تصیفه آلودگی شیمیایی آب آشامیدنی

برایتهیه آب مورد استفاده در صنعت شناخت کامل آب و املاح موجود در آن ضروریاست. زیرا برای هر دستگاه صنعتی یک نوع آب با مشخصات ویژه ای قابل استفادهمی باشد و چون آب به صورت طبیعی دارای این مشخصات نمی باشد لازم است آن راطی فرآیندهای مختلفی، منطبق با نیاز صنعت تصفیه نمود.
مهمترین املاحی که معمولا در آب صنعتی تولید اشکال می کنند، نمکهای فلزات قلیائی خاکی می باشند که در آب باعث پدید آمدن سختی(Hardness) می گردند. از مشخصات آب سخت دیر کف کردن صابونها و نتایج مصرفآن، گرفتگی دستگاهها، ایجاد رسوب، کاهش راندمان حرارتی و نهایتا خوردگی وسوراخ شدن لوله ها می باشد.
یکی دیگر از موادی که وجودش در آب برای صنعت تولید اشکال می کند، سیلیسمی باشد. وجود سیلیس در آب برای بویلرهایی که با فشار کم کار می کنندچندان مهم نمی باشد. ولی در بویلرهای با فشار متوسط و بالا، افزایش غلظتسیلیس بیش از حد مجاز، باعث حمل آن همراه با بخار آب شده و در لوله هاجریان می یابد که در توربینها به علت کاهش دمای بخار، سیلیس نیز سرد شده وبر روی پره های توربین رسوب می کند. افزایش مقدار رسوب بتدریج فاصله بینپره های ثابت و متحرک را پر کرده و سطح عبور بخار را کوچک و کوچکتر می کندو بالاخره توربین را از کار می اندازد.همچنین سیلیس در اثر برخورد با پره های توربین، باعث خوردگی مکانیکی(Erosion) پره ها شده که در تخریب و از کارافتادگی توربین بسیار مؤثر میباشد.
رسوباتسخت سیلیس را که در شرایط کار بویلر تشکیل می شود، به سختی میتوان تمیزنمود. اینرسوبات حتی اگر بصورت لایه ای نازک باشند، انتقال حرارت را دردرون لوله ها به شدت کاهش داده و موجب افزایش درجه حرارت لوله و در نتیجهسوختن (Over Heating) و پاره شدن لوله های بویلر (Tube Failure) میگردند.
مقدارمجاز سیلیس در آب خوراک بویلرهای مختلف متفاوت بوده و بستگی به فشارعملیاتی بویلرها و قلیائیت آب دارد. جدول شماره یک محدوده غلظت سیلیس رادر بویلرهای با فشارهای 0-900 PSIG مشخص می نماید.

فشار بویلر PSIG	سیلیس بر حسب ُSiO₂ ppm	حداکثر قلیائیت بر حسب CaCo₃ ppm
0-300	150	700
300-450	90	600
450-600	40	500
600-750	30	400
750-900	20	300

جدول شماره 1

لازم است آب صنعتی را قبل از استفاده در بویلرها مورد تصفیه ای خاص قرار داد تا بتوان سختی و سیلیس آن را در حد مجاز (TH < 2 ppm) کنترل نمود.

