رزین‌های تبادل کاتیونی و آنیونی

رزین‌های تبادل کاتیونی و آنیونی برای تصفیه و جداسازی آلاینده های آب موزد استفاده قرار می گیرند.

این دو رزین پرکاربرد در فناوری تبادل یونی هستند اگر به دنبال توضیح کلی در مورد رزین های تبادل یونی آنیونی و کاتیونی و تفاوت‌های بین آنهت هستید، ، این مقاله اطلاعات اساسی و شباهت‌ها و تفاوت‌ها را به طور ساده بیان می‌کند.

اگرچه رزین های تبادل آنیونی و کاتیونی دو دسته اصلی رزین های مورد استفاده در تبادل یونی هستند، چهار نوع اصلی از آنها برای تصفیه آب استاندارد وجود دارد که عبارتند از:

کاتیون اسیدی قوی (SAC) کاتیون اسید ضعیف (WAC) آنیون پایه قوی (SBA) آنیون پایه ضعیف (WBA) در زیر یک نمای کلی از هر یک از این نوع رزین ها آورده شده است:

رزین های کاتیونی رزین های کاتیونی با بار مثبت آلاینده های آب یونی با بار مثبت را حذف می کنند.

در این دسته از رزین ها می توان به رزین های اسید قوی/کاتیون قوی (SAC) و اسید ضعیف/کاتیون ضعیف (WAC) اشاره کرد.

[caption id="attachment_3355" align="alignnone" width="584"] رزین‌های تبادل کاتیونی و آنیونی[/caption]

رزین های کاتیونی اسیدی قوی

رزین‌های تبادل کاتیونی اسید قوی (SAC) از پرمصرف‌ترین رزین‌ها هستند، به‌ویژه برای کاربردهای نرم‌کننده، زیرا در حذف کامل یون‌های سختی مانند منیزیم (Mg2+) یا کلسیم (Ca2+) مؤثر هستند.

انواع خاصی از رزین های SAC نیز برای کاربردهایی که نیاز به حذف باریم و رادیوم از آب آشامیدنی یا دیگر جریان ها دارند، توسعه یافته اند. می توانند توسط اکسیدان ها آسیب ببینند و توسط آهن یا منگنز آلوده شوند، بنابراین باید مراقب بود که رزین در معرض این مواد قرار نگیرد.

رزین های کاتیونی اسیدی ضعیف

رزین های تبادل کاتیونی اسید ضعیف (WAC) کاتیون های مرتبط با قلیاییت (سختی موقت) را حذف می کنند و برای کاربردهای دمینرالیزاسیون و دکالیزاسیون استفاده می شوند.

علاوه بر این، رزین‌های WAC دارای مقاومت نسبتاً بالایی در برابر اکسیداسیون و دوام مکانیکی هستند که آن‌ها را به انتخاب خوبی برای جریان‌های حاوی اکسیدان‌هایی مانند پراکسید هیدروژن و کلر تبدیل می‌کند.

کاربرد رزین های کاتیونی

• حذف سختی

رزین SAC برای نرم شدن آب موثر است که یون های سختی را حذف می کند.

بیش از 100 سال است که در کاربردهای مسکونی، تجاری و صنعتی استفاده می شود.

دانه‌های رزین SAC مانند آهن‌رباهای کوچک، یون‌های کلسیم (Ca2+) و منیزیم (Mg2+) تشکیل‌دهنده رسوب را با مبادله آنها با یون‌های سدیم حذف می‌کنند. سطح سختی کاهش می یابد و سطح سدیم افزایش می یابد. تمام رزین ها دارای ظرفیت تبادل محدود هستند.

مکان های مبادله روی دانه های رزین در نهایت پر می شوند و قادر به تبادل سختی بیشتر نیستند، بنابراین رزین باید دوباره احیا شود.

از آنجایی که دانه های رزین SAC نسبت به یون های سدیم تمایل بیشتری به یون های کلسیم/منیزیم دارند، از محلول غلیظ نمک کلرید سدیم (معمولاً 8 تا 12 درصد) برای احیا آنها استفاده می کنند.

