مقالات

کلینیک تصفیه آب ایران

طراحی و ساخت بوستر پمپ های آبرسانی و آتش نشانی

شنبه ۲۳ دی ۰۲ ۱۵:۵۸ ۴ بازديد

طراحی و ساخت بوستر پمپ های  آبرسانی و آتش نشانی

برای طراحی و ساخت بوستر پمپ های آبرسانی و آتش نشانی ابتدا  به شرح مختصری از آنها می پردازیم:

بوستر پمپ آبرسانی

بوستر پمپ  آبرسانی دستگاهی است که فشار و جریان کم آب را افزایش می دهد. تقویت  فشار و دبی برای رساندن آب به سطح مورد نظر با حجم آب مورد نیاز را فراهم می کند. بوستر پمپ فشار مطلوبی را برای انتقال آب از یک مخزن ذخیره سازی به کل مجوعه یا تاسیسات را فراهم می آورد.

بوستر پمپ آتش نشانی

پمپ های آتش نشانی از اجزای ضروری سیستم حفاظت در برابر آتش سوزی در صنایع مختلف و ساختمانها هستند.

در ساختمان هایی با سطوح 400 تا 500 فوت و بالاتر همچنین توزیع آب از طریق سیستم های اسپرینکلر که فشار آب از شبکه های اصلی آب نمی تواند به آن برسد، حیاتی است. حتی در ساختمان های پایین تر، پمپ آتش نشانی کلید مهار آتش است.

[caption id="attachment_5070" align="aligncenter" width="221"]بوستر پمپ کلینیک تصفیه آب ایران بوستر پمپ کلینیک تصفیه آب ایران[/caption]

جهت سفارش انواع بوستر پمپ با ما تماس بگیرید.

تماس باما

برچسب ها: طراحی و ساخت بوستر پمپ های آبرسانی, آتش نشانی, طراحی و ساخت بوستر پمپ های آتش نشانی,
  • کلینیک تصفیه آب تصفیه آب ایران
  • ۰ ۰
  • ۰ نظر

بوستر پمپ چیست؟

شنبه ۲۳ دی ۰۲ ۱۵:۵۶ ۳ بازديد

بوستر پمپ چیست؟

دستگاهی است که فشار و جریان کم آب را افزایش می دهد. تقویت  فشار و دبی برای رساندن آب به سطح مورد نظر با حجم آب مورد نیاز را فراهم می کند. بوستر پمپ فشار مطلوبی را برای انتقال آب از یک مخزن ذخیره سازی به کل مجوعه یا تاسیسات را فراهم می آورد.

این ها  جریان کم آب را در سیستم های آبی یا تجهیزات صنعتی افزایش می دهند و آب را از دریاچه، حوضچه یا مخزن ذخیره برای استفاده در یک پروژه صنعتی، ساختمان های تجاری یا منازل مسکونی مهیا می سازند.

بوستر پمپ[/caption]

علت نیاز به بوستر پمپ ها

<p>استفاده از از بوستر پمپ ها جهت افزایش فشار و غلبه بر افت فشار می باشد.

دلایل افت فشار

جاذبه، فاصله از منبع آب یا طول خطوط، فشار کم آب ورودی، افت فشار ناشی از مشکلات  لوله کشی و شیرآلات، افت فشار ناشی از مصارف آب

1. جاذبه

جاذبه جریان آب را به حرکت در می آورد یا آن را کند می کند. هرچه ارتفاع مقصد آب بیشتر باشد، فشار مورد نیاز برای تحویل آن بیشتر است. یک گالن آب بیش از 8 پوند وزن دارد. اگر آب از سربالایی یا چندین طبقه بالا برود، باید در مسیر خود با جاذبه مبارزه کند. صنایع، آسمان‌خراش‌ها، ساختمان‌های آپارتمانی و  مشاغل و خانه ها با چندین طبقه به پمپ تقویت‌کننده  نیاز دارند تا آب را به سطوح طبقات مختلف برساند.

2. فاصله از منبع آب

دو عامل موثر بر فشار آب، فاصله از منبع آب و اندازه لوله ها است. اگر مصرف کننده  در انتهای خط تامین آب قرار دارد، ممکن است جریان آب تا رسیدن به شما کم شود. اگر سایز لوله‌های شما کوچک  باشند دبی آب عبوری نیز کاهش پیدا خواهد کرد.

3. فشار کم آب شهر

در مصارف مسکونی خانه شما ممکن است زیر خط آبرسانی باشد، لوله های لوله کشی شما ممکن است کاملا تمیز باشند اما همچنان فشار آب پایینی داشته باشید. گاهی اوقات جریان کم آب از فشار کم منبع آب محلی شما ناشی می شود.

5. مشکلات لوله کشی

افت فشار ناشی از لوله ها مسدود شده باشند یا شیر های  فشار شکن (ممکن است نیاز به تنظیم داشته باشند)

بوستر پمپ از چه اجزایی تشکیل شده است؟

بدون توجه به سازنده شان  دارای اجزای اصلی زیر هستند:
1. موتور
2. پروانه ها
3.ورودی و خروجی
4. دستگاه سنجش فشار یا جریان

[caption id="attachment_5061" align="alignnone" width="286"]Booster_pump Booster_pump[/caption]

بوسار پمپ آب

ساختار بوستر پمپ

هر پمپ که از یک خط تغذیه خروجی خود برخوردار است، شیر هایی نیز در قبل و بعد از پمپ در نظر گرفته خواهد شد. این شیر ها با هدف ورود  پمپ  در مسیر و یا ممانعت از گردش آب در آن شاخه موازی در نظر گرفته شده اند.استفاده از صافی ها، شیرهای یکطرفه، لرزه گیرها ، منبع تحت فشار و شیر تخلیه، بسته به نوع آن در طراحی ها لحاظ می گردند.

و به طور کلی ساختار کلی انواع آنها شامل تجهیزاتی مانند پمپ ها همراه با الکتروموتور ها، تابلو های برق و کنترل، منبع تحت فشار، شیر یکطرفه، شیر های فلکه، لرزه گیر ها، مانومتر، شیر تخلیه، کوپلینگ، شاسی، گارد های محافظ، پرشر سوئیچ ها و… است.

انواع بوستر پمپ

دو نوع اصلی  وجود دارد:

1.پمپ های تک مرحله ای

2.پمپ های چند مرحله ای

تک مرحله ای ها فقط از یک پروانه استفاده می کنند. در نتیجه، آنها فقط در مکان هایی استفاده می شوند که فشار کمتری مورد نیاز است. از سوی دیگر،  چند مرحله ای ها، شامل پروانه های متعدد برای کاربردهای فشار بالا هستند.

بوستر پمپ با مخزن انبساط

یک مخزن ذخیره سازی انبساط یا هیدروپنوماتیک می تواند سیستم تقویت شده را تقویت کند. مخزن در هنگام انبساط به آب فضای بیشتری برای حرکت می دهد و از روشن و خاموش شدن بوستر پمپ با هر بار باز کردن شیر آب جلوگیری می کند. پمپ های فعال با سوئیچ جریان ممکن است در راه اندازی تردید داشته باشند. یک مخزن انبساط کوچک از این تردید جلوگیری می کند. یک مخزن بزرگتر حجمی از آب را در خود جای می دهد که به آن آبکشی می گویند. این مقدار آب قبل از روشن شدن مجدد پمپ از مخزن خارج می شود.

انواع بوستر پمپ بر اساس نوع کنترل

 

بوستر پمپ ها بر اساس نوع کنترلی که دارند به دو دسته زیر تقسیم می شوند:

  • بوستر پمپ دور ثابت (Constant speed)
  • بوستر پمپ دور متغیر (variable speed adjustable)

بوستر پمپ دور ثابت

در این نوع بوستر پمپ، سرعت چرخش دور پمپ ها ثابت است و با تغییر میزان مصرف آب یا فشار خط، تعداد پمپ های فعال افزایش یا کاهش می یابد. بوستر پمپ های دور ثابت  نسبت به بوستر پمپ های دور متغیر ارزان تر هستند.

بوستر پمپ دور متغیر

سرعت چرخش دور پمپ ها با تغییر میزان مصرف آب یا فشار خط تغییر می کند. این امر باعث می شود که مصرف انرژی آنها کاهش یابد.این نوع بوستر  با تو جه با متغییر بودن دور موتور آنها جهت تنظیم و ثبات فشار در رنج مورد نظر انطباق پذیری و دقیق بالاتری دارند.دور متغیر ها نسبت به  دور ثابت گران تر هستند.

تفاوتی که در بوستر پمپ دور ثابت و دور متغیر وجود دارد ناشی از نوع تابلو فرمان (کنترل) است.  دور متغیر، میزان فشار آب در یک حالت ثابت و مشخص در دبی آب متغیر حفظ می‌گردد.

در بوستر پمپ دور ثابت، از یک پرشر سوییچ جهت تنظیم فشار سیستم بالاتر از یک مقدار حداقلی در دبی مورد نیاز سیستم است اما در یک بوستر پمپ دور متغیر با یک پرشر ترانسمیتر و  VFD  که بر روی بوستر نصبی، کنترل فشار  انجام می‌پذیرد.

 بوستر پمپ با پمپ های معمولی چه فرقی دارد؟

اغلب پمپ های معمولی بدون هیچ بازخورد آنالوگی از خروجی سیستم است که کار می کنند. در این شرایط برای پمپ تنها یک چیز  است که آیا آب در ورودی خطوط لوله وجود دارد یا خیر؟ پمپ های معمولی  جوابی مشخص برای سوال  دارند. اینکه خاموش باشند و یا اینکه روشن باشند. بنابراین نمی توان در خروجی آنها رویکردی خاص برای تامین سطح فشارو  جریان ثابت آب را انتظار داشت.ولی در ساختار بوستر پمپ ها هدف آن است که با حضور و یا خروج دیجیتالی پمپ ها یک خط تامین آب با توان بهرمندی از سطوح مختلف دبی و فشار برخوردار باشیم. به این ترتیب بوستر پمپ می تواند دست ما را برای ایجاد یک نگاه مدیریتی بر خروجی آب باز گذارد.

بوستر پمپ آتش نشانی

برای افزایش فشار آب در خطوط لوله آتش نشانی استفاده می‌شود. این دستگاه از دو یا چند پمپ تشکیل می شود که به صورت موازی یا سری به هم متصل می‌شوند. بوستر پمپ آتش نشانی اهمیت زیادی در سیستم آتش نشانی دارد، زیرا با افزایش فشار آب، امکان استفاده از آب را برای خاموش کردن آتش فراهم می‌کند.

در کاربردهای پمپ آتش نشانی یک سیستم پمپ تقویت کننده آب جهت  برداشت آب از یک سیستم آب عمومی یا خصوصی استفاده می شود.

نوع آتش نشانی به منظور افزایش فشار آب موجود به فشار مناسب برای سیستم حفاظت در برابر آتش است. هنگام طراحی یا نصب چنین پمپ تقویت کننده آب، مهم است که مسائل حیاتی خاص پمپ های تقویت کننده آب آتش نشانی مطابق استاندارد NFPA20 و ضوابط سازمان آتش نشانی را در نظر گرفته شود.

دور ثابت از منبع دیافراگمی و جوکی استفاده می‌گردد در صورتی که در نوع آتش نشانی دور متغیر این موارد تعبیه نمی‌گردد. به طور عمده اکثر بوستر پمپ‌های اتشنشانی بصورت دور ثابت و از نوع سانتریفیوژ یا همان گریز از مرکز ساخته می‌شوند و مورد بهره برداری قرار می‌گیرند.

بوستر پمپ آتش نشانی چگونه کار می‌کند؟

 فشار آب را در یک مقدار از پیش ثابت حفظ می‌نماید. به محض افت فشار در سیستم که توسط سنسورهای فشار نصبی بر روی آن حس می‌گردد و اطلاع آن به تابلو برق، بلافاصله ابتدا (در صورت وجود  جوکی بر روی بوستر پمپ) جوکی  وارد مدار میشود و افت فشار  را جبران می‌نماید.

در ادامه و در صورتی که میزان دبی مورد نیاز بیش از مقداری باشد که پمپ جوکی قادر به تامین آن است که منجر به افت فشار بیشتر در مدار می‌گردد تابلو برق فرمان در مدار قرار گرفتن پمپ اصلی را صادر می‌نماید.

در این وضعیت پمپ اصلی نیز بصورت اتوماتیک روشن خواهد شد تا به کمک جوکی پمپ فشار سیستم را بالا ببرد. پمپ اصلی بوستر پمپ آتش نشانی تا زمانی که سیستم اطفا حریق نیازمند آب باشد در مدار باقی می‌ماند و هر زمان که پرشر سوییچ مقدار فشار را مطابق با میزان تنظیم  تشخیص دهد سیگنال مربوط برای تابلو برق ارسال می‌گردد.

متعاقباً تابلو برق فرمان استاپ را برای الکتروموتور/دیزل موتورِ پمپ صادر می‌نماید. اگر پمپ اصلی به هر دلیلی نتواند روشن شود با فرمان تابلو برق، پمپ رزرو وارد مدار میشود و به ایفای نقش خود مبنی بر تامین فشار مورد نیاز سیستم می‌پردازد. توجه به این نکته ضروری است که در این دستگاه منبع تامین آب برای اطفا حریق نیست و در واقع با توجه به دبی مورد نیاز انتخاب گردیده و هد مورد نیاز را تامین می‌نماید.

BOOSTER PUMP BOOSTER PUMP

جهت طراحی و ساخت انواع بوستر پمپ آبرسانی، آتش نشانی و کشاورزی با ما تماس بگیرید.

تماس باما

برچسب ها: بوستر پمپ چیست؟, تصفیه آب برج خنک کننده,
  • کلینیک تصفیه آب تصفیه آب ایران
  • ۰ ۰
  • ۰ نظر

حذف فلزات سنگین از پساب

شنبه ۰۶ اسفند ۰۱ ۱۰:۴۶ ۶ بازديد

 

حذف فلزات سنگین از پساب 

 

حذف فلزات سنگین از پساب

برای حذف فلزات سنگین از پساب می توان از فرآیندهای جذب به طور گسترده استفاده کرد. پرکاربردترین جاذب کربن فعال است که بهترین نتایج را می دهد اما هزینه بالا استفاده از آن را محدود می کند. هزینه تولید و بازسازی بالایی دارد. از آنجایی که جهان امروز با کمبود منابع آب شیرین مواجه است، جستجوی جایگزین هایی که بار منابع موجود را کاهش می دهد، اجتناب ناپذیر است.

همچنین، فلزات سنگین حتی در غلظت های کمی سمی هستند، بنابراین یک روش ایمن برای حذف آنها از نظر زیست محیطی نیاز به جاذب های کم هزینه را ایجاب می کند. جذب سطحی یک تکنیک مقرون به صرفه است و به دلیل حداقل مزیت دفع زباله، شناخته شده است. این فصل بر روی فرآیند جذب و انواع جاذب های موجود امروزی تمرکز دارد. همچنین شامل جاذب‌های کم‌هزینه از زباله‌های کشاورزی تا زباله‌های صنعتی است که شرایط واکنش جذب را توضیح می‌دهد. مقرون به صرفه بودن، کاربرد فنی و در دسترس بودن آسان مواد خام با تأثیر منفی کم بر سیستم، پیشرو در انتخاب جاذب ها هستند.

1. توضیحات

فلزات سنگین عناصر سمی با وزن مخصوص بیشتر از 5 گرم بر سانتی متر مکعب هستند، به عنوان مثال. روی، آهن، مس، کروم، جیوه، سرب، نیکل، کو و غیره.

منابع طبیعی اصلی فلزات سنگین شامل فرآیندهای آتشفشانی، هوازدگی سنگ ها و فرسایش خاک است.

در حالی که منابع انسانی شامل فرآوری مواد معدنی، احتراق سوخت و فعالیت‌های صنعتی مانند استخراج معدن، فرآوری فلزات، کودهای شیمیایی و تولید رنگ و غیره است.

موجودات زنده منجر به اثرات زیست محیطی می شوند. فلزات سنگین توسط گیاهان جذب می‌شوند که از طریق زنجیره‌های غذایی در حیوانات و انسان‌ها بزرگ‌نمایی می‌شوند و به دلیل سرطان‌زایی‌شان اثرات منفی جدی بر سلامتی ایجاد می‌کنند .

