموکوپل دار و دماسنج در دماهای 20، 25، 30، 35 و 40 درجه سانتیگراد تنظیم و تثبیت گردید. همچنین با به دست آوردن دبی عبوری و با داشتن سطح فعال غشای ارائه شده توسط کارخانه ی سازنده، میزان فلاکس عبوری (Q/A) از غشا اندازه گیری شد. لازم به ذکر است که برای تعیین دبی ورودی از فلومتر استفاده شد. جهت محاسبه ی دبی خروجی، حجم مشخصی از جریان عبوری از غشا، در یک زمان مشخص توسط کورنومتر و استوانه ی مدرج اندازه گیری شد. راندمان سیستم، پس از تعیین غلظت محلول ورودی به غشا و غلظت خروجی محاسبه شد (13). محلول ورودی با استفاده از آرسنات سدیم (Na2HAsO4.7H2O) در مخزنی از جنس پلی اتیلن به حجم 200 لیتر در غلظت 2/0، 5/0، 1، 5/1 و 2 میلی گرم در لیتر آرسنیک تهیه شد. روش اندازه گیری آرسنیک در نمونه های برداشتی از ورودی و خروجی، روش نقره دی اتیل دی تیو کاربامات می باشد (استاندارد متد AsB-3500). در تمام مراحل، میزان جذب در طول موج 520 نانومتر توسط اسپکتروفتومترپرکین- المر دبل بیم UV-VIS مدل S 550 ساخت آمریکا، خوانده شد و راندمان حذف آرسنیک در شرایط مختلف بدست آمد (14). در مرحله ی آخر، نمودارهای مربوط به کارآیی و فلاکس جریان نسبت به هر یک از شرایط فوق رسم گردید.

یافته ها

با توجه به آزمایشات انجام شده و نتایج بدست آمده، شرایط بهینه سیستم در محدوده ی فشار psi 190 (01/0=α)، غلظت 2/0 میلی گرم در لیتر (05/0=α)، دما در محدوده ی 25 تا 30 درجه ی سانتیگراد، (05/0=α) و pH در محدوده 6 تا 8 بود. در نمودار 1، تاثیر تغییرات فشار بر کارایی غشا در حذف آرسنیک و همچنین فلاکس عبوری از غشا، با توجه به شرایط عملیاتی، آورده شده است. همانطوری که از نمودار مشخص شده است، با افزایش فشار، فلاکس جریان نیز افزایش می یابد. همچنین در فشار حدود 190 تا 210 پوند بر اینچ مربع، ماکزیمم راندمان حذف وجود دارد.

بحث

آرسنیک از سمومی است که از دو راه طبیعی و صنعتی وارد محیط زیست می گردد. در حال حاضر با توجه به استانداردها و رهنمودهای WHO و EPA و پایین آمدن مقادیر استاندارد توصیه شده به میزان 10 میکرو گرم در لیتر، سازمان های تامین کننده ی آب آشامیدنی مجبور به پیروی از رهنمودها و استانداردهای تعیین شده خواهند بود (8و 5، 7). لذا با تکنولوژی های موجود دستیابی به این استانداردهای جدید تا حد زیادی مشکل خواهد بود. یکی از روش های نوین تصفیه آب که امروزه در اکثر نقاط دنیا رو به گسترش بوده و قادر است حدود استاندارد های جدید تعیین شده را تامین نماید، استفاده از فرآیندهای غشائی می باشد که در این پژوهش مورد آزمایش و بررسی قرا گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دهنده ی آن است که فرآیندهای غشائی به خصوص اسمز معکوس، در حذف آرسنیک از آب آشامیدنی به طور قابل ملاحظه ای موثر است و راندمان حذف آن، در حدود 95 تا 99 درصد می باشد. مطالعات مختلفی روی این نوع غشا و انواع دیگر غشاهای صاف سازی انجام شده است. برای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی از غشای اولترافیلتر نیز استفاده شده است، که این نوع غشا، تحت شرایط آزمایشگاهی، تنها قادر به حذف حدود 10 درصد آرسنیک بوده است که برای افزایش کارایی آن، از کیتوسان و ترکیبات اسیدهیومیک برای چیلاته شدن این فلز و در نتیجه بالا رفتن وزن مولکولی آن استفاده شده است، به این ترتیب، راندمان اولترافیلتر تا حدود 65 درصد افزایش یافته است (4). کارایی حذف آرسنات با استفاده از سیستم اولترافیلتراسیون که به آن سورفکتانت های CPC (hexadeclypyridinium chloride)، CTAB (hexadecyltrimethylammonium bromide) و ODA (octadecylamine acetate) اضافه شده است، نیز بررسی شده است، که نتایج نشان دهنده ی درصد حذفی به ترتیب برابر 96، 94 و 80 درصد بوده است (15). روش های الکترواولترافیلتراسیون نیز به کار برده شده است که کارایی حذف برای آرسنات، بسیار بالا بوده و آرسنیت نیز بعد از تنظیم pH، حذف شده است (16). از سایر فرآیندهای با پایه ی غشائی نیز برای این منظور استفاده شده است (17). به عنوان مثال از سیستم نانوفیلتراسیون با فشار پایین استفاده شده است که درصد حذف آرسنیک توسط آن 94 درصد به دست آمده است (18). برای آب آشامیدنی شهرها و صنایع و همچنین آبهای سطحی و زیرزمینی هم از نانوفیلتراسیون استفاده شده، که راندمان قابل قبولی جهت حذف آرسنیک داشته است (19).

عملکرد فرآیند نانوفیلتراسیون با صافی های ماسه ای تند نیز برای حذف آرسنیک به کار رفته است که نتایج نشان دهنده ی آن است که در غلظت زیر 50 میکرو گرم آرسنیک، بدون توجه به کدورت، این فرآیند قادر به کاهش آن تا حد رسیدن به رهنمود WHO است. از طرف دیگر، نانوفیلتر می تواند تا 95 درصد آرسنات و 75 درصد آرسنیت را حذف کند، در حالیکه صافی ماسه ای تند قادر به حذف آرسنیت نمی باشد (8). از انواع دیگر نانوفیلتراسیون با قطر منافذ مختلف نیز استفاده شده است و در آن تغییرات pH، غلظت آرسنیک ورودی و حضور الکترولیت بررسی شده است. نتیجه بدست آمده نشان دهنده ی راندمان حذف بالای 80 درصد است (20). به منظور حذف آرسنیک، از غشاهای رسی (مونتموریلونیتو کائولینیت) استفاده شده، در آن توانایی این نوع غشا، برای حذف آرسنیک در غلظت های مختلف و قدرت یونی کنترل شده با کلرید سدیم مورد ارزیابی قرار گرفته، راندمان به دست آمده، بیش از 90 درصد بوده است (21). غشای مورد استفاده دیگر جهت این منظور، مدول غشائی ZW-1000 همراه با پیش تصفیه ی اکسیداسیون با پرمنگنات و انعقاد بوده است که برای تصفیه آب چاه با میزان آرسنیک 200 تا 300 میکروگرم در لیتر استفاده شده است. با کمک این روش، میزان حذف به حد استانداردهای موجود رسیده است. با کمک این روش، میزان حذف به حد استانداردهای موجود رسیده است (22). از روش های دیگر حذف آرسنیک، استفاده از روش انعقاد اصلاح شده با یون های آهن و کلسیت درشت دانه، و متعاقب آن حذف لخته توسط غشای میکروفیلتراسیون بود. با این روش سرعت ته نشینی افزایش یافته، و راندمان حذف تا بیش از 99 درصد افزایش می یابد (24 و 23). با توجه به نتایج به دست آمده در نمودار 1، با افزایش فشار نمونه ی ورودی به غشا، میزان فلاکس جریان عبوری از سطح غشا، و همچنین درصد حذف آرسنیک افزایش می یابد (01/0 = α، 878/0 = r). دلیل افزایش فلاکس با افزایش فشار، غلبه ی فشار اعمال شده بر فشار اسمزی محلول ورودی می باشد. همچنین دلیل افزایش میزان حذف با افزایش فشار، کاهش قطر منافذ سطح غشا به واسطه ی تجمع آرسنیک نسبت به زمان است.

لازم به ذکر است که TDS آب ورودی هر چه بالاتر باشد، نیروی مولکولی بالایی را خواهد داشت و پیش از آنکه مولکولهای آن شروع به جدا شدن از آب نموده و از مقطع غشا عبور کنند، این نیروهای مولکولی باید توسط فشار محلول ورودی شکسته شوند. هر 100 میلی گرم در لیتر از TDS نیازمند psi 1 فشار برای غلبه بر فشار اسمزی می باشد (25). با توجه به نمودار2و3، افزایش غلظت تاثیر چندانی در افزایش فلاکس جریان و درصد حذف ندارد (05/0= α،307/0 =r). از طرف دیگر، غلظت ورودی به طور معمول باعث کاهش فلاکس نفوذی در فرآیند صاف سازی غشا می گردد و در برخی موارد رفتار تغییرات فلاکس با غلظت همانند پیش بینی های اغلب مدل های پلاریزاسیون غلظتی به صورت لگاریتمی می باشد. به عبارت دیگر، بین فلاکس و لگاریتم غلظت ورودی رابطه ی خطی مشاهده می شود. چنین رابطه ای عمدتاً در شرایطی حاصل می گردد که سرعت جریان ورودی از روی سطح غشا نسبتاً کم باشد. در سرعت های زیاد افزایش غلظت، تاثیر زیادی بر میزان فلاکس نفوذی و راندمان حذف نداشته و ثابت باقی می ماند (13). همانطوری که در نمودار 4 مشاهده می شود، pH تاثیر چندانی در راندمان حذف ندارد. تغییرات مختصر ملاحظه شده، مربوط به تغییر شکل آنیون های آرسنیک موجود در محلول و بار آنهاست. در محدوده ی pH 4 تا 10، یون های 5 ظرفیتی آرسنات به اشکال H2AsO4- و HAsO42- می باشند. به طوری که تا pH 7/6 به شکل H2AsO4- و بعد از آن به صورت HAsO42- می باشد (26). از طرفی با توجه به اینکه غشای RO مورد استفاده دارای شارژ منفی می باشد، لذا طبیعی است که در محدوده ی pH پایین تر از 77/6، نسبت به pH های بالاتر به مقدار کمتری حذف گردد. در ضمن باید به این مسئله توجه داشت که میزان بار سطحی غشا، تابع جنس غشا و نیز pH و قدرت یونی محلول مجاور با غشا است. بیشترین میزان فلاکس نفوذی و نیز بیشترین میزان قدرت نگهدارندگی غشا را زمانی می توان انتظار داشت که بار الکتریکی سطح غشا با بار الکتریکی مولکول های حل شده همنام باشد (13). در رابطه با تاثیر دما، با توجه به نمودار 5، با افزایش دمای محلول ورودی به غشا در ابتدا میزان فلاکس عبوری افزایش می یابد. البته تغییرات فلاکس جریان تا محدوده ای ادامه می یابد، سپس منحنی به صورت خط افقی در می آید. به عبارتی جنس غشا، عامل محدود کننده ی تاثیر دما روی افزایش فلاکس می باشد. از طرف دیگر، افزایش دما به طور معمول باعث کاهش ویسکوزیته ی سیال و افزایش نفوذپذیری می گردد و این امر به افزایش فلاکس نفوذی کمک می کند (25 و 13)

نتیجه گیری

با توجه به مطالعه ی حاضر می توان نتیجه گیری نمود که از بین غشاهای مختلف، اسمز معکوس بهترین راندمان را برای حذف آرسنیک دارا می باشد و راندمان حذف آرسنیک در شرایط بهینه ی عملکرد سیستم بافشار psi 190، دمای 25 درجه سانتیگراد و pH 9/6 تا بیش از 99 درصد می باشد.