نرم کننده و رقیق کننده

رزین کاتیون اسید ضعیف (WAC) می تواند سختی و قلیائیت را به طور همزمان حذف کند همچنین درجاتی از حذف کلجامدات محلول (TDS) را فراهم می کند.

به طور کلی، رزین WAC حدود 80 درصد از سختی موقت (سختی مرتبط با مواد معدنی بی کربنات محلول) را حذف می کند.

از آنجایی که رزین WAC یون های سختی و قلیایی را با یون های هیدروژن مبادله می کند، آب تصفیه شده اسیدی (یا pH پایین تر) خواهد بود.

میزان کاهش TDS و کاهشpHتا حد زیادی به سطوح سختی ورودی بستگی دارد.

حذف باریم و رادیوم

باریم و رادیوم، دو کاتیون دو ظرفیتی هستند که می توانند توسط رزین استاندارد SAC حذف شوند. با این حال، هنگام بازسازی رزین، به دلیل انتشار آهسته جرم اتمی بزرگتر در عمق ماتریس رزین، بازده کاهش می یابد.

انواع خاصی از رزین SAC با خواصی که کاهش باریم و رادیوم را افزایش می‌دهند، به صورت تجاری در دسترس هستند و توسط بنیاد ملی علوم (NSF) مورد آزمایش/گواهی قرار گرفته‌اند.

رزین های آنیونی

رزین های آنیونی با بار منفی، آلاینده های یونی با بار منفی در آب را حذف می کنند. در این دسته از رزین ها می توان رزین های پایه قوی/آنیون قوی (SBA) و رزین های باز ضعیف/آنیون ضعیف (WBA) را نام برد.

از این رزین های آنیونی می توان برای حذف آلاینده های توضیح داده شده در این بخش استفاده کرد.

[caption id="attachment_3356" align="alignnone" width="597"] رزین‌های تبادل کاتیونی و آنیونی[/caption]

رزین های آنیونی پایه قوی

رزین‌های تبادل آنیون پایه قوی (SBA) معمولاً برای دمینرالیزاسیون، رقیق‌سازی و سیلیس‌زدایی و همچنین حذف کل کربن آلی (TOC) یا سایر مواد آلی بسته به نوع رزین استفاده می‌شوند.

آنها در انواع مختلفی موجود هستند که هر کدام مجموعه منحصر به فردی از مزایا و محدودیت ها را ارائه می دهند، اما به طور کلی، رزین های SBA به اندازه کافی قوی هستند تا اسیدهای قوی و ضعیف (از جمله اسید کربنیک و سیلیسیک) را حذف کنند.

رزین های آنیونی پایه ضعیف

رزین های تبادل آنیون پایه ضعیف (WBA) اغلب با واحدهای SBA برای کاربردهای دمینرالیزاسیون جفت می شوند.

زیرا آنها فقط آنیون های مرتبط با اسیدهای قوی تر (مانند کلرید و سولفات) را حذف می کنند و اسیدهای ضعیف (مانند دی اکسید کربن و سیلیس) را حذف نمی کنند.

این می تواند برای تأسیساتی که مایلند اسیدهای قوی تر را حذف کنند و اسیدهای ضعیف تر را پشت سر بگذارند مفید باشد.

اما معمولاً WBA و SBA اغلب به طور مشترک برای تکمیل یک فرآیند معدنی زدایی کامل تر استفاده می شوند.

کاربرد رزین های آنیونی

• حذف نیترات

رزین SBA می تواند نیترات (NO3-) را حذف کند. اگر نسبت سولفات به غلظت NO3 در آب زیاد باشد، رزین باید زودتر  احیا شود تا آنیون سولفات به عنوان یک احیا کننده عمل کند و NO3- را تخلیه کند.

در شرایط با غلظت سولفات بالا، می توان از رزین SBA انتخابی نیز استفاده کرد.

