تصفيه هوازي فاضلاب

سيستم‌هاي تصفيه هوازي فاضلاب كه معمولاً به عنوان يك روش تصفيه ثانويه فاضلاب پس از ته‌نشيني يا فيلتر كردن آلاينده‌هاي بزرگ‌تر اوليه استفاده مي‌شود.

مي‌تواند فناوري‌هاي كارآمد و اقتصادي براي تجزيه و حذف آلاينده‌هاي آلي از زباله‌هاي به شدت آلي  از جمله صنايع غذايي و آشاميدني، صنايع شيميايي، نفت و گاز و صنايع شهري باشند.

سيستم هاي بي هوازي و هوازي دو نوع اصلي تصفيه بيولوژيكي فاضلاب هستند.

اما اين مقاله به اين موضوع مي پردازد كه سيستم هاي تصفيه فاضلاب هوازي چيست و چگونه كار مي كنند.

تصفيه هوازي فاضلاب چيست؟

سيستم‌هاي تصفيه فاضلاب هوازي از باكتري‌هاي تغذيه‌كننده اكسيژن، تك ياخته‌ها و ساير ميكروب‌هاي براي تميز كردن آب استفاده مي‌كنند.

اين سيستم ها فرآيند طبيعي تجزيه ميكروبي را براي تجزيه آلاينده هاي فاضلاب صنعتي بهينه مي كنند.

تصفيه هوازي

آلاينده‌هاي آلي كه اين ميكروارگانيسم‌ها تجزيه مي‌كنند اغلب بر اساس نياز بيولوژيكي اكسيژن يا BOD اندازه‌گيري مي‌شوند.

مقدار اكسيژن محلول مورد نياز موجودات هوازي براي تجزيه مواد آلي به مولكول‌هاي كوچك‌تر اشاره دارد. سطوح بالاي BOD نشان‌دهنده غلظت بالاي مواد زيست تخريب‌پذير موجود در فاضلاب است.

مي‌تواند ناشي از ورود آلاينده‌هايي مانند تخليه‌هاي صنعتي، زباله‌هاي مدفوع خانگي يا رواناب كود باشد.

در اين روش ميكروارگانيسم ها عامل اصلي واكنش هاي تجزيه مواد آلي و كاهش آلودگي هستند.

اين عمل نياز به اكسيژن دارد كه بايد به طور مداوم به محيط (فاضلاب) وارد شود.

هدف اصلي در تصفيه بيولوژيكي كاهش اكسيژن مورد نياز (BOD) است و مقدار اكسيژن مورد نياز در تصفيه بيولوژيكي هوازي بستگي به كاهش مقدار BOD موردنظردرتصفيه خانه دارد.

سيستم هاي تصفيه بيولوژيكي هوازي شامل هوادهي و توليد لجن فعال، صافي هاي بيولوژيكي، استخرهاي اكسيداسيون و سيستم هاي چرخان مي باشد.

سيستم هاي تصفيه فاضلاب هوازي چگونه كار مي كنند؟

از آنجايي كه اين موجودات به اكسيژن نياز دارند، سيستم‌هاي هوازي به وسيله‌اي براي تامين اكسيژن زيست‌توده با افزودن حوضچه‌هاي تصفيه فاضلاب نياز دارند.

وارد كردن اكسيژن به زيست توده بسته به تركيب شيميايي فاضلاب در رابطه با نيازهاي پساب، يك سيستم تصفيه بيولوژيكي فاضلاب از چندين فرآيند مختلف و انواع متعددي از ميكروارگانيسم ها تشكيل شده باشد.

همچنين به روش هاي عملياتي خاصي نياز دارند كه بسته به محيط مورد نياز براي بهينه نگه داشتن نرخ رشد زيست توده براي جمعيت هاي ميكروبي خاص متفاوت است.

اغلب لازم است هوادهي را كنترل و تنظيم كنيد تا سطح اكسيژن محلول ثابتي حفظ شود تا باكتري‌هاي سيستم با سرعت مناسب براي برآوردن نيازهاي تخليه تكثير شوند.

علاوه بر اكسيژن محلول، سيستم هاي بيولوژيكي نياز به تعادل جريان ، PH، دما و مواد مغذي دارند.

در زير نمونه‌هايي از انواع متداول سيستم‌هاي تصفيه فاضلاب بيولوژيكي هوازي، از جمله شرح مختصري از نحوه عملكرد آنها در يك رژيم تصفيه فاضلاب صنعتي آورده شده است.

لجن فعال

فرآيندهاي لجن فعال كه به طور گسترده در كاربردهاي شهري مورد استفاده قرار مي گيرد، زماني رخ مي دهد كه فاضلاب از فاز تصفيه اوليه وارد مخزن هوادهي مي شود.

پس از هوادهي در حضور ميكروارگانيسم‌هاي هوازي معلق مواد آلي شكسته شده و مصرف مي‌شوند.

جامدات بيولوژيكي تشكيل مي‌دهند كه به توده‌هاي بزرگتر يا لخته‌ها لخته مي‌شوند.

لخته هاي معلق وارد مخزن ته نشين شده و با ته نشيني از فاضلاب خارج مي شوند.

سيستم‌هاي تصفيه لجن فعال معمولاً نياز به فضاي بيشتري دارند و مقادير زيادي لجن را با هزينه‌هاي دفع مرتبط توليد مي‌كنند.

اما هزينه‌هاي سرمايه و نگهداري در مقايسه با گزينه‌هاي ديگر نسبتاً پايين است.

لجن فعال در صورت مواد مغذي و اكسيژن كافي به علت رشد و تكثير انواع مختلف ميكروارگانيسم ها به وجود مي آيد.

اساس اين روش تماس ميكروارگانيسم هاي معلق با مواد زائد و استفاده مجدد از ميكروارگانيسم ها مي باشد. نظربه اينكه  ميكروارگانيسم ها اكسيژن محلول را به سرعت مصرف مي كنند.

بايستي همواره اكسيژن كافي تامين شود به عبارت ديگر بايد مخلوط فاضلاب و لجن همواره هوادهي گردد.

اجزاي اصلي سيسنم لجن فعال عبارتند از:

هواي دميده شده در تانك هوادهي دو كار انجام مي دهد:

- تامين اكسيژن كافي براي ميكروارگانيسم ها

- هم زدن و مخلوط كردن پساب با لجن فعال و ايجاد سطح تماس بيشتر

در اين قسمت توده ميكروبي به نام لجن فعال با فاضلاب ورودي مخلوط مي شود و مايع مخلوط را به وجود مي آورد.

به طور مكانيكي با كمپرسور هوادهي مي شود تا ميكروارگانيسم ها، مشكلي از نظر تامين اكسيژن نداشته باشند.

بيوراكتورهاي بستر ثابت يا FBBRS

اين سيستم‌ها از مخازن چند محفظه‌اي تشكيل شده‌اند كه در آن‌ها محفظه‌ها با سراميك متخلخل، فوم متخلخل ويا پلاستيك بسته‌بندي مي‌شوند.

سپس فاضلاب از بستر بي حركت بستر عبور مي كند.

اين بستر طوري طراحي شده است كه سطح به اندازه كافي بالا داشته باشد تا تشكيل بيوفيلم قوي با طول عمر جامدات طولاني را تشويق كند.

منجر به تشكيل لجن كم و كمترين هزينه دفع لجن مي شود.

بيوراكتورهاي بستر متحرك يا MBBR

MBBR ها معمولاً از مخازن هوادهي پر شده با حامل هاي بيوفيلم پلي اتيلن متحرك كوچك تشكيل شده اند.

امروزه حامل‌هاي بيوفيلم پلاستيكي از فروشنده‌هاي زيادي در اندازه‌ها و شكل‌هاي مختلف توليد مي‌شوند. معمولاً استوانه‌ها يا مكعب‌هايي با قطر نيم تا يك اينچ هستند و به گونه‌اي طراحي مي‌شوند كه با بيوفيلم بي‌حركت خود در سراسر بيورآكتور با هوادهي يا اختلاط مكانيكي معلق شوند.

به دليل وجود حامل‌هاي بيوفيلم متحرك معلق، MBBR‌ها اجازه مي‌دهند پساب‌هاي با BOD بالا در يك منطقه كوچك‌تر و بدون انسداد تصفيه شوند.

MBBR ها معمولا توسط يك زلال كننده ثانويه دنبال مي شوند، اما هيچ لجني به فرآيند بازيافت نمي شود.

لجن اضافي ته نشين و دوغابي كه توسط كاميون خلاء خارج مي شود.

بيوراكتورهاي غشايي يا MBRs

MBR ها فن آوري هاي پيشرفته تصفيه بيولوژيكي فاضلاب هستند كه لجن فعال رشد معلق معمولي را با فيلتراسيون غشايي، به جاي ته نشيني، تركيب مي كنند.

MBRها با جامدات معلق و مخلوط بسيار بالاتر (MLSS) و زمان ماندن جامدات طولاني‌تر (SRTs) عمل مي‌كنند.

در مقايسه با لجن فعال معمولي، ردپاي بسيار كوچك‌تري با پساب با كيفيت بسيار بالاتر توليد مي‌كنند.

MBR ها در درجه اول BOD و كل جامدات معلق (TSS) را هدف قرار مي دهند.

اما يك MBR معمولي ممكن است شامل مخازن تصفيه هوازي سيستم هوادهي، ميكسرها، مخزن غشايي، سيستم تميز در محل و غشاي الترافيلتراسيون فيبر توخالي يا ورق تخت.

در نتيجه MBR ها سيستمي با قابليت  تصفيه بالا، سرمايه بالا و هزينه هاي نگهداري بالا شناخته مي شوند.

جهت سفارش محصول باما تماس بگيريد.

تماس باما

تصفيه بي هوازي فاضلاب

تصفيه بي هوازي فاضلاب يك فرآيند بيولوژيكي است كه در آن ميكروارگانيسم ها آلاينده هاي آلي را در غياب اكسيژن تجزيه مي كنند.

در يك چرخه تصفيه بي هوازي پايه، فاضلاب وارد يك مخزن بيوراكتور مي شود.

بيوراكتور حاوي يك ماده غليظ و نيمه جامد است كه به لجن معروف است كه از باكتري هاي بي هوازي و ساير ميكروارگانيسم ها تشكيل شده است.

اين ميكروارگانيسم‌هاي بي‌هوازي مواد زيست تخريب‌پذير موجود در فاضلاب را هضم مي‌كنند.

در نتيجه پسابي با اكسيژن بيولوژيكي كمتر (BOD)، اكسيژن شيميايي (COD) و كل جامدات معلق (TSS) توليد مي‌شود.

تصفيه فاضلاب بي هوازي براي انواع جريان هاي پساب صنعتي از  جمله صنايع كشاورزي، مواد غذايي و آشاميدني، لبنيات، خمير كاغذ و صنايع نساجي و همچنين لجن فاضلاب شهري و فاضلاب استفاده مي شود.

فن‌آوري‌هاي بي‌هوازي معمولاً براي جريان‌هايي با غلظت‌هاي بالاي مواد آلي (كه به صورت BOD، COD يا TSS بالا اندازه‌گيري مي‌شوند) مورد استفاده قرار مي گيرد و اغلب قبل از تصفيه هوازي استفاده مي‌شوند.

همچنين براي كاربردهاي تخصصي مانند تصفيه جريان هاي زباله با مواد معدني يا آلي كلردار استفاده مي شود و براي تصفيه پساب هاي صنعتي گرم بسيار مناسب است.

تصفيه فاضلاب بي هوازي چگونه كار مي كند؟

فاضلاب بي هوازي نوعي تصفيه بيولوژيكي است كه در آن از ميكروارگانيسم هاي بي هوازي براي تجزيه و حذف آلاينده هاي آلي از فاضلاب استفاده مي شود.

در حالي كه سيستم هاي تصفيه بي هوازي ممكن است اشكال مختلفي داشته باشند، آنها به طور كلي شامل نوعي بيوراكتور يا مخزن هستند كه قادر به حفظ محيط بدون اكسيژن مورد نياز براي پشتيباني از فرآيند هضم بي هوازي هستند.

فرآيند تصفيه فاضلاب بي هوازي شامل دو مرحله است:

مرحله اسيدي شدن و به دنبال آن فاز توليد متان كه هر دو فرآيند در تعادل ديناميكي اتفاق مي‌افتند.

در فاز اوليه تشكيل اسيد،ميكرو ارگانيسم هاي  بي هوازي تركيبات آلي پيچيده را به اسيدهاي آلي فرار ساده تر و با زنجيره كوتاه تجزيه مي كنند.

فاز دوم، كه به عنوان فاز توليد متان شناخته مي شود، شامل دو مرحله است:

استوژنز، كه در آن بي هوازي ها اسيدهاي آلي را براي تشكيل استات، گاز هيدروژن و دي اكسيد كربن سنتز مي كنند.
متانوژنز، كه در آن ميكروارگانيسم‌هاي بي‌هوازي روي اين مولكول‌هاي تازه تشكيل‌شده براي تشكيل گاز متان و دي اكسيد كربن عمل مي‌كنند.
اين محصولات جانبي را مي توان براي استفاده به عنوان سوخت بازيابي كرد، در حالي كه فاضلاب را مي توان براي تصفيه ويا تخليه بيشتر هدايت كرد.

[caption id="attachment_3221" align="aligncenter" width="427"] تصفيه بي هوازي فاضلاب[/caption]

بسته به نيازهاي كاربردي خاص و نيازهاي تسهيلات، سيستم هاي هاضم بي هوازي را مي توان به صورت واحدهاي تك مرحله اي يا چند مرحله اي طراحي كرد.

به اين معني كه مي توان آنها را با يك مخزن اسيدي و واحد بيوراكتور جداگانه پيكربندي كرد.

انواع متداول سيستم هاي تصفيه فاضلاب بي هوازي شامل موارد زير است:

تالاب هاي بي هوازي

تالاب‌هاي بي‌هوازي حوضچه‌هاي بزرگي هستند كه توسط انسان ساخته شده‌اند كه معمولاً بين ۱ تا ۲ هكتار وسعت و تا ۲۰ فوت عمق دارند.

آنها به طور گسترده اي براي تصفيه فاضلاب كشاورزي حاصل از توليد گوشت و همچنين تصفيه ساير جريان هاي فاضلاب صنعتي و نيز به عنوان مرحله تصفيه اوليه در تصفيه فاضلاب شهري استفاده مي شوند.

فاضلاب به طور معمول به پايين تالاب هدايت مي شود، جايي كه ته نشين مي شود و يك لايه مايع بالايي و يك لايه لجن نيمه جامد تشكيل مي دهد.

به طور متوسط، اين فرآيند ممكن است مدت چند هفته تا شش ماه طول بكشد تا سطوح BOD/COD را به محدوده هدف برساند.

باكتري هاي بي هوازي شرايط محيطي خاصي مانند دماي آب گرم (85-95 درجه فارنهايت) و pH تقريباً خنثي را ترجيح مي دهند.

بنابراين، حفظ شرايط بهينه، سرعت فعاليت ميكروارگانيسم هاي بي هوازي را افزايش مي دهد و در نتيجه زمان نگهداري فاضلاب كوتاه تر مي شود.

سرعت تنفس بي هوازي نيز مي تواند توسط تعدادي از عوامل محدود شود.

از جمله نوسانات در غلظت BOD/COD و وجود موادي مانند سديم، پتاسيم، كلسيم و منيزيم.

راكتورهاي لجن بي هوازي

راكتورهاي لجن آكنده دار  نوعي تصفيه بي هوازي هستند كه در آن فاضلاب از طريق يك "ماتريس پلاستيكي" شناور آزاد از ذرات لجن معلق عبور مي كند.

همانطور كه بي‌هوازي‌هاي موجود در لجن، مواد آلي موجود در فاضلاب را هضم مي‌كنند، تكثير مي‌شوند.

به دانه‌هاي بزرگ‌تري جمع مي‌شوند كه در ته مخزن راكتور مي‌نشينند و مي‌توانند براي چرخه‌هاي آينده بازيافت شوند.

بيوگازهاي حاصل از فرآيند تخريب توسط هودهاي جمع آوري در طول چرخه تصفيه جمع آوري مي شوند.

راكتورهاي بي هوازي لجن در چند شكل مختلف موجود هستند، از جمله:

لجن بي هوازي بالارونده (UASB): در تصفيه UASB، فاضلاب با جريان رو به بالا به ته يك بيوراكتور UASB پمپ مي شود.

اين امر باعث مي شود كه پتوي لجن شناور شود، زيرا فاضلاب از آن عبور مي كند.

اين سيستم با جرياني روبه بالا نوعي سيستم تصفيه بي‌هوازي فاضلاب يا راكتور بي‌هوازي است.