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه سیستم های تصفیه اسمز معکوسRO در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

www.ind.clinicab.ir

انواع روش های تصفیه آب

• تصفیه آب به روش سیستم های تبادل یونی

فرایند تبادل یونی یکی از اشکال پدیده جذب سطحی است، که در آن فاز سیال در تماس با فاز جامد جاذب قرار می‌گیرد. طی این تماس برخی از اجزای موجود در فاز سیال جذب فاز جامد شده و از سیال جدا می‌گردند. فرایند تبادل یونی فرایندی برگشت پذیر است که طی آن یون های خارجی موجود در آب جذب گروه های عاملی قرار گرفته بر روی شبکه پلیمری (فاز جامد) می‌گردند و بدین ترتیب آب عاری از هرگونه ناخالصی یونی حاصل می‌گردد.

پس از اشباع شدن گروه های عاملی، سیستم تحت عملیات بازیابی و شستشوی شیمیایی قرار گرفته و مجدداً مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از سیستم های تبادل یونی به دو منظور سختی گیری و همچنین تولید آب با خلوص بالاتر استفاده می شود که به طور جداگانه در ذیل اشاره می گردد.

الف) سیستم های تبادل یونی به عنوان سختی گیر آب مورد نیاز صنعت به لحاظ استاندارد با آب مورد نیاز شرب بسیار متفاوت می‌‌باشد.

نکته‌‌ای که در آب مورد نیاز اکثر صنایع حائز اهمیت می‌‌باشد، حذف املاحی است که می توانند در صورت فراهم آمدن شرایط رسوب نمایند.

یکی از بیشترین مصارف آب در صنعت تولید بخار می‌‌باشد که در صورت وجود عوامل رسوب کننده در آب می‌‌توانند باعث کاهش عمر این تاسیسات گردند.

این عوامل رسوب کننده بیشتر با عنوان سختی آب شناخته می‌‌شوند. در تعریف علمی کلیه کاتیون های با ظرفیت الکتریکی بیشتر از یک را سختی گویند. لذا در اکثر صنایع فقط حذف سختی آب مد نظر می‌‌باشد که هزینه آن نسبت به حذف کل یون های آب بسیار پایین تر می باشد.

در این میان سیستم های تبادل کننده یونی خاصی برای این منظور تولید شده اند که به رزین های پایه سدیمی معروفند.

در واقع این رزین ها، سختی آب مانند یون های کلسیم، منیزیم و... را جذب کرده و به جای آن سدیم آزاد می نمایند.

توجه شود که در این روش جمع کل آنیون ها و کاتیون های آب ثابت می ماند و فقط نوع یون ها عوض می شوند. محدودیت این روش این است که برای TDS های بالای 1000جوابگو نمی باشند و باید از روش های دیگری استفاده شود. احیاء این سختی گیرها به وسیله محلول آب و نمک می باشد.

ب)سیستم های تبادل یونی برای تولید آب با درجه خلوص بالا از دیگر رزین های استفاده شده در صنعت تصفیه آب رزین های سیکل اسیدی و بازی هستند که در گذشته در محدوده بسیار وسیع تری استفاده می شدند.

در واقع این روش می تواند نیاز صنایع به آب فوق خالص را مرتفع سازد این رزین ها به دو نوع قوی و ضعیف تقسیم می شوند و می توانند در آرایش های مختلفی قرار گرفته و آب فوق خالص تولید نمایند.

امروزه از این روش در خروجی آب تصفیه شده توسط RO به منظور تولید آب با EC<0.2 استفاده می شود.

• دامنه کاربرد تکنولوژی تبادل یونی عبارت است از:

o تولید آب بدون یون (Demineralization)

o حذف سختی آب

o حذف کاتیون های خارجی از آب

o حذف قلیائیت

o بازیابی مجدد آب در صنایع فلزی

o حذف نیترات و سولفات

o بازیابی و یا جداسازی مواد دارویی

o بازیابی فلزات با ارزش در صنایع فلزی

• تصفیه آب به روش سیستم نانو فیلتراسیون :

در همه روش های پیشرفته تصفیه آب مهمترین هدف تصفیه، حذف املاح محلول در آب می باشد ولی نکته مهمی که وجود دارد این است که برای کاربردهای مختلف، آب با درجه خلوص متفاوتی مورد نیاز می باشد برای مثال در صنعت داروسازی و یا تولید سوخت هسته ای آب مورد نیاز، آب فوق خالص (Ultra Pure) می باشد 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 نمی باشد.

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

در چنین کاربردهایی می توان از سیستم‌ هایی با درصد حذف پایین تر و به تبعِ آن هزینه کمتر استفاده نمود.

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

یکی از کاربردهای فناوری نانو استفاده از نانوفیلترهاست که گام مؤثری در حفظ محیط زیست و صرفه جویی در انرژی نهاده است. نانوفیلترها براساس منافذشان طبقه بندی شده اند.

نانوفیلتراسیون نسبت به اسمز معکوس و اولترا فیلتراسیون مزایای ویژه‌ای دارد، از جمله آن ‌که در اولترا فیلتراسیون مقدار آلاینده های مصرفی نسبت به حد مجاز بالاتر بوده و در اسمز معکوس 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 از: 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، سختی و شوری آب، پایین بودن هزینه تصفیه و در مجموع همانگونه که اشاره شد عدم نیاز به افزودن مواد شیمیایی زیان آور برای محیط زیست و انسان.

• تصفیه آب به روش EDI :

همچنان که در مطالب قبلی نیز قید شد یکی از مهمترین نیازهای صنایع مادر : مانند صنعت هسته ‌‌ای، صنعت داروسازی، صنعت قطعات نیمه رسانا و .... داشتن آبی با خلوص بسیار زیاد می‌‌باشد.

برای تولید چنین آب ‌‌هایی ابتدا آب خام بسته به غلظت املاح موجود در آن توسط یکی از روش‌‌ های پیشرفته مانند اسمز معکوس، نانوفیلتراسیون، EDR و یا تقطیر مورد تصفیه قرار می‌‌گیرد.

خروجی چنین تصفیه‌‌ هایی آبی با خلوص بالای µs/cm 25 می‌‌باشد و هنوز با استاندارد آب فوق خالص فاصله دارد.

لذا آب خروجی در یکی از سیستم‌‌های تبادل یونی یاEDI مورد تصفیه مجدد قرار می ‌‌گیرد تا آب با خلوص بسیار بالا را تولید نماید.

معایب سیستم ‌‌های رزینی مصرف زیاد مواد شیمیایی جهت احیاء و همچنین اشغال فضای زیاد با توجه به حجم آب تولیدی می‌‌باشد.

سیستم EDI ترکیبی از فرآیند تبادل یونی و فیلتراسیون غشایی می‌‌باشد که خروجی آن آبی بدون املاح و با هدایت الکتریکی کمتر از µs/cm 2/0 است.

در سیستم EDI نیز املاح از طریق فرآیند تبادل یونی از آب جدا می شوند. با این تفاوت که ممبرین‌‌ها به طور پیوسته با جریان برق احیاء می‌‌شوند که این امر نیاز به استفاده از مواد شیمیایی جهت احیاء ممبرین ‌‌ها را از بین می برد.

هر واحد EDI متشکل از تعدادی سلول است که بین دو الکترود قرار گرفته اند.

• تصفیه آب به روش (EDR (Electro dialysis Reverse:

کلمه Dialysis در لغت به معنی جدا کردن مواد از یک محلول می باشد و روش EDR در واقع بیانگر جدا کردن املاح از آب با استفاده از انرژی برق می‌‌باشد.

در این روش با استفاده از جریان برق DC و همچنین غشاهای آنیونی و کاتیونی، عملیات جداسازی املاح از آب صورت می ‌‌پذیرد.

کلمه Reverse در انتهای این روش بدین معنی می باشد که در اثر عبور آب از ممبرین ‌‌های سیستم، یکسری از املاح بر روی ممبرِین‌‌ هارسوب می‌ نمایند.

در روش های سنتی که به ED معروف بود از تزریق اسید و آنتی اسکالانت و اسید سولفوریک برای جلوگیری از رسوب استفاده می ‌‌شد ولی در این روش به ازای حدوداً هر 15 دقیقه کار سیستم، پلاریته سیستم یا همان جای قطب‌‌های مثبت و منفی تعویض می‌‌گردد و املاح رسوب کرده بر روی سیستم از آن جدا می‌‌شوند.

نکته‌‌ ای که در مورد روش EDR قابل توجه می باشد این است که در هر مرحله از تصفیه تنها 50% از املاح می ‌‌تواند دفع گردد لذا برای رسیدن به خلوص بالاتر باید آب در چندین مرحله تصفیه شود.

روش EDR بیشتر برای تولید آب شرب در دنیا استفاده می شود.

از آنجایی که TDS مناسب آب شرب بین 100 تا 500 می‌‌باشد وTDSخروجی این روش بالاتر از100 می‌باشد، این روش بهترین روش تولید آب شرب در حجم‌‌ های بالا می باشد.

حداقل حجم آب تولیدی به روش EDR حدود 15 متر مکعب در شبانه روز می باشد.

o معایب روش EDR

حداکثر TDS ورودی به سیستم 12000 PPM می باشد .

ماکسیمم درصد حذف املاح در هر مرحله 50% می باشد در حالی که در روشRO، 99% می باشد.

این روش فقط توانایی حذف عناصری را دارد که از لحاظ الکتریکی خنثی نیستند.

مثلاً اگر شکر در آب حل شود یون های سازنده آن از لحاظ الکتریکی خنثی می باشند، لذا اگر آب شیرین بارها و بارها از این سیستم عبور نماید به هیچ وجه املاح آن حذف نمی ‌‌گردد.

همچنین این روش توانایی حذف میکرو ارگانیزم های موجود در آب مانند باکتری ها، قارچ ها، جلبک ها و ویروس ها را به علت اینکه از لحاظ الکتریکی خنثی می باشند را ندارد.

o مزایای روش EDR

یکی از مهمترین مزیت ‌‌های روش EDR ریکاوری بالای سیستم می باشد که تا حد 94% می ‌‌تواند افزایش یابد این بدین معنی است که این سیستم می‌‌تواند 94% آب ورودی را تصفیه نماید و فقط 6% آن را به صورت پساب دفع نماید.

مزیت دوم سیستم، عمر ممبرین‌‌ های استفاده شده می‌‌باشد که حدود 10 سال می‌‌باشد .