جدول 1 حداکثر سطح آلاینده (MCL) در آب آشامیدنی ارائه شده توسط USEPA  همراه با اثرات مضر آنها را نشان می دهد.

[caption id="attachment_4158" align="alignnone" width="712"]حذف فلزات سنگین از پساب حذف فلزات سنگین از پساب[/caption]
 جدول 1

 

اثرات مضر فلزات سنگین

فلزات سنگین تمایل زیادی به تشکیل کمپلکس دارند، واکنش پذیری بالایی دارند و فعالیت بیوشیمیایی بیشتری دارند که باعث می شود در محیط بسیار پایدار باشند. آنها از طریق محیط آبی منتقل می شوند و می توانند در منابع آب و خاک متمرکز شوند. این باعث می شود که آنها برای انواع شکل های زندگی و محیط زیست بسیار خطرناک باشند. از این رو، حذف این فلزات سمی از فاضلاب قبل از تخلیه برای جلوگیری از عواقب زیانبار بیشتر ضروری است.

برای حذف فلزات سنگین از پساب از روش های مرسوم مانند فیلتراسیون غشایی، رسوب شیمیایی، تبادل یونی و غیره برای حذف فلزات سنگین از فاضلاب استفاده می شود. با این حال، این روش ها از معایبی مانند راندمان پایین، نیاز به انرژی بالا، رسوب مواد سمی، ناکارآمدی هزینه و غیره رنج می برند.

برای گذر از این معایب، فرآیندهایی مانند جذب مورد بررسی قرار می گیرند، زیرا به میزان زیادی بر فراهمی زیستی و انتقال فلزات سمی تأثیر می گذارد. این روش کم هزینه و کارآمد برای پاکسازی فلزات سنگین از فاضلاب است. فرآیند جذب اغلب در بسیاری از موارد برگشت پذیر است، بنابراین جاذب را می توان دوباره بازسازی کرد و مزیت دیگری به این فرآیند اضافه کرد. عوامل زیادی مانند دما، pH، غلظت اولیه، زمان تماس و سرعت چرخش بر کارایی جاذب ها تأثیر می گذارد.

1.1 مروری بر فرآیند جذب

جذب یک پدیده سطحی است که در آن محلولی حاوی ماده جاذب بر روی سطح یک جاذب جذب می شود. پدیده جذب می تواند دو نوع باشد. یکی فیزیو جذب است که در آن ماده جاذب به دلیل نیروهای واندروالس به جاذب متصل می شود و دیگری جذب شیمیایی است که به دلیل واکنش های شیمیایی بین جاذب و جاذب اتفاق می افتد. فیزیوجذب برگشت پذیر، ضعیف و معمولا گرماگیر است، در حالی که جذب شیمیایی برگشت ناپذیر، انتخابی و گرمازا است .

1.2 ایزوترم جذب و مدل ها

ایزوترم های جذب، نمایش هایی هستند که مقدار املاح جذب شده روی سطح جاذب را در واحد وزن به عنوان تابعی از غلظت تعادل در دمای ثابت تخمین می زنند. ایزوترم های لانگمویر و فروندلیچ که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند، فرآیند جذب را توصیف می کنند. برخی مدل‌های دیگر نیز استفاده می‌شوند مانند Redlich و Peterson ، Radke و Prausnitz ، Sips، Toth [33] و Koble و Corrigan .

1.3 انواع جاذب ها

جاذب‌ها معمولاً بر اساس منشأ آنها یعنی طبیعی و مصنوعی طبقه‌بندی می‌شوند. جاذب های طبیعی شامل خاک رس، مواد معدنی، زغال سنگ، سنگ معدن و زئولیت می باشد. در حالی که جاذب های مصنوعی از ضایعات صنعتی، ضایعات کشاورزی، لجن زباله و غیره تهیه می شوند.

[caption id="attachment_4166" align="alignnone" width="550"]حذف فلزات سنگین از پساب حذف فلزات سنگین از پساب[/caption]

2. حذف فلزات سنگین از پساب با جذب سطحی

جذب سطحی در مقایسه با سایر فن آوری های تصفیه فاضلاب برای حذف فلزات سنگین، یک روش کارآمد و مقرون به صرفه فرض می شود. مزیت اصلی این روش تولید پساب با کیفیت بالا است. فرآیند جذب نسبت به سایر فرآیندها برتری دارد زیرا یک روش اقتصادی برای اصلاح فلزات سنگین است.

در بیشتر موارد، جاذب را می توان دوباره بازسازی کرد و می توان از آن بیشتر استفاده کرد . استفاده از جذب آسان است و هیچ گونه آلاینده سمی تولید نمی کند، از این رو یک تکنیک دوستدار محیط زیست است.

معیارهای برجسته انتخاب جاذب ها عبارتند از:
  • مقرون به صرفه بودن،
  • سطح و تخلخل بالا،
  • توزیع گروه های عاملی و قطبیت آنها
  •  جاذب های معمولی و تجاری شامل کربن فعال، زئولیت ها، گرافن ها و فولرن ها  و نانولوله های کربنی می باشند

کربن‌ها و مشتقات آن‌ها به دلیل کارایی جذب بالا، پرکاربردترین جاذب‌ها هستند. توانایی استثنایی آن‌ها از ویژگی‌های ساختاری آن‌ها ناشی می‌شود که به آن‌ها سطح وسیعی را با تغییرات شیمیایی آسان می‌دهد که آنها را برای طیف گسترده‌ای از آلاینده‌ها به طور جهانی قابل قبول می‌کند.

کربن های فعال از چند نقص رنج می برند که استفاده از آنها را بسیار محدود می کند. ساخت آنها گران است. دفع کربن فعال مصرف شده دشوار است و بازسازی آنها دشوار و مقرون به صرفه نیست. بنابراین، تحقیقات گسترده ای در زمینه جاذب های کم هزینه انجام شد. جاذب های غیر متعارف ارزان هستند، به وفور در دسترس هستند و به دلیل ساختار متنوع خود که یون های آلاینده را به هم متصل می کنند، ظرفیت کمپلکس کنندگی بالایی دارند. آنها از زباله های کشاورزی تا لجن زباله های صنعتی و دوغاب مصرف شده را شامل می شوند.

2.1 جاذب کربن فعال برای حذف فلزات سنگین از پساب

کربن فعال (AC) به دلیل کارایی بالا، تخلخل و مساحت سطح بالا، یکی از پرکاربردترین جاذب ها می باشد. این به طور تجاری از کربن سازی مانند زغال سنگ و چوب ساخته می شود، بنابراین گران است و استفاده از آن محدود است. آنها عمدتاً از طریق پیرولیز مواد کربنی در دمای کمتر از 1000 درجه سانتیگراد تولید می شوند.

تهیه کربن فعال شامل دو مرحله است، یکی کربن کردن مواد خام در دمای کمتر از 800 درجه سانتیگراد در اتمسفر بی اثر، دوم فعال سازی محصول تولید شده در دمای بین 950 تا 1000 درجه سانتیگراد. از این رو، بیشتر مواد کربن دار را می توان به عنوان ماده خام برای تولید کربن فعال استفاده کرد، اگرچه ویژگی های محصول نهایی به مواد خام مورد استفاده و شرایط فعال بستگی دارد.

کربن جزء اصلی جاذب کربن فعال است، عناصر دیگری مانند هیدروژن، اکسیژن گوگرد و نیتروژن نیز وجود دارد. آنها به دو صورت پودری و دانه ای تولید می شوند. نوع پودری دارای منافذ بزرگ و سطح داخلی کوچکتر است. در حالی که دانه دانه دارای سطح داخلی بزرگ و منافذ کوچک است. ظرفیت جذب کربن فعال با تخلخل و سطح بالای آن به همراه ساختار شیمیایی آن تعیین می شود. از این رو، سایر مواد خام کم هزینه مانند ضایعات کشاورزی برای افزایش اثربخشی کربن فعال مورد توجه قرار می گیرند.

 

2.2 زئولیت ها

آنها سیلیکات آلومینیومی با ساختار کریستالی هستند که به طور طبیعی وجود دارند یا به صورت صنعتی تولید می شوند. آنها یکی از بهترین جاذب ها برای حذف فلزات سنگین هستند زیرا از مواد معدنی آلومینوسیلیکات هیدراته تشکیل شده اند که از آلومینا و سیلیس به هم پیوسته تشکیل شده اند. آنها دارای ظرفیت تبادل یونی قابل توجه، خواص آب دوست و سطح ویژه بالایی هستند که جاذب های بسیار خوبی برای اصلاح فلزات سنگین می کند .

زئولیتها همچنین می توانند اصلاح شوند که ظرفیت جذب بهتری در مقایسه با آنهایی که اصلاح نشده به دست می آورند. زئولیت NaX یکی از پرکاربردترین زئولیت های نانو اندازه برای حذف فلزات سنگین از فاضلاب است. راد و همکاران نانوزئولیت NaX و سپس نانوالیاف نانوکامپوزیت پلیمر پلی وینیل استات/NaX برای بررسی حذف Cd2+ تهیه شد. حداکثر ظرفیت جذب 838.7mg/g در pH 5.0 گزارش شد.

2.3 مواد معدنی رسی

بنتونیت، یک کانی رسی دارای بالاترین ظرفیت تبادل کاتیونی است، قابل بازیافت و حدود 20 برابر ارزان تر از کربن فعال است. کانی های رسی در مقایسه با زئولیت ها ظرفیت حذف کمتری از فلزات سنگین دارند. اما آنها هنوز به دلیل مزایایی که دارند مانند خواص فیزیکی، شیمیایی و سطحی درخشان استفاده می شوند. جیانگ و همکاران حذف Ni2+، Pb2+، Cu2+ و Cd2+ از فاضلاب با استفاده از خاک رس کائولینیتی مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد که غلظت Pb2+ از 00/160 به 00/8 میلی گرم در لیتر کاهش یافته است.

2.4 مواد نانوساختار

در دهه گذشته، نانولوله‌های کربنی، فولرن‌ها و گرافن  جایگاه مهمی را در حوزه جذب فلزات سنگین از پساب‌ها اشغال کرده‌اند. آنها دارای خواص مکانیکی و شیمیایی استثنایی، استحکام، ظرفیت تبادل، هدایت الکتریکی و پایداری حرارتی هستند. مساحت سطح بالا همراه با برهمکنش های بین مولکولی متعدد به آنها برتری نسبت به جاذب های دیگر در اصلاح فلزات سنگین می دهد.

2.4.1 نانولوله های کربنی، فولرن ها و گرافن

نانو لوله های کربنی

Iijima نانولوله های کربنی (CNTs) را در سال 1991 کشف کرد. آنها به شکل استوانه ای کربنی دراز با ورقه های گرافیت شش ضلعی پیوسته وجود دارند. آنها دو نوع هستند: CNT تک جداره که دارای یک ورق گرافیتی هستند و CNT های چند جداره که دارای صفحات متعدد هستند. آنها پتانسیل بسیار خوبی را برای فلزات سنگین از فاضلاب برای مس ، سرب،  کروم ، نیکل  و کادمیوم  به تصویر کشیده اند.

CNT

CNT ها به دلیل مزایایی مانند خواص مکانیکی و سطحی خواص الکتریکی و نیمه هادی، جاذب های عالی هستند. آنها همچنین سطح ویژه بالایی (150-1500 متر مربع بر گرم) را فراهم می کنند و وجود مزوپورها کارایی جذب آنها را افزایش می دهد. وجود گروه‌های عاملی مختلف حاوی عناصری مانند اکسیژن، نیتروژن و گوگرد به طور مستقیم و غیرمستقیم بر مکانیسم‌های جذبی که جذب فلزات سنگین را افزایش می‌دهند، تأثیر می‌گذارد.

CNT های اکسید شده همچنین ظرفیت جذب بسیار بالایی را برای حذف Cr6+، Pb2+ و Cd2+ از فاضلاب به تصویر می کشند.

توانایی CNT ها برای تغییر آسان آنها را به جاذب های انتخابی با شایستگی افزایش کارایی جذب تبدیل می کند. آنها به دلیل ویژگی های مکانیکی و سطحی قابل توجه، خواص مکانیکی و مغناطیسی و پایداری بالا، به عنوان جاذب های عالی در زمینه تصفیه فاضلاب معرفی می شوند. اما استفاده از آن به دلیل انباشته شدن محل های فعال توسط ماده جذب محدود شده است. از این رو، فعال سازی نانولوله های کربنی مزیت افزایش مکان های دارای گروه های عاملی را ارائه می دهد که به نوبه خود کارایی جذب آنها را برای حذف فلزات سنگین از آب و فاضلاب افزایش می دهد.

فولرن

کشف فولرن ها در سال 1985 منجر به پیشرفت دیگری در علم جذب شد. آنها یک ساختار قفس بسته حاوی حلقه های کربنی پنج ضلعی و شش ضلعی با فرمول C20+m دارند که m یک عدد صحیح است. راندمان جذب آنها را نیز می توان به مورفولوژی سطح و وجود مزوپورها نسبت داد که میل ترکیبی یونی و سطح ویژه بالاتری را برای اصلاح یون های فلزات سنگین از آب و فاضلاب می دهد. الکسیوا و همکاران مطالعه ای با استفاده از فولرن ها برای حذف Cu2+ انجام داد و مکانیسم را از طریق مدل لانگمویر توضیح داد. حداکثر راندمان جذب 14.6 میلی مول بر گرم بود.

فولرن کروی حاوی 60 اتم کربن بیشتر مورد بررسی قرار گرفته است. ویژگی های قابل توجه آن شامل گروه های عاملی هیدروکسیل و اپوکسی روی سطح، نسبت سطح به حجم زیاد، آب گریزی، میل ترکیبی الکترون بالا و ظرفیت تجمع کم است که آن را برای حذف فلزات سنگین مفید می کند. اما استفاده از آنها اغلب به دلیل قیمت بالا محدود می شود. بنابراین، تحقیقات در مورد ترکیب سایر جاذب های معمولی با فولرن ها انجام شده است. مشخص شد که فولرن‌ها ساختار متخلخل جاذب را افزایش می‌دهند که منجر به افزایش راندمان حذف فلزات سنگین می‌شود. مشخص شد که ظرفیت جذب AC ها 1.5-2.5 برابر پس از ورود فولرن ها به ساختار آنها افزایش یافته است.

گرافن

گرافن در سال 2004 وارد صحنه شد و یک شبکه دو بعدی شش ضلعی از اتم های کربن است. همچنین دارای خواص ساختاری، شیمیایی و مکانیکی است که به استفاده از آن در تصفیه فاضلاب کمک می کند. دارای مساحت سطح بالا، گروه های عاملی فعال و مکان هایی بر روی سطح آن است که ظرفیت جذب آن را افزایش می دهد. گرافن همچنین می تواند با اکسیداسیون فعال شود تا گروه های عاملی را افزایش دهد که ظرفیت جذب برای حذف فلزات سنگین را افزایش می دهد.

2.5 جاذب کم هزینه جهت حذف فلزات سنگین از پساب

اگرچه AC ها پرمصرف ترین جاذب ها هستند، اما استفاده از آنها به دلیل هزینه بالا و بازسازی کم آنها محدود است. همین امر در مورد جاذب های توسعه یافته دیگر مانند نانولوله های کربنی، فولرن ها و نانوکامپوزیت ها نیز صادق است. برای تسریع و موثر ساختن فرآیند تصفیه فاضلاب، جستجوی جاذب هایی که مقرون به صرفه باشند و همچنین دارای راندمان جذب بالا باشند، حیاتی است. بنابراین، نیاز به جاذب های کم هزینه متوجه شد. جاذب های کم هزینه شامل آن دسته از مواد غیر متعارفی هستند که به راحتی در دسترس هستند و عمدتاً پسماندهای کشاورزی و صنعتی مقرون به صرفه هستند.

2.5.1 ضایعات کشاورزی

پسماندهای کشاورزی دارای ترکیبی از لیگنین، سلولز، هیدروکربن ها، قندها، آب و نشاسته به همراه سایر گروه های عاملی هستند که ظرفیت جذب این ضایعات کشاورزی را افزایش می دهد. این ضایعات می توانند از پوست برنج گرفته تا پوسته گندم، پوسته تخم مرغ، پوسته نارگیل، میوه خرما، باگاس، پوست بادام زمینی، پوست میوه، بیوچار و غیره باشند. سپس الک می شوند تا اندازه ذرات مطلوب بدست آید که برای آزمایشات جذب استفاده می شود. آنها همچنین می توانند به کاراکترها تغییر داده شوند و بیشتر فعال شوند تا مکان های جذب را افزایش دهند .