برایتهیه آب مورد استفاده در صنعت شناخت کامل آب و املاح موجود در آن ضروریاست. زیرا برای هر دستگاه صنعتی یک نوع آب با مشخصات ویژه ای قابل استفادهمی باشد و چون آب به صورت طبیعی دارای این مشخصات نمی باشد لازم است آن راطی فرآیندهای مختلفی، منطبق با نیاز صنعت تصفیه نمود.
مهمترین املاحی که معمولا در آب صنعتی تولید اشکال می کنند، نمکهای فلزات قلیائی خاکی می باشند که در آب باعث پدید آمدن سختی(Hardness) می گردند. از مشخصات آب سخت دیر کف کردن صابونها و نتایج مصرفآن، گرفتگی دستگاهها، ایجاد رسوب، کاهش راندمان حرارتی و نهایتا خوردگی وسوراخ شدن لوله ها می باشد.
یکی دیگر از موادی که وجودش در آب برای صنعت تولید اشکال می کند، سیلیسمی باشد. وجود سیلیس در آب برای بویلرهایی که با فشار کم کار می کنندچندان مهم نمی باشد. ولی در بویلرهای با فشار متوسط و بالا، افزایش غلظتسیلیس بیش از حد مجاز، باعث حمل آن همراه با بخار آب شده و در لوله هاجریان می یابد که در توربینها به علت کاهش دمای بخار، سیلیس نیز سرد شده وبر روی پره های توربین رسوب می کند. افزایش مقدار رسوب بتدریج فاصله بینپره های ثابت و متحرک را پر کرده و سطح عبور بخار را کوچک و کوچکتر می کندو بالاخره توربین را از کار می اندازد. همچنین سیلیس در اثر برخورد با پره های توربین، باعث خوردگی مکانیکی (Erosion) پره ها شده که در تخریب و از کارافتادگی توربین بسیار مؤثر می باشد.
رسوباتسخت سیلیس را که در شرایط کار بویلر تشکیل می شود، به سختی میتوان تمیزنمود. اینرسوبات حتی اگر بصورت لایه ای نازک باشند، انتقال حرارت را دردرون لوله ها به شدت کاهش داده و موجب افزایش درجه حرارت لوله و در نتیجهسوختن (Over Heating) و پاره شدن لوله های بویلر (Tube Failure) میگردند.
مقدارمجاز سیلیس در آب خوراک بویلرهای مختلف متفاوت بوده و بستگی به فشارعملیاتی بویلرها و قلیائیت آب دارد. جدول شماره یک محدوده غلظت سیلیس رادر بویلرهای با فشارهای 0-900 PSIG مشخص می نماید.

فشار بویلر PSIG	سیلیس بر حسب ُSiO₂ ppm	حداکثر قلیائیت بر حسب CaCo₃ ppm
0-300	150	700
300-450	90	600
450-600	40	500
600-750	30	400
750-900	20	300

جدول شماره 1

لازم است آب صنعتی را قبل از استفاده در بویلرها مورد تصفیه ای خاص قرار داد تا بتوان سختی و سیلیس آن را در حد مجاز (TH < 2 ppm) کنترل نمود.

سختی آب (Hardness)
سختیآب به خاطر حضور املاح (کاتیونهای) دوظرفیتی در آن است که مهمترین آنهاکلسیم و منیزیم می باشند (آهن و منگنز در آبهای سطحی بندرت با غلظت قابلتوجهی وجود دارند) و از نظر نوع سختی به دو نوع موقت و دائم تقسیم میگردد.
سختی موقت یا کربناته مربوط به کربناتها و بی کربناتهای کلسیم و منیزیم می باشد و چون در اثر حرارت ایجاد رسوب می کند سختی موقت نامیده میشود.

Ca(HCo3)₂ → CaCo₂ ↓ + Co₂↑ + H₂O

اما سختی دائممربوط به سولفاتها و کلرورها و ... کلسیم و منیزیم بوده و چون سختیکربناته (موقت) بسیار نامحلولتر از سختی دائم آب می باشد، بیش از سختیدائم ایجاد اشکال می کند.

Total Hardness (TH) = سختی موقت + سختی دائم

نرم کردن آب با آهک و سودااش
آهک و سودااش در فرآیندهای نوع سرد،گرم و داغ کاربرد فراوان دارند. در فرآیند سرد عمل ترسیب در درجه حرارتمعمولی آب انجام می گیرد و در روش گرم نیز رسوبگذاری در دمائی حدود 50C صورت می پذیرد. نرم کردن آب به روش آهک- سودای داغ، در درجه حرارت جوش آب 100C بوده و راندمان حذف سختی بسیار بالاست.

واکنشهای آهک
آهکمعمولا به صورت هیدراته برای حذف سختیهای کربناته و غیرکربناته مورداستفاده قرار می گیرد. اما در بعضی از دستگاههای بزرگ استفاده از آهک بهصورت CaO مقرون به صرفه تر است. بنابراین در بیشتر مواقع لازم است آهک راقبل از استفاده بصورت هیدروکسید درآورد.

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

• سختی کربناته
آهکهیدراته در واکنشهای شیمیایی، سختی کربناته را به صورت کربنات کلسیم وهیدروکسید منیزیم رسوب میدهد. در این روش در صورت وجود سختی کربناته در آبآنها از آب خارج میگردند.