قادر است با راندمان نزديك به 80% فاضلاب‌هاي صنعتي با آلودگي شيميايي بسيار بالا فلزات سنگين و مواد سمي را كاهش و فاضلابي جهت ورود به سيستم‌هاي هوازي را مهيا سازد.

[caption id="attachment_3222" align="aligncenter" width="513"] تصفيه بي هوازي فاضلاب[/caption]

بسترهاي لجن دانه اي منبسط شده (EGSB):

EGSB ها بسيار شبيه به فناوري UASB هستند.

عامل اصلي متمايزكننده آن اين است كه فاضلاب از طريق سيستم به گردش در مي آيد تا تماس بيشتر با لجن ايجاد شود.

آنها همچنين معمولاً بلندتر از UASB ها هستند و جريان هاي ورودي با سرعت بالاتري حفظ مي شوند.

در نتيجه، EGSB ها مي توانند جريان هايي را با بارهاي آلي بالاتر در مقايسه با سيستم هاي UASB درمان كنند.

[caption id="attachment_3223" align="aligncenter" width="465"] تصفيه بي هوازي فاضلاب[/caption]

راكتورهاي بافل بي هوازي (ABRs):

ABRها با محفظه هاي نيمه بسته ساخته مي شوند كه توسط بافل هاي متناوب از هم جدا مي شوند.

بافل‌ها جريان صاف جريان فاضلاب را قطع مي‌كنند و تماس بيشتري را با پوشش لجن در حين حركت از ورودي راكتور به خروجي تشويق مي‌كنند.

[caption id="attachment_3224" align="aligncenter" width="534"] تصفيه بي هوازي فاضلاب[/caption]

راكتورهاي فيلتر بي هوازي

راكتورهاي فيلتر بي هوازي از يك مخزن راكتور تشكيل شده است كه به نوعي محيط فيلتر ثابت مجهزاست.

ميكروارگانيسم‌هاي بي‌هوازي اجازه دارند خود را روي محيط فيلتر قرار دهند و چيزي را به نام بيوفيلم تشكيل دهند.

رسانه هاي فيلتر از يك سيستم به سيستم ديگر متفاوت است.

با مواد معمولي از جمله فيلم ها و ذرات پلاستيكي، و همچنين شن، سنگ پا، آجر و مواد ديگر.

محيط فيلتر جديد بايد با بي هوازي تلقيح و بيوفيلم چندين ماه طول بكشد تا به حدي برسد كه براي درمان با ظرفيت كامل آماده شود.

در طول چرخه هاي تصفيه، جريان فاضلاب از طريق محيط فيلتر عبور مي كند، كه براي جذب ذرات از جريان عمل مي كند.

در حالي كه سطح وسيعي را براي قرار دادن بي هوازي ها در بيوفيلم در معرض مواد آلي موجود در جريان فراهم مي كند.

عملكرد راكتور فيلتر بايد در طول زمان به دقت بررسي شود.

زيرا در نهايت محيط فيلتر با بيوفيلم اضافي و تجمع ذرات مسدود مي شود.

براي حفظ عملكرد مطلوب نياز به مراحل تعمير و نگهداري مانند شستشوي معكوس و تميز كردن دارد.

[caption id="attachment_3225" align="aligncenter" width="610"] تصفيه بي هوازي فاضلاب[/caption]

جهت سفارش محصول باما تماس بگيريد.

تماس باما

اكسيژن محلول DO

اكسيژن محلول (DO) مقدار اكسيژني است كه در آب وجود دارد.

اجسام آب اكسيژن را از جو و گياهان آبزي دريافت مي كنند.

آب روان، مانند جريان سريع در حال حركت، اكسيژن بيشتري نسبت به آب ساكن يك بركه يا درياچه حل مي كند.

بيشتر موجودات آبزي براي زنده ماندن به اكسيژن محلول نياز دارند كه اغلب به اختصار DO ناميده مي شود، اما منبع اين اكسيژن مولكول آب (H2O) نيست.

DO اكسيژن مولكولي گازي به شكل O2 است كه از جو يا به عنوان محصول جانبي فتوسنتز منشاء مي گيرد.

پس از حل شدن در آب، براي استفاده موجودات زنده در دسترس است و مي تواند نقش مهمي در بسياري از فرآيندهاي شيميايي در محيط آبي ايفا كند.

اين اكسيژن علاوه بر حل شدن در آب، تفاوتي با اكسيژني كه تنفس مي كنيم ندارد.

DO

DO مقدار اكسيژن موجود در محيط هاي آبي است كه براي ماهي ها، بي مهرگان و همه موجودات موجود در آب در دسترس است.

بيشتر گياهان و جانوران آبزي براي زنده ماندن به اكسيژن نياز دارند. به عنوان مثال، ماهي نمي تواند براي مدت طولاني در آب با اكسيژن محلول كمتر از 5 ميلي گرم در ليتر زنده بماند.

سطح پايين اكسيژن محلول در آب نشانه آلودگي است و عامل مهمي در تعيين كيفيت آب، كنترل آلودگي و فرآيند تصفيه است.

DO در يك محلول اشباع با درجه حرارت و ارتفاع آب متفاوت است. به عنوان مثال، آب سرد داراي DO بالاتري نسبت به آب گرم است.

در سطح دريا و در دماي 20 درجه سانتي گراد مقدار DO در آب شيرين 9.1 ميلي گرم در ليتر است.

ورود پسماندهاي آلي به ويژه فاضلاب هاي خانگي و دامي، ضايعات صنعتي ناشي از فعاليت كارخانه هاي كاغذسازي، چرم سازي، فاضلاب كشتارگاه ها و فاضلاب محصولات كشاورزي، ميزان DO در آب را به طور چشمگيري كاهش مي دهد.

ضايعات موجود در اين صنايع باعث نياز اكسيژن مي شود و توسط باكتري ها تجزيه شده و به اكسيژن تجزيه مي شوند.

بيشتر زباله هاي اكسيژن خواه، زباله هاي آلي هستند.

اكسيداسيون 3 ميلي گرم در ليتر كربن به 9 پي پي ام اكسيژن محلول نياز دارد. اكسيژن محلول با دستگاه اندازه گيري اكسيژن (DO-meter) اندازه گيري مي شود.

[caption id="attachment_3317" align="aligncenter" width="545"] اكسيژن محلول DO[/caption]

منابع اكسيژن محلول DO در آب

اكسيژن مولكولي مي تواند به روش هاي مختلفي از جو سياره وارد يك آب بدن شود.

فرض كنيد آب غلظت اكسيژن كمتري نسبت به جو بالاي آن دارد. در اين صورت، اكسيژن مولكولي به طور طبيعي از هوا در آب پخش مي شود تا زماني كه كاملاً از اكسيژن اشباع شود.

شرايط تعادل زماني برقرار مي شود كه غلظت اكسيژن در هوا و آب يكسان باشد.

هوادهي آب زماني اتفاق مي‌افتد كه آب و هوا مخلوط مي‌شوند و در نتيجه سطح DO در آب افزايش مي‌يابد.

اين به طور طبيعي در آبشارها و تپه‌ها يا زماني كه شرايط باد باعث ايجاد تلاطم در سطح آب مي‌شود اتفاق مي‌افتد.

موجودات آبزي براي زنده ماندن به DO نياز دارند، به همين دليل است كه برخي از آب ها داراي هوادهي مصنوعي هستند.

به عنوان مثال مي توان با چرخ دستي يا فواره در وسط حوض، استفاده از سنگ هوا در آكواريوم و اختلاط مكانيكي يا پمپاژ هوا به داخل حوضچه هاي هوادهي در تصفيه خانه هاي فاضلاب براي حفظ ميكروب هايي كه آلاينده ها را تجزيه مي كنند، اشاره كرد.

[caption id="attachment_3319" align="aligncenter" width="567"] اكسيژن محلول DO[/caption]

فتوسنتز

يكي ديگر از منابع اصلي DO فتوسنتز است.

گياهان آبزي و جلبك ها از فتوسنتز براي توليد سلول هاي جديد و ترميم سلول هاي آسيب ديده استفاده مي كنند.

اين فرآيند به آب، انرژي نور و دي اكسيد كربن نياز دارد. يك محصول جانبي فتوسنتز، اكسيژن مولكولي گازي است كه مي تواند در آب حل شود.

همه گياهان برابر نيستند، زيرا برخي از آنها اكسيژن بيشتري نسبت به ديگران توليد مي كنند.

گياهان و جلبك ها در طول روز كه فتوسنتز اتفاق مي افتد، اكسيژن توليد مي كنند.

آنها همچنين آن را براي تنفس مصرف مي‌كنند، اين فرآيندي است كه طي آن گياهان گلوكز (يعني قند توليد شده در طول فتوسنتز) و اكسيژن را به انرژي سلولي قابل استفاده تبديل مي‌كنند.

گياهان و جلبك‌ها در طول روز اكسيژن بسيار بيشتري نسبت به مصرف خود توليد مي‌كنند.

در شب، گياهان و جلبك ها ديگر اكسيژن توليد نمي كنند، اما همچنان به مصرف آن ادامه مي دهند. در همين حال، موجودات ديگر مانند ماهي ها اكسيژن را با نرخ ثابتي در سراسر ساعت مصرف مي كنند.

بنابراين، در يك سيستم سالم، غلظت اكسيژن در طول روز افزايش مي‌يابد و در شب زماني كه فعاليت تنفسي آن اكسيژن را مصرف مي‌كند، كاهش مي‌يابد.

[caption id="attachment_3320" align="aligncenter" width="518"] اكسيژن محلول DO[/caption]

متغير هاي تاثير گذار بر اكسيژن محلول DO

غلظت اكسيژن محلول در آب تحت تأثير دما، فشار هوا و شوري است.

رابطه دما با اكسيژن محلول DO

مهم ترين متغير دما است، بنابراين اندازه گيري آن در ارتباط با اكسيژن محلول ضروري است.

حلاليت اكسيژن در آب با دما رابطه معكوس دارد - با افزايش دما، DO كاهش مي يابد.

بنابراين، يك سيستم آبي در زمستان غلظت DO بالاتري نسبت به تابستان خواهد داشت، با فرض ثابت نگه داشتن ساير متغيرها.

همين امر در مورد شب نيز صدق مي كند - همانطور كه بدن آب در طول شب خنك مي شود، اكسيژن بيشتري مي تواند حل شود.

با اين حال، مهم است كه تأثير فتوسنتز و تنفس بر غلظت DO در طول روز و شب را در نظر داشته باشيد.

[caption id="attachment_3321" align="aligncenter" width="600"] اكسيژن محلول DO[/caption]

رابطه شوري آب با اكسيژن محلول DO

مانند دما، حلاليت اكسيژن در آب با شوري رابطه معكوس دارد - با افزايش شوري، DO كاهش مي يابد.

به عنوان مثال، آب دريا مي تواند حدود 20 درصد اكسيژن كمتري را در دما و فشار اتمسفر مشابه آب شيرين نگه دارد.

بنابراين، هنگام جمع‌آوري داده‌هاي DO درتالاب‌ها، مناطق ساحلي، آبزي‌پروري يا هر كاربرد ديگري كه شوري مي‌تواند متفاوت باشد)اندازه‌گيري شوري با يك سنسور هدايت انجام مي‌شود.

[caption id="attachment_3322" align="alignnone" width="600"] اكسيژن محلول DO[/caption]

رابطه فشار هوا  با اكسيژن محلول DO

برخلاف دما و شوري، رابطه مستقيمي بين فشار هوا و سطوح DO در آب وجود دارد - با كاهش فشار، DO كاهش مي‌يابد.

در ارتفاعات پايين تر، فشار هوا بالا است، بنابراين فشار بيشتري براي فشار دادن اكسيژن گازي از جو به آب وجود دارد.

اما در ارتفاعات بالاتر، فشار هوا بسيار بسيار كمتر است.

علاوه بر ارتفاع، فشار هوا مي تواند به دليل تغيير آب و هوا تغيير كند.

افت سريع فشار مي تواند نشان دهد كه طوفاني در راه است.

[caption id="attachment_3323" align="aligncenter" width="600"] اكسيژن محلول DO[/caption]

اندازه گيري اكسيژن محلول DO

DO در بسياري از واحدهاي مختلف بيان مي شود، اما اغلب در ميلي گرم در ليتر يا درصد اشباع (DO%) بيان مي شود.

واحد ميلي گرم در ليتر ساده است، زيرا ميلي گرم اكسيژن گازي حل شده در يك ليتر آب است.

بهترين مكان براي توضيح درصد اشباع، اتمسفر است – تقريباً 21 درصد اتمسفر زمين اكسيژن است.

نكته ديگر فشار هوا در سطح دريا است كه برابر با 760 ميلي متر جيوه است. بخشي از فشار كلي ناشي از اكسيژن  كه فشار جزئي ناميده مي شود  برابر با 160 ميلي متر جيوه (21٪ * 760 ميلي متر جيوه = 160 ميلي متر جيوه) است.

مقايسه واحدهاي اندازه گيري اكسيژن محلول

شما مي توانيد درصد اكسيژن محلول (DO%) را به عنوان واحدي كه مستقيماً توسط هر ابزاري كه از سنسور الكتروشيميايي يا سنسور نوري استفاده مي كند تعيين مي كند، در نظر بگيريد.

همانطور كه در جدول 1 در زير مشاهده مي شود، تنها متغيري كه DO% را تحت تاثير قرار مي دهد، فشار هواست.

[caption id="attachment_3324" align="aligncenter" width="600"] اكسيژن محلول DO[/caption]

در مقابل، DO mg/L توسط دستگاه از DO، دما و شوري محاسبه مي‌شود. جدول 2 زير تأثير دماها و شوري هاي مختلف را نشان مي دهد.

جدول 2

[caption id="attachment_3325" align="alignnone" width="600"] اكسيژن محلول DO[/caption]

فوق اشباع اكسيژن محلول   DOچيست؟

مقادير درصد اكسيژن محلول در محيط طبيعي مي تواند به بيش از 100٪ برسد، اما چگونه اين امكان وجود دارد؟

فتوسنتز مي تواند محرك مهمي براي فوق اشباع باشد، زيرا اين فرآيند اكسيژن خالص توليد مي كند. گاهي اوقات حتي مي تواند مقادير DO% را تا 500٪ نيز در نظر بگيرد!

علت ديگر تغييرات سريع دما است. در حالي كه تعادل آب با هواي بالاي آن به ندرت سريع است، دماي  آب مي تواند به سرعت تغيير كند.

بنابراين، فرض كنيد دماي يك درياچه راكد با شروع تابش خورشيد به سرعت 5 درجه افزايش مي يابد.

سطح DO در آب بايد با افزايش دما كاهش يابد. با اين حال، اگر تعادل بين هوا و آب به سرعت تغيير دما نباشد، درياچه از نظر فني با DO فوق اشباع مي شود تا زماني كه يك بار ديگر حالت تعادل برقرار شود.

يكي ديگر از علل فوق اشباع، شرايط متلاطم يا هر چيز ديگري است كه مي تواند باعث اختلاط هوا و آب شود (به عنوان مثال، سنگ هاي هوا، تند آب هاي سفيد).

چرا اكسيژن محلول را اندازه گيري كنيم؟

DO يكي از متداول‌ترين پارامترهاي اندازه‌گيري كيفيت آب است، اما دليل اندازه‌گيري آن بر اساس محيط متفاوت است.

اندازه گيري اكسيژن محلول DO درآبزي پروري

اكسيژن محلول نشانگر مستقيم توانايي آب براي حمايت از آبزيان است – موجودات آبزي براي زنده ماندن به DO نياز دارند!

سطح DO مورد نياز بر اساس گونه متفاوت است.

به طور كلي، بيشتر گونه هاي ماهي در محدوده 5-12 ميلي گرم در ليتر رشد و نمو مي كنند.

با اين حال، اگر سطح آن به كمتر از 4 ميلي گرم در ليتر برسد، ممكن است تغذيه آنها متوقف شود و دچار استرس شوند، كه احتمالاً منجر به مرگ ماهي هاي بزرگ مي شود.

هيپوكسي

هيپوكسي زماني اتفاق مي‌افتد كه غلظت اكسيژن محلول به حدي كاهش مي‌يابد كه ديگر نمي‌تواند موجودات زنده آبزي را پشتيباني كند.

عدم تعادل DO زماني رخ مي دهد كه شكوفه جلبكي مضر (HAB) وجود داشته باشد.

در طول مراحل اوليه و اوج رشد HAB، DO به دليل فعاليت فتوسنتزي در طول روز مي تواند به طور قابل توجهي در مجاورت شكوفه افزايش يابد.