جدول 2 ضایعات مختلف کشاورزی مورد استفاده برای حذف یون های فلزات سنگین را نشان می دهد.

[caption id="attachment_4159" align="alignnone" width="712"]حذف فلزات سنگین از پساب حذف فلزات سنگین از پساب[/caption][caption id="attachment_4160" align="alignnone" width="715"]حذف فلزات سنگین از پساب حذف فلزات سنگین از پساب[/caption]

جدول 2

 

ضایعات کشاورزی برای حذف فلزات سنگین

2.5.2 بیوچار

بیوچار ماده جامد زغالی است که از کربن شدن زیست توده به دست می آید. متداول ترین روش تولید زیست توده از طریق پیرولیز است که تجزیه حرارتی زیست توده در غیاب یا اکسیژن محدود است. بیوچارک‌ها نسبت به AC کربن کمتری دارند، بنابراین کربن، هیدروژن و اکسیژن بیشتری در ساختار آنها باقی می‌ماند. بیوچار پتانسیل قابل توجهی برای پاکسازی فلزات سنگین از پساب نسبت به جاذب های معمولی و کم هزینه نشان داده است. آنها ساختار مزوپور دارند که منجر به مساحت سطح بالا و وجود گروه های عملکردی مختلف می شود و مقدار خاکستر کم آنها را به جاذب های عالی و موثر تبدیل می کند. مواد اولیه مانند پوسته برنج، پوسته ذرت، ضایعات چایو لجن هضم شده  برای حذف استفاده شده است. فلزات سنگین از محلول های آبی و همچنین فاضلاب.

2.6 ضایعات صنعتی

فعالیت‌های صنعتی مقادیر زیادی زباله تولید می‌کنند که معمولاً برای دفع به مکان‌های دفن زباله فرستاده می‌شوند. این پسماندها ظرفیت جذب خوبی دارند و مشکل تصفیه زباله را حل می کنند. مواد زائد مانند خاکستر بادی ، گل قرمز  و سرباره به دلیل ظرفیت قابل توجهی که برای حذف فلزات سنگین از پساب دارند استفاده می شود. بسیاری از جاذب های پسماند صنعتی برای پاکسازی Zn2+ از پساب ها به کار گرفته شده اند. حداکثر ظرفیت جذب برای لیگنین 73.2mg/g، 168mg/g برای لجن زباله و 55.82mg/g برای ضایعات کاساوا بود.

جدول 3 انواع ضایعات صنعتی مورد استفاده برای حذف فلزات سنگین از فاضلاب و محلول های آبی را نشان می دهد.

[caption id="attachment_4161" align="alignnone" width="702"]حذف فلزات سنگین از پساب حذف فلزات سنگین از پساب[/caption]

جدول 3

 

3. مقایسه جاذب های معمولی و غیر متعارف

برای کارآمد بودن فرآیند جذب، انتخاب مناسب ترین جاذب یک مرحله حیاتی است. اساس اصلی انتخاب یک جاذب شامل هزینه کم، ظرفیت جذب بالاو موثر برای طیف وسیعی از آلاینده ها می باشد. تحقیقات گسترده ای در زمینه عملکردها و مکانیسم های جذب معمولی و غیر متعارف شکل گرفته. جاذب های مختلف به دلیل تفاوت در شرایط تولید مواد خام و جاذب، مکانیسم های مختلفی را دنبال می کنند.

به طور عمده چهار مکانیسم برای جذب موثر آلاینده ها وجود دارد. جذب شیمیایی، جذب فیزیکی، تبادل یونی و بارش . دیویس و همکاران بیان کرد که تبادل یون لزوماً مکانیسم جذب را توصیف نمی کند، اما بسیاری از عوامل و مکانیسم های دیگر به موفقیت این فرآیند کمک می کنند. برخی دیگر از محققان نیز مکانیسم های جذب را توضیح دادند .

به وضوح می توان دید که کربن‌های فعال به دلیل سطح ویژه بالا، مورفولوژی سطح مکانیکی و ساختاری و وجود گروه‌های عاملی که می‌توانند اصلاح شوند، خود را به عنوان جاذب درخشان ثابت کرده‌اند. با این حال، جاذب های غیر متعارف به طور فزاینده ای به عنوان جاذب های کم هزینه و موثر استفاده می شوند. تحقیقات متمرکز بیشتر در مورد مهندسی و اصلاح آنها می تواند آنها را با برخی جاذب های جامد تجاری برابر کند.

4. نتیجه گیری

آلودگی فلزات سنگین یکی از خطرناک ترین شرایطی است که امروزه با آن مواجه هستیم. آنها حتی در غلظت های کمی مضر هستند. بسیاری از آنها سرطان زا هستند، باعث نقص مادرزادی می شوند و بسیار کشنده هستند. از این رو لازم است این فلزات سمی از فاضلاب قبل از تخلیه به آب های آزاد حذف شوند. جذب سطحی یکی از این تکنیک‌هاست که نه تنها به پاکسازی فلزات سنگین از پساب می‌پردازد، بلکه با ردپای کم نیز سازگار با محیط‌زیست است.

جاذب هایی مانند اکتیو شده به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند، اما به دلیل هزینه بالای آن محدود است. بنابراین، لازم است به دنبال گزینه‌هایی باشید که پایدار باشند و هدفشان رفع چشم‌انداز بزرگ‌تر مشکل باشد. جاذب های کم هزینه مانند ضایعات کشاورزی، ضایعات صنعتی و بیوچار نه تنها به حذف فلزات سنگین کمک می کنند، بلکه روش های ارزانی نیز هستند. مواد اولیه آنها به راحتی در دسترس است و این جاذب ها به راحتی قابل تولید هستند.

بنابراین، این یک فناوری سبز است که فرآیند تصفیه فاضلاب را تا حد زیادی افزایش می دهد. تحقیقات بیشتر در مورد توسعه جاذب های کم هزینه تر می تواند به اصلاح بیشتر فلزات سنگین کمک کند.

 

تماس با ما:

تماس باما
برچسب ها: حذف فلزات سنگین از پساب, حذف فلزات سنگین, پساب, فلزات سنگین,
  • کلینیک تصفیه آب تصفیه آب ایران
  • ۰ ۰
  • ۰ نظر

چگونگی ایجاد کف در تصفیه فاضلاب

شنبه ۰۶ اسفند ۰۱ ۱۰:۴۵ ۵ بازديد

         چگونگی ایجاد  کف در تصفیه فاضلاب

 

کف در تصفیه فاضلاب
کف در تصفیه فاضلاب[/caption]

 چگونگی ایجاد  کف در تصفیه فاضلاب

چگونگی ایجاد کف در تصفیه فاضلاب و ایجاد کف در فرآیند لجن فعال یک مشکل عملیاتی رایج در بسیاری از تصفیه خانه های فاضلاب است. کف می تواند در مخزن هوادهی، زلال کننده ثانویه و همچنین در هاضم بی هوازی ایجاد شود.

کف در WWTP که معمولاً  چسبناک و قهوه ای رنگ است، شناور می شود و در بالای مخازن تجمع می یابد، و می تواند بخش زیادی از موجودی جامد و حجم راکتور را به خود اختصاص دهد، بنابراین کیفیت پساب و کنترل زمان ماند لجن (SRT) را کاهش می دهد. این کف همچنین می‌تواند به  گذرگاهها و مناطق اطراف سرریز شود و مشکلات و خطرات شدیدی را برای عملیات و محیط ایجاد کند. در ادامه به چگونگی ایجاد کف در تصفیه فاضلاب می پردازیم.

 

دلایل زیادی منجر به ایجاد کف در تصفیه فاضلاب می شوند:

  • وجود سورفکتانت‌های به آهستگی تجزیه‌پذیر (مانند مواد شوینده خانگی) از پساب‌های صنعتی یا شهری
  • تولید بیش از حد مواد پلیمری خارج سلولی (EPS) توسط میکروارگانیسم‌های لجن فعال در شرایط محدود از مواد مغذی
  • تکثیر موجودات رشته‌ای و گاز در مخزن هوادهی یا تولیدی در منطقه بدون اکسیژن مخازن هوادهی
  • زلال‌کننده‌های ثانویه و هاضم‌های بی‌هوازی
  • وجود روغن در پساب ورودی

کف پایدار

کف پایدار در WWTP محصول حاصل از تعامل بین حباب گاز، سورفکتانت و ذرات آبگریز است. ذرات آبگریز در سطح مشترک هوا و آب جمع می شوند و لایه آب بین حباب های هوا را تقویت می کنند. در همین حال، ذرات همچنین به عنوان جمع کننده برای سورفکتانت عمل می کنند که کف را تثبیت می کند. حباب های گاز در WWTP توسط هوادهی، اختلاط مکانیکی و فرآیندهای بیولوژیکی مانند نیترات زدایی و هضم بی هوازی ایجاد می شوند. سورفکتانت‌ها در WWTP از جریان‌های فاضلابی می‌آیند که حاوی سورفکتانت‌های آهسته زیست تخریب‌پذیر هستند.

ذرات آبگریز باکتری های زنجیری با ساختار بلند زنجیر و سطح آبگریز هستند.

 

کف پایدار

محیط فیزیکی و شیمیایی

حباب های گاز

از مکانیسم کف سازی که در بالا ذکر شد، می دانیم که حباب های گاز در تولید کف ضروری هستند. حباب های گاز در بسیاری از مراحل فرآیند لجن فعال نقش دارند. در مخزن هوادهی، هوادهی و اختلاط مکانیکی برای اطمینان از اکسیژن محلول کافی برای تجزیه هوازی آلاینده‌های آلی یا نیتریفیکاسیون استفاده می‌شود. این امر باعث ایجاد حباب های گاز فراوان می شود. به غیر از ورود خارجی توسط هوادهی یا اختلاط، حباب های گاز نیز می توانند از خود فرآیندهای بیولوژیکی تولید کنند. هم نیترات زدایی در زلال ساز ثانویه و هم هضم بی هوازی در هاضم گازهایی مانند N2 یا CH4، CO2 تولید می کنند. این گازها به تولید کف کمک می کنند.

سورفکتانت ها

بیشتر سورفکتانت‌ها در WWTP از شوینده‌ها، روغن و گریس‌هایی که در خانه‌ها یا صنعت استفاده می‌شوند، سرچشمه می‌گیرند. همچنین اعتقاد بر این است که EPS تولیدی توسط باکتری ها بخشی از سورفکتانت ها را تشکیل می دهد. سورفکتانت می تواند کف را تثبیت کند و اجازه دهد کف جمع شود. هو و جنکینز اثر مساعد یک سورفکتانت غیریونی به آهستگی زیست تخریب پذیر را در کف کردن نشان دادند .

 

pH و دما

در تشکیل کف پایدار باکتری های زنجیری هستند. نرخ رشد باکتری های زنجیری برای دامنه pH از 6.7 تا 8.0 به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار نگرفت، فقط در pH 8.4 اندکی کاهش یافت. دمای بهینه Microthrix parvicella، یک باکتری رشته‌ای مرتبط با تولید کف، در حدود 25 درجه سانتی‌گراد، مقداری رشد در دمای 8 درجه سانتی‌گراد و رشد ضعیف یا بدون رشد در دمای بالای 35 درجه سانتی‌گراد است.

 

اکسیژن محلول (DO)

باکتری زنجیری M. parvicella غلظت اکسیژن کم را ترجیح می دهد و در WWTP با DO کم مکانی یا زمانی تکثیر پیدا کرد. در مطالعه اکاما، ام. parvicella با افزایش DO به 2-3 میلی گرم در لیتر  حذف شد. به عنوان یک کنترل موثر برای حجم دادن به لجن و ایجاد کف، انتخابگرهای هوازی با DO بالا (>2 میلی گرم در لیتر) اغلب قبل از مخزن هوادهی قرار می گیرند تا از رشد باکتری های زنجیری جلوگیری کنند.

 

میانگین زمان نگهداری سلولی (MCRT)

باکتری های زنجیری بیشتری در WWTP و مطالعات هنگام افزایش MCRT (1.5 تا 20 روز) هستند، در حالی که MCRT در حدود 1 روز در محدود کردن رشد باکتری های رزنجیری موثر بود. کنترل MCRT گاهی اوقات می تواند با افزایش سرعت جریان آب دشوار باشد زیرا زیست توده را می توان بدون حرکت با آب در کف نگه داشت .

میکروارگانیسم های کلیدی

باکتری های زنجیری به عنوان ذرات آبدوست عمل می کنند که نقش مهمی در تثبیت کف در WWTP دارند. دو گروه اصلی از باکتری های زنجیری وجود دارد: رایج ترین گروه : Candidatus Microthix parvicella و اعضای Mycolata.

 

[caption id="attachment_4145" align="aligncenter" width="509"]میکروارگانیسم های کلیدی 

 

 

  1. parvicella عبارتند از باکتری های زنجیری بدون انشعاب گرم مثبت. آنها هوازی، غیر تخمیری هستند و می توانند نیترات را کاهش دهند. اگرچه M. parvicella می تواند در محدوده وسیعی از غلظت اکسیژن رشد کند، آنها شرایط میکروآئروفیلیک را برای رشد خوب ترجیح می دهند. رشته هایی که آنها در DO کم (~ 0.4 میلی گرم در لیتر) تولید می کنند طولانی و منظم هستند بدون سلول های خالی یا تغییر شکل یافته که در شرایط DO بالا مشاهده می شوند [3،5].

 

مایکولاتا

  1.  با الگوی انشعاب راست زاویه
  2.  با الگوی انشعاب زاویه دار حاد

مایکولاتا را همچنین به عنوان "نوکاردیا" می شناسند، آنها گروهی از باکتری های زنجیری هستند که حاوی اسیدهای مایکولیک در دیواره سلولی خود هستند. آنها تحت راسته Actinomycetales در شاخه Actinobacteria هستند، جدایه ها به عنوان اعضای خانواده Corynebacteriaceae، Dieziaceae، Gordoniaceae، Mycobacteriaceae، Nocardiaceae، Tsukamurellaceae و Williamsiaceae شناسایی شدند. آنها دو مورفوتیپ اصلی دارند: یکی با الگوی انشعاب راست زاویه و دیگری الگوی انشعاب حاد. مشخص شد که Mycolata طیف وسیعی از ترکیبات آلی را جذب می کند و می تواند از نیترات یا نیتریت به عنوان گیرنده الکترون استفاده کند. بسیاری از مایکولاتا می توانند پلی هیدروکسی آلکانوات را در سلول ذخیره کنند و آبگریزی سطح سلولی بالایی داشته باشند.

 

گوردونیا آماره

گوردونیا آماره متعلق به مایکولاتای منشعب راست‌زاویه است که یکی از رایج‌ترین باکتری‌های رشته‌ای است که در فرآیند کف‌سازی یافت می‌شود. Gordonia amarae می تواند از تعداد زیادی سوبستراهای آلی، هم آب دوست و هم آبگریز استفاده کند و در شرایط هوازی، بی هوازی و بی هوازی قادر به جذب برخی از بسترها است. سلول گوردونیا آماره دارای سطح بسیار آبگریز است و می تواند بیوسورفکتانت ها را از طیف وسیعی از سوبستراها تولید کند. اعتقاد بر این بود که تولید بیوسورفکتانت‌ها برای گوردونیا آماره برای حل کردن بسترهای نامحلول مفید است که به زنده ماندن گوردونیا آماره در کف کمک می‌کند. به طور کلی  آبگریزی بالای سطح سلول و توانایی تولید بیوسورفکتانت ها دو دلیل اصلی برای ایجاد کف گوردونیا آماره است.

فرآیندهای میکروبی کف در تصفیه فاضلاب

[caption id="attachment_4146" align="aligncenter" width="492"]فرآیندهای میکروبی کف در تصفیه فاضلاب فرآیندهای میکروبی کف در تصفیه فاضلاب[/caption]

ذخیره سازی بستر

گزارش شده است که M. parvicella و Mycolata می توانند از ترکیبات آلی مختلف به عنوان منبع کربن و انرژی استفاد کنند. این ترکیبات حاوی اسیدهای آلی، بسترهای پیچید و اسیدهای چرب در شرایط هوازی، بدون اکسیژن و بی هوازی هستند. سپس بسترها را می توان به صورت درون سلولی در باکتری زنجیری ذخیر کرد.