فشار کاری این سیستم کم می‌‌ باشد، لذا هزینه های نگهداری اتصالات و پایپینگ آن بسیار پایین می ‌‌باشد و برای جلوگیری از خوردگی می‌‌توان از اتصالات UPVC در کل سیستم استفاده نمود.

هزینه نگهداری این دستگاه نسبت به RO بسیار پایین‌‌ تر می ‌‌باشد.

تزریق مواد شیمیایی برای جلوگیری از رسوب که مواد گران قیمتی هم می باشند نیاز نمی باشد.

• تصفیه آب به روش سیستم اسمز معکوس ( RO )

o اسمز معکوس چیست :

اسمز معکوس، تکنولوژی مدرنی است که آب را برای مصارف متعددی از جمله نیمه رساناها، خوراک پزی، تکنولوژی زیستی، داروها، تولید برق، نمک زدایی آب دریا و آب خوردنی شهری، تصفیه می نماید.

از اولین آزمایشاتی که در سال 1950 انجام شد طی آن هر ساعت چند قطره آب تولید می شد، امروزه نتیجه صنعت اسمز معکوس در تولید مشترک جهانی به بیشتر از 7/1 میلیون گالن در هر روز رسیده است.

با افزایش روز افزون تقاضاها برای آب خالص (تصفیه شده) ، رشد صنعت اسمز معکوس در قرن اینده با افزایش روبه رو خواهد شد.

o پیشینه تاریخی اسمز معکوس :

تحقیق در مورد اسمز معکوس در سال 1950 در دانشگاه فلوریدا، جائیکه رید و بوتون که توانستند خاصیت نمک زدایی ممبرین استات سلولز را شرح دهند، آغاز شد.

لوب و سوریرجان، گسترش تکنولوژی اسمز معکوس را با ایجاد نخستین ممبرین استات سلولز نا متقارن ادامه دادند.

تحقیق در مورد این پیشرفت خوب و امیدوار کننده منجر به ایجاد پیکربندی بهتر و جدیدتر اجزای اسمز معکوس شد، به طوریکه امروزه این صنعت اکثرا اجزای مارپیچ فنری و در برخی موارد اجزای فیبر توخالی را تولید می کنند. دراوایل سال 1980 تحقیق و بررسی در لابراتوارهای دولتی آمریکا، منجر به تولید نخستین ممبرین پلی آمیر مرکب شد. این ممبرین ها عمدتاً نسبت به ممبرین های سلولزیک، از جریان تراوش و نمک زدایی بالاتری برخوردارند.

امروزه با معرفی ESPA3 توسط هیدراناتیک ها، این صنعت با ترتیب کاهش بزرگی در مسیر نمک، به افزایش 20 دفعه ای در جریان هر فشار بر روی ممبرین های سلولزیک اصلی رسیده است.

o نیمه تراوا چیست :

نیمه تراوا به ممبرینی اشاره می کند که به طور انتخابی به اقسام خاصی اجازه عبور می دهد در حالیکه الباقی گونه ها باقی می مانند.

در واقع بیشتر گونه ها از ممبرین خواهند گذشت اما با سرعت متفاوت و قابل توجه.

در اسمز معکوس، محلول (آب) با سرعت بیشتری نسبت به ذرات نامحلول (نمکها) از ممبرین ها عبور می کنند، با توجه به اینکه آب خالص تولید می شود، پیامد نهایی این است که تفکیک حلال حل شده روی می دهد. در برخی موارد عدم آبیاری باعث غلیظ شدن نمک می شود.

o اسمز چیست :

اسمز یک روش و شیوه نرمال(طبیعی) شامل عبور یک محلول غیلظ از میان مانع ممبرین نیمه تراوا می باشد. یک مخزن آب خالص را با ممبرین نیمه تراوا که به دو قسمت تقسیم شده، تصور کنید. آب خالص در مقایسه با دو قسمت یک ممبرین نیمه تراوا ایده آل در فشار و دما برابر از میان ممبرین ها عبور نمی کند، زیرا اختلاف سطح شیمیایی دو قسمت برابر است.

اگر نمک قابل حل به یک قسمت اضافه شود، اختلاف سطح شیمیایی این محلول نمک کاهش پیدا می کند. استمراراً قسمت آب خالص از میان ممبرین به سمت قسمت محلول نمک حرکت می کند تا تعادل اختلاف سطح شیمیایی احیاء گردد.

در شرایط علمی، دو قسمت مخزن از لحاظ اختلاف سطح شیمیایی شان تفاوت دارند و محلول، از طرف اسمز، اختلاف سطح شیمیایی اش را در کل سیستم همسان می سازد. تعادل زمانی برقرار می شود که ناهمسانی و تفاوت فشار هیدرواستاتیک ناشی از تغییرات گنجایش حجم در قسمت، با فشار اسمزی برابر می شود. فشار اسمزی، یک تناسب خاصیت محلول به غلظت نمک و استقلال ممبرین است.

o اسمز معکوس چیست :

در مخزن، آب به سمت قسمت نمک دار ممبرین حرکت می کند تا تعادل برقرار شود. به کارگیری فشار خارجی برای همسان سازی قسمت محلول نمک با فشار اسمزی همچنین باعث برقراری تعادل خواهد شد.

فشار مضاعف باعث افزایش اختلاف سطح شیمیایی آب موجود در محلول نمک می شود و سبب عبور حلال به سمت قسمت آب خالص می گردد. زیرا در آن حالت دارای اختلاف سطح شیمیایی پائین تری می باشد.

این پدیده اسمز معکوس نامیده می شود.

نیروی محرک شیوه اسمز معکوس، فشار کاربردی است. مقدار انرژی مورد نیاز برای تفکیک اسمزی مستقیماًً به میزان شوری حلال مربوط می شود. بنابراین، انرژی بیشتری برای تولید مقدار یکسان آب از حلال با غلظت بالای نمک لازم است.

o اسمز معکوس چگونه کار می کند:

برای درک اسمز معکوس بهتر است با اسمز نرمال شروع کنیم. بر طبق دیکشنری وبستر هریام، اسمز به معنای حرکت و جنبش حلال از ممبرین نیمه تراوا (مثل سلول زنده) به داخل محلول بسیار غلیظ شده ای است که تمایل به همسان سازی غلظت حل شده روی دو طرف ممبرین دارند. این یک تعریف صحیح محسوب می شود.

در سمت چپ، بشر پر از آب قرار دارد و مخزنی که در آب نیمه غوطه ور است. همانطور که انتظار دارید سطح آب در مخزن به اندازه سطح آب در بشر است.

در آنجا، انتهای مخزن به ممبرین نیمه تراوا چسبیده است و مخزن با محلول نمکی نیمه پر است و در آن غوطه ور است. در ابتدا سطح محلول نمک و آب برابر است اما با گذشت زمان، وقایع غیر منتظره ای روی می دهد.

آب داخل مخزن افزایش می یابد. این افزایش را به فشار اسمزی نسبت می دهند.

ممبرین نیمه تراوا ممبرینی است که برخی از اتم ها یا مولکول ها را عبور می دهد، اما مانع عبور بقیه می گردد.

ممبرین است اما تقریبا برای هر چیزی که ما معمولاً از آن عبور می دهیم، ناتراوا می باشد.

مثال ممبرین نا تراوا، آستر روده های شما یا دیوار سلول است gore-tex از یک ممبرین نیمه تراوا معمول دیگر است.

ساختار gore-tex شامل لایه نسبتاً نازک پلاستیکی است که در داخل آن میلیون ها روزنه کوچک ایجاد کرده اند. روزنه ها برای عبور بخار آب از آن به اندازه کافی بزرگ هستند اما برای جلوگیری از عبور آب مایع به اندازه کافی کوچکند.

ممبرین به غیر از مولکول های نمک به مولکول های آب اجازه عبور میدهد.

یک روش برای درک فشار اسمزی این است که مولکول های آب را بر روی دو طرف ممبرِین‌‌ ها تصور کنید.

این تصور در تضاد با Brownian motion است.

بر روی قسمت نمکی، بعضی از روزنه ها با اتم های نمک مسدود شده اند اما در قسمت آب خالص چنین چیزی وجود ندارد.

بنابراین آب بیشتری از قسمت آب خالص عبور می کند، چون روزنه های بیشتری برای عبور آب خالص در قسمت آب خالص وجود دارد.

آب موجود در قسمت نمکی افزایش می یابد تا یکی از این دو حالت روی دهد:

1. غلظت نمک در دو طرف ممبرین مساوی شود، البته در این مورد این حالت روی نمی دهد، چون آب خالص در یک قسمت و آب شور در طرف دیگر وجود دارد.

2. همانطور که ارتفاع ستون آب شور افزایش می یابد فشار آب نیز افزایش پیدا می کند تا اینکه فشار اسمزی برابر شود. در این نقطه اسمز متوقف خواهد شد.

به هر حال، اسمز دلیل این مسئله است که نوشیدن آب شور (مثل آب اقیانوس) شما را خواهد کشت. زمانی که آب شور وارد معده تان می شود، فشار اسمزی، آب را به بیرون بدنتان هدایت می کند، تا نمک در داخل معده شما رقیق شود، بنابراین شما آب بدنتان را از دست می دهید (آب بدنتان خشک می شود) و می میرید.

در اسمز معکوس، هدف این است که از ممبرین به گونه ای استفاده شود که شبیه فیلتری برای تولید آب قابل نوشیدنی آب شور (یا آب آلوده دیگر) عمل نماید.

آب شور روی یک طرف ممبرین گذاشته می شود و فشار برای متوقف کردن اعمال می شود.

سپس وارونه می شود، یعنی جریان اسمزی روی می دهد، در مجموع این کار فشار زیادی می گیرد و نسبتاً کند پیش می رود اما به هر حال این کار انجام می شود.

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه سیستم های تبادل یونی رزینی,فیلتراسیون پیشرفتهUFوNF, اسمز معکوسRO, الکترودیونیزاسیونEDI, سختی گیر ها و فیلتر های کربنی, سیستم های ضد عفونی کننده آب, مواد شیمیایی تصفیه آب, تجهیزات واتصالات و.. در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

www.ind.clinicab.ir

تصفیه و ضد عفونی آب و فاضلاب

مقدمه

امروزه حفظ منابع آب ، یعنی حیاتی ترین ماده ای که بشر به آن نیاز دارد بطور فزاینده ای مورد توجه مجامع مختلف بین المللی قرار گرفته است . رشد روزافزون جمعیت و در نتیجه بهره برداری بیش از حد از منابع محدود آب از یک طرف و آلوده شدن آنها بسبب فعالیتهای گوناگون زیستی ، کشاورزی و صنعتی بشر از طرف دیگر همگی دست به دست همدیگر داده و زنگ خطر بحران آب را در سالهای آینده به صدا در آورده است.

بنابراین حفظ کیفیت فیزیکی و شیمیایی و بیولوژیکی منابع آب سرلوحه فعالیت بسیاری از سازمانهایی است که به نحوی با این منابع سرو کار دارند.