اكسيژن بيشتري نسبت به مصرف جلبك ها يا موجودات ديگر در روز يا شب توليد مي شود كه اين امر مي تواند منجر به فوق اشباع شود.

با محو شدن و از بين رفتن شكوفه ها، جلبك ها به غذاي باكتري ها و ساير چيزهايي تبديل مي شوند كه اكسيژن مصرف مي كنند. اين مي تواند باعث كاهش شديد سطح DO و در نتيجه هيپوكسي شود.

كشتار ماهي هاي بزرگ نيز مي تواند ناشي از آلودگي حرارتي اطراف نيروگاه ها و كارخانه هاي صنعتي باشد.

در حالي كه پساب اين گياهان معمولاً تميز است، اما اغلب بسيار بسيار گرمتر از آب سطحي است كه وارد مي شود.

سطح DO در آب

با افزايش دما، سطح DO در آب كاهش مي يابد. بنابراين، هجوم ناگهاني آب گرم مي تواند منجر به مرگ ماهي هاي بزرگ شود.

آلودگي حرارتي و HAB ها تنها رويدادهايي نيستند كه موجودات آبزي را به خطر مي اندازند.

نمك جاده معمولاً در زمستان به جاده هاي يخي زده مي شود. اين نمك از جاده خارج مي شود و وارد آب هاي سطحي مي شود و شوري را افزايش مي دهد.

با افزايش شوري، سطح DO كاهش مي يابد. بنابراين، حتي اگر اكسيژن در آب سرد محلول تر است، شوري زياد مي تواند منجر به مرگ ماهي هاي بزرگ در زمستان به دليل خفگي شود.

اندازه گيري اكسيژن محلول در آب هاي زيرزميني

بسياري تصور مي كنند DO در زير سطح آب وجود ندارد، اما اين يك فرض نادرست است.

قبل از اينكه آب از سطح به سمت پايين نفوذ كند، آب با جو در تماس است و اكسيژن حل مي شود.

DO مي تواند در اعماق زياد در آبخوان وجود داشته باشد تا زماني كه مواد قابل اكسيد شدن كم يا اصلا وجود نداشته باشد.

اكسيژن محلول مي تواند يك پارامتر مفيد براي اندازه گيري در هنگام انجام تحقيقات آب هاي زيرزميني باشد.

DO مي تواند به تعيين زماني كه شرايط پايدار در طول پاكسازي رسيده است كمك كند و مي تواند براي ارزيابي ساخت چاه استفاده شود.

اندازه‌گيري DO همچنين مي‌تواند به حصول اطمينان از رعايت روش‌هاي مناسب نمونه‌برداري از آب‌هاي زيرزميني هنگام جمع‌آوري نمونه‌ها براي تجزيه و تحليل فلزات و تركيبات آلي فرار كمك كند.

هر گونه هوادهي مصنوعي مي تواند بر تجزيه و تحليل آزمايشگاهي اين تركيبات تأثير بگذارد.

DO  در آب هاي زيرزميني نقش مهمي در واكنش هاي شيميايي كه در سطح زيرين رخ مي دهد ايفا مي كند.

اين حالت ظرفيتي فلزات كمياب را تنظيم مي كند و متابوليسم تركيبات آلي محلول (مانند روغن) توسط ميكروب ها را محدود مي كند.

ميكروب‌ها مي‌توانند نفتي را كه به داخل چاه ها نشت كرده است تجزيه كنند.

مانند ساير موجودات، ميكروب ها نياز به تنفس دارند (يعني نفس كشيدن). تنفس نياز به يك گيرنده الكترون دارد و از آنجايي كه اكسيژن ترجيح داده مي شود، DO در جايي كه آلودگي وجود دارد به سرعت تخليه مي شود.

بنابراين، DO را فقط مي‌توان در خارج از توده‌اي از آب‌هاي زيرزميني آلوده يافت پس از اتمام اكسيژن محلول از ساير گيرنده هاي الكترون استفاده مي شود. پس از اكسيژن، نيترات مصرف مي شود.

اندازه گيري اكسيژن محلول در فاضلاب

ميكروب ها زباله ها را مصرف كرده و در فرآيند تصفيه در تصفيه خانه هاي فاضلاب به محصولات نهايي بي ضرر تبديل مي كنند.

DO نقش مهمي در اين فرآيند ايفا مي كند، زيرا اين ميكروب ها براي تجزيه آلاينده هاي فاضلاب مانند آلي يا آمونياك به آن متكي هستند.

در فرآيند لجن فعال (ASP) كه رايج ترين روش تصفيه هوازي فاضلاب است، هوا به مخازن هوادهي پر از ميكروب هاي معلق در آب پمپ مي شود.

[caption id="attachment_3328" align="aligncenter" width="645"] اكسيژن محلول DO[/caption]

نحوه اندازه گيري اكسيژن محلول در آب

اكسيژن محلول چگونه اندازه گيري مي شود؟ چند روش مختلف براي اندازه گيري اكسيژن محلول در آب وجود دارد كه بخش زير يك نماي كلي ارائه مي دهد.

روش رنگ سنجي

رنگ سنج ها كه به عنوان فتومتر فيلتر نيز شناخته مي شوند، ابزاري هستند كه شدت رنگ را اندازه گيري مي كنند.

هنگام استفاده از اين ابزار، معرف هاي شيميايي با نمونه مخلوط مي شوند.

اگر پارامتر هدف وجود داشته باشد، محلول داراي رنگ خواهد بود و شدت آن متناسب با غلظت پارامتر مورد آزمايش خواهد بود.

نور از طريق يك لوله آزمايش حاوي محلول نمونه و سپس از طريق يك فيلتر رنگي به يك آشكارساز نوري منتقل مي شود.

فيلترها طوري انتخاب مي شوند كه نور با طول موج خاصي انتخاب شود.

وقتي محلول بي رنگ است، تمام نور از آن عبور مي كند. با نمونه هاي رنگي، نور جذب مي شود و آنچه از نمونه عبور مي كند به نسبت كاهش مي يابد.

دو روش رنگ سنجي مختلف براي تعيين DO وجود دارد - Indigo Carmine و Rhodazine D. كارمين نيل با DO واكنش مي دهد و يك كمپلكس آبي تشكيل مي دهد.

در مقابل، رودازين D با DO واكنش مي دهد تا يك كمپلكس صورتي روشن ايجاد كند.

 تيتراسيون وينكلر

معرف ها همچنين هنگام تعيين غلظت DO از طريق تيتراسيون وينكلر استفاده مي شوند.

در اين روش، معرف ها يك تركيب اسيدي را تشكيل مي دهند كه با يك تركيب خنثي كننده تيتر مي شود.

همچنين مانند روش رنگ سنجي، تغيير رنگ حاصل مي شود و غلظت DO با مشاهده نقطه اي كه اين تغيير رنگ رخ مي دهد، تعيين مي شود.

بسياري از روش‌هاي عملياتي استاندارد (SOPs) هنوز نياز به تيتراسيون وينكلر دارند، به‌ويژه در آزمايشگاه‌هاي تصفيه فاضلاب كه نياز بيولوژيكي اكسيژن (BOD) را تعيين مي‌كنند.

تيتراسيون وينكلرز بايد در سه بار تكرار شود و نتايج به طور ميانگين انجام شود.

[caption id="attachment_3330" align="alignnone" width="302"] اكسيژن محلول DO[/caption]

سنسورهاي الكتروشيميايي

برخلاف اندازه‌گيري DO با انجام تيتراسيون وينكلر يا استفاده از رنگ‌سنج، حسگرهاي الكتروشيميايي، كه به عنوان سنسورهاي DO با پوشش غشايي نيز شناخته مي‌شوند، به معرف‌ها نياز ندارند.

اين حسگرها اندازه‌گيري‌هاي سريعي را ارائه مي‌كنند و دامنه وسيعي دارند، اما آب بايد به طور مداوم در سراسر غشاء حركت كند زيرا اكسيژن در طول اندازه‌گيري مصرف مي‌شود.

دو نوع سنسور الكتروشيميايي وجود دارد - قطبي و گالوانيكي. در سال 1956، دكتر ليلاند كلارك در حين كار با دانشمندان YSI، الكترود پلاروگرافي را اختراع كرد.

الكترود گالوانيكي بعدها توسعه يافت، اما DO را به همان روش سنسور پلاروگرافي اندازه گيري مي كند.

حسگرهاي الكتروشيميايي DO از يك آند و يك كاتد تشكيل شده است كه در محلول الكتروليت توسط يك غشاي تراوا از اكسيژن محصور شده است.

مولكول هاي اكسيژن حل شده در نمونه قبل از كاهش (يعني مصرف) در كاتد از طريق غشاء پخش مي شوند. اين واكنش يك سيگنال الكتريكي توليد مي كند كه از كاتد به آند مي رسد و در نهايت به دستگاه  DOمتر مي رسد.

مقدار اكسيژني كه از غشا پخش مي شود با فشار جزئي و غلظت اكسيژن خارج از غشا متناسب است.

همانطور كه غلظت اكسيژن تغيير مي كند، اكسيژن از طريق غشاء پخش مي شود و اين باعث مي شود كه جريان پروب به طور متناسب تغيير كند.

[caption id="attachment_3331" align="alignnone" width="504"] اكسيژن محلول DO[/caption]

پلاروگرافي

سنسورهاي پلاروگرافي داراي يك آند نقره اي و يك كاتد طلايي هستند.

اين مواد نياز دارند كه كاوشگر قبل از استفاده گرم شود يا قطبي شود  اين  امر حدود 10 دقيقه طول مي كشد.

سنسورهاي پلاروگرافي عمر طولاني تري نسبت به سنسورهاي گالوانيكي دارند زيرا هميشه روشن نيستند (يعني هميشه قطبي نمي شوند).

گالوانيك

سنسورهاي گالوانيك داراي يك آند روي و يك كاتد نقره هستند.

اين مواد به سنسور اجازه مي دهند كه به طور مداوم قطبي شود حتي زماني كه  DOمتر خاموش است، بنابراين نيازي به دوره گرم كردن نيست.

اما اين روشن بودن يك اشكال دارد اين سنسورها عمر كوتاه تري نسبت به سنسورهاي پلاروگرافي دارند.

[caption id="attachment_3333" align="aligncenter" width="571"] اكسيژن محلول DO[/caption]

سنسورهاي نوري

سنسورهاي نوري و الكتروشيميايي شباهت هايي با هم دارند.

براي شروع، اين حسگرها فشار اكسيژن محلول در نمونه را اندازه گيري مي كنند. قرائت‌هاي خام به صورت DO% بيان مي‌شوند و تنها متغيري كه بر DO% تأثير مي‌گذارد فشار بارومتريك است.

هرچه فشار هوا بيشتر باشد، اكسيژن بيشتري به آب رانده مي شود. توجه به اين نكته ضروري است كه DO mg/L از DO، دما و شوري محاسبه مي شود.

مانند سنسورهاي الكتروشيميايي، هنگام استفاده از سنسورهاي نوري به هيچ واكنشي نياز نيست. هر دو نوع سنسور نيز هنگام اندازه گيري مستقيماً در نموه قرار مي گيرند.

چندين ساختار كليدي براي حسگر نوري DO وجود دارد.

درپوش حسگر يك حسگر نوري DO حاوي يك لايه انتشار است كه DO به طور مداوم در حال حركت است.

برخلاف حسگرهاي الكتروشيميايي، اكسيژن در طول اندازه‌گيري مصرف نمي‌شود، بنابراين نيازي نيست آب به طور مداوم در سرپوش سنسور جريان داشته باشد.

همچنين LED هاي مختلفي وجود دارند كه يكي از آنها باعث مي شود كه لايه ديگري از درپوش سنسور - لايه رنگ - درخشنده شود (يعني درخشش).

همانطور كه اكسيژن در سراسر لايه انتشار حركت مي كند، بر روي لومينسانس لايه رنگ تأثير مي گذارد.

مقدار اكسيژن عبوري از لايه حسگر با طول عمر لومينسانس در لايه حسگر نسبت معكوس دارد.

طول عمر لومينسانس توسط سنسور اندازه گيري مي شود و با مرجع مقايسه مي شود (نور قرمز در مثال ما) و امكان تعيين DO را فراهم مي كند.

انتخاب سنسور اكسيژن محلول مناسب

چندين گزينه براي اندازه‌گيري اكسيژن محلول در آب وجود دارد، و انتخاب روش مناسب براي آن‌هايي كه به تازگي اندازه‌گيري DO را انجام مي‌دهند، مي‌تواند چالش برانگيز باشد.

رنگ سنج‌ها معمولاً زماني استفاده نمي‌شوند كه تنها پارامتري كه اندازه‌گيري مي‌شود، اكسيژن محلول است، زيرا راحت نيستند - مخلوط كردن معرف و محلول زمان مي‌برد! علاوه بر اين، محدوديت‌هاي بسيار محكمي در محدوده اندازه‌گيري وجود دارد.

انجام تيتراسيون هاي وينكلر زمان بر و چالش برانگيز است. فرض كنيد بايد تيتراسيون وينكلر را انجام دهيد زيرا رويه عملياتي استاندارد شما (SOP) از ISO 5813 يا ASTM D888 پيروي مي كند.

در اين صورت، توصيه مي كنيم به جاي انجام تيتراسيون با دست، از يك تيتراتور خودكار استفاده كنيد - برخي از گزينه هاي تيتراسيون را از YSI بررسي كنيد.

براي مشترياني كه نياز به اندازه‌گيري DO در محل دارند يا داراي توان عملياتي بالايي از نمونه‌ها هستند، توصيه مي‌كنيم در صورت انتخاب روش، از حسگر الكتروشيميايي يا نوري براي اندازه‌گيري DO استفاده كنيد.

سنسورهاي الكتروشيميايي و نوري تا حد زيادي متداول ترين ابزارهايي هستند كه براي اندازه گيري DO استفاده مي شوند.

بر خلاف ساير سنسورهاي كيفيت آب (به عنوان مثال، نيترات) كه اغلب براي يك كاربرد خاص طراحي شده‌اند، حسگرهاي DO را مي‌توان در طيف گسترده‌اي از كاربردها استفاده كرد - آب‌هاي سطحي، آبزي پروري، آب‌هاي زيرزميني، فاضلاب و موارد ديگر!

[caption id="attachment_3335" align="aligncenter" width="641"] اكسيژن محلول DO[/caption]

جهت سفارش اكسيژن محلول DO با ما تماس بگيريد.

تماس باما

كربن آلي كل TOC

كربن آلي كل (TOC) Total Organic Carbon اندازه گيري مقدار كل كربن موجود در تركيبات آلي در آب خالص و سيستم هاي آبي است.

TOC يك تكنيك تحليلي و ارزشمند است كه توسط سازمان‌ها و آزمايشگاه‌ها براي تعيين ميزان مناسب بودن فرآيندهاي تصفيه و خالص سازي آب استفاده مي‌شود.

آب به طور طبيعي حاوي تركيبات آلي است، مگر اينكه فوق خالص باشد.

TOC به يك پارامتر مهم براي نظارت بر سطوح كلي تركيبات آلي موجود تبديل شده است.

اين اتفاق علي‌رغم فقدان همبستگي كمي مستقيم بين كل كربن آلي و غلظت كل تركيبات آلي موجود رخ داده است و نشان‌دهنده اهميت داشتن يك شاخص كلي و آسان براي اندازه‌گيري سطح تقريبي آلودگي آلي است.

هنگام محاسبه كل كربن آلي چه چيزي اندازه گيري مي شود؟

هنگام تكميل تجزيه و تحليل TOC، موارد زير اندازه گيري مي شود:

• TC – كربن كل
• TIC – كل كربن معدني
• POC – كربن آلي قابل پاكسازي
• NPOC – كربن آلي غير قابل پاكسازي
• DOC – كربن آلي محلول
• NDOC – كربن آلي غير محلول

[caption id="attachment_3339" align="alignnone" width="676"] كربن آلي كل TOC[/caption]

اندازه گيري كل كربن آلي TOC

TOC در غلظت هاي بسيار متفاوت در طيف وسيعي از سيستم ها اندازه گيري مي شود.

جدول زير ميزان كربن آلي كل در انواع مختلف آب را نشان مي دهد.

سطوح در هر نوع بسيار متفاوت است اما، به طور كلي، از سطوح زير ppb در آب فوق‌العاده خالص براي كاربردهاي آزمايشگاهي و ميكروالكترونيكي تا صدها ppm در پساب‌ها و جريان‌هاي فرآيند متغير است.

براي بسياري از اين سيستم ها، TOC به تنهايي اطلاعات كافي را ارائه نمي كند.