• حذف پرکلرات

رزین های SBA وجود دارند که به طور انتخابی پرکلرات (ClO4-) را حذف می کنند. این رزین ها می توانند یکبار مصرف و/یا قابل بازسازی باشند.

• حذف آرسنیک

آرسنیک در آب  به آرسنات، As(V) و آرسنیت As(III) مربوط می شود. فقط آنیون های آرسنات با بار منفی (HAsO42-) را می توان با استفاده از رزین های SBA حذف کرد. آرسنیت (H3AsO3) معمولاً در محلول آبی خنثی است.

بنابراین، برای تبدیل آنیون As(III) به As(V) به پیش اکسیداسیون نیاز است. هنگامی که این اکسیداسیون کامل شد، باقیمانده باید قبل از تماس با رزین SBA حذف شود.

• حذف کربن آلی کل TOC

کربن آلی کل (TOC) یا مواد آلی طبیعی را می توان با ضدعفونی ثانویه با کلر اکسید کرد و DBP ها مانند THMs و HAA را ایجاد کرد.

این DBP ها مواد سرطان زا مشکوک هستند و توسط EPA در آب آشامیدنی تنظیم می شوند.

گاهی اوقات تصفیه خانه های شهری TOC را حذف می کنند تا تشکیل DBPs را محدود کنند. TOC معمولاً بار منفی دارد و با استفاده از رزین SBA حذف می شود.

• حذف اورانیوم

از رزین SBA می توان برای حذف اورانیوم استفاده کرد، که معمولاً به صورت کمپلکس های کربنات/سولفات اورانیل آنیونی وجود دارد.

• معدنی زدایی/دیونیزه کردن

رزین های SAC و SBA که به صورت جداگانه یا مخلوط با هم استفاده می شوند.

 می توانند برای کاهش مواد معدنی و TDS در آب استفاده شوند.

مواد معدنی موجود در آب با کاتیون های هیدروژن (H+) و آنیون های هیدروکسید (OH–) از دانه های رزین مبادله می شوند.

تفاوت رزین های تبادل کاتیونی و آنیونی

تفاوت اصلی رزین های کاتیونی و آنیونی در این است که یکی دارای بار مثبت (کاتیون) و دیگری بار منفی (آنیون) است.

دانه های رزین کاتیونی و آنیونی را بسته به نیاز تاسیسات و در صورت نیاز به حذف کامل یون های دارای بار مثبت و منفی می توان با هم یا در مخازن جداگانه استفاده کرد.

  جهت سفارش رزین‌های تبادل کاتیونی و آنیونی باما تماس بگیرید.

جهت سفارش رزین‌های تبادل کاتیونی و آنیونی صفحه فروشگاه بازدید کنید.

فلزات سنگین در آب

فلزات سنگین در آب در نتیجه هوازدگی خاک‌ها و سنگ‌ها، فوران‌های آتشفشانی، و از انواع فعالیت‌های انسانی شامل استخراج، پردازش یا استفاده از فلزات و یا مواد حاوی آلاینده‌های فلزی وارد سیستم‌های آبی می‌شوند.

رایج ترین آلاینده های فلزات سنگین عبارتند از آرسنیک، کادمیوم، کروم، مس، نیکل، سرب و جیوه. اصطلاح "فلز سنگین" تا حدودی نادقیق است، اما شامل بیشتر فلزات با عدد اتمی بیشتر از 20 می شود و فلزات قلیایی، قلیایی خاکی، لانتانیدها و اکتینیدها را شامل نمی شود.

چگونه فلزات وارد آب شیرین می شوند؟

انواع مختلفی از منابع آلاینده وجود دارد: منابع نقطه ای (آلودگی موضعی)، که در آن آلاینده ها از منابع منفرد و قابل شناسایی می آیند. نوع دوم منابع آلاینده، منابع غیرنقطه ای هستند، جایی که آلاینده ها از منابع پراکنده (و اغلب شناسایی آنها دشوار است) می آیند.