این مهم از دو جنبه کلی قابل توجه است:

١ -افزایش کیفیت آبی که باید به مصارف گوناگون برسد که تحت تاثیر سه عامل عمده بوده است

-افزایش آلاینده ها در منبع طبیعی آب.

-آزمایشهای کیفی آب و فاضلاب با دقت بالا.

-افزایش سطح استاندارد آب آشامیدنی.

تحولاتی که در چند سال اخیر موجب پیشرفت تکنولوژی تصفیه آب و افزایش کیفیت آب

آشامیدنی شده است بشرح ذیل می باشد:

-    حذف مرحله کلر زنی در ابتدای تصفیه خانه  استفاده از کلر فقط در آخرین مرحله تصفیه

برای بهره برداری از کلر باقی مانده در شبکه.

-    استفاده از ازون و پرتودهی فرابنفش در مراحل مختلف تصفیه.

-    استفاده بیشتر از سیستم ازن ، بویژه استفاده از اکسیژن برای تغذیه دستگاه و بهره گیری

از برق با فرکانس متوسط ،باعث شده تا غلظت ازون بالا رفته و در نتیجه طراحی دستگاههای تولید ازن کوچکتر شود که نهایتا منجر به کاهش سرمایه گذاری اولیه برای تصفیه بروش ازن می گردد.

٢ -افزایش کیفیت فاضلاب تصفیه شده گوناگون شهری ، روستایی ، کشاورزی و صنعتی.

پر واضح است که اهمیت این جنبه زیاد بوده و اگر تمام توجه به آن معطوف می شد هیچگاه بشر با بحران کم آبی روبرو نمی شد.

١ -فاضلاب چیست ؟

همه جوامع ، هم به صورت جامد و هم به صورت مایع ، فضولات تولید می کنند . بخش مایع این فضولات ، یا فاضلاب ، اساسا همان آب مصرفی جامعه است که در نتیجه کاربردهای مختلف آلوده شده است . از نظر منابع تولید ، فاضلاب را می توان ترکیبی از مایع یا فضولاتی دانست که توسط آب از مناطق مسکونی ،اداری و تاسیسات تجاری و صنعتی حمل شده و بر حسب مورد ، با آبهای زیرزمینی ، آبهای سطحی و سیلابها آمیخته است.

اگر فاضلاب تصفیه نشده انباشته شود ، تجزیه مواد آلی آن ممکن است منجر به تولید مقدار زیادی گازهای بدبو شود . علاوه بر آن ، فاضلاب تصفیه نشده معمولا حاوی میکروارگانیسمهای بیماریزای فراوانی است که در دستگاه گوارش انسان زندگی می کنند و یا در برخی فضولات صنعتی موجودند . فاضلاب ، شامل برخی مواد مغذی نیز هست که می تواند سبب تحریک رشد گیاهان آبزی شود ، و ممکن است ترکیبات سمی نیز داشته باشد ،بنا به این دلایل انتقال سریع و بدون دردسر فاضلاب از منابع تولید ، وسپس تصفیه و دفع آن ، نه فقط مطلوب ، بلکه در جوامع صنعتی ضروری است و جنبه اقتصادی و تولید درآمد نیز دارد.

تصفیه آب و فاضلاب شاخه ای از مهندسی محیط زیست است که اصول بنیادی علوم و مهندسی را در مسائل کنترل آلودگی آب به خدمت می گیرد . هدف نهایی مدیریت فاضلاب حفاظت محیط زیست است به نحوی که با اصول بهداشت عمومی و مسائل اقتصادی ،

اجتماعی و سیاسی هماهنگ باشد.

٢ -تصفیه فاضلاب

ضلاب جمع آوری شده چه از مراکز جمعیتی یا کارخانجات نهایتا باید به منابع آب یا خاک باز گردانده شود . در هر مورد باید به این سوال پیچیده پاسخ داد که : برای حفظ محیط زیست ، کدام یک از آلاینده های فاضلاب ، و تا چه حد باید حذف شوند؟ پاسخ به این سوال مستلزم بررسی شرایط و نیازهای محلی ، همراه با کاربرد دانش علمی ، قضاوتهای مهندسی متکی به تجربه و رعایت شرایط و مقررات کشوری می شود.

گرچه جمع آوری آبهای سطحی و زهکشی از زمانهای قدیم شروع شده است ، ولی پیدایش نظریه میکروبی توسط کخ و پاستور در نیمه دوم قرن نوزدهم آغازگر عصر جدیدی در زمینه بهداشت عمومی شد . قبل از آن زمان رابطه آلودگی و بیماری فقط به صورت مبهم شناخته شده و از علم نوپای باکتری شناسی نیز برای تصفیه فاضلاب استفاده نشده بود.

روشهای تصفیه که در آنها کاربرد نیروهای فیزیکی عامل مهمتری است با عنوان عملیات واحد تصفیه شناخته شده اند . روشهای تصفیه که در آن حذف آلاینده ها از طریق واکنشهای شیمیایی و زیست شناسی صورت می گیرد با عنوان فراینده های واحد تصفیه معروف اند در حال حاضر ، عملیات و فرآیندهای واحد تصفیه در هم ادغام شده و آنچه را که امروزه مراحل اولیه ، و نهایی تصفیه نامیده می شود تشکیل داده اند . در تصفیه اولیه از عملیات فیزیکی تصفیه همچون آشغالگیری و ته نشینی برای جدا کردن مواد شناور و قابل ته نشینی موجود در فاضلاب بهره گرفته می شود . در تصفیه ثانویه از فرآیندهای شیمیایی و زیست شناختی استفاده  می شود تا قسمت اعظم مواد آلی از فاضلاب جدا شود . در تصفیه نهایی از واحدهای اضافی عملیات و فرآوری استفاده می شود . تا سایر آلاینده ها مانند نیتروژن و فسفر ، که مقدار آنها در تصفیه ثانویه کاهش چشمگیری پیدا نکرده است ، حذف شوند .

روشهای تصفیه زمینی ، که امروزه بیشتر به " سیستمهای طبیعی " معروف شده اند ، مجموعه ای از مکانیسم های تصفیه فیزیکی ، شیمیایی و زیست شناسی را به خدمت گرفته و آب را با کیفیتی مشابه آبی که از تصفیه نهایی فاضلاب حاصل شود تولید می کنند.

در طول ٢٠ تا ٣٠ سال گذشته تعداد مراکز صنعتی که فضولات خود را به شبکه های فاضلاب شهری تخلیه می کنند افزایش چشمگیری یافته است . با عنایت به اثرات سمی ناشی از حضور این فضولات ،حتی با غلظت بسیار کم ، در بسیاری از جوامع آمیختن فاضلاب خانگی با فاضلابهای صنعتی ، که به طور کامل یا ناقص تصفیه اولیه شده اند ، مورد ارزیابی مجدد قرارگرفته است . پیش بینی می شود که در آینده این کارخانجات ملزم شوند که این فضولات را ، در محل تولید ، تا سطح بالاتری تصفیه کنند تا بی ضرربودن آنها ،قبل از تخلیه به شبکه های شهری ، تضمین شود . در حال حاضر بر روی اغلب عملیات و فر آیندهای واحد مورد استفاده در تصفیه فاضلاب تحقیقات وسیع و پیوسته ای ، از دیدگاه کاربرد و اجرا ، صورت می گیرد . در نتیجه ، تغییرات فراوان در فرآیندها صورت گرفته و فرآیندها و عملیات جدیدی ابداع و به کار گرفته شده است : به منظور ارتقا شرایط زیست محیطی آبهای سطحی و رودخانه ها رو شهای تصفیه معمول باید بهبود یابد و سیستمهای تصفیه و تکنولوژی نوین دیگری به خدمت گرفته شوند . اگر قرار باشد پیشرفت مهمی در تحلیل و کاربرد فرآیندهای موجود و جدید حاصل شود باید روشهای پیشرفته تری برای شناسایی مشخصه های مورد نظر بکار گرفته شود . گر چه اغلب مواد آلی حاضر در فاضلابهای انسانی را می شود تصفیه کرد ، ولی فاضلاب صنعتی با بهره گیری از فرآیندهای معمول حاضر ، قابل تصفیه نیستند و یا فقط کمی تصفیه می شوند ، به علاوه در بسیاری از موارد ، از آثار دراز مدت زیست محیطی حضور اینگونه مواد اطلاعاتی در دسترس نیست و یا اطلاعات موجود ناچیز است . در بعضی از موارد ممکن است برای حفظ اینگونه آلاینده ها ، قبل از تخلیه به داخل شبکه جمع آوری ، کنترل بیشتر در منبع تولید ضرورت

پیدا کند .

٣ -روشهای گندزدایی منابع آ ب:

یکی از آلودگیهای بسیار عمده و خطرناک منابع آب ، آلودگی بیولوژیکی است . آب می تواند به انواع میکروارگانیسم ها اعم از انواع باکتریها ،انگلها ، قارچها و ویروسها آلوده شود . آلودگی عمده و شایع آب ، آلودگیهای باکتریایی شامل کلی فرمها ( باکتریهای روده ای ) و انگلی می باشد که به طرق مختلف این باکتریها را از بین می برند.__

روشهای گوناگونی برای گندزدایی منابع آب وجود دارد که بطو کلی به دو دسته شیمیایی و فیزیکی تقسیم می شوند . از روشهای رایج شیمیایی ، کلر زنی و استفاده از گاز ازون ، و از روشهای رایج فیزیکی ، حرارت ، فیلتراسیون و پرتو دهی را می توان نام برد.

شرایط یک ضد عفونی کننده ایده آل در جدول شماره ١ ارائه شده است . همانگونه که دیده می شود ، ضد عفونی کننده ایده آل باید طیف گسترده ای از مشخصه های مختلف داشته باشد . گرچه ممکن است چنین ترکیبی وجود نداشته باشد ، در ارزیابی مواد ضد عفونی کننده توصیه شده یا پیشنهاد شده باید شرایط پیشنهادی در جدول ٢ رادر نظر داشت . این نکته نیز مهم است که حمل و کاربرد ماده ضد عفونی کننده بی خطر باشد و بتوان غلظت آن را در آبهای تصفیه شده اندازه گیری کرد . ضدعفونی را اغلب با استفاده از عوامل شیمیایی ،عوامل فیزیکی ، ابزارهای مکانیکی و تابش انجام می دهند.

٣- گندزدایی به روش کلر 

کلر زنی اگر چه بسیار رایج است اما نیاز به تجهیزات متعدد و جاگیر و از همه مهمتر نقل و انتقال و کاربرد گاز خطرناک کلر دارد ایمنی کامل در طراحی سیستمهای ذخیره و نگهداری کلر بایستی رعایت گردد بدلیل آنکه گاز کلر بسیار سمی و خورنده است . در کاربرد کلر به عنوان ضد عفونی کننده رعایت موارد زیر الزامی است .

 - کلریناسیون روزمره بایستی نزدیک نقطه کاربرد صورت گیرد .

- ذخیره کلر و تجهیزات کلریناتور بایستی در اتاقهای جداگانه صورت گیرد.

- تهویه بایستی کف اتاق تعبیه گردد بدلیل اینکه گاز کلر سنگینتر از هوا می باشد .