تركيبات حاوي كربن مي توانند به اشكال مختلف وجود داشته باشند و نسبت هر كدام مي تواند حياتي باشد. تفكيك برخي از اين تقسيمات در نمودار بالا نشان داده شده است.

كربن آلي محلول (DOC) معمولاً به عنوان كربني در نظر گرفته مي شود كه از يك فيلتر 0.45 ميلي متري عبور مي كند.

TOC با اندازه ذرات بزرگ به عنوان ذرات يا غير محلول (NDOC) طبقه بندي مي شود. حدود 50 تا 75 درصد از DOC در آبهاي طبيعي به شكل اسيدهاي آلي پليمري - اسيدهاي فولويك و هيوميك است.

حدود 10 درصد از TOC در كلوئيدها، عمدتاً اسيدهاي هيوميك و مواد معدني مختلف است. 10 تا 20 درصد ديگر مولكول هاي كوچكي هستند كه از تجزيه مواد آلي حاصل مي شوند.

[caption id="attachment_3340" align="alignnone" width="644"] كربن آلي كل TOC[/caption]

آناليز كل كربن آلي TOC

TOC به طور جهاني با اكسيد كردن تركيبات آلي موجود به شكل هايي كه مي توانند كميت شوند اندازه گيري مي شود.

بسته به ماهيت و غلظت TOC اندازه گيري شده و نيازهاي تحليلي (مانند سرعت، حساسيت) از انواع روش هاي اكسيداسيون و تشخيص استفاده مي شود.

احتراق در دماي بالا در 1200 درجه سانتيگراد در فضاي غني از اكسيژن.
2CO توليد شده براي حذف تداخل از لوله هاي اسكرابر عبور داده مي شود و توسط جذب مادون قرمز غير پراكنده (NDIR) اندازه گيري مي شود.
اكسيداسيون كاتاليزوري در دماي بالا در دماي 680 درجه سانتيگراد در يك محيط غني از اكسيژن در داخل لوله هاي پر شده با يك كاتاليزور پلاتين و به دنبال آن NDIR.
حرارتي شيميايي با گرما و يك اكسيد كننده شيميايي، معمولاً يك پرسولفات.
فتوشيميايي با اشعه ماوراء بنفش و يك اكسيد كننده شيميايي، معمولاً يك پرسولفات.
عكس توسط نور ماوراء بنفش (UV) به تنهايي يا با يك كاتاليزور. روش اكسيداسيون اشعه ماوراء بنفش قابل اطمينان ترين و كم نگهداري ترين روش براي تعيين TOC در آب هاي فوق العاده خالص است.

روش‌هاي احتراق (1 و 2) عمدتاً براي غلظت‌هاي بالاتر (ppm يا بيشتر) TOC يا جاهايي كه سطوح بالايي از ذرات وجود دارد استفاده مي‌شوند.

اكسيداسيون پرسولفات، افزايش يافته توسط UV يا گرما، به طور گسترده اي براي تعيين TOC آزمايشگاهي در بسياري از انواع آب از انواع آب آشاميدني تا دارويي و الكترونيكي استفاده مي شود.

براي حذف اثر ساير محصولات اكسيداسيون، گاز ممكن است از يك غشاء عبور كند.

اكسيداسيون خوبي را مي توان به دست آورد، اما يك روش جبراني براي محاسبه خالي از معرف مورد نياز است. TOC

در سطوح ppb قابل تشخيص است.

IC را مي توان با اسيدي كردن نمونه تا مقدار pH 2 يا كمتر حذف كرد تا IC به صورت 2CO آزاد شود كه مي تواند اندازه گيري شود يا تخليه شود.

سپس TOC غير قابل تصفيه (NPOC) موجود در مايع اكسيده مي شود و 2CO آزاد مي كند كه براي اندازه گيري به آشكارساز ارسال مي شود.

وضعيت براي آب هاي با خلوص بالا با رسانايي كم تا حدودي متفاوت است.

آب با رسانايي به اندازه كافي كم (مقاومت نزديك به 18.2 Mohm.cm) نمي تواند حاوي غلظت قابل توجهي از بي كربنات ها يا كربنات ها (يا ساير نمك هاي محلول) باشد و هيچ اصلاحي براي IC لازم نيست.

همانطور كه قبلاً بحث شد، تمام اين اندازه‌گيري‌هاي سطح رديابي بايد به صورت آنلاين انجام شوند.

تعدادي از مانيتورهاي TOC براي پاسخگويي به نياز به نظارت سريع سطوح پايين (ppb) TOC در سيستم‌هاي آب آزمايشگاهي با خلوص بالا تكامل يافته‌اند.

براي اطمينان از در دسترس بودن نتايج و مرتبط بودن با حجم نسبتاً كم آب توزيع شده، به واكنش سريع نياز است.

اين مانيتورها معمولاً هدايت آب را قبل و بعد از اكسيداسيون اندازه گيري مي كنند.

تغيير بر اساس محتواي TOC كاليبره انجام مي گيرد.

به دليل محدوديت هاي زماني، اكسيداسيون هميشه كامل نيست اما براي اهداف نظارت كافي است.

آناليز آنلاين TOC يا در آزمايشگاه؟

در مواردي كه به بخش‌هاي فرعي TOC نياز است، مانند NDOC، نمونه‌ها قبل از تجزيه و تحليل تهيه مي‌شوند.

هنگامي كه فركانس يا سرعت تجزيه و تحليل مورد نياز آن را ترجيح مي دهد، از آناليزهاي آنلاين براي آناليزهاي TOC سطح بالاتر استفاده مي شود.

اندازه گيري هاي آنلاين نيز براي اندازه گيري سطوح TOC زير 50ppb ضروري است تا از آلودگي جلوگيري شود.

اين آلودگي مي تواند ناشي از TOC خارجي در محيط يا ظروف باشد، اما به طور جدي تر، از دي اكسيد كربن موجود در هوا كه به سرعت در آب خالص حل مي شود شامل مي شود .

دي اكسيد كربن با بسياري از تكنيك هاي مورد استفاده براي نظارت بر رديابي TOC تداخل دارد.

جهت سفارش كربن آلي كل TOC با ما تماس بگيريد.

تماس باما

رزين‌هاي تبادل كاتيوني و آنيوني

رزين‌هاي تبادل كاتيوني و آنيوني براي تصفيه و جداسازي آلاينده هاي آب موزد استفاده قرار مي گيرند.

اين دو رزين پركاربرد در فناوري تبادل يوني هستند اگر به دنبال توضيح كلي در مورد رزين هاي تبادل يوني آنيوني و كاتيوني و تفاوت‌هاي بين آنهت هستيد، ، اين مقاله اطلاعات اساسي و شباهت‌ها و تفاوت‌ها را به طور ساده بيان مي‌كند.

اگرچه رزين هاي تبادل آنيوني و كاتيوني دو دسته اصلي رزين هاي مورد استفاده در تبادل يوني هستند، چهار نوع اصلي از آنها براي تصفيه آب استاندارد وجود دارد كه عبارتند از:

كاتيون اسيدي قوي (SAC) كاتيون اسيد ضعيف (WAC) آنيون پايه قوي (SBA) آنيون پايه ضعيف (WBA) در زير يك نماي كلي از هر يك از اين نوع رزين ها آورده شده است:

رزين هاي كاتيوني رزين هاي كاتيوني با بار مثبت آلاينده هاي آب يوني با بار مثبت را حذف مي كنند.

در اين دسته از رزين ها مي توان به رزين هاي اسيد قوي/كاتيون قوي (SAC) و اسيد ضعيف/كاتيون ضعيف (WAC) اشاره كرد.

[caption id="attachment_3355" align="alignnone" width="584"] رزين‌هاي تبادل كاتيوني و آنيوني[/caption]

رزين هاي كاتيوني اسيدي قوي

رزين‌هاي تبادل كاتيوني اسيد قوي (SAC) از پرمصرف‌ترين رزين‌ها هستند، به‌ويژه براي كاربردهاي نرم‌كننده، زيرا در حذف كامل يون‌هاي سختي مانند منيزيم (Mg2+) يا كلسيم (Ca2+) مؤثر هستند.

انواع خاصي از رزين هاي SAC نيز براي كاربردهايي كه نياز به حذف باريم و راديوم از آب آشاميدني يا ديگر جريان ها دارند، توسعه يافته اند. مي توانند توسط اكسيدان ها آسيب ببينند و توسط آهن يا منگنز آلوده شوند، بنابراين بايد مراقب بود كه رزين در معرض اين مواد قرار نگيرد.

رزين هاي كاتيوني اسيدي ضعيف

رزين هاي تبادل كاتيوني اسيد ضعيف (WAC) كاتيون هاي مرتبط با قلياييت (سختي موقت) را حذف مي كنند و براي كاربردهاي دمينراليزاسيون و دكاليزاسيون استفاده مي شوند.

علاوه بر اين، رزين‌هاي WAC داراي مقاومت نسبتاً بالايي در برابر اكسيداسيون و دوام مكانيكي هستند كه آن‌ها را به انتخاب خوبي براي جريان‌هاي حاوي اكسيدان‌هايي مانند پراكسيد هيدروژن و كلر تبديل مي‌كند.

كاربرد رزين هاي كاتيوني

• حذف سختي

رزين SAC براي نرم شدن آب موثر است كه يون هاي سختي را حذف مي كند.

بيش از 100 سال است كه در كاربردهاي مسكوني، تجاري و صنعتي استفاده مي شود.

دانه‌هاي رزين SAC مانند آهن‌رباهاي كوچك، يون‌هاي كلسيم (Ca2+) و منيزيم (Mg2+) تشكيل‌دهنده رسوب را با مبادله آنها با يون‌هاي سديم حذف مي‌كنند. سطح سختي كاهش مي يابد و سطح سديم افزايش مي يابد. تمام رزين ها داراي ظرفيت تبادل محدود هستند.

مكان هاي مبادله روي دانه هاي رزين در نهايت پر مي شوند و قادر به تبادل سختي بيشتر نيستند، بنابراين رزين بايد دوباره احيا شود.

از آنجايي كه دانه هاي رزين SAC نسبت به يون هاي سديم تمايل بيشتري به يون هاي كلسيم/منيزيم دارند، از محلول غليظ نمك كلريد سديم (معمولاً 8 تا 12 درصد) براي احيا آنها استفاده مي كنند.

نرم كننده و رقيق كننده

رزين كاتيون اسيد ضعيف (WAC) مي تواند سختي و قليائيت را به طور همزمان حذف كند همچنين درجاتي از حذف كل جامدات محلول (TDS) را فراهم مي كند.

به طور كلي، رزين WAC حدود 80 درصد از سختي موقت (سختي مرتبط با مواد معدني بي كربنات محلول) را حذف مي كند.

از آنجايي كه رزين WAC يون هاي سختي و قليايي را با يون هاي هيدروژن مبادله مي كند، آب تصفيه شده اسيدي (يا pH پايين تر) خواهد بود.

ميزان كاهش TDS و كاهش pH تا حد زيادي به سطوح سختي ورودي بستگي دارد.

حذف باريم و راديوم

باريم و راديوم، دو كاتيون دو ظرفيتي هستند كه مي توانند توسط رزين استاندارد SAC حذف شوند. با اين حال، هنگام بازسازي رزين، به دليل انتشار آهسته جرم اتمي بزرگتر در عمق ماتريس رزين، بازده كاهش مي يابد.

انواع خاصي از رزين SAC با خواصي كه كاهش باريم و راديوم را افزايش مي‌دهند، به صورت تجاري در دسترس هستند و توسط بنياد ملي علوم (NSF) مورد آزمايش/گواهي قرار گرفته‌اند.

رزين هاي آنيوني

رزين هاي آنيوني با بار منفي، آلاينده هاي يوني با بار منفي در آب را حذف مي كنند. در اين دسته از رزين ها مي توان رزين هاي پايه قوي/آنيون قوي (SBA) و رزين هاي باز ضعيف/آنيون ضعيف (WBA) را نام برد.

از اين رزين هاي آنيوني مي توان براي حذف آلاينده هاي توضيح داده شده در اين بخش استفاده كرد.

[caption id="attachment_3356" align="alignnone" width="597"] رزين‌هاي تبادل كاتيوني و آنيوني[/caption]

رزين هاي آنيوني پايه قوي

رزين‌هاي تبادل آنيون پايه قوي (SBA) معمولاً براي دمينراليزاسيون، رقيق‌سازي و سيليس‌زدايي و همچنين حذف كل كربن آلي (TOC) يا ساير مواد آلي بسته به نوع رزين استفاده مي‌شوند.

آنها در انواع مختلفي موجود هستند كه هر كدام مجموعه منحصر به فردي از مزايا و محدوديت ها را ارائه مي دهند، اما به طور كلي، رزين هاي SBA به اندازه كافي قوي هستند تا اسيدهاي قوي و ضعيف (از جمله اسيد كربنيك و سيليسيك) را حذف كنند.

رزين هاي آنيوني پايه ضعيف

رزين هاي تبادل آنيون پايه ضعيف (WBA) اغلب با واحدهاي SBA براي كاربردهاي دمينراليزاسيون جفت مي شوند.

زيرا آنها فقط آنيون هاي مرتبط با اسيدهاي قوي تر (مانند كلريد و سولفات) را حذف مي كنند و اسيدهاي ضعيف (مانند دي اكسيد كربن و سيليس) را حذف نمي كنند.

اين مي تواند براي تأسيساتي كه مايلند اسيدهاي قوي تر را حذف كنند و اسيدهاي ضعيف تر را پشت سر بگذارند مفيد باشد.

اما معمولاً WBA و SBA اغلب به طور مشترك براي تكميل يك فرآيند معدني زدايي كامل تر استفاده مي شوند.

كاربرد رزين هاي آنيوني

• حذف نيترات

رزين SBA مي تواند نيترات (NO3-) را حذف كند. اگر نسبت سولفات به غلظت NO3 در آب زياد باشد، رزين بايد زودتر  احيا شود تا آنيون سولفات به عنوان يك احيا كننده عمل كند و NO3- را تخليه كند.

در شرايط با غلظت سولفات بالا، مي توان از رزين SBA انتخابي نيز استفاده كرد.

• حذف پركلرات

رزين هاي SBA وجود دارند كه به طور انتخابي پركلرات (ClO4-) را حذف مي كنند. اين رزين ها مي توانند يكبار مصرف و/يا قابل بازسازي باشند.

• حذف آرسنيك

آرسنيك در آب  به آرسنات، As(V) و آرسنيت As(III) مربوط مي شود. فقط آنيون هاي آرسنات با بار منفي (HAsO42-) را مي توان با استفاده از رزين هاي SBA حذف كرد. آرسنيت (H3AsO3) معمولاً در محلول آبي خنثي است.

بنابراين، براي تبديل آنيون As(III) به As(V) به پيش اكسيداسيون نياز است. هنگامي كه اين اكسيداسيون كامل شد، باقيمانده بايد قبل از تماس با رزين SBA حذف شود.

• حذف كربن آلي كل TOC

كربن آلي كل (TOC) يا مواد آلي طبيعي را مي توان با ضدعفوني ثانويه با كلر اكسيد كرد و DBP ها مانند THMs و HAA را ايجاد كرد.

اين DBP ها مواد سرطان زا مشكوك هستند و توسط EPA در آب آشاميدني تنظيم مي شوند.

گاهي اوقات تصفيه خانه هاي شهري TOC را حذف مي كنند تا تشكيل DBPs را محدود كنند. TOC معمولاً بار منفي دارد و با استفاده از رزين SBA حذف مي شود.

• حذف اورانيوم

از رزين SBA مي توان براي حذف اورانيوم استفاده كرد، كه معمولاً به صورت كمپلكس هاي كربنات/سولفات اورانيل آنيوني وجود دارد.

• معدني زدايي/ديونيزه كردن

رزين هاي SAC و SBA كه به صورت جداگانه يا مخلوط با هم استفاده مي شوند.

 مي توانند براي كاهش مواد معدني و TDS در آب استفاده شوند.

مواد معدني موجود در آب با كاتيون هاي هيدروژن (H+) و آنيون هاي هيدروكسيد (OH–) از دانه هاي رزين مبادله مي شوند.

تفاوت رزين هاي تبادل كاتيوني و آنيوني

تفاوت اصلي رزين هاي كاتيوني و آنيوني در اين است كه يكي داراي بار مثبت (كاتيون) و ديگري بار منفي (آنيون) است.

دانه هاي رزين كاتيوني و آنيوني را بسته به نياز تاسيسات و در صورت نياز به حذف كامل يون هاي داراي بار مثبت و منفي مي توان با هم يا در مخازن جداگانه استفاده كرد.

  جهت سفارش رزين‌هاي تبادل كاتيوني و آنيوني باما تماس بگيريد.