Ca(OH)₂ + Co₂→ CaCo₃ ↓+ H₂O
Ca(HCo₃)₂ + Ca(OH)₂→ 2CaCo₃ + 2H₂O
Mg(HCo₃)₂ + Ca(OH)₂ →CaCo₃ ↓+ MgCo₃ + 2H₂O
MgCo₃ + Ca(OH)₂ → MgCo₃ ↓+ CaCo₃ ↓

• سختی غیرکربناته
آهکهیدراته سختی غیرکربناته حاصل از منیزیم را به صورت هیدروکسید منیزیم رسوبمیدهد و باعث پدیدآمدن کلرور، نیترات سولفات کلسم محلول میگردد که لازماست برای جداسازی این املاح از آب سودااش به آب اضافه نمود.

MgSo₄ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂ + CaSO₄
CaSo₄ + Na₂Co₃ → Na₂So₄ + CaCO₃↓

MgCl₂ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂ + CaCl₂
CaCl₂ + Na₂Co₃ → 2NaCl + CaCo₃ ↓

حذف سیلیس
یکیاز مهمترین مزایای فرآیند آهک- سودا حذف سیلیس می باشد. بگونه ای که درازاء حذف 100ppm منیزیم در این فرآیند مقدار 12ppm سیلیس حذف میگردد. برایحذف سیلیس در صورت عدم وجود منیزیم کافی بایستی ترکیباتی حاوی منیزیم، مثلاکسید منیزیم (MgO) به محیط واکنش اضافه نمود. زیرا باعث افزایش TDS (Total Disolved Solid) نمیشود.واکنش سیلیس با منیزیم به صورت استوکیومتریک نمی باشد بلکه واکنش از نوعجذب می باشد که معمولا سیلیس به صورت لجن و با فرمول Mg(OH)₂.SiO2 رسوب می کند.
حذفسیلیس توسط اکسیدمنیزیم با بالارفتن درجه حرارت افزایش می یابد. بطوریکهدر فرآیندهای سرد، گرم و داغ راندمان عمل آن، خوب و عالی می باشد. لازم بهذکر است که در فرآیندهای نوع سرد و گرم جهت افزایش راندمان، میتوان املاحمنیزیم را به همراه املاح آهن به کار برد.

تهیه آب برای صنعت از روشهای نوین
گستردگیصنعت و پیشرفت فناوری باعث گردیده تهیه آب برای صنعت نیز دارای تنوع ودگرگونیهای زیادی گردد. امروزه صنایع بدلیل استفاده از دستگاههای بسیارخاص و گران قیمت نیازمند آبی با تصفیه ای بخصوص می باشند که در این راستابایستی از روشهایی ویژه بجز سبکهای قدیمی، ترسیب و تغویض یونی با استفادهاز رزینها بکار گرفته شود.
مهمترین و کارآمدترین این روشها، استفاده ازغشاءهای بسیار نازک با سوراخهایی با قطر کمتر از یک میکرومتر می باشد. اینغشاءها عمدتا از جنس استات سلولز بوده و قادر است از عبور املاح محلولجلوگیری کرده و بدینوسیله آب را با راندمان قابل توجهی تصفیه کند.
یکی از مشهورترین این روشها اسمز معکوس (Revers Osmosis) می باشد که از غشاءهایی با قابلیت عبور مولکولهای آب و حذف دیگر املاح آب تا نزدیک به 90% استفاده می نماید.
یکی دیگر از این روشها الکترودیالیز معکوس [(Electro Dialysis Reversal) EDR] می باشد. در روش EDR از غشاهایی با خاصیت انتخابی استفاده می گردد.

لازمبه ذکر است اگرچه قیمت پایه این دستگاهها برای کشورهای در حال توسعه زیادمی باشد اما استفاده از آنها با هزینه راهبری کمتری نسبت به روشهای تعویضیونی (Ion Exc) همراه خواهد بود.

برچسب: نویسنده: امیرحسین ستوده بیدختی تاريخ: دوشنبه 22 13 ساعت: 20:58

درباره سایت

آخرین مطالب

امکانات وب

تصیفه آلودگی شیمیایی آب آشامیدنی

صفحه بندی

آرشیو مطالب

پيوندهای روزانه

لینک دوستان

خبرنامه