- ذخیره کلر باید جدا از تغذیه کننده های کلر صورت گیرد .

- اتاق کلر یناتور باید از نظر حرارت کنترل گردد. حداقل دمای ٢١ درجه سانتی گراد پیشنهاد می شود .

- از تابش خورشید بطور مستقیم روی سیلندرهای گاز کلر جلوگیری به عمل آید . وهرگز حرارت به طور مستقیم در تماس با سیلندرها نباشد .

کلر گازی است سمی و چنانچه در کاربرد آن رعایت نکات ایمنی نشود ممکن است باعث انفجار و مسمومیت گردد . به علاوه مانند تمام روشهای شیمیایی ماده ای به آب افزوده شده و طعم آن را تغییر می دهد و هزاران ترکیب خطرناک و بعضا سرطان زا پدید می آورد . امروزه مشخص شده که کلر با مواد آلی درون آب ترکیب و واکنش نشان داده و با تشکیل تری هالو متانهای چیزی حدود ٨٥٠ ترکیب کارسینوژن ایجاد می کند که سرطان زا هستند.

اثرات زیست محیطی ناشی از گاز کلر در منابع آبی بدین صورت است که مقدار بیشتر از ٥ میلی گرم در لیتر باعث مرگ و میر آبزیان مخصوصا ماهی می گردد .

بنابراین استفاده از پرتودهی فرابنفش و گاز ازون بطور روز افزون مورد توجه قرار گرفته وجایگزین کلر می شوند .

٣- گندزدایی به روش ازن :

- ازون چیست ؟

ازون گازی است تقریبا بی رنگ با بوی ترش با قدرت اکسیداسیون بالا. مولکول ازون پایدار نبوده و در نتیجه نمی توان آن را انبار یا حمل نمود . این امر باعث می گردد که تولید ازن همواره در محل انجام گیرد . لذا مرحله حمل و انبار مواد شیمیایی در این روش حذف می شود.

بطور کلی دلایل استفاده از گاز ازون به شرح زیر است :

- اکسیداسیون جزیی یا کلی مواد محلول در آب .

- ته نشینی مواد محلول .

- لخته سازی مواد آلی .

- ناپایدار ساختن اجسام کلوئیدی .

- ضد عفونی و از بین بردن باکتریها ، انگلها و قارچها و...

بر خلاف کلر و مواد شیمیایی دیگر ، اکسیداسیون بوسیله ازون ، هیچگونه مواد سمی یا مضر در آب بجای نمیگذارد و نیاز به پالایش مجدد آب ندارد . تجربه نشان داده است که ازن سریعا اجزای محلول در محیط را اکسید می نماید و حاصل این اکسیداسیون تنها اکسید اجزا و اکسیژن می باشد لذا برای استفاده در مواردی که عناصر باقی مانده دیگر ممکن است مشکلات جنبی دیگر بوجود آورند مناسب می باشد . مولکول ازون پایدار نیست و پس از مدت کوتاهی شکسته می شود و تبدیل به مولکول پایدار اکسیژن می گردد .

- منابع تولید ازن

موجود در نور U.V. Vacuum گاز ازون بطور طبیعی در زمان رعد و برق یا بوسیله اشعه ویا تخلیه U.V خورشید بوجود می آید . اما بطور مصنوعی تولید ازون به دو طریق لامپهای الکتریکی صورت می گیرد. تولید ازون در حجم بالا عموما با تخلیه الکتریکی برروی دو قطب شناخته شده است . تولید کننده Silent Electrical Discharge (SED) انجام می پذیرد که بنام های ازون با استفاده از این روش با بهره برداری از الکترودهایی با ولتاژ بالا که به فاصله معین از هم قرار گرفته اند کار می کنند . در دستگاههای جدید تولید ازون ، اکسیژن در بین این فاصله جریان می یابد و با استفاده از تخلیه الکتریکی ازون تولید می شود .

٣- گندزدایی به روش پرتو دهی : -

در میان روشهای فیزیکی ، پرتو دهی از دیر باز مورد توجه بوده است . پرتوهای مورد استفاده در این روش به دو دسته پرتو یونیزان ( شامل پرتو ایکس ، گاما ، بتا و آلفا ) و پرتو فرابنفش تقسیم میشوند . پرتو یونیزان به دلایل گوناگون از جمله عدم دسترسی عموم به منابع تولید آنها ( عمدتا ایزوتوپهای رادیو اکتیو ) ، خطر کاربرد آنها توسط عموم مردم در نتیجه نیاز به تخصصهای بالا و همچنین قدرت کم نفوذ برخی از آنها کمتر مورد استفاده قرار می گیرند . اما کابرد پرتو فرابنفش چیزی نزدیک به حدود یک قرن است که مورد توجه قرارگرفته است گندزدایی بوسیله این پرتو را میتوان استفاده از یک روش طبیعی پنداشت چرا که در طبیعت و در نور خورشید نیز گندزدایی بطور طبیعی انجام می شود.

پرتو فرابنفش :

سازوکارعمل پرتو فرابنفش به این ترتیب است که به دلیل نزدیک بودن انرژی این پرتو به انرژی الکترون های پیوندی ترکیبات آلی، این پرتو روی این ترکیبات اثرگذاشته و باعث گسستن برخی پیوندها و ایجاد پیوندهای جدید می شود. پیوندهای دوگانه یا سه گانه بین اتمهای کربن و یا پیوندهای بین کربن و دیگر اتمها مستعدترین پیوندهای اسیب پذیر توسط پرتوفرابنفش می باشند.

جذب پرتو فرابنفش توسط ترکیبات آلی و تشکیل طیفهای جذبی که برای هر ماده مخصوص به همان ماده است به همین منوال بوده و اساس یکی از روشهای تجزیه دستگاهی است.

٣ - تولید پرتو فرابنفش :

پرتو فرابنفش به طور طبیعی درنور خورشید وجود دارد. در واقع در طبیعت انجام عمل ضدعفونی و کنترل رشد میکروارگانیسم ها به همین طریق انجام میشود. دلیل موثر بودن نور آفتاب در پاکیزگی بهتر لباس های شسته شده و همچنین زرد شدن و تغییر رنگ کاغذ و برخی از پارچه هایی که مدام در نور آفتاب قرار دارند وجود همین پرتو در نور خورشید است. تولید مصنوعی این پرتو با تخلیه الکتریکی در بخار جیوه در لامپهای مربوطه انجام می شود.

مشخصه فیزیکی تخلیه الکتریکی در بخار جیوه تولید چند طیف مشخص و ناپیوسته است که ٢٥٣ نانومتر) آن در ناحیه پرتو فرابنفش قرار / دو طیف ١٨٥ و ٢٥٤ نانومتر (به طور دقیق تر ٧ می گیرد و بقیه در ناحیه مرئی. طول موج ٢٥٤ نانومتر بیشترین شدت را نسبت به دیگر طول موج ها داشته و واجد خاصیت میکروب کشی است.

لامپهای مولد پرتو فرابنفش سه دسته اند :

١ - لامپهای کم فشار.

٢ - لامپهای بافشارمتوسط.

٣ - لامپهای پرفشار.

لامپهای کم فشارخود شامل دو دسته کاتد گرم وکاتد سرد می باشند.حدود ٩٥ % طول موج تولید شده در ناحیه ٧ نانومتر قرار دارد. کارآیی این لامپها شدیدا وابسته به ولتاژ ورودی دمای محل استفاده و عمر لامپ و تعداد دفعات خاموش و روشن آنها است که با کنترل هر یک از این عوامل در یک طراحی صحیح می توان اثرات هر عامل را به حداقل رسانید.

کارآیی لامپهای با فشار متوسط مستقل از ٣ فاکتور یاد شده است اما بازدهی آنها نسبت به انرژی مصرفی آنها کم می باشد. در عوض نفوذ پذیری پرتو ساتع شده از آنها به خاطر شدت بالای آن بیشتر از لامپهای کم فشار است.__

٣- ساز و کار اثر پرتو فرابنفش :

میکروارگانیسم ها سبب غیرفعال RNA یا DNA پرتو فرابنفش با اثر بر روی رشته وراثتی شدن میکروارگانیسم ها می شود. رشته های وراثتی در تمام موجودات اعم از تک سلولی و پرسلولی از واحدهایی به نام نوکلئوتید شامل یک باز آلی، یک ملکول قند ٥ کربنی و یک دنباله فسفریل تشکیل شده اند. قندها و دنباله فسفریله آنها وظیفه پیوند دادن واحدهای نوکلئوئید را به عهده دارند و بازهای آلی در نگهداری دو رشته وراثتی در کنار یکدیگر با استفاده از پیوندهای هیدروژنی نقش دارند بازهای آلی به کار رفته در نوکلوئیدها در دو دسته بازهای پورین شامل آدنین و گوانین و بازهای پیریمیدین شامل

سیتوزین، تیمین، و اوراسیل قرار می گیرند. تمامی این بازها پرتو فرابنفش را در ناحیه ٢٦٠ نانومتر جذب می کنند که بسیار نزدیک به پرتو خارج شده از لامپهای مولد این پرتو میباشد.

جذب پرتو فرابنفش توسط بازهای پیریمیدین بیش از بازهای پورین است. در نتیجه جذب انرژی پرتو فرابنفش هرجا که در طول رشته وراثتی بازهای پیریمیدین در مجاورت هم باشند به یکدیگر جوش می خورند بنابراین دو رشته وراثتی در این مکان ها به هم متصل شده و جدا نمی شوند و به این ترتیب میکروارگانیسم مربوطه قادر به تکثیر نخواهدبود. دیمرهای سیکلوبوتان تیمین - تیمین وتیمین - اوراسیل در مورد در (TDHT) اشکال فعال و غیر اسپورباکتریها و ترکیب ٥ - تیمینیل - ٥ و ٦ - دی هیدروتیمین مورد اشکال اسپورباکتریها و یا غیراسپور اما در حالت انجماد آنها شناسایی شده است.

حساسیت میکروارگانیسم های گوناگون به این پرتو به دلیل وجود ساز و کارهای گوناگون ٦ وات در ثانیه برمترمربع متغییراست. در - ترمیمی در آنها با بکدیگر متفاورت بوده و از ٦٠٠٠ برای سنجش میزان تاثیر پرتو به کار می رود که معادل I×T واقع در مورد پرتو فرابنفش فاکتور شدت پرتو می باشد. I در مورد روشهای شیمیایی می باشد و درآن C×T فاکتور به طور کلی ساز و کارهای ترمیمی در دودسته قرار می گیرند:

١ . واکنشهای ترمیم در نور که معمولا به طول موج زیر ٥١٠ نانومتر نیاز دارند.

٢ . واکنشهای ترمیم در تاریکی که شامل یک سری عملیات ترمیمی و اصلاحی روی ژنوم میکروارگانیسم ها می شوند.