ذخیره سازی درون سلولی پلی β-هیدروکسی آلکانوآت ها (PHA) در شرایط بی هوازی یا بی هوازی در M. parvicella رشدی به صورت هوازی هستند .

گرانول های ذخیره چربی نیز در برخی از M. parvicella از لجن فعال در حذف مواد مغذی WWTP مشاهده شد . Mycolata همچنین می‌تواند انکلوزیون‌های PHA داخل سلولی را برای ذخیره‌سازی سوبسترا تشکیل دهد.

قابلیت ذخیره‌سازی باکتری‌های رشته‌ای به آن‌ها اجازه می‌دهد در شرایط سخت در حین کار زنده بمانند (مانند لایه‌های محدود در کف، محیط بی‌هوازی-هوازی متناوب)، و خارج از رقابت با تشکیل لخته و سایر باکتری‌ها در لجن فعال، که اکثر آنها نمی‌توانند جذب شوند و بسترهای ذخیره سازی به صورت بی هوازی داشته باشند.

 

آبگریزی سطح سلولی و فعالیت های اگزونزیمی

آبگریزی سطح سلولی بالاتری در سلول های M. parvicella و Mycolata نسبت به سایر باکتری ها در لجن فعال یافت شد. سطح سلولی آبگریز تر، باکتری های رشته ای را قادر می سازد که جذب بهتری به سوبستراهای آبگریز مانند لیپیدها، اسیدهای چرب با زنجیره بلند (LCFA) داشته باشند. علاوه بر این، باکتری‌های رشته‌ای، اگزونزیم‌های زیادی مانند لیپاز تولید می‌کنند که تخریب و استفاده از بسترها را افزایش می‌دهند .

استراتژی کنترل کف کف در تصفیه فاضلاب

[caption id="attachment_4147" align="aligncenter" width="420"]استراتژی کنترل کف کف در تصفیه فاضلاب استراتژی کنترل کف کف در تصفیه فاضلاب[/caption]

با توجه به علت کف کردن، ارگانیسم های درگیر و شرایط عملیاتی باید اقدامات خاصی انجام شود.

استراتژی های رایج برای کنترل کف در تصفیه فاضلاب عبارتند از:

  • کاهش SRT (زمان نگهداری لجن، شبیه به میانگین زمان ماند سلولی، که اغلب در عملیات تصفیه فاضلاب استفاده می شود) برای شستشوی باکتری های رشته ای.
  • حذف مواد و بسترهای آبگریز که می توانند کف را افزایش دهند یا به رشد باکتری های رشته ای کمک کنند.
  • معرفی سلکتورها قبل از تانک های هوادهی برای سرکوب رشد باکتری های رشته ای.
  • افزودن عوامل اکسید کننده مانند کلر برای از بین بردن باکتری های رشته ای (کلر سایر باکتری ها را نیز می کشد) .

 شناسایی باکتری های رشته ای کف در تصفیه فاضلاب

شناسایی سنتی باکتری های رشته ای به مورفولوژی آنها در زیر میکروسکوپ متکی است. با این حال، بسیاری از باکتری های رشته ای ممکن است مورفولوژی قابل تشخیص نداشته باشند، بنابراین، شناسایی بر اساس ژن های 16S یا 23S rRNA ترجیح داده می شود. گروه نیلسن از دانمارک پروتکل نفوذپذیری موثرتری را برای هیبریداسیون درجا فلورسانس (FISH) ایجاد کرد که می‌تواند هیبریداسیون را افزایش داده و سیگنال قوی‌تری تولید کند. آنها مطالعات مختلف اکوفیزیولوژی را بر روی باکتری های رشته ای مختلف از کف و نمونه لجن فعال با استفاده از MAR-FISH  انجام دادند. سایر تکنیک‌های مبتنی بر 16S مانند PCR-DGGE نیز در تشخیص باکتری‌های رشته‌ای به کار گرفته شد.

 

توسعه مواد شیمیایی موثر کف سازی-کنترل

مواد شیمیایی اکسیدی معمولی مانند کلر که برای از بین بردن باکتری های رشته ای هستند، روی رشد باکتری های دیگر در لجن فعال نیز موثر هستند.

برای کنترل باکتری های رشته ای مورد نظر مواد شیمیایی بیشتری وجود دارد.

پلی آلومینیوم کلرید (PAX-14) در کنترل کف توسط M. parvicella موثر بود. افزودن PAX-14 بر عملکرد نیتریفیکاسیون و حذف COD تأثیری نداشت. با این حال، مکانیسم PAX-14 در کنترل M. parvicella هنوز مشخص نیست.

مکانیسم کف در تصفیه فاضلاب

پتروفسکی  نقش سورفکتانت در کف کردن را بر اساس داده‌های 65 Mycolata کف کننده از نزدیک بررسی کرد. آنها دریافتند که تئوری شناورسازی را می توان در توضیح نقش سورفکتانت در کف کردن لجن فعال به کار برد. Mycolata بدون سورفکتانت می‌تواند کف تولید کند، در حالی که حضور سورفکتانت بدون ذرات آبگریز باعث ایجاد کف ناپایدار می‌شود. آنها همچنین دریافتند که Bacillus subtilis، که معمولاً از کف قابل کشت است، می‌تواند با تولید سورفکتانت سطحی، نقش مهمی در تشکیل کف داشته باشد.

[caption id="attachment_4137" align="aligncenter" width="623"]مکانیسم کف در تصفیه فاضلاب مکانیسم کف در تصفیه فاضلاب[/caption]

تماس با ما:

تماس باما
برچسب ها: ایجادکف درتصفیه فاضلاب, تصفیه فاضلاب, ایجاد کف, لجن فعال,
  • کلینیک تصفیه آب تصفیه آب ایران
  • ۰ ۰
  • ۰ نظر

نیتریفیکاسیون

شنبه ۰۶ اسفند ۰۱ ۱۰:۴۵ ۳ بازديد

 

فرآیند نیتریفیکاسیون

 فرآیند نیتریفیکاسیون بیولوژیکی در سیستم تصفیه فاضلاب

نیتریفیکاسیون :Nitrification

حذف نیتروژن با نیتریفیکاسیون بیولوژیکی و نیترات زدایی یک فرآیند دو مرحله ای است. نیتریفیکاسیون زیستی تبدیل یا اکسیداسیون یون های آمونیوم توسط باکتریهای نیتروزوموناس به یونهای نیتریت و سپس توسط باکتریهای نبتروباکتر به یون های نیترات میباشد. 

طی اکسیداسیون یون های آمونیوم و نیتریت، اکسیژن به همراه گروهی از باکتری ها موسوم به باکتری های ازت خوار فعالیت دارند. در واقع اصطلاح نیتریفیکاسیون مربوط به تبدیل یا اکسیداسیون آمونیاک به نیترات است.

همانطور که گفته شد این فرایند از طریق باکتری های نیترات انجام می شود که اختصاصی می باشند و با اکسیداسیون آمونیاک انرژی بدست می آورند. به این دسته از ارگانیسم ها شیمیواتوتروف می گویند.  این ارگانیسم ها بوسیله اکسیداسیون شیمیایی انرژی بدست می آورند و به اصطلاح خود تغذیه ای هستند زیرا به مواد آلی که از قبل تشکیل شده نیاز ندارند.

هدف از نیتریفیکاسیون:

  1. تأثیر آمونیاک بر دریافت اکسیژن آب با توجه به غلظت DO و ایجاد سمیت برای ماهی ها
  2. نیاز به حذف نیتروژن برای کنترل اوتروفیکاسیون (باکتریهای اتوتروف هوازی مسئول نیتریفیکاسیون در فرآیندهای لجن فعال و بیوفیلم است)
  3. نیاز به ارائه کنترل نیتروژن برای کاربردهای استفاده مجدد از آب از جمله تغذیه آب زیرزمینی
  4. حداکثر غلظت مجاز برای نیتروژن نیترات 45 میلی گرم در لیتر به عنوان نیترات یا 10 میلی گرم در لیتر به عنوان نیتروژن است.
  5. غلظت کل نیتروژن آلی و آمونیاکی در فاضلاب شهری در محدوده 25 تا 45 میلی گرم در لیتر به عنوان نیتروژن بر اساس دبی 450 لیتر برای هر نفر در روز
  6.  

فرآیند نیتریفیکاسیون

فرآیند نیتریفیکاسیون در تصفیه فاضلاب هم در فرآیندهای رشد معلق و هم در فرآیندهای بیولوژیکی رشد پیوسته انجام می شود.

  • فرآیندهای رشد معلق

نیتریفیکاسیون همراه با حذف BOD در فرآیند تک لجن قابل دستیابی است که شامل مخزن هوادهی، زلال ساز و سیستم بازیافت لجن است.

در صورت وجود مواد سمی و بازدارنده در فاضلاب، سیستم رشد معلق دو لجن ممکن است در نظر گرفته شود که از دو مخزن هوادهی و دو زلال کننده به صورت سری تشکیل شده است. اولین مخزن هوادهی/واحد شفاف کننده در SRT کوتاه برای حذف BOD و مواد سمی، به دنبال آن نیتریفیکاسیون در مخزن هوادهی/واحد زلال ساز دوم که در SRT طولانی بکار گرفته می شود، کار می کند. رشد باکتری های نیتریفیک بسیار کندتر از باکتری های هتروتروف است.

  • فرآیندهای رشد پیوست شده

  1. برای نیتریفیکاسیون، بیشتر BOD باید قبل از ایجاد موجودات نیتریفیک کننده حذف شود
  2. باکتری‌های هتروتروف بازده زیست توده بالاتری دارند و بر سطح سیستم‌های فیلم ثابت نسبت به باکتری‌های نیتریفیک مسلط هستند.
  3. نیتریفیکاسیون در راکتور رشد متصل پس از حذف BOD یا در سیستم رشد متصل جداگانه طراحی شده برای نیتریفیکاسیون انجام می شود.
  4. نرخ نیتریفیکاسیون برای فرآیندهای رشد پیوسته بیشتر از فرآیندهای رشد معلق است. فرآیندهای رشد پیوسته معمولاً مواد جامد معلق بیشتری را در پساب نسبت به فرآیندهای رشد معلق حمل می‌کنند.

[caption id="attachment_4180" align="aligncenter" width="488"]نیتریفیکاسیون نیتریفیکاسیون[/caption]

میکروبیولوژی نیتریفیکاسیون

  1. باکتری های اتوتروف هوازی مسئول نیتریفیکاسیون در لجن فعال و فرآیندهای بیوفیلم هستند.
  2. فرآیند دو مرحله‌ای در نیتراتاسیون شامل دو گروه باکتری است. مرحله اول، آمونیاک توسط یک گروه (Nitrosomonas) به نیتریت اکسید می شود و مرحله دوم، نیتریت توسط گروه دیگری از باکتری های اتوتروف (Nitrobacter) به نیترات اکسید می شود.
  3. سایر باکتری های اتوتروف برای اکسیداسیون آمونیاک به نیتریت (پیشوند با Nitroso-): نیتروسوکوکوس، نیتروزوسپیرا، نیتروزولوبوس و نیتروسوروبریو
  4. سایر باکتری های اتوتروف برای اکسیداسیون نیتریت به نیترات (پیشوند با Nitro-): نیتروکوکوس، نیتروسیرا، نیتروسپینا و نیتروئیستیس

عوامل موثر بر فرآیند نیتریفیکاسیون

  • عوامل محیطی: pH

  1. فرآیند نیتریفیکاسیون در تصفیه فاضلاب به pH حساس است و در مقادیر pH زیر 6.8 به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
  2. نرخ نیتریفیکاسیون بهینه در مقادیر pH در محدوده 7.5-8.0 رخ می دهد. pH از 7.0 تا 7.2 به طور معمول استفاده می شود.
    آبهای کم قلیایی نیاز به قلیایی بودن برای حفظ مقادیر pH قابل قبول دارند.
  3. مقدار قلیائیت اضافه شده بستگی به غلظت اولیه قلیایی و مقدار NH4-N برای اکسید شدن دارد.
  4. قلیاییت به شکل آهک، خاکستر سودا، بی کربنات سدیم یا هیدروکسید منیزیم اضافه شده است.

  • عوامل محیطی: سمیت

  1. نیتریفایرها شاخص های خوبی برای حضور ترکیبات سمی آلی در غلظت های پایین هستند.

ترکیبات سمی عبارتند از: حلال مواد شیمیایی آلی، آمین ها، پروتئین ها، تانن ها، ترکیبات فنلی، الکل ها، سیانات ها، اترها، کاربامات ها و بنزن.

  • عوامل محیطی: فلزات

  1. مهار کامل اکسیداسیون آمونیاک در 0.25 میلی گرم در لیتر نیکل، 0.25 میلی گرم در لیتر کروم و 0.10 میلی گرم در لیتر مس
  2. عوامل محیطی: آمونیاک یونیزه نشده
  3. نیتریفیکاسیون نیز توسط آمونیاک غیر یونیزه (NH3) یا آمونیاک آزاد و اسید نیتروژن غیریونیزه (HNO2) مهار می شود.

اثرات بازدارندگی به غلظت گونه های نیتروژن کل، دما و pH بستگی دارد.

دنیتریفیکاسیون :Denitrification

به اصطلاح احیای بیولوژیکی نیترات به اکسید نیتریک، اکسید نیترو و گاز نیتروژن دنیتریفیکاسیون می گوییم.دنیتریفیکاسیون نوعی تنفس بی هوازی که توسط گونه های سودوموناس ، تیوباسیلوس و پاراکوکوس انجام می شود. دنیتریفیکاسیون برای احیاء نیترات را تا حد نیتریت پیش می رود و از آنزیم نیترات ردوکتاز استفاده کرده که در حضور اکسیژن کارایی ندارد.‌

فرایند دنیتریفیکاسیون

دنیتریفیکاسیون فرآیندی است که طی آن بوسیله میکروارگانیسم ها نیترات به ترکیبات گازی مانند؛ اکسید نیتریک، اکسید نیترو و نیتروژن تبدیل می شود.

زمانی که چندین نوع باکتری بر روی مواد آلی در شرایط غیر هوازی قرار داشته باشند این فرایند را انجام می دهند. زیرا در هنگام عدم وجود اکسیژن برای تنفس معمولی هوازی آنها بجای اکسیژن از نیترات به عنوان آخرین پذیرنده الکترون استفاده می کنند. این مرحله را اصطلاحأ تنفس غیر هوازی می نامیم. در تنفس هوازی مانند انسان مولکول های آلی اکسید می شوند تا انرژی بدست آید و اکسیژن به آب احیاء شود. زمانی که اکسیژن وجود ندارد هر گونه ماده قابل احیاء همانند نیترات می تواند همان نقش اکسیژن را داشته باشد و به نیتریت، اکسید نیتریک، اکسید نیترو احیاء شود.

بنابراین شرایطی که طی آن ارگانیسم ها دنیتریفیکاسیون را انجام می دهند عبارتند از:

  • وجود مواد آلی قابل اکسید شدن،
  • عدم وجود اکسیژن و قابلیت دسترسی به منابع نیتروژن قابل احیاء.

در این فرایند مخلوطی از محصولات کاری نیتروژن دار تولید می شود. این موضوع بدلیل آن است که در تنفس غیر هوازی از نیترات، نیتریت، اکسید نیتریک و اکسید نیترو به عنوان پذیرنده الکترون استفاده می شود. فرآیند دنیتریفیکاسیون در تصفیه فاضلاب جز تکمیل کننده حذف بیولوژیکی نیتروژن است که شامل نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون می باشد. زمانی که در باره وقوع اوتروفیکاسیون نگرانی وجود داشته باشد و یا در مواردی که آب زیرزمینی باید در مقابل افزایش غلظت نیترات ناشی از تغذیه سفره های آب زیرزمینی با پساب محافظت شود، حذف بیولوژیکی نیتروژن در تصفیه خانه های فاضلاب انجام می شود. حذف نیترات در فرآیندهای بیولوژیکی به دو روش انجام می شود که به شرح زیر می باشد:

حذف سنتزی:

احیای نیترات به روش حذف سنتزی شامل احیای نیترات به آمونیاک برای استفاده در سنتز سلولی است. این فرایتد زمانی رخ می دهد که یون آمونیوم وجود نداشته باشد.