جهت سفارش رزين‌هاي تبادل كاتيوني و آنيوني صفحه فروشگاه بازديد كنيد.

فلزات سنگين در آب

فلزات سنگين در آب در نتيجه هوازدگي خاك‌ها و سنگ‌ها، فوران‌هاي آتشفشاني، و از انواع فعاليت‌هاي انساني شامل استخراج، پردازش يا استفاده از فلزات و يا مواد حاوي آلاينده‌هاي فلزي وارد سيستم‌هاي آبي مي‌شوند.

رايج ترين آلاينده هاي فلزات سنگين عبارتند از آرسنيك، كادميوم، كروم، مس، نيكل، سرب و جيوه. اصطلاح "فلز سنگين" تا حدودي نادقيق است، اما شامل بيشتر فلزات با عدد اتمي بيشتر از 20 مي شود و فلزات قليايي، قليايي خاكي، لانتانيدها و اكتينيدها را شامل نمي شود.

چگونه فلزات وارد آب شيرين مي شوند؟

انواع مختلفي از منابع آلاينده وجود دارد: منابع نقطه اي (آلودگي موضعي)، كه در آن آلاينده ها از منابع منفرد و قابل شناسايي مي آيند. نوع دوم منابع آلاينده، منابع غيرنقطه اي هستند، جايي كه آلاينده ها از منابع پراكنده (و اغلب شناسايي آنها دشوار است) مي آيند.

تنها چند نمونه از آلودگي فلزي موضعي وجود دارد، مانند هوازدگي طبيعي بدنه‌هاي سنگ معدن و ذرات فلزي كوچك كه از نيروگاه‌هاي زغال‌سوز از طريق دودكش‌هاي موجود در هوا، آب و خاك اطراف كارخانه مي‌آيند.

شايع ترين آلودگي فلزي در آب شيرين از شركت هاي معدني ناشي مي شود.

آنها معمولاً از سيستم زهكشي معدن اسيدي براي رهاسازي فلزات سنگين از سنگ معدن استفاده مي كنند، زيرا فلزات در محلول اسيدي بسيار محلول هستند.

پس از فرآيند زهكشي، محلول اسيد را در آب هاي زيرزميني پراكنده مي كنند كه حاوي سطوح بالايي از فلزات است.

اثرات ورود فلزات سنگين به آب

هنگامي كه PH آب كاهش مي يابد، حلاليت فلز افزايش مي يابد و ذرات فلز متحرك تر مي شوند.

به همين دليل است كه فلزات در آب هاي نرم سمي تر هستند.

فلزات مي توانند در رسوبات پاييني، جايي كه سال ها در آنجا باقي مي مانند، محبوس شوند.

جريان‌هايي كه از مناطق معدني تخليه مي‌شوند اغلب بسيار اسيدي هستند و حاوي غلظت بالايي از فلزات محلول با آبزيان كم هستند.

آلودگي فلزي موضعي و پراكنده باعث آسيب زيست محيطي مي شود زيرا فلزات زيست تخريب پذير نيستند.

بر خلاف برخي از آفت كش هاي آلي، فلزات را نمي توان به اجزاي كمتر مضر در محيط تجزيه كرد. كمپبل و استوكس (1985) دو واكنش متضاد ارگانيسم را به سميت فلز با كاهش pH توصيف كردند:

- اگر تغيير كمي در گونه زايي وجود داشته باشد و اتصال فلز در سطح بيولوژيكي ضعيف باشد، كاهش pH باعث كاهش رقابت براي مكان هاي اتصال يون هاي هيدروژن مي شود.

- در مواردي كه اثر اتصال قوي فلز در سطح بيولوژيكي وجود دارد، اثر كاهش pH افزايش قابليت دسترسي فلز خواهد بود.

به طور كلي شكل يوني يك فلز سمي تر است، زيرا مي تواند با يون هاي ديگر تركيبات سمي ايجاد كند.

واكنش‌هاي انتقال الكترون كه با اكسيژن در ارتباط هستند مي‌توانند منجر به توليد اكسي راديكال‌هاي سمي شوند، مكانيزم سميتي كه امروزه در حيوانات و گياهان اهميت قابل توجهي دارد.

برخي از اكسيراديكال‌ها، مانند آنيون سوپراكسيد (O2-) و راديكال هيدروكسيل (OH-)، مي‌توانند باعث آسيب جدي سلولي شوند.

برخي از آلاينده هاي معدني به ميزان بيشتري نسبت به سايرين توسط موجودات زنده جذب مي شوند.

اين در فاكتور Bioconcentration (BCF) منعكس مي شود كه مي تواند به صورت زير بيان شود: BCF = غلظت ماده شيميايي در ارگانيسم / غلظت ماده شيميايي در محيط.

محيط زيست موجودات آبزي معمولاً آب يا رسوبات با مواد شيميايي معدني است.

مواد شيميايي سمي مي توانند در بافت هاي گونه ها، به ويژه بافت هاي چربي ذخيره شوند. تجمع زيستي كادميوم در حيوانات در مقايسه با ساير فلزات زياد است، زيرا به سرعت جذب شده و به آرامي دفع مي شود.

همچنين حساسيت افراد يك گونه خاص به يك آلاينده ممكن است تحت تأثير عواملي مانند جنس، سن يا اندازه باشد.

به طور كلي غلظت فلزات در بي مهرگان با جرم بدن آنها رابطه معكوس دارد. در ماهي، مراحل جنيني و لاروي معمولاً بيشترين حساسيت را نسبت به آلاينده ها دارند.

موجودات اعماق دريا احتمالاً مستقيماً تحت تأثير غلظت فلزات در رسوبات قرار مي گيرند.

سميت فلزات سنگين آب

برخي از فلزات مانند منگنز، آهن، مس و روي از ريز مغذي‌هاي ضروري هستند.

آنها در غلظت هاي مناسب براي زندگي ضروري هستند، اما در مقادير زياد، اين مواد شيميايي مي توانند سمي باشند.

در عين حال، قرار گرفتن در معرض مزمن كم با فلزات سنگين مي تواند در دراز مدت اثرات جدي بر سلامتي داشت باشد.

تحمل به فلزات نيز در بي مهرگان و ماهي ها ثبت است.

قزل آلاي رنگين كمان پس از قرار گرفتن در معرض 24 ساعت با غلظت مس 0.55 ميلي گرم در ليتر، 55 درصد مهار جذب سديم و 4 درصد كاهش ميل تركيبي براي سديم را نشان داد كه منجر به كاهش كلي غلظت سديم كل سولفيدريل شد.

پروتئين غني (Lauren and McDonald 1987a,b). پروتئين به عنوان يك متالوتيونين در نظر گرفته شد.

اين پروتئين هاي با وزن مولكولي كم حاوي بسياري از اسيدهاي آمينه غني از گوگرد هستند كه برخي از فلزات را به هم متصل كرده و سم زدايي مي كنند.

پيش تيمار ارگانيسم با دوزهاي كم يك فلز ممكن است سنتز متالوتيونئين را تحريك كرده و تحمل را در طي مواجهه بعدي ايجاد كند

[caption id="attachment_3368" align="alignnone" width="658"] فلزات سنگين در آب[/caption]

سميت فلزات

براي حفاظت از سلامت انسان، حداكثر غلظت مجاز فلزات در آب هاي طبيعي كه توسط آژانس حفاظت از محيط زيست (EPA) توصيه ميگردد عبارت است از:

حداكثر غلظت مجاز (MPC) فلزات مختلف در آب هاي طبيعي براي حفاظت از سلامت انسان.

[caption id="attachment_3369" align="aligncenter" width="326"] فلزات سنگين در آب[/caption]

[caption id="attachment_3388" align="aligncenter" width="303"] فلزات سنگين در آب[/caption]

جيوه، سرب و كادميوم حتي در مقادير كم مورد نياز هيچ موجودي نيست.

از آنجايي كه فلزات در pH خنثي يا پايه نامحلول هستند، pH هاي 7 يا بالاتر تصويري بسيار گمراه كننده از ميزان آلودگي فلزات ارائه مي دهند. بنابراين در برخي موارد ممكن است به طور قابل توجهي كل غلظت فلزات در آب هاي طبيعي را دست كم بگيرد.  

جهت سفارش و خريدفلزات سنگين در آب از صفحه فروشگاه بازديد كنيد .

حذف سيليس از آب

سيليس چيست؟

حذف سيليس از آب با نام دي اكسيد سيليكون (2SiO) نيز شناخته مي شود، يك تركيب كريستالي است كه در اكثر سنگ ها، كاني ها و ماسه ها بسيار رايج است.

همچنين گاهي اوقات به صورت مصنوعي توليد مي شود.

سيليس در انواع كاربردهاي صنعتي از جمله ساخت و ساز و همچنين توليد ساينده ها، الكترونيك، شيشه، ريخته گري فلزات و برخي از انواع تصفيه آب استفاده مي شود.

در حالي كه بيشتر اشكال سيليس در شرايط عادي به طور خاص در آب محلول نيستند، سطوح پايين سيليس (حدود 15ppm) به طور طبيعي در آب هاي زيرزميني و سطحي به دليل تماس با سنگ هاي اطراف رخ مي دهد و بنابراين حذف سيليس اغلب جزء سيستم هاي تصفيه آب خام است.

سيليس همچنين مي تواند در طي فرآيندهاي مختلف صنعتي از جمله فعاليت هاي مختلف توليد، كاربرد آن به عنوان يك عامل كنترل خوردگي و در طي چرخه هاي شستشو و آبكشي به آب وارد شود.

حذف آلاينده هايي مانند سيليس از آب مي تواند يك عمليات چالش برانگيز باشد.

چند نمونه از صنايعي كه نياز به حذف سيليس از آب قبل از تخليه يا استفاده مجدد دارند عبارتند از:

برج هاي خنك كننده، آب تغذيه ديگ بخار يا آب ديگ بخار، كارواش ها، توليد كنندگان نيمه هادي و فاضلاب بازيافت روغن تزريقي بخار. در واقع، هر صنعتي كه فاضلاب را براي تخليه يا استفاده مجدد پردازش مي كند، اغلب با چالش حذف سيليس از آب فرآيند خود مواجه است. سيليس در آب اغلب به طور طبيعي وجود دارد.

به طور كلي، سيليس واكنش پذير و سيليس كلوئيدي است. اين ماده به هر شكلي كه باشد، بايد حذف شود.

ضرورت حدف سيليس از آب

حذف سيليس از فرآيند يا فاضلاب معمولاً به عنوان وسيله اي براي جلوگيري از سايش زودرس يا آسيب به تجهيزات صنعتي انجام مي شود.

اين به اين دليل است كه محتواي سيليس مي تواند روي سطوح به صورت رسوبات معدني سخت كه به عنوان رسوب شناخته مي شوند، جمع شود. رسوبات مي توانند راندمان گرمايش و سرمايش را كاهش دهند و همچنين مي توانند با توانايي عملكرد سيستم ها در محدوده فشار تعريف شده تداخل ايجاد كنند و همچنين بستر را جهت ايجاد خوردگي فراهم كنند. به اين ترتيب، رسوب گذاري سيليس مي تواند كارايي، عملكرد و ايمني تجهيزاتي مانند بويلرها، توربين ها، لوله كشي و واحدهاي فيلتراسيون را به خطر بيندازد.

سيليس همچنين مي تواند باعث رسوب غشايي در سيستم هاي نانوفيلتراسيون و اسمز معكوس يا ساير واحدهاي فيلتراسيون غشايي شود. رسوب غشايي زماني اتفاق مي‌افتد كه ذرات سيليس در منافذ غشا قرار مي‌گيرند و جريان طبيعي مايعات را از طريق غشا مسدود مي‌كنند.

علاوه بر اين، از آنجايي كه ذرات سيليس ساينده هستند، مي توانند باعث پارگي زودرس و ضعيف شدن مواد غشايي فيلتراسيون شوند.

روش هاي حذف سيليس

حذف سيليس براي انواع كاربردهاي صنعتي، از جمله تصفيه آب خام، آب آرايشي برج خنك كننده، تغذيه ديگ بخار استفاده مي شود.

سيليس مي‌تواند به شكل گرانول، كلوئيد يا يون‌هاي فعال وجود داشته باشد و انتخاب فناوري حذف سيليس مناسب بستگي به اين دارد كه كدام اشكال فيزيكي سيليس در جريان وجود داشته باشد.

در زير انواع سيليس و فناوري هاي حذف مناسب براي هر كدام را خلاصه كرده ايم. - نرم كردن آهك لخته سازي - الترافيلتراسيون -  تبادل يوني - اسمز معكوس - انعقاد الكتريكي يا الكتروديونيزاسيون

نرم كننده آهك

نرم كردن آهك يكي از متداول ترين روش ها براي حذف سيليس از آب مانند مواد آرايشي تا برج هاي خنك كننده، مواد آرايشي تا بويلر يا آب ديگ بخار است.

نرم‌كننده آهك از افزودن آهك (هيدروكسيد كلسيم) براي حذف يون‌هاي سختي (كربنات كلسيم و كربنات منيزيم) توسط رسوب استفاده مي‌كند. ذرات سيليس در تكه هاي هيدروكسيدهاي منيزيم و كلسيم جذب مي شوند.

در بسياري از موارد، فلزات سنگين در لجن (لخته ته نشين شده) وجود دارند و مستلزم هزينه اضافي براي دفع اين مواد خطرناك هستند.

 نرم كردن با آهك معمولاً به سرمايه گذاري نسبتاً قابل توجهي نياز دارد و به دليل مقدار مواد شيميايي مورد استفاده و هزينه هاي دفع مقادير زيادي از باقيمانده هاي توليد شده، مي تواند پرهزينه باشد.

[caption id="attachment_3558" align="alignnone" width="796"] حذف سيليس از آب[/caption]

اولترافيلتراسيون UF

اولترافيلتراسيون UF فقط سيليس كلوئيدي را حذف مي كند، بنابراين ابتدا بايد تعيين كنيد كه سيليس شما كلوئيدي است يا سيليس واكنشي.

تبادل يوني

عبارت است از:

(تبادل يون‌هاي آب با رزين هاي آنيوني و كاتيوني) كه منجر به فرآيندهاي خالص سازي، جداسازي و محلول هاي آبي و ساير محلول هاي حاوي يون با مبدل هاي يوني جامد پليمري يا معدني استفاده مي شود.

نقطه ضعف اين فرآيند اين است كه مبدل هاي رزيني نياز به شارژ مجدد و جايگزيني مداوم دارند و هزينه هاي مداوم قابل توجهي به فرآيند اضافه مي كند.

اگر فلزات سنگين در رزين هاي مبادله اي با سيليس وجود داشته باشد بايد در محل دفن زباله طبقه بندي شده خطرناك دور ريخته شوند و هزينه هاي بيشتري را به همراه داشته باشد.

[caption id="attachment_3559" align="alignnone" width="783"] حذف سيليس از آب[/caption]

اسمز معكوس

اسمز معكوس (RO) يك روش فيلتراسيون با فناوري غشايي است كه بسياري از انواع مولكول‌ها و يون‌هاي بزرگ را با اعمال فشار به محلول هنگامي كه در يك طرف غشاء انتخابي قرار دارد، از محلول‌ها حذف مي‌كند.

نتيجه اين است كه املاح در سمت تحت فشار غشاء باقي مي ماند و حلال خالص اجازه عبور به سمت ديگر را مي دهد.

براي «انتخابي» بودن، اين غشاء نبايد اجازه دهد كه مولكول‌ها يا يون‌هاي بزرگ از منافذ (سوراخ‌ها) عبور كنند، بلكه بايد به اجزاي كوچك‌تر محلول مانند حلال اجازه عبور آزادانه بدهد.

استفاده از اسمز معكوس يا هر فناوري غشايي براي حذف سيليس مي تواند مشكل ساز باشد.

سيليس مانند شيشه است و باعث ايجاد سوراخ در غشا مي شود و به دليل ساينده بودن ذرات، كارايي غشا را كاهش مي دهد.

فلزات سنگين منجر به آلودگي ممبران مي شوند اگر پيش تصفيه قبل از عمليات غشايي انجام شود.

ممبران بدون نياز به تعويض مداوم عملكرد بهينه اي خواهند داشت.

انعقاد الكتريكي

با انعقاد الكتريكي يا الكترو ديونيزاسيون آب سيليس، فلزات سنگين و ساير آلاينده ها را از محلول هاي آبي حذف مي كند.

با استفاده از الكتريسيته تميز، انعقاد الكتريكي به طور موثر طيف وسيعي از آلاينده ها را با يك سيستم واحد حذف مي كند.

الكترودياليز اجزاي موجود در آب را "قابل تفكيك" مي كند.