عموما توسط ساز و کارهای ترمیمی در نور از بین می UT و TT جالب توجه است که دیمرهای توسط ساز و کارهای ترمیم در تاریکی و آنهم به سختی از بین می رود. TDHT روند اما ترکیب اگرچه نقطه ضعف روش پرتودهی فرابنفش تنها همین مسئله مقاومت برخی از گونه های میکروارگانیسم ها است، اما با افزایش زمان پرتودهی، شدت آن و یا هر دو (بر اساس فاکتور عملا هیچ میکروارگانیسمی نمی تواند جان سالم به در ببرد. (I×T

٣- عوامل موءثر بر کار آیی پرتو فرابنفش:

آنچه در مورد کاربرد این پرتو مهم است فاکتورهایی است که می توانند عبور این پرتو را از محیط آبی تحت تاثیر قرار دهند. ٤ فاکتور عمده عبارتند از:

١ . کدورت آب .

٢ . غلظت ترکیبات آلی موجود در آب .

٣ . میزان آهن موجود در آب .

٤ . غلظت یونهای نیترات و نیتریت .

هریک از این فاکتورها به شدت از میزان عبور این پرتو می کاهند. از طرفی تمیز بودن لامپهای مولد پرتو نیز مهم می باشد. امروزه با نصب بازوهای متحرک روی دستگاه ضدعفونی با پرتو فرابنفش به خوبی با این مشکل مقابله می شود و لامپها یا پوشش کوارتز آنها به طور خودکار یا دستی بدون نیازبه پیاده کردن دستگاه پاک می شوند.

٣- کاربرد پرتو فرابنفش جهت ضد عفونی منابع آب و فاضلاب:

کاربرد پرتو فرابنفش به عنوان یک روش ضدعفونی کننده فیزیکی در تصفیه منابع آب و فاضلاب به طور مستقل و یا به عنوان مکمل سایر روشها از دیرباز مورد توجه بوده است. جدیدا به کمک این پرتو در کنار استفاده از هیدروژن پروکساید برای از بین بردن ترکیبات آلی کلردار نیز استفاده می کنند

کاربرد این پرتو در زمینه های زیر می باشد:

١ . ضدعفونی آب آشامیدنی در پایان مراحل تصفیه به عنوان روش اصلی ضدعفونی و پیش از توزیع به شبکه مصرف. در این خصوص تنها دوز کمی از کلر، کلردی اکساید یا کلرامین جهت توزیع آب به شبکه مورد نیاز است.

٢ . ضدعفونی آبهای سطحی و چاه، به ویژه در مزارع و روستاها به شرطی که کدورت و غلظت ترکیبات آلی و میزان آهن و یونهای نیتریت و نیترات آن در حد استاندارد معمول باشد.

٣ . ضدعفونی آبی که در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی، دارویی، الکترونیک و غیره به کارمی رود.

٤ . گندزدایی پسابهای گوناگون در آخرین مرحله تصفیه فاضلاب. طرح شماتیک کاربرد پرتو فرابنفش برای چنین منظوری در شکل ٤ نشان داده شده است.

- ضدعفونی آب استخرهای شنا به منظور کم کردن میزان کلر به کار برده شده در حد کلر باقی مانده.

فواید کاربرد پرتو فرابنفش در هر یک از موارد اشاره شده به شرح زیر می باشند:

١ . انجام موثر عمل ضدعفونی.

٢ . سرعت عمل، سرعت ضدعفونی شدن با پرتو فرابنفش از هر روش شیمیایی و فیزیکی دیگر کوتاه تر بوده و در حد ثانیه است.

٣ . اقتصادی بودن روش.

٤ . عدم کاربرد مواد شیمیایی.

٥ . امن بودن.

٦ - راحتی نصب دستگاه ها نگهداری آسان و بدون نیاز به پرسنل متخصص.

٧ . اشغال فضای کم.

٨ . خودکار بودن کار دستگاه.

٩ . سازگاری با محیط زیست.

مقایسه موارد فوق با روشهای دیگر به ویژه کلرزنی قابل درک است.

٣ - از بین بردن ترکیبات آلی کلردار:

جدیدا مشخص شده است که چنانچه پرتو فرابنفش در مقادیری بیش از آنچه برای عمل 2 برابر) به همراه هیدروژن پروکساید به کار رود، غلظت - ضدعفونی کردن لازم است ( ١٠ ترکیبات آلی کلر دار مانند تری کلرو اتیلن، تتراکلرواتیلن، دی کلرواتیلن، کلروفرم و غیره را در آب طبق معادلات زیر در نهایت به دی اکسید کربن و اسید کلریدریک تجزیه کرده و به زیر مقادیر

مجاز و استاندارد می رساند:

C2HCL3 + 3H2O2 UV > 2CO2 + 3HCL + 2H2O .١

C2HCL3 + O3 + H2O or > 2CO2 + 3HCL •

٣ نمودار مربوط به کاهش موثر غلظت سه نوع از ترکیبات آلی کلردار به وسیله پرتو ، درشکل ٥ فرابنفش نشان داده شده است.

فواید کاربرد پرتو فرابنفش علاوه بر مواردی که برای کاربرد آن به عنوان عامل ضدعفونی کننده بیان شد شامل موارد زیرمی باشد:

١ . اطمینان به ازبین رفتن ترکیبات کلردار.

٢ . عدم نیازبه تغییرات اساسی در سیستم اصلی.

٣ . تخریب شیمیایی به موازات عمل ضدغفونی.

کاربرد این روش جدید در ژاپن به طور عملی در شهر کوماموتو در استان کیوشو به اثبات رسیده است.

:References مراجع

١ - مهندسی فاضلاب، جلد اول، شرکت مهندسی متکاف وادی (تجدید نظر توسط جورج

چوبانوگلوس، فرانکلین ال. بورتن) ترجمه احمد ابریشم چی، عباس افشار، بهشید جمشید -

.١٣٧٤

٥٩٧– ٨ ، ٤١١ - صفحات ١٥

2 - Disinfection , sterilization, and preservation, Block, Seymour stanton, 4 th ed,

1991, pp 33-34, 553-565

3 - Principles and practice of disinfection, Preservation and sterilization; A.D.Russell,

W.B. Hugo, G.A.J.Ayliffe, 1982 pp 534 - 547

4 - Osram HNS/UVC Lamps. Technical Information , MKAB/UV, Edition Aug . 1991,

pp3 and 6.

5- Water Purification System. UV Fresher, from NEC catalogue No . 061- 2003NN-

9507 ,

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه سیستم های ضد عفونی کننده آب و.. در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

www.ind.clinicab.ir

ضدعفونی کردن آب با کلر

دید کلی

سترون کردن هم روی آبهای زیر زمینی و هم روی آبهای سطحی انجام می‌شود. بدیهی است که سترون کردن برای آبهای زیرزمینی اجباری نیست. ولی ممکن است از لحاظ رعایت احتیاط و در صورتی که بررسی‌های هیدروژئولوژیکی امکان آلوده بودن آبها را تایید کند، در مورد آبهای زیر زمینی نیز انجام شود.

به هر حال ، سترون کردن با آلودگی‌های گذرا مقابله می‌کند. از طرف دیگر ، اگر آب فاصله زیادی را در مجرای روباز طی کند، خطر آلودگیهای اتفاقی نیز باید در نظر گرفته شود. در این مورد ، اگر آب را در مبداء حرکت آن سترون کنیم، در واقع ، ضمانتی اضافی برای خوراکی بودن کیفیت آب است که پتانسیل مقاومت آن را در برابر میکروب‌ها نیز افزایش می‌دهد.

سترون‌کردن آبهای سطحی الزامی است. سترون کردن در واقع دنباله عملیات انعقاد ، ته‌نشین کردن و تصفیه آب هاست، اما از لحاظ انهدام میکروبهای بیماریزا به اندازه کافی موثر نیستند. در این مقاله ، سترون کردن با کلر را بررسی می‌کنیم.

کلر در آب

وجود کلر به مقدار کم در آب بسیار مفید است. روی دیاستازهایی که برای زندگی میکروبی لازمند، اثر و آنها را تخریب می‌کند. به‌علاوه ، قدرت اکسایش کلر در برابر مواد آلی بسیار زیاد است. کلر به شکل گاز یا به شکل هیپوکلریت ( آب ژاول ) مورد استفاده قرار می‌گیرد. مقدار کلر لازم را می‌توان با نقطه بحرانی تعیین کرد. اگر آب مورد تصفیه ، نظیر آبهای خام سطحی ، دارای مواد آلی و بطور معمول ، آمینه ، باشد، ظهور این نقطه قابل توجه بسیار مشخص است. کلر در ترکیب با این مواد ، مواد معین کمکی و کلرامین تولید می‌کند.

 تغییرات مقادیر کلر فعال موجود در آب

اگر منحنی تغییرات مقادیر کلر فعال موجود در آب یعنی کلر باقیمانده ، بر حسب کلری که به آن افزوده می‌شود، رسم شود، خواهیم دید که اگر مقدار کلر افزوده شده کم باشد، کلر باقیمانده وجود نخواهد داشت و تمام کلر ترکیب می‌شود.

کلر به حالت ترکیب و عفونت آب کم است. بالاتر از M ، یعنی با افزایش مقدار کلر ، کلر فعال کاهش می‌یابد و منحنی ، از یک نقطه حداقل m که با انهدام ترکیبات آلی و کلرامین مطابقت دارد، می‌گذرد. این نقطه ، نقطه بحرانی است. در اینجا ، عفونت حداکثر است. اگر باز هم مقدار کلر زیاد شود، کلر اضافه شده ، به‌صورت کلر فعال آزاد درمی‌آید و کلر فعال ترکیب شده ثابت می‌ماند. برای این نوع آب ، زمان تماس لازم با توجه به اندازه‌گیری در نقطه بحرانی به یک تا دو ساعت می‌رسد.

اگر در آبی ، مواد آلی وجود نداشته باشد، نقطه بحرانی نخواهد داشت. اگر PH این چنین آبی از 7٫5 کمتر باشد، اندازه طوری تعیین می‌شود که پس از 20 دقیقه تماس ، باقیمانده در حدود 0٫2 mg/l باشد. در تمام موارد ، باید از آمیختن مناسب سترون کننده با آب مطمئن شد.

سترون کردن بوسیله گاز کلر

گاز کلر در بطری‌های فلزی به ابعاد متفاوت قرار دارد که محتوی 2 تا 50kg کلرند. برای ایستگاههای مهم ، مخزنهای 500 تا 1000 کیلوگرمی کلر استفاده می‌شود. در قسمت پایین این ظرفها ، کلر به حالت مایع و در قسمت بالا به حالت گاز است. فشار گاز کلر با فشار میعان آن در دمای محیط برابر است. برای تاسیسات متداول که دبی کار خیلی بزرگ نیست، فاز گازی بطری بکار برده می‌شود.

بتدریج که از مقدار گاز کاسته می‌شود، کلر مایع ، تبخیر و جانشین آن کم می‌شود، طوری که فشار ثابت می‌ماند. مقدار فشار در 15ْC برابر 6 بار است و با افزایش دما ، فشار نیز افزایش می‌یابد (4 بار در 2ْC؛ 12 بار در 40ْC). پس دبی گاز بستگی به دما دارد، اما به سطح تبخیر بستگی دارد، یعنی به سطح مقطع بطری.