حذف غیرسنتزی

احیای نیترات به روش حذف غیرسنتزی یا دنیتریفیکاسیون بیولوژیکی با زنجیره تنفسی انتقال الکترون همراهی می کند و نیترات یا نیتریت بعنوان الکترون گیرنده برای اکسیداسیون انواع گوناگون الکترون دهنده های آلی و معدنی مورد استفاده قر ار می گیرد.

تماس با ما:

تماس باما
برچسب ها: فرآیند نیتریفیکاسیون بیولوژیکی در سیستم تصفیه فاضلاب, فرآیند نیتریفیکاسیون, نیتریفیکاسیون, نیتریفیکاسیون بیولوژیکی, سیستم تصفیه فاضلاب,
  • کلینیک تصفیه آب تصفیه آب ایران
  • ۰ ۰
  • ۰ نظر

سیستم های هوادهی فاضلاب

یکشنبه ۳۰ بهمن ۰۱ ۱۲:۱۸ ۶ بازديد

      سیستم های هوادهی فاضلاب

 هوادهی فاضلاب چیست؟

هوادهی فاضلاب یک فرآیند لجن فعال است. لجن فعال فرآیندی با غلظت بالایی از میکروارگانیسم ها است.
در این مرحله، فرآیندهای بیولوژیکی مانند تصفیه هوازی، ترکیبات آلی و آلاینده‌های موجود در فاضلاب را تجزیه می‌شوند.

مواد شیمیایی برای حذف آلاینده های آلی پایدار، باکتری ها و پاتوژن های میکروبی استفاده می شود.

نتیجه هوادهی فاضلاب چیست؟

به طور معمول، فاز ثانویه مواد شیمیایی و ترکیبات سمی را حذف می کند. تکرار چندین بار این مرحله  برای آب غیرمعمول نیست.

چرا هوادهی مهم است؟

یک سیستم هوادهی خوب طراحی شده مستقیماً بر سطح تصفیه فاضلاب به دست آمده تأثیر می گذارد. کلید تصفیه سریع، اقتصادی، ایمن و موثر فاضلاب، سیستم هوادهی است که اکسیژن را به طور مساوی توزیع می کند.

فاضلاب چگونه هوادهی می شود؟

هوادهی یک فرآیند لجن فعال است. هوا را به داخل مخزن  وارد می کند و باعث رشد میکروبی در فاضلاب می شود. باکتری هایی که لجن فعال را تشکیل می دهند، پس از ته نشین شدن در یک مخزن ته نشینی جداگانه، مجدداً به حوضچه هوادهی گردش می کنند. چرخش مجدد به حوضچه هوادهی سرعت تجزیه را افزایش می دهد.

نمای کلی طراحی کارخانه

حجم بالای فاضلاب به سیستم‌های پیچیده‌تری در مقایسه با فرآیندهای دسته‌ای ساده‌ای که توسط تأسیسات مقیاس کوچک‌تر استفاده می‌شود، نیاز دارد. طراحی کارخانه زیر نشان می دهد که چگونه یک سیستم بر سطح تصفیه فاضلاب به دست آمده تأثیر می گذارد.

 

[caption id="attachment_4130" align="alignnone" width="850"]سیستم های هوادهی فاضلاب سیستم های هوادهی فاضلاب[/caption]

مکان های هوادهی

فاز هوادهی مواد آلی، ذرات ریز و مواد شیمیایی بالقوه سمی و مضر را از پساب وارد شده به سیستم ،حذف می کند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد مکان های هوادهی تصفیه فاضلاب، ادامه مطلب را بخوانید.

حوضچه های هوادهی و هاضم های هوازی

تالاب هوادهی یا حوض هوادهی یک حوضچه تصفیه است که هوادهی مصنوعی را تامین می کند. هوادهی مصنوعی باعث افزایش اکسیداسیون بیولوژیکی فاضلاب می شود.

حوضه های هوادهی تالاب ها یا برکه های خاکی بزرگ و باز هستند. سطوح بزرگ درگیر باعث تغییرات شدید دما نسبت به هاضم های هوازی می شود. بنابراین، باعث ایجاد تغییرات در زمان نگهداری لجن می شود. اگر مواد جامد به فرآیند حوضچه هوادهی برگردند، در این صورت تفاوتی بین حوضچه هوادهی و فرآیند لجن فعال وجود ندارد.

هاضم های هوازی مخازنی هستند که از بتن یا فلز ساخته شده و مستطیل شکل هستند. بنابراین چندین مخزن می توانند دیوارهای مشترک را به اشتراک بگذارند.

 

[caption id="attachment_4131" align="alignnone" width="850"]سیستم های هوادهی فاضلاب سیستم های هوادهی فاضلاب[/caption]

تالاب های مختلط معلق

تالاب های مخلوط معلق، مواد آلی محلول و زیست تخریب پذیر در پساب را به زیست توده تبدیل می کنند که می تواند به صورت لجن ته نشین شود. پساب به حوض دوم می رود که لجن می تواند در آنجا ته نشین شود.

هواده های سطحی شناور

دو عملکرد در یک سیستم هوادهی سطحی ارائه می شود:

(1) انتقال هوا به داخل حوضچه ها برای تسهیل واکنش های اکسیداسیون بیولوژیکی.

(2) آنها اختلاط مورد نیاز برای پراکندگی هوا و تماس با واکنش دهنده ها (یعنی اکسیژن، فاضلاب و میکروب ها) را فراهم می کنند.

هواده های سطح شناور اکسیژن را برای هوادهی تحویل می دهند. با این حال، هواده های سطحی مخلوطی را که معادل آنچه در سیستم های لجن فعال به دست می آید، ارائه نمی دهند.

هوادهی پراکنده غوطه ور

هوای پخش شده غوطه ور شکلی از شبکه پخش کننده در داخل یک تالاب است. دو نوع اصلی سیستم های هوادهی پراکنده مستغرق برای کاربردهای تالاب، شناور و جانبی غوطه ور هستند. هر دو سیستم از پخش کننده های حباب ریز یا متوسط ​​برای ارائه هوادهی و فرآیند اختلاط آب استفاده می کنند. دیفیوزرها را می توان کمی بالاتر از کف تالاب معلق کرد یا ممکن است در پایین قرار گیرد.

هوادهی کانال

کانال هایی که فاضلاب را به مخازن ته نشینی اولیه توزیع می کنند، هوادهی می شوند تا مواد جامد را در حالت تعلیق و مستقل از سرعت جریان آب نگه دارند. مقدار هوای مورد نیاز محدوده و مشروب مخلوط به مخازن ته نشینی لجن فعال تبدیل می شود که هوادهی می شوند.

هوادهی پست

الزامات برای پساب نیاز به سطوح بالای اکسیژن محلول. این مقررات می خواهد اطمینان حاصل کند که پساب سطح پایین اکسیژن محلول با جریان دریافت کننده مخلوط نمی شود.

یک روش هوادهی آبشاری است که در آن پساب توسط تلاطم مجموعه ای از آبشارها هوادهی می شود. با این حال، دمای آب به شدت بر توانایی آب در جذب اکسیژن تأثیر می گذارد.

هوادهی دیفیوزر در تصفیه خانه های بزرگتر استفاده می شود. دیفیوزرها بستگی به سرعت انتقال اکسیژن مورد نیاز پساب  دارند.

[caption id="attachment_4132" align="alignnone" width="600"]سیستم های هوادهی فاضلاب سیستم های هوادهی فاضلاب[/caption]

تماس با ما:

تماس باما
برچسب ها: سیستم های هوادهی فاضلاب, سیستم های هوادهی, فاضلاب, هوادهی فاضلاب چیست؟,
  • کلینیک تصفیه آب تصفیه آب ایران
  • ۰ ۰
  • ۰ نظر

حذف آرسنیک از آب

یکشنبه ۳۰ بهمن ۰۱ ۱۲:۱۵ ۳ بازديد

             حذف آرسنیک از آب

حذف آرسنیک از آب
حذف آرسنیک از آب

در مناطقی که آب آشامیدنی حاوی سطوح ناایمن آرسنیک است، نگرانی جدی، یافتن یک منبع سالم آب آشامیدنی است.  یافتن منبع امن جدید یا حذف آرسنیک از آب دو راه حل اصلی به شمار می آید. اگر نتوان منبع آب سالم از آرسنیک یافت، هدف کوتاه مدت کاهش سطح آرسنیک است. روش‌های مختلفی برای حذف آرسنیک از آب وجود دارد. روش های مهم زیر در زیر مورد بحث قرار می گیرند:

  1. اکسیداسیون
  2. انعقاد، بارش و فیلتراسیون
  3. جذب (فیلتراسیون جذبی)
  4. تبادل یونی
  5. تکنیک های غشایی

اکسیداسیون

بیشتر تاثیر فن‌آوری‌های حذف آرسنیک در از بین بردن شکل پنج ظرفیتی آرسنیک (As(V)، و تبدیل به آرسنات، به چشم می خورد، زیرا شکل سه ظرفیتی (As(III)، آرسنیت عمدتاً کمتر از pH 9.2 شارژ نمی‌شود. بنابراین آرسنات بسیار کمتر از آرسنیت تحرک دارد، زیرا تمایل دارد با کاتیون‌های فلزی رسوب کند یا بر روی سطوح جامد جذب شود.

بنابراین، بسیاری از سیستم های تصفیه شامل یک مرحله اکسیداسیون برای تبدیل آرسنیت به آرسنات هستند. آرسنیت می تواند توسط اکسیژن (O2)، هیپوکلریت (HClO)، پرمنگنات (HMnO4) و پراکسید هیدروژن (H2O2) اکسید شود. اکسیژن اتمسفر در دسترس ترین عامل اکسید کننده است و بسیاری از فرآیندهای تصفیه اکسیداسیون توسط هوا را ترجیح می دهند. با این حال، اکسیداسیون آرسنیک در هوا یک فرآیند بسیار کند است و ممکن است هفته ها برای اکسیداسیون طول بکشد.اکسیداسیون آرسنیت در هوا می تواند توسط باکتری ها، محلول های اسیدی یا قلیایی قوی، مس، کربن فعال پودری و دمای بالا کاتالیز شود .

اکسیداسیون و ته نشینی غیرفعال

در خانه ها اکسیداسیون با اکسیژن موجود به طور طبیعی در هوا در طول جمع آوری و ذخیره سازی  ممکن است باعث کاهش غلظت آرسنیک در آب ذخیره شده شود که به عنوان رسوب غیرفعال نیز شناخته می شود. برای ته نشینی غیرفعال، آب باید برای مدت زمان کافی ذخیره شود تا امکان تبادل اکسیژن از هوا به آب فراهم شود.

به نظر می رسد کاهش آرسنیک توسط رسوب گذاری ساده به کیفیت آب، به ویژه وجود آهن رسوب دهنده در آب، بستگی دارد. قلیائیت زیاد و وجود آهن در آب چاه لوله باعث افزایش حذف آرسنیک با ذخیره سازی می شود.

 

انعقاد و فیلتراسیون

انعقاد و فیلتراسیون با نمک های فلزی و آهک و به دنبال آن فیلتراسیون، مستندترین روش حذف آرسنیک از آب است. در فرآیند انعقاد، آرسنیک از طریق سه مکانیسم از محلول حذف می شود .

 

  1. رسوب: تشکیل ترکیبات نامحلول.
  2. رسوب همزمان: ادغام گونه های آرسنیک محلول در فازهای هیدروکسیدهای فلزی در حال رشد (مانند رسوب همزمان با Fe(III)؛
  3. جذب: اتصال الکترواستاتیکی آرسنیک محلول به سطوح خارجی هیدروکسید فلز نامحلول.

 

فناوری انعقاد از سال 1970 در شمال شیلی برای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی استفاده شده است. این تجربه نشان می دهد که انعقاد یک فناوری موثر برای حذف آرسنیک است. در حال حاضر می توان آرسنیک را از 400 میکروگرم در لیتر به 10 میکروگرم در لیتر با سرعت 500 لیتر در ثانیه کاهش داد، با فرض اینکه pH، عوامل اکسید کننده و انعقاد به شدت کنترل شوند .

فرآیندهای انعقاد لخته سازی با استفاده از آلوم، کلرید آهن یا سولفات آهن در حذف آرسنیک موثر هستند

آنها شناخته شده ترین راه تصفیه آرسنیک هستند و در مطالعات آزمایشگاهی و میدانی بیشتر از سایر فناوری ها آزمایش شده اند .هنگامی که به آب اضافه می شوند، تحت هم زدن موثر به مدت یک تا چند دقیقه حل می شوند. در طی این فرآیند لخته سازی، انواع ریز ذرات و یون های دارای بار منفی با اتصال الکترواستاتیکی به لخته ها متصل می شوند.

آرسنیک نیز بر روی لخته های منعقد شده جذب می شود. می توان آن را تا حدی با ته نشینی حذف کرد، در حالی که ممکن است برای اطمینان از حذف کامل همه لخته ها به فیلتراسیون نیاز باشد. حذف آرسنیک توسط انعقاد عمدتاً توسط pH و دوز انعقادی کنترل می شود. انعقاد با کلرید آهن در pH کمتر از 8 بهترین عملکرد را دارد و آلوم دامنه موثر باریکتری از pH 6 تا 8 دارد.

[caption id="attachment_4030" align="alignnone" width="768"]حذف آرسنیک از آب حذف آرسنیک از آب[/caption]

استفاده از آهن طبیعی موجود در آب های زیرزمینی

استفاده از آهن طبیعی موجود در آب های زیرزمینی یک روش امیدوارکننده برای حذف آرسنیک با جذب است، به این معنی که نیازی به افزودن مواد شیمیایی نیست. رسوبات آهنی که در اثر اکسیداسیون آهن محلول به وجود می‌آیند، آرسنیک را از طریق انعقاد، جذب، رسوب و فیلتراسیون و همچنین با اکسیداسیون حذف می‌کنند. راندمان واحدها به میزان آرسنیک و آهن آب بستگی دارد. با افزایش زمان تماس گونه های آرسنیک و لخته های آهن می توان آن را افزایش داد.

انعقاد با آهک

تصفیه آب با افزودن آهک سریع، CaO یا آهک هیدراته، Ca(OH)2 آرسنیک را حذف می کند. تصفیه آهک فرآیندی مشابه انعقاد با نمک فلز است. هیدروکسید کلسیم رسوب شده، Ca(OH)2 به عنوان یک لخته جذب کننده برای آرسنیک عمل می کند. آهک اضافی حل نمی شود، اما به عنوان یک کمک منعقد کننده باقی می ماند که باید همراه با رسوبات از طریق فرآیند ته نشینی و فیلتراسیون حذف شود.

مشاهده شده است که حذف آرسنیک توسط آهک نسبتاً کم است، معمولاً بین 40-70٪. بیشترین حذف در pH 10.6 تا 11.4 به دست می آید (AHMED 2001). نرم کردن آهک ممکن است به عنوان یک پیش تصفیه مورد استفاده قرار گیرد و به دنبال آن انعقاد زاج یا آهن انجام شود.

اکسیداسیون خورشیدی و رسوب اکسیدهای Fe(III) با As(V) جذب شده

SORAS یک روش ساده است که از تابش آب با نور خورشید در بطری شفاف PET یا دیگر UV-A (نگاه کنید به SODIS) برای کاهش سطح آرسنیک در آب آشامیدنی استفاده می کند. روش SORAS مبتنی بر دو مرحله است: مرحله اول شامل اکسیداسیون فتوشیمیایی (از طریق اثر نور UV خورشیدی) As (III) به As (V) و سپس مرحله دوم شامل بارش یا فیلتر کردن As (V) است.

جذب شده روی اکسیدهای آهن (III) که یا به طور طبیعی وجود دارند یا اضافه می شوند و با افزودن آب لیمو به حالت تعلیق نگهداری می شوند. این می تواند یک روش تصفیه آب باشد که در سطح خانگی برای تصفیه مقادیر کمی آب آشامیدنی استفاده می شود.

آب های زیرزمینی در بنگلادش به طور طبیعی حاوی آهن (II) و آهن (III) هستند. بنابراین SORAS می تواند محتویات آرسنیک را کاهش دهد و تقریباً بدون هیچ هزینه ای در دسترس همه باشد.

[caption id="attachment_4027" align="alignnone" width="1761"]حذف آرسنیک از آب حذف آرسنیک از آب[/caption]

فیلتراسیون جذبی

چندین محیط جذب مانند آلومینا فعال، کربن فعال، ماسه پوششی با آهن و منگنز، خاک رس کائولینیت، اکسید آهن هیدراته، بوکسیت فعال، اکسید تیتانیوم، اکسید سیلیسیم و بسیاری از محیط های طبیعی و مصنوعی هستند که آرسنیک را از آب حذف می کنند. کارایی محیط جذب به استفاده از عوامل اکسید کننده به عنوان کمک برای تحریک جذب آرسنیک در محیط بستگی دارد.