فلزات سنگين از فرم هاي يوني به فرم هاي اكسيدي تبديل مي شوند و به آنها اجازه مي دهد در محل هاي دفن زباله غير خطرناك دفع شوند.

انعقاد الكتريكي از روش‌هايي استفاده مي‌كند كه مقادير زيادي از آلاينده‌ها را در يك عمليات رسوب مي‌دهند.

اين فناوري انتخاب اقتصادي و زيست‌محيطي متمايز براي تصفيه زباله‌هاي صنعتي، تجاري و شهري است. سرمايه و هزينه هاي عملياتي معمولاً به طور قابل توجهي كمتر از انعقاد شيميايي است.

[caption id="attachment_3560" align="alignnone" width="563"] حذف سيليس از آب[/caption]

محفظه دستگاه الكترو ديونيزاسيون از تيغه هاي فلزي تخت تشكيل شده است كه به موازات يكديگر قرار گرفته اند. جريان مستقيم به اولين و آخرين تيغه اعمال مي شود.

سپس مايع به يك رسانا تبديل مي شود و اجازه مي دهد جريان آزادانه در سراسر محفظه عبور كند.

اين منجر به سيل الكترون ها به داخل آب مي شود كه ذرات باردار را خنثي و باعث مي شود كه آنها از محلول رسوب كنند.

 تيغه هاي فلزي با آزاد كردن يون هاي فلزي باردار به جريان واكنش نشان مي دهند.

و در اندازه هاي مختلف از 1 gpm تا مضربي از 2500 gpm در دسترس است. انعقاد الكتريكي ممكن است به زودي از روش تصفيه اختياري به روش تصفيه ضروري منتقل شود.

زيرا آژانس حفاظت از محيط زيست شروع به اجراي قوانين محافظت از محيط زيست در برابر زباله هاي سمي، از جمله فلزات سنگين مي كند.

انعقاد الكتريكي اكثر جريان هاي فاضلاب را با هزينه عملياتي كمتر تميز و لجن كمتري نسبت به بارش هاي شيميايي توليد مي كند. جهت خريد سيليس از صفحه فروشگاه بازديد كنيد.

تصفيه آب ديگ بخار

تصفيه آب ديگ بخار بايد سه هدف اصلي را برآورده كند:

تبادل حرارتي مداوم

حفاظت در برابر خوردگي

توليد بخار با كيفيت بالا

تصفيه خارجي آب بويلر

تصفيه آب قبل از ورود به ديگ بخار يا تصفيه خارجي آب بويلر عبارت است از كاهش يا حذف ناخالصي ها از آب خارج از ديگ.

به طور كلي، تصفيه خارجي زماني استفاده مي شود كه مقدار يك يا چند ناخالصي آب خوراك بيش از حد بالا باشد كه توسط سيستم ديگ بخار قابل تحمل نباشد.

انواع مختلفي از تصفيه خارجي (نرم‌سازي، تبخير، هوازدايي، فيلتراسيون غشايي و غيره...) وجود دارد كه مي‌توان از آنها براي تهيه آب خوراك براي يك سيستم خاص استفاده كرد.

تصفيه آب داخل بويلر

تصفيه آب داخل ديگ بخار يا تصفيه آب داخل بويلر داخلي عبارت است از تصفيه ناخالصي هاي داخل سيستم ديگ بخار.

واكنش ها يا در خطوط تغذيه يا در بويلر رخ مي دهد. تصفيه داخلي آب بويلر ممكن است به تنهايي يا همراه با تصفيه خارجي استفاده شود.

هدف آن واكنش مناسب با سختي آب خوراك، حالت لجن، حذف اكسيژن و جلوگيري از كف شدن آب ديگ است.

برخي از مواد طبيعي و مصنوعي توانايي حذف يون هاي معدني از آب را در ازاي يون هاي ديگر دارند.

به عنوان مثال، در عبور آب از يك نرم كننده ساده تبادل كاتيوني، تمام يون هاي كلسيم و منيزيم حذف شده و با يون هاي سديم جايگزين مي شوند.

از آنجايي كه تبادل كاتيوني ساده كل مواد جامد منبع آب را كاهش نمي دهد، گاهي اوقات از آن همراه با ساير روش ها استفاده مي شود.

آهك داغ-زئوليت

يكي از رايج ترين و كارآمدترين رو ش تصفيه تركيبي، فرآيند آهك داغ-زئوليت است.

اين شامل پيش تصفيه آب با آهك براي كاهش سختي، قلياييت و در برخي موارد سيليس و تصفيه بعدي با يك نرم كننده تبادل كاتيوني است. اين سيستم تصفيه چندين عملكرد را انجام مي دهد:

نرم شدن، كاهش قليايي و سيليس، كاهش مقداري اكسيژن و حذف موادمعلق و كدورت.

تصفيه شيميايي آب داخل ديگ معمولاً ضروري است و با مراقبت از هرگونه ناخالصي وارد شده به ديگ با آب تغذيه (سختي، اكسيژن، سيليس و غيره)،تصفيه خارجي را تكميل مي كند.

در بسياري از موارد تصفيه خارجي منبع آب ضروري نيست و تنها با روش هاي داخلي مي توان آب را تصفيه كرد.

• تصفيه داخلي آب ديگ هاي بخار

هنگامي كه ديگ‌ها در فشار كم يا متوسط ​​كار مي‌كنند، زماني كه مقادير زيادي بخار متراكم براي آب تغذيه استفاده مي‌شود، يا زماني كه آب خام با كيفيت خوب در دسترس است، تصفيه داخلي مي‌تواند يك درمان منحصر به فرد باشد.

هدف از تصفيه داخلي اين است كه:

1) با هر نوع سختي آب خوراكي واكنش نشان داده و از رسوب آن بر روي فلز ديگ به صورت رسوب جلوگيري مي كند.

2) هر گونه ماده معلق مانند لجن سختي يا اكسيد آهن در ديگ را آماده كرده و آن را به فلز ديگ بخار نچسباند.

3) حفاظت ضد كف را فراهم مي كند تا غلظت معقولي از مواد جامد محلول و معلق در آب ديگ بدون انتقال فوم ايجاد شود.

4) اكسيژن را از آب حذف كرده و قليائيت كافي براي جلوگيري از خوردگي ديگ فراهم مي كند.

5) يك تصفيه داخلي بايد از خوردگي و پوسته پوسته شدن سيستم آب تغذيه و همچنين  خوردگي در سيستم هاي ميعانات بخار جلوگيري كند.

تصفيه داخلي آب ديگ هاي بخار يك مكمل ضروري براي برنامه تصفيه آب است، دوزهاي خاصي از محصولات حالت دهنده به آب اضافه مي شود.

استفاده از پراكنده كننده فسفات، پلي فسفات پخش كننده (مواد شيميايي نرم كننده):

اين محصولات در واكنش با قليايي بودن آب ديگ، سختي آب را با تشكيل تري كلسيم فسفات خنثي مي كنند و تركيبي نامحلول كه مي تواند به طور مداوم يا دوره اي از طريق آب پايين ديگ بخار دفع شود  ايجاد مي كنند.

پخش كننده هاي طبيعي و مصنوعي (عوامل ضد جرم گيري):

خاصيت پراكندگي محصولات ايجاد شده  را افزايش مي دهند. اونها مي توانند شامل:

پليمرهاي طبيعي مثل ليگنوسولفونات ها، تانن ها

پليمرهاي مصنوعي مثل  پلي آكريلات ها، كوپليمر آكريلات مالئيك، كوپليمر مالئيك استايرن، پلي استايرن سولفونات ها و غيره...باشند

عوامل جدا كننده:

مانند فسفات هاي معدني كه به عنوان بازدارنده عمل مي كنند .

حذف كننده هاي اكسيژن:

سولفيت سديم، تانيس، هيدرازين، مشتقات مبتني بر هيدروكينون ياپروگالول، مشتقات هيدروكسيل آمين، مشتقات هيدروكسيل آمين، مشتقات اسيد اسكوربيك و غيره. اغلب سطوح فلزي را غيرفعال مي كنند.

انتخاب محصول و دوز مورد نياز بستگي به اين دارد كه آيا ازروش هاي  هواگيري استفاده شده است يا خير.

مواد ضد كف يا ضد پرايمينگ:

مخلوطي از عوامل فعال سطحي كه كشش سطحي مايع را اصلاح كرده، كف را حذف كرده و از انتقال ذرات ريز آب در بخار جلوگيري مي كند.

مواد شيميايي نرم كننده مورد استفاده شامل خاكستر سودا، كاستيك و انواع مختلف فسفات سديم است.

اين مواد شيميايي با تركيبات كلسيم و منيزيم موجود در آب خوراك واكنش مي دهند. سيليكات سديم براي واكنش انتخابي با سختي منيزيم استفاده مي شود.

بي كربنات كلسيم كه با آب تغذيه وارد مي شود در دماي ديگ تجزيه مي شود يا با سود سوزآور واكنش مي دهد و كربنات كلسيم تشكيل مي دهد.

از آنجايي كه كربنات كلسيم نسبتاً نامحلول است، تمايل دارد از محلول خارج شود. كربنات سديم تا حدي در دماي بالا به هيدروكسيد سديم (سودآور) و دي اكسيد كربن تجزيه مي شود.

دماي بالا در آب ديگ، حلاليت سولفات كلسيم را كاهش مي دهد و تمايل دارد كه مستقيماً روي فلز ديگ رسوب كند.

در نتيجه سولفات كلسيم بايد به صورت شيميايي واكنش نشان دهد تا رسوبي در آب ايجاد شود تا بتوان آن را حالت داده و با دميدن حذف كرد.

سولفات كلسيم با كربنات سديم، فسفات سديم يا سيليكات سديم واكنش داده و كربنات كلسيم نامحلول، فسفات يا سيليكات را تشكيل مي دهد.

سولفات منيزيم توسط سود سوزآور واكنش داده و رسوب هيدروكسيد منيزيم را تشكيل مي دهد.

مقداري منيزيم ممكن است با سيليس واكنش داده و سيليكات منيزيم را تشكيل دهد.

سولفات سديم بسيار محلول است و در محلول باقي مي ماند مگر اينكه آب تقريباً تا حد خشك شدن تبخير شود.

دو رويكرد كلي براي تصفيه لجن در داخل ديگ وجود دارد:

با انعقاد يا پراكندگي. هنگامي كه مقدار كل لجن زياد است (در نتيجه سختي آب تغذيه بالا) بهتر است لجن منعقد شود تا ذرات لخته ساز بزرگي تشكيل شود.

اين را مي توان با تخليه آب ديگ يا به اصطلاح زيرآب زدن ديگ بخار حذف كرد.

انعقاد را مي توان با تنظيم دقيق مقادير قليايي، فسفات ها و مواد آلي مورد استفاده براي تصفيه، بر اساس تجزيه و تحليل هزينه آب به دست آورد.

زماني كه مقدار لجن زياد نباشد (سختي آب خوراك كم) ترجيحاً از درصد بالاتري از فسفات در تصفيه استفاده  مي شود.

فسفات ها ذرات لجن جدا شده را تشكيل مي دهند. درصد بيشتري از پخش كننده هاي لجن آلي در تصفيه استفاده مي شود تا ذرات لجن را در سراسر آب ديگ پراكنده نگه دارند.

مواد مورد استفاده براي تصفيه لجن

مواد مورد استفاده براي تصفيه لجن شامل مواد آلي مختلف از كلاس هاي تانن، ليگنين يا آلژينات مي باشد.

مهم است كه اين مواد آلي انتخاب و پردازش شوند تا هم موثر باشند و هم در فشار كار ديگ پايدار باشند.

مواد آلي مصنوعي خاصي به عنوان عوامل ضد كف استفاده مي شود. مواد شيميايي مورد استفاده براي حذف اكسيژن شامل سولفيت سديم و هيدرازين است.

تركيبات مختلفي از پلي فسفات ها و مواد آلي براي جلوگيري از رسوب و خوردگي در سيستم هاي آب تغذيه استفاده مي شود.

آمين هاي خنثي كننده فرار و بازدارنده هاي فيلم براي جلوگيري از خوردگي ميعانات استفاده مي شود.

روش هاي متداول تغذيه شيميايي داخلي شامل استفاده از مخازن محلول شيميايي و پمپ هاي تناسبي يا فيدرهاي شيميايي مخصوص بريكت توپ مي باشد.

به طور كلي، مواد شيميايي نرم كننده (فسفات ها، خاكستر سودا، كاستيك و غيره) مستقيماً به آب ورودي اضافه مي شوند. آنها همچنين ممكن است از طريق يك خط جداگانه تخليه در آب تغذيه ديگ تغذيه شوند.

مواد شيميايي بايد در بخش آب ديگ بخار تخليه شوند تا واكنش‌هايي در آب قبل از ورود به منطقه توليد بخار رخ دهد. بسته به سختي آب خوراك و ساير عوامل ممكن است مواد شيميايي نرم كننده به طور مداوم يا متناوب اضافه شوند.

مواد شيميايي اضافه شده براي واكنش با اكسيژن محلول (سولفات، هيدرازين و غيره) و مواد شيميايي مورد استفاده براي جلوگيري از رسوب و خوردگي در سيستم آب تغذيه (پلي فسفات ها، مواد آلي و غيره) بايد تا حد امكان به طور مداوم در سيستم آب ورودي تغذيه شوند.

مواد شيميايي مورد استفاده براي جلوگيري از خوردگي سيستم ميعانات ممكن است بسته به ماده شيميايي خاص مورد استفاده، مستقيماً به بخار يا سيستم آب تغذيه وارد شوند.

تغذيه مداوم ترجيح داده مي شود، اما استفاده متناوب در برخي موارد كافي است.

بويلر (Boiler)

بطور معمول از سيستم هاي پيشرفته تصفيه آب صنعتي براي تامين آب خوراك ديگ بخار يا بويلر (Boiler) استفاده مي‌شود.

وظيفه دستگاه تصفيه آب بويلر حذف تركيبات و آلاينده‌هاي موجود در آب، و در نتيجه، محافظت از اجزاي واحد ديگ بخار و لوله كشي‌هاست.

اين آلاينده ها ممكن است شامل مواد جامد محلول، مواد جامد معلق و عناصري مانند آهن ، مس ، سيليس ، كلسيم ، منيزيم ، آلومينيوم ، سختي و گازهاي محلول باشد. بدون تصفيه مناسب ، آب خوراك ورودي به ديگ بخار مي‌تواند باعث تشكيل جرم و رسوب‌، خوردگي و گرفتگي بويلر و تجهيزات پايين دست شود.

پس اگر آب بويلر به درستي تصفيه نشود منجر به افزايش چشمگير هزينه تعمير و نگهداري سيستم، افزايش مصرف سوخت و خرابي ديگ بخار مي‌شود.

• تصفيه خارجي آب بويلر

تصفيه مناسب آب ديگ براي جلوگيري از رسوب و خوردگي داخل ديگ ضروري است.

عدم انجام تصفيه  خارجي و و اكتفا كردن به تصفيه داخلي آب ديگ بخار مي تواند منجر به اختلالات عملياتي يا خرابي كامل ديگ شود.

در مواردي كه امكان انتخاب وجود دارد، پيش تصفيه خارج از ديگ هميشه ترجيح داده شده و قابل اطمينان تر از تصفيه درون ديگ است.

براي جلوگيري از رسوب داخل ديگ مي بايست  از تصفيه آب مناسب استفاده كنيد.

پس از تشكيل رسوب بر روي ديواره هاي ديگ، تقريباً غيرممكن است كه آن را از ديگ بخار خارج كنيد. وارد كردن اسيدها در مخازن تحت فشار كاملاً ممنوع است، زيرا تقريباً هر محلولي كه به طور شيميايي به رسوبات حمله كند به فلز ديگ نيز حمله مي كند.

اساس كار سيستم حذف ناخالصي هاي مضر قبل از ورود به ديگ بخار و همچنين كنترل اسيديته و هدايت آب (Conductivity) است.

از روش‌هاي مختلفي به صورت سلسله وار براي تصفيه آب بويلر استفاده مي‌شود.

و در بسياري موارد يك سيستم تصفيه آب پيشرفته نظير دستگاه اسمز معكوس (RO) عمليات اصلي را انجام مي‌دهد و در مواردي از سيستم‌هاي ديگري نظير رزين‌هاي تبادل يوني (IX) براي افزايش كيفيت در ادامه سيستم RO نيز استفاده مي‌شود.

به چنين سيستم‌هايي كه بعد از دستگاه RO براي افزايش كيفيت آب استفاده مي‌شود در اصطلاح پاليشينگ (Polishing) گفته مي‌شود.