تنها چند نمونه از آلودگی فلزی موضعی وجود دارد، مانند هوازدگی طبیعی بدنه‌های سنگ معدن و ذرات فلزی کوچک که از نیروگاه‌های زغال‌سوز از طریق دودکش‌های موجود در هوا، آب و خاک اطراف کارخانه می‌آیند.

شایع ترین آلودگی فلزی در آب شیرین از شرکت های معدنی ناشی می شود.

آنها معمولاً از سیستم زهکشی معدن اسیدی برای رهاسازی فلزات سنگین از سنگ معدن استفاده می کنند، زیرا فلزات در محلول اسیدی بسیار محلول هستند.

پس از فرآیند زهکشی، محلول اسید را در آب های زیرزمینی پراکنده می کنند که حاوی سطوح بالایی از فلزات است.

اثرات ورود فلزات سنگین به آب

هنگامی که PH آب کاهش می یابد، حلالیت فلز افزایش می یابد و ذرات فلز متحرک تر می شوند.

به همین دلیل است که فلزات در آب های نرم سمی تر هستند.

فلزات می توانند در رسوبات پایینی، جایی که سال ها در آنجا باقی می مانند، محبوس شوند.

جریان‌هایی که از مناطق معدنی تخلیه می‌شوند اغلب بسیار اسیدی هستند و حاوی غلظت بالایی از فلزات محلول با آبزیان کم هستند.

آلودگی فلزی موضعی و پراکنده باعث آسیب زیست محیطی می شود زیرا فلزات زیست تخریب پذیر نیستند.

بر خلاف برخی از آفت کش های آلی، فلزات را نمی توان به اجزای کمتر مضر در محیط تجزیه کرد. کمپبل و استوکس (1985) دو واکنش متضاد ارگانیسم را به سمیت فلز با کاهش pH توصیف کردند:

- اگر تغییر کمی در گونه زایی وجود داشته باشد و اتصال فلز در سطح بیولوژیکی ضعیف باشد، کاهش pH باعث کاهش رقابت برای مکان های اتصال یون های هیدروژن می شود.

- در مواردی که اثر اتصال قوی فلز در سطح بیولوژیکیوجود دارد، اثر کاهش pH افزایش قابلیت دسترسی فلز خواهد بود.

به طور کلی شکل یونی یک فلز سمی تر است، زیرا می تواند با یون های دیگر ترکیبات سمی ایجاد کند.

واکنش‌های انتقال الکترون که با اکسیژن در ارتباط هستند می‌توانند منجر به تولید اکسی رادیکال‌های سمی شوند، مکانیزم سمیتی که امروزه در حیوانات و گیاهان اهمیت قابل توجهی دارد.

برخی از اکسیرادیکال‌ها، مانند آنیون سوپراکسید (O2-) و رادیکال هیدروکسیل (OH-)، می‌توانند باعث آسیب جدی سلولی شوند.

برخی از آلاینده های معدنی به میزان بیشتری نسبت به سایرین توسط موجودات زنده جذب می شوند.

این در فاکتور Bioconcentration (BCF) منعکس می شود که می تواند به صورت زیر بیان شود: BCF = غلظت ماده شیمیایی در ارگانیسم / غلظت ماده شیمیایی در محیط.

محیط زیست موجودات آبزی معمولاً آب یا رسوبات با مواد شیمیایی معدنی است.

مواد شیمیایی سمی می توانند در بافت های گونه ها، به ویژه بافت های چربی ذخیره شوند. تجمع زیستی کادمیوم در حیوانات در مقایسه با سایر فلزات زیاد است، زیرا به سرعت جذب شده و به آرامی دفع می شود.

همچنین حساسیت افراد یک گونه خاص به یک آلاینده ممکن است تحت تأثیر عواملی مانند جنس، سن یا اندازه باشد.