آلومینا فعال

آلومینا فعال (Al2O3) سطح جذب خوبی دارد، در محدوده 200-300 m2/g. مساحت سطح بزرگ به ماده منطقه بسیار زیادی برای جذب آرسنیک می دهد. هنگامی که آب از یک ستون بسته بندی شده از آلومینا فعال عبور می کند، ناخالصی ها از جمله آرسنیک موجود در آب روی سطوح دانه های آلومینا فعال می نشیند.

در نهایت، ستون ابتدا در ناحیه بالایی خود و سپس در پایین دست به سمت انتهای پایین اشباع و در نهایت ستون کاملاً اشباع می شود. بازسازی آلومینا اشباع شده با قرار دادن محیط در معرض 4 درصد سود سوزآور (NaOH) به صورت دسته‌ای یا با جریان از طریق ستون انجام می‌شود که منجر به فاضلاب سوزاننده شدیداً آلوده به آرسنیک می‌شود.

حذف آرسنیک توسط آلومینا فعال شده توسط pH و محتوای آرسنیک آب کنترل می شود. با نزدیک شدن به نقطه بار صفر، راندمان کاهش می یابد و در pH 8.2 که سطح بار منفی دارد، ظرفیت حذف تنها 5-2 درصد ظرفیت در pH بهینه است. برخی از نمونه‌هایی از محیط‌های جذبی مبتنی بر آلومینا فعال عبارتند از: «آلومینای فعال BUET»، «آلومینای فعال تقویت‌شده آلکان» و «واحد تصفیه آرسنیک Apyron».

 

 

هیدروکسید آهن دانه ای

هیدروکسید آهن دانه ای نیز برای حذف جذبی آرسنات، آرسنیت و فسفات از آب استفاده می شود. راکتورهای گرانول هیدروکسید آهن، جاذب های بستر ثابت هستند که مانند یک فیلتر معمولی با جریان آب رو به پایین عمل می کنند. آب حاوی آهن محلول بالا و مواد معلق باید هوادهی شود و از طریق بستر شن و ماسه به عنوان پیش تصفیه تصفیه شود تا از گرفتگی بستر جذب جلوگیری شود.

اکسید سریم آبدار

اکسید سریم آبدار نیز جاذب خوبی است. آزمایش آزمایشگاهی و آزمایش میدانی مواد در چندین مکان نشان داد که این جاذب در حذف آرسنیک از آب‌های زیرزمینی بسیار کارآمد است.

تراشه های آجر و ماسه روکش با آهن

شن و ماسه با روکش آهن و تراشه های آجری با روکش آهن در از بین بردن As(III) و As(V) موثر هستند. "فیلتر آرسنیک Shapla" نمونه‌ای از فیلتر حذف آرسنیک خانگی است که بر اساس تراشه‌های آجری با روکش آهن ساخته و توسط سازمان توسعه بین‌المللی (IDE) توسعه یافته است.آب جمع‌آوری‌ از چاه‌های لوله‌ای آلوده از میان فیلترهایی که در ظرف خاکی قرار گرفته‌اند عبور می‌کند که در زیر آن یک سیستم زهکشی وجود دارد.

 

فیلترهای آرسنیک خانگی

برخی از فیلترها مانند SONO 3 KALSHI، KanchanTM یا فیلتر آرسنیک SAFI از پرکننده‌های آهن صفر (آهن جامد)، ماسه، تراشه‌های آجری و کک چوب برای حذف آرسنیک و سایر فلزات کمیاب از آب زیرزمینی استفاده می‌کنند (همچنین به فیلترهای آرسنیک مراجعه کنید). آرسنیک از طریق جذب روی مخلوط پرکننده آهن صفر ظرفیتی نیمه اکسید و ماسه حذف می گردد.

 

فیلتر KanchanTM توسط موسسه فناوری ماساچوست (MIT)، سازمان محیط زیست و بهداشت عمومی (ENPHO) و برنامه تامین آب و بهداشت روستایی (RWSSSP) نپال توسعه یافته است. فیلتراسیون آهسته ماسه و جذب روی هیدروکسید آهن را با هم ترکیب می کند و در حذف آرسنیک، عوامل بیماری زا، آهن، کدورت، بو و برخی دیگر از آلاینده ها در آب آشامیدنی موثر است.

فیلتر

فیلتر از یک جعبه بتنی یا پلاستیکی تشکیل یافته که با لایه‌هایی از شن و ماسه پر است، مانند فیلتر بیوسند. در بالای فیلتر به عنوان مرحله اول یک لایه 5 کیلوگرمی میخ آهنی نصب می شود. این میخ‌ها وقتی در معرض هوا و آب قرار می‌گیرند خیلی سریع زنگ می‌زنند و ذرات هیدروکسید آهن تولید می‌کنند که جاذب عالی آرسنیک است. هنگامی که آب حاوی آرسنیک در فیلتر را می افزایند، واکنش کمپلکس سطحی رخ می دهد و آرسنیک به سرعت بر روی سطح ذرات هیدروکسید آهن می نشیند.

سپس  به لایه شنی زیر ذرات آهن حاوی آرسنیک می افزایند. به دلیل فضای منافذ بسیار کوچک در لایه ماسه ریز، ذرات آهن حاوی آرسنیک در چند سانتی‌متر بالای لایه ماسه ریز به دام می‌افتند. در نتیجه، آرسنیک به طور موثر از آب حذف می شود.

فیلتر SAFI یک فیلتر شمع سرامیکی سازگار است که بر اساس اصول جذب و فیلتراسیون بر روی مواد کامپوزیت متخلخل فعال شمع عمل می کند. این فیلتر از مواد متخلخل کامپوزیتی مانند کائولینیت و اکسید آهن است که اکسید آهن هیدراته بر روی آن با عملیات شیمیایی و حرارتی متوالی رسوب می کند. اکسی هیدروکسیدهای آهن، آلومینیوم و منگنز در حذف آرسنیک، آهن و باکتری ها نقش دارند.

تبادل یونی

تبادل یونی مشابه با آلومینا فعال است. فقط محیط یک رزین مصنوعی با ظرفیت تبادل یونی متعارف بهتر است. رزین مصنوعی بر اساس یک اسکلت پلیمری متقابل به نام ماتریس  است. گروه‌های عاملی باردار از طریق پیوند کووالانسی به ماتریکس متصل می‌شوند و به گروه‌های اسیدی، ضعیف اسیدی، قوی بازی و ضعیف بازی تقسیم می‌شوند. فرآیند تبادل یونی  به pH آب وابستگی کمتری دارد .

آرسنیت، بدون شارژ، با فرآیند تبادل یونی حذف نمی شود. از این رو، پیش اکسیداسیون As(III) به As(V) برای حذف آرسنیت توسط فرآیند تبادل یونی مورد نیاز است، اما مازاد اکسیدان اغلب باید قبل از تبادل یونی حذف شود تا از آسیب رزین های حساس جلوگیری شود. همانطور که رزین تمام می شود، نیاز به بازسازی دارد. رزین های تبادل یونی را می توان به راحتی با شستشو با محلول NaCl بازسازی کرد.

[caption id="attachment_4029" align="alignnone" width="768"]حذف آرسنیک از آب حذف آرسنیک از آب[/caption]

تکنیک های غشایی

غشاهای مصنوعی برای از بین بردن بسیاری از آلاینده ها از آب از جمله پاتوژن ها، نمک ها و یون های فلزی مختلف کاربرد دارند. معمولاً از دو نوع فیلتراسیون غشایی استفاده می شود: غشاهای کم فشار مانند میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون و غشاهای پرفشار مانند نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس. حذف آرسنیک توسط فیلتراسیون غشایی مستقل از pH و حضور سایر املاح است اما وجود مواد کلوئیدی بر آن تأثیر منفی می‌گذارد.

آهن و منگنز همچنین می توانند منجر به پوسته پوسته شدن و رسوب غشاء شوند.آلودگی غشایی توسط ناخالصی های موجود در آب، قابل شستشوی معکوس نیست. آبی که غلظت‌های بالایی از مواد جامد معلق دارد، برای حذف آرسنیک با تکنیک‌های غشایی برای جلوگیری از گرفتگی نیاز به پیش تصفیه دارد.

حذف آرسنیک از آب با اسمز معکوس

اسمز معکوس یکی از روش ها و تجهیزات بسیار کاربردی در تصفیه آب می باشد که عکس عمل اسمز موجود در طبیعت رفتار می کند. در این تجهیزات آب حاوی آلاینده ها با فشار از غشاهایی با منافذ بسیر کوچک می گذرد. بر اثر عبور آب از این غشاها ذرات کوچکی مانند آرسنیک امکان عبور را پیدا نخواهند کرد.

 

حذف آرسنیک با اولترافیلتراسیون

استفاده از غشاهای اولترافیلتراسیون از دیگر روش ها برای کاهش مقدار آرسنیک موجود در آب می باشد که البته کارایی آن کمتر از اسمز معکوس است. با توجه به اینکه منافذ این غشاها بزرگتر از اسمز معکوس می باشند، به همین دلیل بهتر است ابتدا عمل لخته سازی و انعقاد صورت گیرد تا کارایی و راندمان افزایش پیدا کند.

 

حذف آرسنیک از آب با نانوفیلتراسیون

عبور آب از غشاهای نانوفیلتراسیون که دارای منافذی به اندازه 0.001 میکرون می باشند نیز می تواند گزینه ای نسبتا مناسب برای حذف آرسنیک از آب باشد. این گروه از ممبران ها نیز کارایی کمتری نسبت به RO دارند.

دفع لجن

تمام فن آوری های حذف آرسنیک از آب در نهایت  در محیط های جذب، لجن یا محیط های مایع آرسنیک را متمرکز می کنند و دفع بی رویه آنها ممکن است منجر به آلودگی محیط زیست شود.

از این رو، دفع زیست محیطی ایمن لجن، محیط های اشباع  و زباله های مایع غنی از آرسنیک بسیار نگران کننده است.

آزمایش‌هایی برای ارزیابی تبدیل آرسنیک از محلول‌های آبی در حضور مدفوع گاو انجام شد.

برخی از مطالعات نشان دادند که فرآیند بیوشیمیایی (به عنوان مثال، متیلاسیون زیستی) در حضور فضولات تازه گاو ممکن است منجر به کاهش قابل توجه آرسنیک از پسماندهای تصفیه غنی از آرسنیک شود.

 

تماس با ما:

تماس باما

 

برچسب ها: حذف آرسنیک از آب, حذف آرسنیک, آب آشامیدنی, اکسیداسیون,
  • کلینیک تصفیه آب تصفیه آب ایران
  • ۰ ۰
  • ۰ نظر

کربن فعال

یکشنبه ۳۰ بهمن ۰۱ ۱۲:۱۳ ۵ بازديد

 

کربن فعال چیست؟

کربن فعال یا زغال فعال عنصر متخلخلی است که ترکیبات عمدتاً آلی موجود در گاز یا مایع را به دام می اندازد. این کار را با چنان اثربخشی انجام می دهد که پرکاربردترین عامل تصفیه کننده توسط انسان است.

ترکیبات آلی از متابولیسم موجودات زنده به دست می آیند و ساختار اصلی آنها از زنجیره ای از اتم های کربن و هیدروژن تشکیل شده است. از جمله تمام مشتقات دنیای نباتی و جانوری از جمله روغن و ترکیبات حاصل از آن است.

خاصیت یک جامد برای چسبیدن یک مولکول در حال جریان به دیواره های خود را "جذب" می گویند. جامد را "جاذب" و مولکول "جذب" نامیده می شود.

پس از فیلتراسیون که برای حذف جامدات موجود در یک سیال در نظر گرفته شده است - هیچ فرآیند خالص سازی با کاربردهای بیشتر از کربن فعال وجود ندارد.

کاربرد کربن فعال چیست؟

  • تصفیه آب

کربن فعال آفت‌کش‌ها، چربی‌ها، روغن‌ها، مواد شوینده، محصولات جانبی ضدعفونی، سموم، ترکیبات تولیدکننده رنگ، ترکیبات تولید شده از تجزیه جلبک‌ها، سبزیجات یا متابولیسم حیوانات را حفظ می‌کند.

  • بو زدایی و تصفیه هوا

به عنوان مثال در ماسک‌های کارتریجی، سیستم‌های گردش هوا در فضاهای عمومی، دریچه‌های زهکشی و تصفیه‌خانه‌های آب، غرفه‌های کاربرد رنگ، فضای ذخیره‌سازی کلاه یا استفاده از حلال‌های آلی.

  • درمان افراد مبتلا به مسمومیت حاد

کربن فعال یک "پادزهر جهانی" در نظر گرفته می شود و در اورژانس ها و بیمارستان ها استفاده می شود.

  • تصفیه شکر

زغال سنگ پروتئین هایی را حفظ می کند که به آب نیشکر رنگ می دهند. هدف اصلی این فرآیند جلوگیری از تخمیر و فاسد شدن شکر است.

  • حذف رنگ روغن گیاهی

رنگ را از روغن نارگیل، گلوکز ذرت و سایر مایعات مورد استفاده در صنایع غذایی پاک می کند.

  • رفع بو و حذف رنگ تقطیر الکلی

رنگ و بو را از شراب های انگور پاک می کند و عرقیات از منابع دیگر را از بین می برد.

  • بازیابی طلا

طلایی که با فرآیند شناورسازی از مواد معدنی جدا نمی شود، در سیانید سدیم حل شده و به کربن فعال جذب می شود.

کربن فعال چگونه کار می کند و چه فوایدی دارد؟

کربن فعال یک محیط جاذب است، وظیفه آن جذب مولکول های آلی در ریز منافذ آن است. با استفاده از فرآیندهای حرارتی یا شیمیایی برای افزایش ظرفیت جذب آن فعال می شود.

توضیح گرافیکی ساده در مورد نحوه عملکرد کربن فعال را در زیر مشاهده می کنید.

از سوی دیگر، کربن فعال جاذب نیست را در تصاویر زیر مشاهده می کنید.

چه چیزی به کربن فعال خاصیت جذب، عمدتاً مولکول های آلی می دهد؟

هر ذره کربنی قابلیت جذب دارد. به همین دلیل است که برخی افراد برای از بین بردن بوها، کربن را در یخچال قرار می دهند. اگر کربن را در یک ظرف آب قرار دهید، همین امر صادق است: رنگ، طعم و بو را از بین می برد. یا در حومه شهر، مردم تورتیلا را می سوزانند و برای رفع مشکلات گوارشی (مانند عفونت های خفیف، سوء هاضمه یا نفخ آن) می خورند.

فعال کردن کربن شامل متخلخل ساختن آن برای افزایش ظرفیت جذب آن است. یک گرم کربن دارای مساحتی در حدود 50 متر مربع است. با فرآیند فعال سازی به 600 یا 800 متر مربع می رسد. یعنی بین 12 تا 16 برابر افزایش می یابد.

اتم های کربن

اتم‌های کربنی که جامدی را تشکیل می‌دهند که ما آن را «کربن» می‌نامیم، توسط پیوندهای کووالانسی به یکدیگر متصل می‌شوند. هر اتم یک الکترون با چهار اتم کربن دیگر به اشتراک می گذارد (به یاد داشته باشید که در کران های یونی، الکترونگاتیوترین اتم یک یا چند الکترون را از دیگری می دزدد).

اتم هایی که روی سطح نیستند، چهار پیوند خود را در همه جهات توزیع می کنند. اما اتم های سطحی، اگرچه به چهار اتم دیگر متصل هستند، اما در فضای کمتری مجبور به انجام این کار می شوند و عدم تعادل نیروها در آنها باقی می ماند. این عدم تعادل همان چیزی است که آنها را با ،به دام انداختن مولکولی از مایعی که کربن را احاطه کرده است، سوق می دهد.