ولي استفاده و يا عدم استفاده از سيستم پاليشينگ به عوامل مختلفي نظير فشار عملياتي بويلر، كاربرد بخار توليدي و خصوصيات شيميايي آب وابسته است.

پارامترهاي مهم آب ديگ بخار

مواد جامد SOLID

مواد جامدات را مي توان به دو دسته تقسيم كرد:

جامدات معلق و جامدات محلول. جامدات معلق آنهايي هستند كه در حالي كه جامدات محلول در محلول آب هستند، مي توان آنها را با فيلتراسيون حذف كرد.

بهترين آزمايش براي تعيين ميزان مواد جامد آب ديگ از طريق آزمايش رسانايي است.

مقدار هدايت الكتريكي آب ديگ با توجه به نمك هاي مختلف يونيزه شده متفاوت است.

رسانايي مي تواند براي اندازه گيري كل جامدات محلول در آب ديگ و به عنوان وسيله اي دقيق براي كنترل جامدات از طريق استفاده از دمش استفاده شود.

آزمايش ديگري كه گاهي اوقات به عنوان اندازه گيري مواد جامد استفاده مي شود، اندازه گيري كلريد موجود در آب ديگ است.

نسبت كلريدهاي موجود در آب ديگ به نسبت آب تغذيه مي تواند به عنوان وسيله اي براي تعيين ميزان دمش مورد نياز استفاده شود. آزمايش كلريد براي آب تغذيه با غلظت‌هاي ورودي كم نامناسب است و غلظت‌هاي موجود در آب تغذيه براي دقت بايد در طول زمان ميانگين شود.

سختي HARDNESS

سختي آب ناشي از يون هاي كلسيم و منيزيم است كه بسته به منبع آب در سراسر كشور بسيار متفاوت است.

در بويلرها سختي آب مي تواند باعث تشكيل رسوب و لجن يا گل شود. سختي بايد در آب آرايش به سيستم برگشت حذف شود. سختي كل نبايد از 50 PPM تجاوز كند.

اسيديته PH

مقدار pH آب ديگ عددي بين صفر تا چهارده است. مقادير زير هفت اسيدي، هفت خنثي و مقادير بالاي هفت قليايي هستند.

فاكتور pH مهمترين عامل موثر بر تشكيل رسوب و تمايلات خورندگي آب ديگ است. pH بايد بين حداقل 10.5 و حداكثر 11.0 حفظ شود تا از خوردگي اسيدي لوله‌ها و صفحات ديگ جلوگيري شود

PH  زير 5 آب به اندازه كافي اسيدي است كه صفحات فولادي ديگ را حل كند. در اين شرايط فولاد به تدريج نازك تر و نازك تر مي شود تا زماني كه از بين برود. در pH بين 5 تا 9.4، سوراخي صفحات پوست را با سرعتي بست به ميزان اكسيژن محلول در ديگ ايجاد ميگردد.

اكسيژن محلول DO

اكسيژن محلول در اثر حلاليت اكسيژن اتمسفر در آب تغذيه ايجاد مي شود. هوادهي منبع آب تغذيه در مخازن آب تغذيه اتفاق مي افتد كه به وضوح به حذف ساير گازهاي مضر كمك مي كند.

هوادهي كارآمد باعث اشباع آب با اكسيژن مي شود.

اكثر مشكلات خوردگي مستقيماً به مقدار اكسيژن محلول در آب ديگ مربوط مي شود.

از بين بردن اثر خوردگي اكسيژن محلول مي تواند هم به طور مستقيم و هم به صورت شيميايي انجام گردد.

حذف مستقيم يا مكانيكي اكسيژن محلول از طريق استفاده از هواگير يا با گرم كردن آب تا دماي بالاي 82 درجه سانتيگراد انجام مي شود.

گرم كردن آب را مي توان با پيش گرم كن يا لوله اسپرج كه در سيستم برگشت نصب  است انجام داد.

هوازدايي شيميايي از طريق وارد كردن مواد شيميايي خاص (هيدرازين) در بويلر براي واكنش با اكسيژن انجام مي شود. محتواي اكسيژن محلول بايد در حداقل نگه داشته شود اما در هيچ زماني نبايد از 007/0 ميلي گرم در ليتر تجاوز كند.

قليائيت آب ALKALINITY

قليائيت آب ديگ بايد به اندازه كافي بالا باشد تا از پوسته و صفحات در برابر خوردگي اسيدي محافظت كند، اما به اندازه كافي براي ايجاد انتقال بالا نباشد.

حداقل مقدار قليائيت براي محافظت كافي 200 PPM است.

از قليائيت بالاي ديگ كه بيش از 700 PPM است، بايد اجتناب شود. مقادير بالاتر از اين مي تواند منجر به شكنندگي فولاد شود.

سولفيت ها SOLFITES 

سولفيت سديم به طور كلي براي حذف شيميايي اكسيژن محلول در آب ديگ استفاده مي شود.

براي اطمينان از حذف سريع و كامل اكسيژن ورودي به سيستم آب تغذيه ديگ بخار، غلظت سولفيت در ديگ بخار بايد حداقل 20 PPM (قسمت در ميليون) حفظ شود.

روغن ها OIL

تمام تلاش بايد براي جلوگيري از ورود روغن ها به آب ديگ انجام شود.

روغن باعث ايجاد كف مي شود يا با مواد جامد معلق تركيب مي شود و لجن ايجاد مي كند كه مي تواند باعث گرم شدن بيش از حد صفحات ديگ شود.

جامدات زياد ديگ منجر به ايجاد كف، پرايمينگ، موج و انتقال مي شود. اين مشكلات را مي توان با دميدن صحيح و روزانه ديگ برطرف كرد.

فسفات ها  PHOSPHATES

از فسفات ها براي واكنش با سختي كلسيم موجود در آب ديگ استفاده مي شود.

براي اينكه اين واكنش انجام شود، حفظ pH در حداقل مقدار 9.50 مهم است.

براي واكنش كامل فسفات ها با سختي كلسيمي كه از طريق آب تغذيه وارد ديگ مي شود، مطلوب است كه غلظت فسفات ها در آب بين 30 تا 50 PPM حفظ شود.

روش هاي تصفيه خارجي آب بويلر

فيلتراسيون (Filtration)

در اولين مرحله جريان آب بويلر از طريق يك يا چند واحد فيلتراسيون عبور داد تا جامدات معلق، كدورت و مواد آلي فيلتر گردد.

در صورت وجود كدورت و رنگ و كلرآزاد استفاده از فيلتر هاي كربني جهت حذف آنها ضروري است همچنين استفاده از فيلتر هاي شني و ميكروني يكي از بهترين گزينه‌ها براي اين مرحله هستند.

هنگامي كه در دستگاه تصفيه آب بويلر قرار است از رزين‌هاي سختگي‌گير يا موارد ديگر به عنوان پيش تصفيه استفاده كنيم، ميكروفيلترها مي‌توانند وسيله‌اي مقرون به صرفه براي جلوگيري از رسوب و گرفتگي و  محافظت از تجهيزات تصفيه آب پايين دست باشند.

رزين سختي‌گير (Ion Exchange Softening )

سيستم IX قادر است تركيباتي كه باعث ايجاد سختي در آب مي‌شوند، نظير كلسيم، منيزيم و … را به طور كامل حذف كند.

اين كار با استفاده از يك رزين نرم كننده انجام مي شود، كه به طور معمول يك رزين كاتيون اسيد قوي (SAC) است كه يون‌هاي عامل سختي را با يون ديگري نظير سديم مبادله مي‌كند.

رزين حذف قلياييت (Dealkalization)

قلياييت موجود در آب خوراك بويلر مي‌واند باعث ايجاد كف در ديگ بخار و همچنين خوردگي در لوله ها شود. بنابراين‌، از رزين حذف قليلييت (IXD) براي تصفيه جريان‌ خوراك ديگ بخار با رزين آنيوني قوي (SBA) يا اسيد ضعيف (WAC) استفاده مي‌شود.

سيستم IXD قابليت حذف يون‌هاي بي كربنات ، سولفات و نيترات و كاهش pH را دارد.

البته اگر در ادامه فرآيند تصفيه قرار باشد از سيستم‌هايي نظير اسمز معكوس يا نانوفيلتر استفاده شود، لازم نيست از سيستم IXD استفاده شود.

اسمز معكوس و نانوفيلتر، بخش اصلي سيستم تصفيه آب بويلر

سيستم‌هاي RO و NF معمولا به عنوان بخش اصلي سيستم مورد استفاده قرار مي‌گيرند‌، كه مي توانند براي از بين بردن باكتري‌ها ، نمك‌ها ، تركيبات آلي‌، سيليس و سختي مفيد باشند.

فرايند RO و NF هر دو از نوع فيلتراسيون غشايي هستند‌، به اين معني كه از يك غشاي نيمه تراوا براي جذب هرگونه آلاينده استفاده مي كنند، در حالي كه به مولكول هاي آب اجازه مي‌دهند عبور كنند.

كيفيت بالاي آب توليدي توسط اين سيستم‌ها (بخصوص RO) و هزينه‌هاي عملياتي پايين منجر به استفاده‌هاي گسترده‌اي براي تصفيه آب بويلر گشته .

رزين هاي كاتيوني و آنيوني جهت حذف كامل يونها (Demineralization)

براي مواردي كه دبي آب مورد نياز بويلر بسيار زياد است و يا فشار عملياتي ديگ بخار بالاست، كيفيت آب مورد استفاده در بويلر هم بايد بالاتر باشد.

در چنين مواردي رزين حذف يون مي‌تواند به عنوان تصفيه اصلي جايگزين سيستم RO شود.

IX به طور معمول آب با كيفيتي توليد مي‌كند.

ولي انتخاب بين اسمز معكوس و رزين حذف يون مستلزم بررسي‌ و در نظر گيري پارامترهاست.

سيستم حذف گاز (Degasification)

پس از انجام مراحل تصفيه اصلي، آب تصفيه با ميعانات حاصل از ديگ بخار تركيب و وارد سيستم حذف گاز مي گردد.

اين مرحله اكسيژن و دي اكسيد كربن محلول در آب را حذف مي‌كند كه براي جلوگيري از خوردگي بسيار مهم است.

سيستم پرداخت (Polishing)

بسته به نياز و شرايط و محدوديت‌هاي ديگ بخار‌،ممكن است به فناوريهاي پرداخت نياز گردد.

اين مرحله معمولا بر روي آب تصفيه فرايند اصلي تصفيه شامل RO يا IX استفاده مي‌گردد.

فن آوري هاي پوليش معمولي شامل سيستم‌هاي رزين تركيبي (IX Mixed Bed) و الكتروديونيزها (EDI) هستند.

بعد از تمام مراحل تصفيه آب ، آب خوراك بويلر با استفاد از خط لوله به ديگ بخار منتقل و در آنجا حرارت مي گيرد تا بخار تشكيل گردد.

ميعانات سپس با آب تصفيه  تركيب و چرخه دوباره آغاز مي گردد.

جهت سفارش تصفيه آب ديگ بخار از صفحه فروشگاه بازديد كنيد.

فيلتركربني

فيلتركربني يا كربن فعال يكي از روش هاي رايج در سيستم هاي تصفيه آب و فاضلاب است كه بر اساس جذب مواد آلي آب توسط كربن فعال است.

از بين بردن كدورت، بو و طعم آب يكي از وظايف اصلي فيلترهاي كربن فعال است و به همين دليل در سيستم هاي تصفيه آب صنعتي و خانگي، استخرها و حتي تصفيه فاضلاب صنعتي كاربرد زيادي دارد.

فيلتر كربن چيست؟

وجود مواد آلي در آب كه همگي ساختار كربني دارند بر كيفيت آن تاثير منفي مي گذارد و بر كدورت، بو و طعم آن تاثير زيادي مي گذارد.

فيلتر كربن يا فيلتر كربن فعال در واكنش با مواد آلي به دليل وجود كربن فعال فعال است و بلافاصله مواد آلي را جذب كرده و باعث مي شود مقدار زيادي از آلاينده هاي موجود در آب از بين برود.

پيوند آني مواد آلي موجود در آب با سطوح بيروني فيلتر كربن فعال دليل اصلي جذب مواد آلي توسط اين فيلترها مي باشد.

روش تصفيه آب با فيلتر كربن فعال

ساختار كلي فيلترهاي كربن فعال شامل مخزن، شير ورودي، سيليس، كربن فعال و شير خروجي مي باشد.

بدنه فيلتر كربن فعال اغلب از فولاد، فولاد كربني با رنگ اپوكسي يا FRP ساخته شده است.

آب با PH در حد خنثي از شير ورودي وارد مخزن مي شود و با عبور از لايه هاي كربني مواد آلي را از دست مي دهد و در نهايت با عبور از سيليس معلق، مواد جامد معلق خارج شده و آب شفاف و بي بو، بي مزه و بي مزه مي شود.

بي رنگ از دريچه خروجي به بيرون مخزن منتقل مي شود.

نكته مهم در ساخت فيلترهاي كربني اين است كه در اين فيلترها علاوه بر كربن فعال از سيليس نيز استفاده مي شود كه نقش بسيار مهمي در جذب مواد معلق در آب دارد.

ابتدا يك لايه سيليس قرار داده شده و با كربن پوشانده مي شود.

عبور ذرات معلق و جذب مواد آلي توسط فيلترهاي كربني به مرور زمان باعث ايجاد لايه ژله اي روي آن مي شود كه عملكرد فيلتر را به شدت كاهش مي دهد.

بنابراين لازم است فيلتر را با روش هاي مختلف مانند شستشوي معكوس با بك واش تميز و بازسازي كرد.

[caption id="attachment_3582" align="aligncenter" width="578"] فيلتر كربن[/caption]

انواع فيلتر كربن

فيلترهاي كربن يا كربن فعال با توجه به نوع كربن و اندازه ذرات آن به گروه هاي مختلفي تقسيم مي شوند كه عبارتند از:

• فيلتر كربن فعال گرانولي GAC
• فيلتر كربن فعال پودري PAC
• بلوك فيلتر كربن فعال

فيلتر كربن دانه اي (GAC) كه به عنوان فيلتر كربن شني نيز شناخته مي شود، همانطور كه از نامش پيداست، آب را با دانه هاي ريز به اندازه ماسه كربن تصفيه مي كند.

سطح تماس آب با دانه هاي ماسه كربني كمتر از نوع پودري آن است و در نتيجه بازده كمتري دارد.

فيلتر كربن فعال پودري يا PAC داراي بالاترين سطح تماس با قطرات آب بوده و توانايي جذب مواد آلي و حذف رنگ، بو و طعم آب موجود در آن را بيش از انواع ديگر دارد.

فيلترهاي كربن بلوكي به دليل اندازه و ابعاد بزرگ كربن قدرت جذب كمتري دارند، اما نسبت به دو فيلتر قبلي در حذف مواد معلق در آب بهتر عمل مي كنند. به طور كلي، GAC و PAC اغلب در دستگاه هاي تصفيه آب استفاده مي شوند.

و روش هاي مختلفي مانند فعال سازي حرارتي و فعال سازي شيميايي توليد مي شود.

به دليل جذب عالي كربن توليد شده توسط پوسته نارگيل، اين نوع كربن اغلب براي سيستم هاي تصفيه آب با فيلترهاي كربني استفاده مي شود.

البته لازم به ذكر است كه كربن فعال از پوسته نارگيل گرانتر از فيلترهاي ديگر است.

[caption id="attachment_3583" align="aligncenter" width="768"] فيلتر كربن[/caption]

كاربرد فيلتر كربن فعال

قدرت جذب بالاي مواد آلي و حذف رنگ و بو و طعم نامطبوع آب به كمك فيلترهاي كربني كاربرد آن را بسيار فراگير كرده است.

كاربردهاي فيلتر كربن فعال شامل گزينه هاي زير است:

فيلتر كربن در تصفيه آب آشاميدني

رنگ كدر آب نشان دهنده وجود مواد آلي مضر در آن است كه محيطي را براي رشد ميكروب ها و ميكروارگانيسم ها فراهم مي كند و در ايجاد بيماري هاي گوارشي بسيار موثر است.

استفاده از دستگاه هاي تصفيه آب به روش فيلتر كربني باعث مي شود كه رنگ آب به طور كامل از بين برود و عبور آب از فيلتر ذغالي نيز بو و طعم آن را از بين مي برد.

استفاده از اين فيلترها در تصفيه آب آشاميدني نياز به استفاده از مواد ضدعفوني كننده را بي نياز مي كند و علاوه بر آن كلر موجود در آب نيز حذف مي شود.