به طور کلی غلظت فلزات در بی مهرگان با جرم بدن آنها رابطه معکوس دارد. در ماهی، مراحل جنینی و لاروی معمولاً بیشترین حساسیت را نسبت به آلاینده ها دارند.

موجودات اعماق دریا احتمالاً مستقیماً تحت تأثیر غلظت فلزات در رسوبات قرار می گیرند.

سمیت فلزات سنگین آب

برخی از فلزات مانند منگنز، آهن، مس و روی از ریز مغذی‌های ضروری هستند.

آنها در غلظت های مناسب برای زندگی ضروری هستند، اما در مقادیر زیاد، این مواد شیمیایی می توانند سمی باشند.

در عین حال، قرار گرفتن در معرض مزمن کم با فلزات سنگین می تواند در دراز مدت اثرات جدی بر سلامتی داشت باشد.

تحمل به فلزات نیز در بی مهرگان و ماهی ها ثبت است.

قزل آلای رنگین کمان پس از قرار گرفتن در معرض 24 ساعت با غلظت مس 0.55 میلی گرم در لیتر، 55 درصد مهار جذب سدیم و 4 درصد کاهش میل ترکیبی برای سدیم را نشان داد که منجر به کاهش کلی غلظت سدیم کل سولفیدریل شد.

پروتئین غنی (Lauren and McDonald 1987a,b). پروتئین به عنوان یک متالوتیونین در نظر گرفته شد.

این پروتئین های با وزن مولکولی کم حاوی بسیاری از اسیدهای آمینه غنی از گوگرد هستند که برخی از فلزات را به هم متصل کرده و سم زدایی می کنند.

پیش تیمار ارگانیسم با دوزهای کم یک فلز ممکن است سنتز متالوتیونئین را تحریک کرده و تحمل را در طی مواجهه بعدی ایجاد کند

سمیت فلزات

برای حفاظت از سلامت انسان، حداکثر غلظت مجاز فلزات در آب های طبیعی که توسط آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) توصیه میگردد عبارت است از:

حداکثر غلظت مجاز (MPC) فلزات مختلف در آب های طبیعی برای حفاظت از سلامت انسان.

جیوه، سرب و کادمیوم حتی در مقادیر کم مورد نیاز هیچ موجودی نیست.

از آنجایی که فلزات در pH خنثی یا پایه نامحلول هستند، pH های 7 یا بالاتر تصویری بسیار گمراه کننده از میزان آلودگی فلزات ارائه می دهند. بنابراین در برخی موارد ممکن است به طور قابل توجهی کل غلظت فلزات در آب های طبیعی را دست کم بگیرد.  

جهت سفارش و خریدفلزات سنگین در آب از صفحه فروشگاه بازدید کنید .

حذف سیلیس از آب

سیلیس چیست؟

حذف سیلیس از آب با نام دی اکسید سیلیکون (2SiO) نیز شناخته می شود، یک ترکیب کریستالی است که در اکثر سنگ ها، کانی ها و ماسه ها بسیار رایج است.

همچنین گاهی اوقات به صورت مصنوعی تولید می شود.

سیلیس در انواع کاربردهای صنعتی از جمله ساخت و ساز و همچنین تولید ساینده ها، الکترونیک، شیشه، ریخته گری فلزات و برخی از انواع تصفیه آب استفاده می شود.

در حالی که بیشتر اشکال سیلیس در شرایط عادی به طور خاص در آب محلول نیستند، سطوح پایین سیلیس (حدود 15ppm) به طور طبیعی در آب های زیرزمینی و سطحی به دلیل تماس با سنگ های اطراف رخ می دهد و بنابراین حذف سیلیس اغلب جزء سیستم های تصفیه آب خام است.

سیلیس همچنین می تواند در طی فرآیندهای مختلف صنعتی از جمله فعالیت های مختلف تولید، کاربرد آن به عنوان یک عامل کنترل خوردگی و در طی چرخه های شستشو و آبکشی به آب وارد شود.