نیروی لندن

نیرویی که اتم کربن سطح دیگری را به دام می اندازد، "نیروی لندن" نامیده می شود که یکی از هفت نوع "نیروهای وان در والس" است. این یک پیوند فیزیکوشیمیایی در نظر گرفته می‌شود، به اندازه‌ای قوی که بتواند جذب‌کننده را حفظ کند، اما نه آنقدر قوی که به عنوان یک پیوند شیمیایی برگشت‌ناپذیر در نظر گرفته شود که ساختار مولکولی جدیدی را تشکیل می‌دهد. بنابراین، جذب برگشت پذیر است و کربن فعال می تواند دوباره برای استفاده فعال شود.

همانطور که گفتیم، مولکول هایی که کربن جذب می کند تمایل به پیوند کووالانسی دارند و پیوند آتها یونی نیست، زیرا دومی سعی می کند الکترون ها را بدزدد یا به اتم های کربن اهدا کند. پیوندهای بین اتم های کربن و هیدروژن کووالانسی هستند و به همین دلیل است که کربن جاذب خوبی برای مولکول های آلی است.

همه مولکول های آلی تمایل به کووالانسی ندارند. آنها معمولاً حاوی اکسیژن، گوگرد و سایر اتمهای الکترونگاتیوی بالا هستند که به بخشی از مولکول که آنها را در بر می گیرد تمایل یونی می دهد. از سوی دیگر، همه مولکول های معدنی تمایل به یونی ندارند و تمایل کووالانسی دارند. در مورد دی سیانید طلا که کربن فعال را به بخشی ضروری از فرآیند استخراج این فلز گرانبها تبدیل می کند، چنین است.

از کدام مواد خام می توان کربن فعال به دست آورد؟

در تئوری، هر ذره کربنی می تواند فعال شود. با این حال، اگر کربن بسیار منظم باشد (مانند الماس یا گرافیت)، حذف برخی اتم‌های کربن برای ایجاد منافذ دشوار است.

یکی از راه‌های طبقه‌بندی کربن‌ها بر اساس ترتیب اتم‌های کربن آن‌ها است. هرچه سفارش کمتری داشته باشد، سختی کربن کمتر است و به راحتی می توان آن را فعال کرد.

پوسته نارگیل و زغال چوب

متداول‌ترین مواد خام مورد استفاده برای تولید کربن فعال عبارتند از: چوب‌های نرم (مانند کاج)، کربن‌های معدنی زغال سنگ (زغال‌سنگ، قیر و آنتراسیت) و پوسته‌ها یا استخوان‌های گیاهی (پوسته نارگیل، چاله‌های زیتون یا هلو، پوست گردو).

کربن‌های فعال ساخته شده از چوب‌های نرم، منافذ با قطر بزرگ را تشکیل می‌دهند و برای رنگ‌دهی مایعات مناسب هستند.

زغال سنگ معدنی

آنهایی که از زغال سنگ ساخته می شوند، تمایل دارند طیف وسیعی از منافذ را تشکیل دهند. آنها معمولاً برای کاربردهایی که ترکیباتی که باید حفظ شوند دارای اندازه های مولکولی مختلف هستند مناسب تر هستند.

آنهایی که از پوسته یا استخوان سخت به وجود می آیند، منافذ کوچکی را تشکیل می دهند و در تصفیه گازها یا در تصفیه آب خروجی از چاه ها به کار می روند.

شکل فیزیکی کربن فعال چیست؟

کربن را می توان به صورت پودر، گرانول یا گلوله های استوانه ای تولید کرد.

کربن پودری فقط در تصفیه مایعات استفاده می شود. زغال سنگ در یک مخزن با هم زدن ریز می شود و سپس با استفاده از یک فیلتر مناسب برای حفظ ذرات کوچک (مانند فیلتر پرس) از مایع جدا می شود.

در مورد زغال سنگ دانه ای در محدوده های ذرات مختلفی تولید می شود که بر اساس اندازه ذرات یا عدد مش مشخص می شود. به عنوان مثال، مش 4، مشکی است که در هر اینچ خطی چهار سوراخ دارد. آنها هم در تصفیه مایعات و هم در گازها کاربرد دارند.

گلوله ها معمولاً در تصفیه گاز استفاده می شوند، زیرا شکل استوانه ای آنها افت فشار کمتری ایجاد می کند.

اگر کربن یا گلوله دانه ای مورد نظر باشد وماده خام به اندازه کافی سخت نباشد، می توان آن را با استفاده یک ماده اتصال دهنده که به آن قوام می دهد تقویت کرد تا از شکستن آن هنگام عبور سیال جلوگیری کند.

کربن چگونه فعال می شود؟

فرایند حرارتی

کربن را می توان با فرآیندهای حرارتی یا شیمیایی فعال کرد. فرآیندهای حرارتی شامل تحریک اکسیداسیون جزئی کربن، برای رسیدن به تشکیل منافذ، اما اجتناب از گاز شدن و از دست دادن کربن بیشتر از حد لازم است. این در دماهای بین 600 تا 1100 درجه سانتیگراد (1112 درجه فارنهایت و 2012 درجه فارنهایت) و در اتمسفر کنترل شده (که با تزریق مقدار مناسبی از بخار آب یا نیتروژن حاصل می شود) رخ می دهد.

فرایند شیمیایی

قبل از کربن شدن فرآیندهای شیمیایی از مواد خام شروع می شود. این معرف ها عوامل کم آب کننده (مانند اسید فسفریک) هستند که پیوندهایی را که زنجیره های سلولزی را به یکدیگر متصل می کنند، می شکنند. پس از این مرحله، مواد در دمای نسبتاً پایین (حدود 550 درجه سانتیگراد یا 1022 درجه فارنهایت) کربنیزه می شوند و سپس برای حذف بقایای معرف و سایر محصولات جانبی شسته می شوند.

کوره هایی که در آنها کربن به صورت حرارتی فعال می شود یا کربنی که قبلاً با مواد شیمیایی کربنیز است، می توانند دوار یا عمودی (مرحله ای) باشند.

ظرفیت جذب کربن فعال چقدر است؟

ظرفیت یک کربن فعال برای حفظ یک ماده معین نه تنها با مساحت سطح آن مشخص می‌شود، بلکه با نسبت منافذی که اندازه مناسبی دارند نیز مشخص می‌شود، یعنی یک کربن مناسب قطری بین یک تا پنج برابر مولکول مورد نظر دارد.

زغال فعال در دکلره چگونه عمل می کند؟

دکلره یک مکانیسم  دارد و مسیرهای واکنش مختلفی را دنبال می کند که در آن کربن فعال می تواند به عنوان یک واکنش  یا یک کاتالیزور دخالت کند.

کلر آزاد را می توان به صورت گاز کلر، محلول هیپوکلریت سدیم یا جداول هیپوکلریت کلسیم (گرانول) به آب اضافه کرد.

در هر یک از این موارد، کلر به شکل اسید هیپوکلرو (HOCl) حل می شود، اسید ضعیفی که تمایل به تجزیه جزئی دارد.

توزیع بین اسید هیپوکلروس و یون هیپوکلریت به pH و غلظت این گونه ها بستگی دارد. هر دو شکل مولکولی به عنوان کلر آزاد تعریف می شوند.

هر دو اکسیدان قوی هستند که وقتی به آب اضافه می‌شوند تقریباً بلافاصله با ناخالصی‌های آلی و معدنی واکنش نشان می‌دهند و یک اثر بیوسیدال روی میکروارگانیسم‌ها اعمال می‌کنند.

کلری که واکنش نشان می دهد و آن که در این مرحله از گندزدایی مداخله می کند، آزاد نمی ماند و ترکیب می ماند و آزاد نمی ماند. هنگامی که این مرحله به پایان رسید، لازم است کلر آزاد باقیمانده را با استفاده از کربن فعال دانه ای حذف کنید.

هنگامی که کربن در معرض کلر آزاد قرار می گیرد، واکنش هایی رخ می دهد که در آن HOCl یا OCl به یون کلرید کاهش می یابد. این کاهش نتیجه مسیرهای مختلف واکنش های ممکن است.

در دو مورد از رایج ترین آنها، GAC بر اساس واکنش های زیر عمل می کند:

جایی که C نشان دهنده کربن فعال است. CO و CO2 اکسیدهای سطحی هستند که به تدریج فضاهایی را اشغال می کنند که در صورت مسدود شدن، دیگر در واکنش شرکت نمی کنند. برخی از این اکسیدها به صورت CO و CO2 در محلول آزاد می شوند. این کار دوباره فضاهایی را در دسترس می گذارد که بنابراین ظرفیت کربن فعال دانه ای برای این واکنش را افزایش می دهد.

در مورد کلر نیز در اولین لحظات عملیات روی سطح زغال سنگ تجمع می یابد. با  رسیدن HOCl یا OCl  سطح کربن، سرعت واکنش کمی کاهش می یابد و سپس کلر شروع آزاد شدن می کند. این کاهش سرعت به دلیل مسمومیت کربن توسط اکسیدهای سطحی است. این مسمومیت به تدریج ادامه می یابد، در حالی که ظرفیت جذب و کلر زدایی کربن فعال کاهش می یابد.

در واکنش های فوق می توانید به جای HOCl مداخله کنید، با این تفاوت که H+ تولید نمی شود. مشاهده می شود که کربن فعال واکنش نشان می دهد و بنابراین ناپدید می شود. اگر اکسیدهای سطحی انباشته نمی شد، واکنش تا ناپدید شدن کامل کربن ادامه می یافت.

چه نوع کربنی برای سفید کردن مناسب است؟

رنگ هایی که در مایعات ظاهر می شوند معمولاً مولکول های نسبتاً بزرگی هستند. بنابراین، آنها در منافذ بزرگ جذب می شوند، که باعث می شود کربن برای حفظ آنهایی که دارای بیشترین تخلخل هستند، مناسب تر باشد.

زغال چوب، به ویژه آنهایی که از چوب های نه چندان سخت (مانند کاج) که از نظر شیمیایی فعال می شوند، بیشترین درشت تخلخل را دارند و بنابراین مناسب ترین برای تغییر رنگ هستند.

مشکل این کربن ها این است که خیلی سخت نیستند و در برابر سایش مقاومت چندانی ندارند، به این معنی که باید به صورت پودر اعمال شوند. هنگامی که کربن سفید کننده نیاز به دانه بندی دارد، بهترین جایگزین معمولاً کربن لیگنیت است. این کربن با بیشترین درشت تخلخل است.

کدام نوع کربن فعال برای تصفیه آب مناسب است؟

آلاینده هایی که معمولاً در آب چاه وجود دارند معمولاً با وزن مولکولی کم هستند و برای این موارد مناسب ترین کربن کربنی با ریزتخلخل بالا است.

کربن هایی که به بهترین وجه این شرایط را برآورده می کنند، اولاً کربن های پوسته نارگیل و متعاقباً مواد معدنی قیر هستند.

چرا هنگام نصب کربن بکر، pH آب تغییر می کند؟

هنگامی که یک کربن با مواد شیمیایی فعال می شود، حذف تمام مواد شیمیایی از محصول نهایی برای سازندگان غیرعملی و غیر ضروری است. بنابراین، اگر ماده شیمیایی یک اسید باشد، pH اولین لیتر آبی را که با کربن تماس پیدا می کند، کاهش می دهد. اگر ماده شیمیایی مورد استفاده قلیایی باشد برعکس اتفاق می افتد.

در مورد کربن فعال حرارتی (بدون وجود مواد شیمیایی غیر از بخار آب و گازهای حاصل از احتراق)، pH اولین لیتر آب تصفیه  با آن افزایش می یابد.

زیرا همه سبزیجات دارای مقادیر قابل توجهی سدیم، پتاسیم، کلسیم و سایر کاتیون ها هستند که در فرآیند کربنیزاسیون، به شکل اکسید در کربن باقی می مانند. این اکسیدها در تماس با آب به هیدروکسید تبدیل می شوند و در آب حل می شوند و PH آن را افزایش می دهند.

هنگامی که PH اولین لیتر آبی که با کربن تماس پیدا می کند تغییر نمی کند، می تواند یک کربن با pH تنظیم یا یک کربن فوق خالص (بدون محلول) باشد.

تماس با ما:

تماس باما

برچسب ها: کربن فعال, زغال فعال, کربن فعال یا زغال فعال, شکل فیزیکی کربن فعال, کربن فعال چیست؟,
  • کلینیک تصفیه آب تصفیه آب ایران
  • ۰ ۰
  • ۰ نظر

منعقد کننده در تصفیه فاضلاب

یکشنبه ۳۰ بهمن ۰۱ ۱۲:۱۱ ۸ بازديد

منعقد کننده در تصفیه فاضلاب

منعقد کننده در تصفیه فاضلاب 

 

هدف از انعقاد در تصفیه فاضلاب چیست؟

منعقد کننده ها در تصفیه فاضلاب برای افزایش جداسازی مایع و جامد فرموله شده اند.

منعقد کننده ها در تصفیه فاضلاب نقش حیاتی در فرآیند تصفیه فاضلاب ایفا می کند . آنها امکان حذف مواد جامد و آبگیری، شفاف سازی آب، نرم شدن آهک و غلیظ شدن لجن را فراهم می کند. با کمک سایر مواد شیمیایی تخصصی و روش‌های فیلتراسیون مکانیکی، منعقد کننده‌ها به شرکت‌ها کمک می‌کنند تا یک منبع ثابت و قابل اعتماد از آب تمیز را برای پشتیبانی از فرآیندهای صنعتی خود حفظ کنند.

 

انعقاد در تصفیه فاضلاب از زمان‌های قدیم برای شفاف‌سازی آب استفاده می‌شده است . در اوایل سال 2000 قبل از میلاد، زمانی که مصریان از بادام برای شفاف‌سازی آب رودخانه استفاده می‌کردند. همچنین شواهدی وجود دارد که نشان می دهد رومی ها در حدود سال 77 بعد از میلاد از زاج به عنوان منعقد کننده استفاده می کردند.

 

امروزه، انعقاد و لخته سازی هنوز اجزای ضروری فرآیندهای تصفیه هستند. به عنوان مثال: برای کاهش کدورت آب عملیات تصفیه فاضلاب همچنین برای حذف شیمیایی فسفر و کاهش مواد جامد معلق نیاز به انعقاد دارد.

انعقاد در تصفیه فاضلاب چیست؟

انعقاد یک فرآیند شیمیایی تا حدودی ساده است که شامل کنار هم قرار دادن مواد نامحلول با دستکاری بار ذرات، با افزودن نمک های آهن یا آلومینیوم، مانند سولفات آلومینیوم یا سولفات آهن، به یک جریان فاضلاب است. هدف اصلی استفاده از یک منعقد کننده علاوه بر حذف ذرات ریز مختلف از سوسپانسیون این است که این فرآیند باعث کدورت کمتر آب، یعنی آب شفاف تر می شود.

با بار مثبت منعقد کننده ها، ذرات باردار منفی در آب خنثی می شوند. این باعث می شود که مواد جامد معلق در آب به هم متصل شوند و به لخته های بزرگتری تبدیل شوند. این لخته های بزرگتر شروع به نشستن در پایه منبع آب می کنند. هرچه اندازه ذرات بزرگتر باشد، لخته سریعتر ته نشین می شود.

 

انعقاد به حذف تعدادی از آلاینده های مختلف که باعث کثیف یا سمی شدن آب می شوند کمک می کند، از جمله:

  • ترکیبات آلی و برخی مواد آلی محلول، که معمولاً به عنوان ماده آلی طبیعی (NOM) یا کربن آلی محلول (DOC) نامیده می شود.
  • رسوبات معدنی معلق مانند آهن و برخی فلزات
  • برخی از ویروس ها و باکتری ها

از طریق انعقاد، منابع آب صنعتی برای فیلتراسیون مکانیکی آسان در حالت شیمیایی عالی قرار می گیرند. هنگامی که لخته‌ها در پایین زلال‌کننده شما قرار گرفتند. تجهیزاتی مانند فیلتر پرس می‌توانند آن توده‌های بزرگ‌تر ذرات انباشته شده را گرفته و حذف کنند و آب تمیز را به سیستم شما برگردانند.

 

هنگامی که با هم استفاده می شود، منعقد کننده ها، زلال کننده ها و فیلتر پرس ها حداکثر بازیابی آب را بیش از 95 درصد ارائه می دهند. با آب بسیار کمی که در واقع با مواد جامد تخلیه می شود، می توانید یک فرآیند تقریباً حلقه بسته ایجاد کنید.