پيش تصفيه اسمز معكوس

به منظور افزايش راندمان و بهبود راندمان سيستم هاي تصفيه آب مانند اسمز معكوس، مرحله پيش تصفيه در نظر گرفته شده است.

نصب فيلترهاي كربني در مرحله پيش تصفيه RO گام بزرگي براي حذف مواد آلي و كلر موجود در آن است كه باعث افزايش طول عمر فيلترهاي اسمز معكوس مي شود.

تصفيه آب استخر

استفاده متوالي از آب استخر در نهايت منجر به تغيير رنگ و رشد ميكروب ها و ميكروارگانيسم ها مي شود.

استفاده از دستگاه تصفيه آب با فيلتر شني و فيلتر كربني يكي از بهترين روش ها براي تميز كردن آب استخر است كه هزينه كمتري نسبت به روش هاي ديگر خواهد داشت.

با توجه به اين كه فيلترهاي كربني قدرت جذب بالايي دارند، بنابراين براي تميز كردن آب استخر نيازي به استفاده از مواد شيميايي و ضدعفوني كننده زياد نيست.

اين انتخاب نه تنها هزينه ها را كاهش مي دهد، بلكه حاوي مواد شيميايي و كلر مضر كمتري است و سلامت پوست و بدن را تضمين مي كند.

تصفيه فاضلاب صنعتي

رنگ كدر فاضلاب صنعتي نشان دهنده وجود مواد آلي موجود در آن است كه به آن آب خاكستري مي گويند.

از آنجايي كه فيلترهاي كربن فعال در حذف آب كدورت بسيار موثر هستند.

مي توانند گزينه مناسبي براي تصفيه و بازيافت فاضلاب صنعتي براي صرفه جويي در مصرف آب باشند.

مزاياي تصفيه آب با فيلتر كربن

فيلترهاي كربن فعال به دلايل متعددي در سيستم هاي تصفيه آب به طور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرند كه از مهمترين آنها مي توان به موارد زير اشاره كرد:

• رنگ، بو و مزه آب را از بين ببريد
• حذف تركيبات كلر، بنزن، رادون، THM
• H2S را از آب خارج كنيد
• نصب و نگهداري آسان و ارزان
• شستشوي معكوس آسان

معايب فيلتر كربن فعال

اين گروه از سيستم هاي تصفيه آب و فاضلاب قادر به حذف برخي از مواد شيميايي و آلاينده هاي موجود در آب نيستند.

به عنوان مثال، فيلتر كربن فعال توانايي حذف مواد زير را از آب ندارد:

• املاح، نمك ها، آرسنيك، مس، نيترات، TDS، آزبست
• رسوب زدايي
• نيترات ها و باكتري ها

روش هاي فعال سازي فيلتر كربن فعال

مانند ساير تجهيزات تصفيه آب و فاضلاب، فيلترهاي كربن فعال در نهايت كارايي خود را به دليل جذب بالاي مواد آلي از دست خواهند داد. در نتيجه لازم است اقدامات لازم براي احياي آنها انجام شود.

به طور كلي براي اين منظور از دو روش شستشوي معكوس و جريان بخار معكوس استفاده مي شود.

در روش جريان بخار معكوس كربنها به مدت 30 دقيقه با بخار در تماس بوده و احيا مي شوند.

قيمت فيلتر كربن فعال

در هنگام خريد فيلتر كربن علاوه بر توجه به كيفيت و كارايي دستگاه، بايد قيمت فيلتر كربن را نيز در نظر گرفت.

تفاوت قيمت فيلتر كربن اكتيو توليد شده و موجود در بازار به چند عامل مهم بستگي دارد:

مهمترين آنها مي توان به برند سازنده، سايز، مدل، جنس بدنه و ميزان كربن اشاره كرد.

جهت سفارش فيلتركربني از صفحه فروشگاه بازديد كنيد

فروشگاه

فيلتر شني

فيلتر شني يكي از قديمي ترين و رايج ترين روش هاي تصفيه آب است كه براي حذف ذرات معلق در آب با اندازه بيش از 100 ميكرون استفاده مي شود.

قيمت ارزان، راندمان و عمر طولاني از جمله ويژگي هاي مثبتي است كه باعث شده تصفيه آب فيلتر شني در مصارف و صنعتي و خانگي بسيار مورد استفاده قرار گيرد.

در اينجا انواع فيلترهاي شني، روال كار، مزايا و معايب آن ارايه مي شود.

فيلتر شني چيست؟

تصفيه آب در طبيعت به روش هاي مختلفي انجام مي شود كه يكي از مهمترين آنها حذف مواد زائد از آب با عبور از بستر شني است.

در طراحي و ساخت فيلترهاي شني، اين رفتار الهام گرفته از طبيعت نسبت به ساير روش هاي تصفيه آب مانند اولترافيلتراسيون و نانوفيلتراسيون براي حذف ذرات معلق در آب هزينه كمتري دارد.

فيلترهاي شني در واقع نوعي مخزن هستند كه داراي شير ورودي و خروجي و نازل هايي با پوشش شن و سيليس مي باشد.

ذرات معلق در آب از فيلتر دانه هاي ماسه عبور نمي كنند و در نهايت خروجي آب تميز و تصفيه مي شود.

بدنه فيلترهاي شني از مواد مختلفي ساخته مي شود كه متداول ترين آنها بدنه فلزي، فايبرگلاس و بتني مي باشد.

بدنه هاي فلزي اين تجهيزات از ورق هاي گالوانيزه و نوع بتني كه بيشتر براي پالايشگاه هاي با ظرفيت بالا استفاده مي شود از بتن بوده و بسيار مقاوم مي باشد.

فيلترهاي فايبرگلاس از كامپوزيت هاي فشرده ساخته و به عنوان فيلترهاي شني FRP نيز مي ناميم.

روش تصفيه آب با فيلتر شني

به طور كلي بدون در نظر گرفتن انواع فيلترهاي شني مي توان نحوه عملكرد آنها را به صورت زير بيان كرد:

آب حاوي املاح، آهن، منگنز، ذرات معلق گل و غيره از شير ورودي وارد مخزن مي شود.

در داخل مخزن پوشش ماسه و سيليس تعبيه شده است.

براي جلوگيري از عبور شن هاي ريز از نازل ها و افت فشاردر حالت شستشوي معكوس ، پوشش شن و سيليس روي نازل ها به گونه اي انجام مي شود كه ابتدا دانه ها بزرگتر، سپس متوسط ​​و در نهايت دانه هاي ريز شوند.

عبور آب از نازل باعث مي شود كه ذرات بزرگتر از 100 ميكرون به دانه هاي ماسه برخورد كنند و اجازه عبور اين ذرات را ندهند و فقط قطرات آب بدون ذرات معلق از نازل عبور كنند.

نهايتا آب بدون ذرات از دريچه خروجي مخزن به بيرون دستگاه منتقل شده و مورد استفاده قرار مي گيرد.

[caption id="attachment_3591" align="aligncenter" width="786"] قسمتهاي مختلف فيلتر شني[/caption]

انواع فيلترهاي شني

نكته بسيار مهم در طراحي فيلتر شني نيرويي است كه باعث عبور آب از نازل مي شود.

بر اين اساس و با توجه به ميزان فشار وارد شده به آب براي عبور از فيلتر، فيلترهاي شني را مي توان به چند گروه كلي تقسيم كرد كه عبارتند از:

 فيلتر شني آهسته

اين نوع فيلتر شني در طبيعت رايج است و بدون هيچ نيروي فشاري كار مي كند.

عبور آب از بستر ماسه اي با سرعتي كاملا طبيعي و آرام در مساحت يك متر مربع در شبانه روز نهايتاً 3 متر مكعب آب تصفيه شده توليد مي كند.

با توجه به سرعت بسيار پايين اين گروه از روش هاي تصفيه آب، بيشتر براي محيط هاي صنعتي و خانگي كه نياز به آب تصفيه شده كم است استفاده مي شود.

به عنوان مثال در تصفيه خانه هاي شبكه آب روستايي فيلتر شني مي تواند گزينه مناسب و مقرون به صرفه اي باشد.

فيلتر شني گرانشي سريع

اين دسته از فيلترهاي شني شباهت زيادي به نوع كند و بي صدا دارند و تنها تفاوت آن در مساحت بستر شني است كه آب از آن عبور مي كند.

براي عبور آب با فشار و سرعت بيشتر، بستري با پوشش كم ماسه و سيليس و حدود 40 تا 100 متر مربع در نظر گرفته شده است.

يكي از مزاياي اين روش سرعت تصفيه بالاتر نسبت به نوع كند است.

البته بايد توجه داشت كه چون آب از بستر كوچكي از ماسه عبور مي كند، سرعت كثيف شدن بستر شني افزايش مي يابد و در نتيجه نياز به شستشوي بيشتري نسبت به نوع كند دارد.

[caption id="attachment_3589" align="aligncenter" width="658"] فيلتر شني[/caption]

فيلترشني  فشاري  سريع

فيلتر شني سريع يكي از پركاربردترين فيلترهاي شني است كه بيشتر در محيط هاي صنعتي و حتي خانگي كه نياز به تصفيه آب سريع تري دارند استفاده مي شود.

عبور آب با فشار وارد از پمپ باعث سرعت عبور آن از بستر ماسه و نازل ها افزايش يابد و در مدت زمان كوتاهي خروجي آب تصفيه بسيار بيشتر از دو روش قبلي خواهد بود.

رايج ترين نوع فيلتر فشاري فيلترهاي استخر مي باشد كه در استخرهاي خانگي و عمومي كاربرد فراواني دارد.

كاربرد فيلتر شني

همانطور كه قبلا ذكر شد فيلترهاي شني به دليل مكانيزم آنها و هزينه نسبتا پايين آنها در تصفيه خانه هاي خانگي، استخرها، كارخانه هاي صنعتي و غيره كاربرد فراواني دارند.

از كاربردهاي اصلي فيلتر شني مي توان به موارد زير اشاره كرد:

• تصفيه آب استخر

استخرهاي عمومي و خصوصي يكي از مهم ترين مواردي هستند كه نياز مبرمي به آب تصفيه و بدون آلودگي دارند.

انواع فيلترهاي شني استخر شامل سرعت آهسته، سريع و پر سرعت است كه همگي از پمپ باد استفاده مي كنند.

فشار اعمال شده در نوع كند كمتر از دو نوع ديگر است و براي فيلترهاي شني پرمصرف از سيليس با دانه هاي بزرگتر بهره مي گيرند و در نتيجه سرعت عبور آب از نازل ها افزايش مي يابد و آب خروجي به اندازه خواهد بود.

• پيش تصفيه اسمز معكوس

عبور آب بسيار آلوده از يك دستگاه تصفيه مانند اسمز معكوس باعث كثيفي خيلي سريع فيلترها است.

در اين صورت يا بايد فيلتر را با شستشو تميز كرد و يا به طور كامل تعويض كرد.

براي جلوگيري از هزينه تعويض مداوم فيلتر، از فيلتر شني به عنوان پيش تصفيه براي حذف ذرات بزرگتر استفاده مي شود و آب با كدورت و ناخالصي كمتر وارد دستگاه RO مي شود.

• تصفيه فاضلاب

يكي از راه هاي چرخه آب پس از مصرف، تصفيه فاضلاب است كه مي تواند هزينه آبياري فضاي سبز و همچنين مصرف آب كارخانه هاي صنعتي را تا حد زيادي كاهش دهد.

يكي از مهمترين كاربردهاي فيلتر شني استفاده از آن براي تصفيه فاضلاب است كه هزينه كمي دارد و مي تواند ذرات معلق موجود در آب را به ميزان دلخواه حذف كند.

• تصفيه آب آشاميدني

آب يكي از مهمترين عناصر مورد نياز بدن است كه كيفيت آن تاثير مستقيمي بر سلامت بدن دارد.

وجود املاح در آب كه بيشتر به دليل رسوب در لوله كشي ساختمان است، به مرور زمان باعث آسيب به كليه ها مي شود.

براي حل اين دسته از مشكلات در آب مي توانيد از دستگاه تصفيه آب با فيلتر شني استفاده كنيد.

• تصفيه آب كشاورزي

عبور گل و لاي، تكه هاي برگ و سرشاخه ها از پمپ آب و ورود آنها به لوله هاي سيستم آبياري قطره اي و باراني باعث مسدود شدن آنها خيلي زود و اختلال در سيستم آبياري مي شود.

نصب فيلتر شني يكي از بهترين راه حل ها براي رفع اين مشكلات خواهد بود.

• فيلتر شني برج خنك

يكي از مهمترين كاربردها و دلايل توليد فيلترهاي شني در صنعت استفاده از آنها در برج هاي خنك كننده مي باشد.

استفاده از اين روش تصفيه آب تاثير زيادي بر كيفيت آب دارد و اغلب آن را فولادي مي دانند.

مزاياي تصفيه آب با فيلتر شني

استفاده گسترده از فيلترهاي شني مزاياي بسيار زيادي را نسبت به ساير روش هاي تصفيه آب نشان مي دهد

نصب، نگهداري و تعمير آسان
قيمت ارزان فيلتر شني
تنوع بسيار بالا از نظر ظرفيت فيلتر شني و ميزان عبور آب
قدرت تصفيه آب بالا با حذف ذرات بزرگتر از 100 ميكرون
شستشوي معكوس (بك واش Back Wash) آسان

 شستشو ي فيلتر شني

عبور ذرات معلق در آب به مرور زمان باعث مي شود كه حجم زيادي از آنها بر روي بدنه ماسه و سيليس روي نازل بماننده و از كيفيت آب خروجي بكاهند.

براي اين منظور و مانند ساير روش هاي تصفيه آب، شستشوي دوره اي دستگاه ضروري است.

در طراحي و توليد فيلترهاي شني، شستشوي فيلتر شني اغلب به روش شستشوي معكوس ارائه مي شود كه در آن آب با فشار زياد و در خلاف جهت جريان آب از نازل هاي داخل مخزن عبور مي كند.

با اين كار ذرات و كثيفي هاي واقع در بين دانه هاي سيليس پاك و كاملا تميزند.

[caption id="attachment_3590" align="aligncenter" width="696"] عكس بك واش فيلتر شني[/caption]

راه هاي افزايش كارايي فيلترهاي شني

براي افزايش كارايي و كارايي بستر شني در اين فيلتر بايد به چند نكته مهم توجه كرد كه عبارتند از:

• اندازه و مقدار دانه هاي ماسه بايد به دقت انتخاب شود.
• شما ميتوانيد بسته به ظرفيت، اندازه و ابعاد مخزن، مقدار و تعداد دانه هاي ماسه و مقدار دانه هاي درشت و ريز را تعيين كنيد.
• نحوه شستشوي معكوس و مدت زمان انجام دوره اي آن از ديگر مواردي است كه به شدت بر كارايي فيلتر شني تأثير مي گذارد.
•  نحوه شستشو و ميزان فشار وارده به تخت بايد به گونه اي باشد كه بتواند حجم تخت را تا 15 درصد افزايش دهد.
• سرعت عبور آب از بستر نيز مي تواند تاثير بالايي در كارايي دستگاه داشته باشد.
•  هر چه فشار و سرعت عبور آب از بستر بيشتر شود، قدرت پاك كنندگي و حجم بستر بيشتر مي شود.

انواع بستر سيليس در فيلتر شني

بستر سيليسي يكي از قطعات مهم و اصلي در فيلترهاي شني مي باشد كه تاثير بسيار بالايي بر قدرت دستگاه و كيفيت آب خروجي دارد.

شما مي توانيد بسترهاي سيليسي به كار رفت در اين دستگاه را  تك لايه و چند لايه در نظربگيريد.

در نوع تك لايه يك بستر نازك با قطر كم ماسه در دستگاه قرار مي گيرد.

براي افزايش كارايي و استحكام فيلتر ممكن است از چند لايه ماسه و سيليس استفاده شود.

اندازه دانه هاي ماسه را در لايه هاي مختلف با دقت انتخاب كرده و از كوچك به بزرگ روي هم چيد.

بهترين زمان براي تعويض بستر شني

شستشوي معكوس مي تواند آلودگي زيرلايه را تا حد مطلوبي كاهش دهد.

اما به مرور زمان دانه هاي سيليس موجود در بستر استحكام خود را از دست مي دهند.

به طور كلي مي توان از تخت بدون نياز به تعويض براي مدت 5 تا 10 سال استفاده كرد.

يكي از علائم مهمي كه زمان تعويض بستر شني را نشان مي دهد، فاصله بين مراحل شستشوي معكوس است.

از آنجايي كه اين زمان كوتاه مي شود، به تدريج به اين معني است كه بايد تخت را عوض كنيد.

جهت سفارش فيلتر شني از صفحه فروشگاه بازديد كنيد

فروشگاه