حذف آلاینده هایی مانند سیلیس از آب می تواند یک عملیات چالش برانگیز باشد.

چند نمونه از صنایعی که نیاز به حذف سیلیس از آب قبل از تخلیه یا استفاده مجدد دارند عبارتند از:

برج های خنک کننده، آب تغذیه دیگ بخار یا آب دیگ بخار، کارواش ها، تولید کنندگان نیمه هادی و فاضلاب بازیافت روغن تزریقی بخار. در واقع، هر صنعتی که فاضلاب را برای تخلیه یا استفاده مجدد پردازش می کند، اغلب با چالش حذف سیلیس از آب فرآیند خود مواجه است. سیلیس در آب اغلب به طور طبیعی وجود دارد.

به طور کلی، سیلیس واکنش پذیر و سیلیس کلوئیدی است. این ماده به هر شکلی که باشد، باید حذف شود.

ضرورت حدف سیلیس از آب

حذف سیلیس از فرآیند یا فاضلاب معمولاً به عنوان وسیله ای برای جلوگیری از سایش زودرس یا آسیب به تجهیزات صنعتی انجام می شود.

این به این دلیل است که محتوای سیلیس می تواند روی سطوح به صورت رسوبات معدنی سخت که به عنوان رسوب شناخته می شوند، جمع شود. رسوبات می توانند راندمان گرمایش و سرمایش را کاهش دهند و همچنین می توانند با توانایی عملکرد سیستم ها در محدوده فشار تعریف شده تداخل ایجاد کنند و همچنین بستر را جهت ایجاد خوردگی فراهم کنند. به این ترتیب، رسوب گذاری سیلیس می تواند کارایی، عملکرد و ایمنی تجهیزاتی مانند بویلرها، توربین ها، لوله کشی و واحدهایفیلتراسیون را به خطر بیندازد.

سیلیس همچنین می تواند باعث رسوب غشایی در سیستم های نانوفیلتراسیون واسمز معکوس یا سایر واحدهای فیلتراسیون غشایی شود. رسوب غشایی زمانی اتفاق می‌افتد که ذرات سیلیس در منافذ غشا قرار می‌گیرند و جریان طبیعی مایعات را از طریق غشا مسدود می‌کنند.

علاوه بر این، از آنجایی که ذرات سیلیس ساینده هستند، می توانند باعث پارگی زودرس و ضعیف شدن مواد غشایی فیلتراسیون شوند.

روش های حذف سیلیس

حذف سیلیس برای انواع کاربردهای صنعتی، از جمله تصفیه آب خام، آب آرایشی برج خنک کننده، تغذیه دیگ بخار استفاده می شود.

سیلیس می‌تواند به شکل گرانول، کلوئید یا یون‌های فعال وجود داشته باشد و انتخاب فناوری حذف سیلیس مناسب بستگی به این دارد که کدام اشکال فیزیکی سیلیس در جریان وجود داشته باشد.

در زیر انواع سیلیس و فناوری های حذف مناسب برای هر کدام را خلاصه کرده ایم. - نرم کردن آهک لخته سازی -الترافیلتراسیون -  تبادل یونی - اسمز معکوس - انعقاد الکتریکی یا الکترودیونیزاسیون

نرم کننده آهک

نرم کردن آهک یکی از متداول ترین روش ها برای حذف سیلیس از آب مانند مواد آرایشی تا برج های خنک کننده، مواد آرایشی تا بویلر یا آب دیگ بخار است.

نرم‌کننده آهک از افزودن آهک (هیدروکسید کلسیم) برای حذف یون‌های سختی (کربنات کلسیم و کربنات منیزیم) توسط رسوب استفاده می‌کند. ذرات سیلیس در تکه های هیدروکسیدهای منیزیم و کلسیم جذب می شوند.

در بسیاری از موارد، فلزات سنگین در لجن (لخته ته نشین شده) وجود دارند و مستلزم هزینه اضافی برای دفع این مواد خطرناک هستند.