چه مواد منعقد کننده در تصفیه آب استفاده می شود؟

برای استفاده از انعقاد در تصفیه آب، باید از منعقد کننده ها برای شروع شیمیایی فرآیند استفاده کنید. این مواد شیمیایی ویژه باید به گونه ای فرموله شوند که بر اساس آنالیز ذرات جامدات محلول/معلق شما، کاربرد کیفیت آب خاص شما را برآورده کند.

بزرگترین عامل در انتخاب منعقد کننده، انتخاب بین منعقد کننده های آلی و معدنی است.

منعقد کننده های آلی

منعقد کننده های آلی برای جداسازی جامد از مایع بهترین استفاده را دارند. آنها همچنین گزینه های خوبی برای استفاده در هنگام تلاش برای کاهش تولید لجن هستند. این منعقد کننده‌ها از آنجایی که طبیعت ارگانیک دارند، مزایای اضافی کار در دوزهای پایین‌تر را ارائه می‌کنند و هیچ تاثیری بر pH آب شما ندارند.

منعقد کننده های آلی معمولاً بر اساس فرمول های زیر هستند:

  • پلی آمین ها و پلی دادمک ها : این منعقد کننده های کاتیونی تنها با خنثی سازی بار عمل می کنند و پرمصرف ترین منعقد کننده های آلی هستند. پلی آمین ها و PolyDADMAC ها بار منفی کلوئیدها را در آب خنثی می کنند. و یک توده اسفنجی به نام "میکروفلوک" را تشکیل می دهند. از آنجایی که آنها فقط از طریق خنثی سازی بار منعقد می شوند.  هیچ مزیتی در رابطه با مکانیسم Sweep-Floc ندارند (که بعداً با منعقد کننده های معدنی توضیح داده شد).
  • ملامین فرمالدئیدها و تانن ها : این منعقد کننده های طبیعی تا حدودی مشابه منعقد کننده های معدنی عمل می کنند. زیرا هم مواد کلوئیدی را در آب منعقد می کنند و هم در لخته های رسوب شده خود نقش دارند. این رسوب لخته می تواند مواد آلی مانند روغن و گریس را جذب کند در حالی که ذرات ناخواسته را هم در آب منعقد می کند.  این منعقد کننده ها برای عملیاتی که لجن خطرناک تولید می کنند، مانند آنچه در پالایشگاه های نفت یافت می شود، عالی هستند.

[caption id="attachment_4107" align="alignnone" width="300"] منعقد کننده[/caption]

مزایای اصلی منعقد کننده های آلی عبارتند از:

  • دوز کمتر، حجم کمتر لجن تولیدی
  • عدم تاثیر بر pH

منعقد کننده معدنی

منعقد کننده های غیر آلی معمولاً ارزان تر از همتایان آلی خود هستند و آنها را به یک راه حل مقرون به صرفه برای طیف گسترده ای از کاربردهای تصفیه آب تبدیل می کند. آنها به ویژه هنگامی که روی آب خام با کدورت کم استفاده می شوند مؤثر هستند.

وقتی منعقد کننده های معدنی به آب اضافه می شوند، رسوبات آلومینیوم یا آهن تشکیل می دهند. اینها با جذب ناخالصی‌های موجود در آب هنگام سقوط، به تمیز کردن آب کمک می‌کنند. این فرآیند به عنوان مکانیسم "فشار جابجایی" شناخته می شود. با این حال، این می تواند به حجم کلی لجن اضافه کند که باید تصفیه و حذف شود، بنابراین در هر سناریویی انتخاب درستی نیست.

[caption id="attachment_4108" align="alignnone" width="300"]منعقد کننده در تصفیه فاضلاب منعقد کننده در تصفیه فاضلاب[/caption]

انواع اصلی منعقد کننده های معدنی عبارتند از:

  • سولفات آلومینیوم (آلوم) - به عنوان یکی از رایج ترین مواد شیمیایی تصفیه آب که در فرآیندهای صنعتی استفاده می شود، زاج برای بسیاری از سیستم ها به عنوان منعقد کننده انتخاب می شود.
  • کلرید آلومینیوم - این منعقد کننده مانند زاج کار می کند، اما گران تر، خطرناک تر و خورنده تر است. به این ترتیب، معمولاً تنها در فرآیندهایی که نمی‌توان از آلوم استفاده کرد، به عنوان گزینه دوم انتخاب می‌شود.
    پلی‌آلومینیوم کلرید (PAC) و کلروهیدرات آلومینیوم (ACH) - این منعقد‌کننده‌های معدنی بهترین کاربرد را برای تامین آب اولیه دارند.
  • سولفات آهن و سولفات آهن  - در حالی که سولفات آهن بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، هر دو منعقد کننده آهن مشابه منعقد کننده های آلومینیوم عمل می کنند. سولفات آهن معمولاً برای کاربردهایی که به یک عامل احیاء کننده نیاز دارید یا یون های آهن محلول اضافی مورد نیاز است، انتخاب خوبی است.
  • کلرید آهن  - از آنجایی که به عنوان یک ماده زائد از عملیات فولادسازی تولید می شود، کلرید آهن کم هزینه ترین منعقد کننده معدنی است. با این حال، تنها در تاسیساتی استفاده می شود که می تواند شهرت آن را به عنوان خورنده ترین و خطرناک ترین منعقد کننده معدنی کنترل کند.

 

هنگامی که منعقد کننده مناسب را دارید، این مواد شیمیایی را به آب کثیف خود اضافه کرده و به سرعت مخلوط می کنید. به این ترتیب، ماده منعقد کننده به سرعت و به راحتی در سراسر آب گردش می کند.

باقیمانده یا فرآورده های جانبی این منعقد کننده ها معمولاً مشکلی با کیفیت آب ایجاد نمی کنند، تا زمانی که به درستی و با دوز مناسب استفاده شوند. به همین دلیل است که داشتن یک متخصص تصفیه آب بسیار مهم است. افراد حرفه ای که در زمینه تصفیه فاضلاب با تجربه هستند، حتی می توانند فرآیند انعقاد را به گونه ای تنظیم کنند که مواد شیمیایی منعقد کننده همراه با لخته در طی فیلتراسیون حذف شوند.

[caption id="attachment_4110" align="aligncenter"منعقد کننده در تصفیه فاضلاب
 منعقد کننده در تصفیه فاضلاب[/caption]

تماس با ما:

تماس باما
برچسب ها: منعقد کننده در تصفیه فاضلاب, منعقد کننده, تصفیه فاضلاب, انعقاد در تصفیه فاضلاب, انعقاد,
  • کلینیک تصفیه آب تصفیه آب ایران
  • ۰ ۰
  • ۰ نظر

رسوب غشایی

یکشنبه ۳۰ بهمن ۰۱ ۱۲:۱۰ ۶ بازديد

رسوب غشایی

رسوب غشایی چیست و چگونه می توان از آن جلوگیری کرد؟

 

سیستم های فیلتراسیون غشایی برای کاربردهای مختلف در بسیاری از صنایع و بخش ها استفاده می شود. اگر یک سیستم فیلتراسیون غشایی را برای تاسیسات خود در نظر می گیرید، ممکن است بپرسید "رسوب غشایی چیست و چگونه می توان از آن جلوگیری کرد؟"

در حالی که واحدهای فیلتر غشایی در مقایسه با سایر فن آوری های تصفیه و جداسازی نیاز به تعمیر و نگهداری نسبتا کمتری دارند، اغلب در معرض رسوب گیری هستند. خوشبختانه، استراتژی های زیادی برای جلوگیری از رسوب غشاء و حفظ کارآمدی سیستم فیلتراسیون وجود دارد.

چه چیزی باعث رسوب غشاء می شود؟

سیستم‌های فیلتراسیون غشایی، از جمله 1-میکروفیلتراسیون (MF)، 2-اولترافیلتراسیون (UF)، 3-اسمز معکوس (RO) و4- نانوفیلتراسیون (NF)، همگی در این امر سهیم هستند که از غشاهای نیمه تراوا برای جذب ذرات مایعات استفاده می‌کنند.

رسوب غشایی زمانی اتفاق می‌افتد که آلاینده‌ها روی سطح یک غشای فیلتراسیون رسوب می‌کنند و جریان مایعات را از طریق منافذ غشا محدود می‌کنند.

چه عواملی می توانند در ایجاد رسوب نقش داشته باشد؟

  1.  وجود ذرات بیولوژیکی،
  2. کلوئیدی ویا آلی اضافی در منبع آب.
  3. انتخاب نامناسب مواد غشایی؛
  4. شرایط نامناسب فرآیند مانند سرعت جریان، دما و فشار.

ایجاد رسوب ایجاد رسوب[/caption]

چگونه بفهمیم که تاسیسات ما مشکل رسوب غشایی دارد؟

مشکلات ناشی از رسوب غشا می تواند به تدریج یا ناگهانی ظاهر شود. در اوایل، تأسیسات اغلب علائمی مانند افزایش هزینه های انرژی و کاهش شار غشا را مشاهده می کنند. از آنجایی که رسوب ها به تجمع در سطح غشا ادامه می دهند، فشار بیشتری برای عبور آب از آن لازم است که در نهایت می تواند منجر به آسیب های جبران ناپذیری به غشا و سایر اجزای سیستم شود.

چگونه می توانیم از رسوب غشاء جلوگیری کنیم؟

گرفتگی غشاء گاهی اوقات برگشت پذیر است - اما نه همیشه. به همین دلیل است که بهتر است اقدامات پیشگیرانه برای جلوگیری یا به حداقل رساندن رسوب غشاء در وهله اول اجرا شود. در زیر برخی از اقدامات پیشگیرانه رایج برای جلوگیری از رسوب غشاء را بیان کرده ایم

نظافت برنامه ریزی شده

یک رژیم تمیز کردن سیستماتیک می تواند به جلوگیری از تجمع رسوب روی غشاء کمک کند. چرخه های تمیز کردن باید به صورت ماهانه یا در فواصل منظم دیگر برنامه ریزی شود تا بیشترین فایده را داشته باشد. استراتژی‌های نگهداری بسته به طراحی سیستم فیلتراسیون غشایی و انواع آلاینده‌های درگیر می‌تواند متفاوت باشد و می‌تواند از یک یا چند روش تمیز کردن استفاده کند، مانند:

-تمیز کردن مکانیکی

شامل استفاده از نیروی فیزیکی برای از بین بردن آلاینده ها از غشا و خارج کردن آنها از سیستم است. روش‌های معمولی شامل لرزش، و همچنین شستشوی عقب یا جلو، که در آن آب یا محلول تمیزکننده با سرعت یا فشار بالاتری نسبت به چرخه خدمات معمولی از دستگاه عبور می‌کند، و در نتیجه آشفتگی ایجاد می‌کند که رسوب‌ها را از غشاء خارج می‌کند. در یک فرآیند مرتبط که به عنوان شستشوی هوا شناخته می شود، هوا به محلول شستشوی معکوس / شستشوی جلو اضافه می شود تا تلاطم بیشتر شود.

-تمیز کردن شیمیایی

شامل استفاده از مواد شوینده، مواد سوزاننده، اسیدها، ضد رسوب‌ها یا پخش‌کننده‌ها برای شل کردن و حذف رسوب‌ها از سطح غشاء است. مواد شیمیایی پاک کننده بر اساس نوع آلاینده های موجود انتخاب می شوند و همچنین به مواد غشاء توجه می شود تا اطمینان حاصل شود که مواد شیمیایی مورد استفاده به آن آسیب نمی رسانند.

تمیز کردن شیمیایی 

پیش تصفیه

غشاهای RO/NF دارای منافذ کوچک تری نسبت به غشاهای MF/UF هستند، بنابراین، برای جلوگیری از رسوب غشاء یا مسائل دیگر، احتمالاً به نوعی پیش تصفیه نیاز دارند. جریان‌های با غلظت‌های بالای آلاینده‌ها نیز ممکن است به پیش تصفیه قبل از واحدهای فیلتراسیون غشایی نیاز داشته باشند تا خطر رسوب غشایی به حداقل برسد. گزینه های پیش تصفیه می تواند شامل انعقاد در صورت وجود ذرات کلوئیدی و همچنین ته نشینی گرانشی (رسوب)، لخته سازی و فیلتراسیون رسانه ای برای حذف ذرات بزرگتر یا منعقد شده باشد. انواع دیگر پیش تصفیه می تواند شامل تنظیم شیمیایی pH و تبادل یونی برای جلوگیری از جذب یا رسوب مواد رسوب بر روی غشا باشد.

طراحی سیستم

جلوگیری از رسوب غشاء به بهترین وجه با برنامه ریزی و طراحی خوب انجام می شود. متغیرهای زیادی وجود دارند که در عملکرد صحیح سیستم برای یک سیستم فیلتراسیون غشایی نقش دارند . هر یک از آنها باید هنگام تعویض یک ممبران یا نصب یک سیستم جدید در نظر گرفته شود. این شامل:

-مواد غشایی

غشاهای فیلتراسیون ممکن است از طیف گسترده ای از پلیمرهای مصنوعی، سرامیک و مواد فلزی ساخته شوند. ویژگی‌های ماده غشاء، مانند بار یونی سطحی، آبگریزی و محدوده تحمل pH، تعیین می‌کند که آیا غشا در برابر انواع خاصی از رسوب‌گیری مقاوم خواهد بود و تا چه حد در شرایط فرآیند و رژیم نگهداری لازم مقاومت می‌کند.

-اندازه منافذ غشا

اندازه منافذ عامل کلیدی برای حصول اطمینان از حذف کارآمد آلاینده های هدف توسط یک واحد فیلتراسیون غشایی است. علاوه بر این، انتخاب اندازه مناسب منافذ غشاء می‌تواند با بهینه‌سازی شار نفوذی در پرتو عوامل دیگر، مانند کیفیت آب خوراک، دما و غلظت نمک، به جلوگیری از رسوب کمک کند.

-شرایط عملیاتی

رسوب غشایی می تواند توسط محدوده های خاصی از دما، pH، فشار غشایی و سرعت جریان تشدید شود. یک سیستم خوب طراحی شده این متغیرها را متعادل می کند تا اطمینان حاصل شود که رسوبات روی سطح غشاء جمع نمی شوند.

با توجه به پیچیدگی این عوامل، اغلب بهتر است برای ارزیابی کامل نیازها و شرایط فرآیند با یک متخصص تصفیه آب تماس بگیرید. یک متخصص می تواند مطالعات درمانی، کالبد شکافی غشاء و آزمایش برای اینکه رسوب غشاء را به حداقل می رساند، انجام دهد.

[caption id="attachment_4060" align="alignnone" width="700"]رسوب گرفتگی غشا رسوب گرفتگی غشا[/caption]

تماس با ما:

تماس باما
برچسب ها: رسوب غشایی چیست, رسوب غشایی, رسوب, فیلتراسیون غشایی, مواد غشایی,
  • کلینیک تصفیه آب تصفیه آب ایران
  • ۰ ۰
  • ۰ نظر

درباره من

کلینیک تصفیه آب ایران
مجموعه صنعتی کلینیک تصفیه آب ایران بیش از یک دهه است که با بکارگیری دانش روز و رویکردی نوین در فرآیند های صنعت تصفیه آب و پساب همراستا با اهداف کارفرمایان و مشتریان محترم به ارائه خدمات جامع ذیل می پردازد.
ساخت دستگاهها و تجهیزات تصفیه آب
ساخت پکیج های تصفیه پساب
ارائه کلیه مواد و تجهیزات تصفیه آب
ارائه کلیه مواد و تجهیزات تصفیه پساب
خدمات بهره برداری و تعمیرو نگهداری
لوله کشی استیل با جوشکاری اربیتال
بازرسی، اصلاح و معتبرسازی سیستم ها
آزمایش و کنترل کیفیت آب و پساب
آموزش طراحی،بهره برداری و تعمیرونگهداری
آدرس دفتر مرکزی: تهران -فلکه دوم صادقیه-خ جناح-ک پرویز-واحد 3
نلفن دفتر مرکزی:02144224320
موبایل09122488007
پنجشنبه ۱۳ اردیبهشت ۰۳

خلاصه آمار

  • مجموع نمایش‌ ۵,۲۰۵
  • مجموع بازدید ۸۷۹
  • بازدید امروز ۲۷
  • بازدید دیروز ۱۹
  • مجموع مطالب ۱۶۲
  • مجموع نظرات ۰
  • افراد آنلاین ۱

من در شبكه هاي اجتماعي

موضوعات

آرشيو

تازه ترين مطالب

برچسب ها

پيوندها

رویابلاگ : رسـانه وبلاگ نويسان حرفـه اي