بدیهی است که برای یک بطری کوچک از دبی 100g در ساعت (تا 10kg) و برای یک بطری بزرگ از 400g در ساعت (15 تا 50kg) نمی‌توان بالاتر رفت. به‌منظور ایجاد سطح تبخیر بیشتر ، مخزنهای سیلندری افقی قرار داده می‌شوند.

اصول سترون‌کردن با گاز کلر به این صورت است که گاز کلر پس از کاهش قبلی فشار با آب مخلوط می‌شود و سپس شیره کلردار حاصل طبق مقادیر تعیین شده بوسیله شیمی‌دان ، در آب مورد تصفیه وارد می‌شود.

سترون کردن بوسیله سدیم هیپوکلریت

این روش ، ساده‌ترین روش سترون‌کردن است که یا به‌تنهایی در تاسیسات کوچک و یا به صورت کمکی با روش سترون کردن با گاز کلر مورد استفاده قرار می‌گیرد. ماده سترون‌کننده ، سدیم هیپوکلریت یعنی آب ژاول است که غلظت آب ، زیاد و در حدود 48ْ است. یک در جز کلرومتری برابر است با 3,17 گرم کلر آزاد در هر کیلوگرم هیپوکلریت و یک کیلوگرم هیپوکلریت در 48ْ دارای 3,17×168=152 گرم کلر است. آب ژاول یا در عزابه تحویل می‌شود و یا در مخزنهایی که با کار بنایی احداث می‌شود. در حالت دوم در اثر گذشت زمان از عیار آن کاسته می‌شود..

محلول آب ژاول سترون کننده با آب ژاول 48ْ تهیه و مقدار کلر فعال لازم برای سترون‌کردن در آب تیتره می‌شود. این محلول شیره کلردار ، بطور بسیار منظم وارد آب می‌شود. برای این موضوع است که دستگاههای مختلف بوجود آمده است. حجم این دستگاهها کوچک و نگهداری آنها آسان است. این دستگاهها از یک تشتک بزرگ تشکیل شده‌اند که در سطح مجهز به یک چرخ آبکشی هستند و این چرخ به یک لوله تاشو و یک زبانه خروجی متصل است.

سرعت پایین رفتن چرخ آبکشی و سرعت تخلیه تشتک بزرگ با استفاده از یک آرایش مکانیکی تنظیم می‌شود. همچنین می‌توان یک پمپ اندازه‌گیر و یا ترجیها” یک پمپ پیستونی را که دقیقتر از یک پمپ غشایی است، بکار گرفت.

طریقه تنظیم میزان کلر آب

طبق استاندارد  ( ویژگیهای میکروبیولوژیکی آب ) ایران میزان کلر آزاد باقی مانده در انتهای شبکه آبرسانی در شرایط عادی 0٫8 – 0٫5 میلی گرم در لیتر ( PPM ) می باشد. و این زمانی است که , زمان تماس کلر با آب حداقل 30 دقیقه ، PH  آب مابین 9 – 6٫5 ، تیرگی آب (کدورت ) حداکثر 5 NTU باشد .

لذا میزان تزریق کلر توسط کلرزن را باید طوری تنظیم نمائیم که کلر باقی مانده آزاد مابین 0٫8 – 0٫5 باشد. و این در صورتی است که شبکه آبرسانی ما شرایط فوق را دارا باشد.(زمان تماس،PH،کدورت)

جهت افزایش و یا کاهش میزان کلر تزریقی به شبکه آب می توان با چرخاندن پیچ دبی پمپ تزریق (فقط در زمان روشن بودن پمپ ) از صفر تا 100 درصد میزان تزریق را افزایش داد و یا برعکس.ودر صورت عدم جوابگو بودن پیچ دبی می توان با کم و یا زیاد ریختن پودر کلر، به داخل مخزن دستگاه ، میزان تزریق کلر را تنظیم نمود.

وارد کردن مایع سترون‌کننده

قبل از ذخیره کردن آب در مخزن ، مایع سترون‌کننده وارد می‌شود. اگر مسیر به اندازه کافی طولانی باشد، مایع سترون کننده دقت کافی برای ظاهر کردن اثر ضد باکتری خود دارد. همچنین اگر مسیر حرکت ، طولانی باشد، از مخلوط شدن کامل آن با آب نیز استفاده می‌شود. در صورت انتقال آب بوسیله یک مجرای روباز ، مایع با استفاده از نیروی ثقل در تمام عرض سطح آب کاملا پخش می‌شود.

در مورد لوله تحت فشار ثقلی ، وارد کردن مایع بوسیله انشعابی که به قسمت خروجی مایع متصل است، انجام می‌شود. در صورت نیاز و کافی نبودن فشارها ، می‌توان از یک پمپ اندازه‌گیر استفاده کرد. اگر انتقال آب بوسیله رانش انجام شود، در این صورت مایع در ایستگاه پمپاژ وارد می‌شود. در صورت امکان ، ساده‌ترین روش این است که مایع به طرف سرپوش مکنده در نزدیکی لوله مشبک برسد.

همچنین می‌توان با ایجاد سوراخی در مکنده پمپ این عمل را انجام داد. با این حال ، برای جلوگیری از ورود هوا که موجب توقف پمپ می‌شود، بهتر است که باک یا لاواک دارای سطح ثابت که با ورود شیره کلردار در ارتباط است، پیش‌بینی شود. در یک روش دیگر ، مایع بوسیله یک پمپ مناسب با قسمت رانش کلی ایستگاه ارتباط دارد. اینجا هم یک باک دارای سطح ثابت لازم است.

در مورد ایستگاه تصفیه ، کلر یا مستقیم وارد مخزن آب تصفیه شده می‌شود و یا در لوله ای که این مخزن را به پمپ‌های کارخانه متصل می‌کند، تزریق می‌شود.

با اعمال روشهای خودکار ، می‌توان توقف یا راه‌اندازی عملیات سترون‌کردن را هماهنگ کرد. همچنین می‌توان بطور خودکار ، عمل کلرزنی را متناسب با دبی آبی که منتقل می‌شود به اجرا درآورد

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه سیستم های تزریق کلر, ضدعفونی با لامپ uv و سیستم های گند زدایی با ازن در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

www.ind.clinicab.ir

تصفیه آب به روش سیستم تبادل یونی

فرایند تبادل یونی یکی از اشکال پدیده جذب سطحی است، که در آن فاز سیال در تماس با فاز جامد جاذب قرار می‌گیرد. طی این تماس برخی از اجزای موجود در فاز سیال جذب فاز جامد شده و از سیال جدا می‌گردند. فرایند تبادل یونی فرایندی برگشت پذیر است که طی آن یون های خارجی موجود در آب جذب گروه های عاملی قرار گرفته بر روی شبکه پلیمری (فاز جامد) می‌گردند و بدین ترتیب  هرگونه ناخالصی یونی آب برطرف می شود.

پس از اشباع شدن گروه های عاملی، سیستم تحت عملیات بازیابی و شستشوی شیمیایی قرار گرفته و مجدداً مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از سیستم های تبادل یونی به دو منظور سختی گیری و همچنین تولید آب با خلوص بالاتر استفاده می شود که به طور جداگانه در ذیل اشاره می گردد.

الف) سیستم های تبادل یونی به عنوان سختی گیر آب مورد نیاز صنعت به لحاظ استاندارد با آب مورد نیاز شرب بسیار متفاوت می‌‌باشد.

نکته‌‌ای که در آب مورد نیاز اکثر صنایع حائز اهمیت می‌‌باشد، حذف املاحی است که می توانند در صورت فراهم آمدن شرایط رسوب نمایند.

یکی از بیشترین مصارف آب در صنعت تولید بخار می‌‌باشد که در صورت وجود عوامل رسوب کننده در آب می‌‌توانند باعث کاهش عمر اینتاسیسات گردند.

این عوامل رسوب کننده بیشتر با عنوان سختی شناخته می‌‌شوند. در تعریف علمی کلیه کاتیون های با ظرفیت الکتریکی بیشتر از یک را سختی گویند. لذا در اکثر صنایع فقط حذف سختی آب مد نظر می‌‌باشد که هزینه آن نسبت به حذف کل یون های آب بسیار پایین تر می باشد.

در این میان سیستم های تبادل کننده یونی خاصی برای این منظور تولید شده اند که به رزین های پایه سدیمی معروفند.

در واقع این رزین ها، سختی آب مانند یون های کلسیم، منیزیم و… را جذب کرده و به جای آن سدیم آزاد می نمایند.

توجه شود که در این روش جمع کل آنیون ها و کاتیون های آب ثابت می ماند و فقط نوع یون ها عوض می شوند. محدودیت این روش این است که برای TDS های بالای 1000جوابگو نمی باشند و باید از روش های دیگری استفاده شود. احیاء این سختی گیرها به وسیله محلول آب و نمک می باشد.

ب)سیستم های تبادل یونی برای تولید آب با درجه خلوص بالا از دیگر رزین های استفاده شده در صنعت تصفیه آب رزین های اسیدی و رزین های بازی هستند که در گذشته در محدوده بسیار وسیع تری استفاده می شدند.

در واقع این روش می تواند نیاز صنایع به آب فوق خالص را مرتفع سازد این رزین ها به دو نوع قوی و ضعیف تقسیم می شوند و می توانند در آرایش های مختلفی قرار گرفته و آب فوق خالص تولید نمایند.

امروزه از این روش در خروجی آب تصفیه شده توسط RO به منظور تولید آب با EC<0.2 استفاده می شود.

-  دامنه کاربرد تکنولوژی تبادل یونی عبارت است از:

- تولید آب بدون یون (Demineralization)

-  حذف سختی آب

- حذف کاتیون های خارجی از آب

-  حذف قلیائیت

- بازیابی مجدد آب در صنایع فلزی

-  حذف نیترات و سولفات

- بازیابی و یا جداسازی مواد دارویی

-  بازیابی فلزات با ارزش در صنایع فلزی

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه سیستم های تبادل یونی رزینی, سختی گیر ها و فیلتر های کربنی,و.. در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

www.ind.clinicab.ir

تهیه آب شیرین از آب دریا

بخش عمده ‏ای از سطح سیاره زمین را ِ فرا گرفته است. با این همه، نزدیک به 97 درصد این آب ‏ها شور و غیر قابل نوشیدن هستند و از 3 درصد باقی مانده نیز بخشی به صورت یخ زده و غیر قابل مصرف در قطب ‏ها و بر فراز قله کوه ‏ها وجود دارد.   

به همین دلیل است که نزدیک به یک پنجم جمعیت جهان از کمبود یا نبود آب آشامیدنی مطلوب رنج می‏برد و پیش‏بینی می‏شود در دهه ‏های آینده بخش بیشتری از جمعیت جهان دچار کم آبی و پیامدهای منفی ناشی از آن شوند.

شیرین کردن آب

یکی از گزینه‏ های مطرح برای مقابله با بحران کم ‏آبی، شیرین کردن آب دریاها و نمک زدایی آب است که البته راه حلی گران و پرهزینه است و به مقدار قابل توجهی انرژی نیاز دارد در نتیجه، با توجه به تلاش کشورها برای کاستن از مصرف انرژی و بحث گرمایش زمین، ادامه دادن به طرح‏ های شیرین‏ سازی آب دریاها با استفاده از روش ‏های سنتی و رایج، توجیه چندانی ندارد.

با این وجود، ابتکار جدید دو مهندس کانادایی در زمینه شیرین کردن آب دریا که از نظر مصرف انرژی، بسیار مقرون به صرفه و از نظر هزینه‏ ها نیز کاملا اقتصادی و ارزان است، بارقه‏ ای از امید را در دل طرفداران ایده استفاده از آب شیرین شده دریاها در دهه ‏های آینده به وجود آورده است.

 «بن آسپارو» و «جاشوا زوشی»، از پژوهشگران دانشگاه سیمون فراسو در ونگوو، ایده جدیدی را برای شیرین کردن آب دریاها مطرح کرده‏اند که براساس آن، به جای انرژی الکتریکی، از گرمای خورشید برای جدا کردن نمک از آب دریا و در نهایت شیرین کردن آب شور استفاده می‏شود.

آسپارو و زوشی که شرکتی به نام «سالت ورک تکنولوژی» را تاسیس کرده‏اند. در نخستین گام به منظور آزمایش این روش جدید، بخشی از ساحل دریا در ونکوور را به پروژه خود اختصاص دادند و آن را به سه بخش جداگانه تقسیم کردند و در هر کدام از آنها، از روش خاصی برای شیرین کردن آب شور دریاها بهره بردند.

 در روش اول، آنها اقدام به گرما دادن به آب دریا و بخارکردن بخشی از آن کردند و پس از آن، بخار تولید شده را تحت فشار قرار دادند (که البته در این بخش، به مقدار زیادی انرژی برق نیاز است.)

در روش دوم، فرایند اسمزی به صورت ِ اجرا می‏شود؛ به این ترتیب که با استفاده از پمپ‏های فشار قوی، آب شور به سمت یک پرده مخصوص که دارای سوراخ ‏های بسیار ریزی است، پاشیده می‏شود و در نتیجه نمک موجود در آب دریا از آب شیرین جدا می‏شود.

این روش نیز نیازمند مصرف مقادیر قابل توجهی انرژی برق است. به عنوان مثال، برای شیرین کردن هزار لیتر آب دریا و تبدیل آن به  آب قابل آشامیدن، 7/3 کیلووات ساعت برق مورد نیاز است.

 در روش سوم، که ‏روش ابتکاری و جدید آسپارو و زوشی محسوب می‏شود، مقدار بیشتری آب شیرین با استفاده از مقدار کمتری انرژی تولید می‏شود. در این روش، ابتدا آب دریا به درون یک استخر کم‏عمق و با کف سیاه‏ رنگ ریخته می‏شود. سیاه بودن کف استخر موجب می‏شود تا حجم بیشتری گرما از خورشید جذب و به آب موجود در استخر منتقل شود؛ و میزان غلظت نمک موجود در آب دریا از 5/3 درصد اولیه (حالت طبیعی) به بیش از 20 درصد افزایش می‏یابد، بدون اینکه هیچ‏گونه برق یا هر انرژی دیگری غیر از انرژی رایگان خورشیدی برای تبخیر آب شور استفاده شود. در مرحله بعد، این آب به سمت محوطه ویژه ‏ای که حاوی آب تصفیه نشده دریا است. هدایت و از آنجا  به سمت واحد نمک‏زدایی منتقل می‏شود.

آنچه که آسپارو و زوشی طراحی کرده‏اند، یک نوع مدار الکتریکی طبیعی است که در آن، به جای اینکه جریان الکتریکی به وسیله الکترون‏ها حمل شود، از اتم‏های بارداری به نام یون برای جابه جایی جریان الکتریکی استفاده شده است که در نتیجه فعل و انفعالات شیمیایی بین آب ‏هایی با درجه غلظت متفاوت نمک به وجود آمده‏اند.

در توضیح این پدیده، می‏توان گفت که نمک از دو یون تشکیل شده است: یکی یون دارای بار مثبت به نام «سدیم» و دیگری یون دارای بار منفی یعنی «کلرید».

این دو یون، در دو جهت مخالف هم در مدار حرکت می‏کنند؛ و در زمان مخلوط شدن چهار جریان آب وارد شده از چهار استخر مختلف (که دارای درجات متفاوتی از غلظت نمک هستند)، به اوج فعالیت و فعل و انفعال شیمیایی خود می‏رسند.

این چهار جریان در محلی به نام «پل‏های یونی» که از جنس پلی آستیون است، با هم تلاقی می‏کنند. پلی آستیون دارای خاصیت جداسازی یون‏های مثبت و منفی است؛ به این صورت که فقط یکی از دو یون سدیم یا کلرید می‏تواند از آن عبور کند در این زمان، یک واکنش کاملاً طبیعی دیگر نیز بین جریان‏های مختلف آب ورودی به این محوطه روی می‏دهد و آن، انتقال نمک از آب‏ های پرنمک‏تر به سمت آب ‏های کم نمک ‏تر است.   

این واکنش طبیعی، به واسطه تفکیک شدن یون‏ های سدیم و کلرید در منطقه پل‏ های یونی تقویت شده و در نهایت، آب شیرین و بدون نمکی در بخشی از مدار به دست می‏آید که می‏توان آن را به سمت بخش بسته ‏بندی یا لوله ‏های مخصوص انتقال یا تصفیه آب (بخش میکروب ‏زدایی) هدایت کرد.   

 به عبارت روشن ‏تر، آسپارو و زوشی توانسته ‏اند با کمک گرفتن (و به عبارت بهتر الهام گرفتن) از طبیعت، سیستمی را طراحی کنند که در آن، پس از افزودن بر غلظت نمک موجود در بخشی از آب شور ورودی سیستم، آن را در مجاورت آب ‏های شوری با غلظت پایین ‏تر قرار می‏دهند و از خاصیت انتقال طبیعی نمک از آب‏ های شورتر به سمت آب‏ های کم ‏نمک ‏تر، به بهترین نحو بهره می‏گیرند و این کار را با صرف کمترین انرژی الکتریکی انجام می ‏دهند.

نکته جالب ‏تر اینکه آسپارو و زوشی طرح جامعی  را در دست بررسی دارند که براساس آن، می ‏توان این سیستم تصفیه آب شور را در دو مقیاس تصفیه آب صنعتی و تصفیه آب خانگی مورد استفاده قرار داد.

آنچه که در بالا ذکر شد، وصف سیستم صنعتی تصفیه طبیعی آب ‏شور بود. در سیستم خانگی تمامی مراحل کار در یک دستگاه به اندازه یک یخچال متوسط انجام می‏شود و تنها بخشی از کار که نیازمند مصرف انرژی است، همان پمپاژ آب به درون سیستم است؛ چرا که بقیه  کارها را خود طبیعت یعنی آب دریا و خورشید انجام می‏دهند.

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه سیستم های اسمز معکوسRO,و.. در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

www.ind.clinicab.ir

چربی گیر CPI

چربیگیر از نوع ثقلی با صفحات لاملا

چربی گیر ثقلی

Gravity Separators -CPI

Corrugated Plate Interceptors

جدا کننده‌های ثقلی( چربی گیر ثقلی ) معمولاً برای زدودن و حذف روغن، گریس و نفت بصورت آزاد و غیر امولسیون در فرایند تصفیه پساب بکار می‌روند. از نظر تئوری فرآیند جداسازی در چربی گیر های ثقلی بوسیله قانون استوکس در غیاب جریان توربولانسی و جریانهای گردشی پیش‌بینی می‌شود. بنابراین در عمل راندمان جدا کننده ثقلی بستگی به طراحی دقیق هیدرولیک جدا کننده و زمان ماند پساب دارد.

جدا کننده‌های ثقلی (چربی گیر ثقلی )عمدتاً به دو دسته API [1] و CPI [2]تقسیم بندی می‌شوند.

چربی گیر CPI

جدا کننده‌های(چربی گیر ) CPI که گاهی بنام TPI [1] نیز خوانده می‌شوند بطور گسترده‌ای جایگزین جدا کننده‌های( چربی گیر ) API و مخازن ته نشینی اولیه شده‌اند.

این واحدها فقط نیاز به 15 تا 20 درصد از فضای مورد نیاز یک چربی گیر API داشته و بطور چشمگیری هزینه ساخت و نگهداری را کاهش می‌دهند.

واحدهای چربی گیری CPI از مجموعه‌ای از صفحات موجدار تشکیل می‌شوند که با زاویه 45 تا 60 درجه در داخل مخزن قرار گرفته‌اند.

ملاحظه شده است که اگر صفحات با زاویه 60 درجه قرار بگیرند، ذرات جامد به سهولت از روی صفحات به سمت پایین لیز خورده و در کف مخزن جمع‌آوری می‌شوند.

از مهمترین مزایای یک چربی گیر CPI نسبت به چربی گیر API می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

- بالا بردن راندمان جداسازی مواد روغنی و لجن از پساب.

- ایجاد جریان آرام (Laminar) بین صفحات.

- کاهش قابل توجه فاصله و مسافتی که ذرات روغن باید طی کنند تا به سطح برسند. (حداکثر یک اینچ)

- تحت تأثیر قرار نگرفتن توزیع جریان در داخل جدا کننده بوسیله وزش باد.

- تخلیه آسان لجن و مواد ته نشینی شده در جدا کننده

- کاهش چشمگیر هزینه ساخت جدا کننده بخصوص در مواردی که نیاز به مواد مقاوم در برابر اسید باشد.

- این واحدها به آسانی قابل محافظت بوده و هیچگونه قطعه متحرک واقع در زیرآب و قابل تعمیر نیاز ندارند.

واحدهای(چربی گیر) CPI بطور گسترده‌ای در بسیاری از صنایع برای جداسازی آب و روغن بکار می‌روند اما در پالایشگاهها با استقبال کمتری روبرو شده‌اند. دلیل این امر آنست که این واحدها قادر به پذیرش و تحمل شوکهای حاصل از افزایش ناگهانی بار آلی و جریانهای با حجم زیاد بخوبی جدا کننده‌هایچربی گیر API نیستند. جدا کننده‌های CPI( چربی گیر های ) نسبت به جریان پساب عبوری و بار روغن دارای محدودیتهایی می‌باشند که باعث کاهش راندمان عملکرد واحدها می‌شوند. مقدار جریان گذرنده از واحدهای چربی گیر CPI با مساحت صفحات و حجم واحد متناسب می‌باشد. مخازن چربی گیر CPI معمولاً شامل 12 تا 48 صفحه موجدار بوده که بصورت موازی در داخل محفظه نصب می‌شوند. فاصله صفحات از یکدیگر بین 75/0 تا 5/1 اینچ می‌باشد. جنس صفحات بسته به مشخصات فیزیکی و شیمیایی پساب ممکن است فلزی و یا پلاستیکی باشند و معمولاً با توجه به PH پساب از مواد پوشش دهنده مقاوم در برابر خوردگی استفاده می‌شود.

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه واحد های تصفیه فاضلاب در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.