 نرم کردن با آهک معمولاً به سرمایه گذاری نسبتاً قابل توجهی نیاز دارد و به دلیل مقدار مواد شیمیایی مورد استفاده و هزینه های دفع مقادیر زیادی از باقیمانده های تولید شده، می تواند پرهزینه باشد.

اولترافیلتراسیونUF

اولترافیلتراسیون UF فقط سیلیس کلوئیدی را حذف می کند، بنابراین ابتدا باید تعیین کنید که سیلیس شما کلوئیدی است یا سیلیس واکنشی.

تبادل یونی

عبارت است از:

(تبادل یون‌های آب بارزین های آنیونی و کاتیونی) که منجر به فرآیندهای خالص سازی، جداسازی و محلول های آبی و سایر محلول های حاوی یون با مبدل های یونی جامد پلیمری یا معدنی استفاده می شود.

نقطه ضعف این فرآیند این است که مبدل های رزینی نیاز به شارژ مجدد و جایگزینی مداوم دارند و هزینه های مداوم قابل توجهی به فرآیند اضافه می کند.

اگرفلزات سنگین در رزین های مبادله ای با سیلیس وجود داشته باشد باید در محل دفن زباله طبقه بندی شده خطرناک دور ریخته شوند و هزینه های بیشتری را به همراه داشته باشد.

اسمز معکوس

اسمز معکوس (RO)یک روش فیلتراسیون با فناوری غشایی است که بسیاری از انواع مولکول‌ها و یون‌های بزرگ را با اعمال فشار به محلول هنگامی که در یک طرف غشاء انتخابی قرار دارد، از محلول‌ها حذف می‌کند.

نتیجه این است که املاح در سمت تحت فشار غشاء باقی می ماند و حلال خالص اجازه عبور به سمت دیگر را می دهد.

برای «انتخابی» بودن، این غشاء نباید اجازه دهد که مولکول‌ها یا یون‌های بزرگ از منافذ (سوراخ‌ها) عبور کنند، بلکه باید به اجزای کوچک‌تر محلول مانند حلال اجازه عبور آزادانه بدهد.

استفاده از اسمز معکوس یا هر فناوری غشایی برای حذف سیلیس می تواند مشکل ساز باشد.

سیلیس مانند شیشه است و باعث ایجاد سوراخ در غشا می شود و به دلیل ساینده بودن ذرات، کارایی غشا را کاهش می دهد.

فلزات سنگین منجر به آلودگی ممبران می شوند اگر پیش تصفیه قبل از عملیات غشایی انجام شود.

ممبران بدون نیاز به تعویض مداوم عملکرد بهینه ای خواهند داشت.

انعقاد الکتریکی

با انعقاد الکتریکی یا الکترو دیونیزاسیون آب سیلیس، فلزات سنگین و سایر آلاینده ها را از محلول های آبی حذف می کند.

با استفاده از الکتریسیته تمیز، انعقاد الکتریکی به طور موثر طیف وسیعی از آلاینده ها را با یک سیستم واحد حذف می کند.

الکترودیالیز اجزای موجود در آب را "قابل تفکیک" می کند.

فلزات سنگین از فرم های یونی به فرم های اکسیدی تبدیل می شوند و به آنها اجازه می دهد در محل های دفن زباله غیر خطرناک دفع شوند.

انعقاد الکتریکی از روش‌هایی استفاده می‌کند که مقادیر زیادی از آلاینده‌ها را در یک عملیات رسوب می‌دهند.

این فناوری انتخاب اقتصادی و زیست‌محیطی متمایز برای تصفیه زباله‌های صنعتی، تجاری و شهری است. سرمایه و هزینه های عملیاتی معمولاً به طور قابل توجهی کمتر از انعقاد شیمیایی است.

محفظه دستگاه الکترو دیونیزاسیون از تیغه های فلزی تخت تشکیل شده است که به موازات یکدیگر قرار گرفته اند. جریان مستقیم به اولین و آخرین تیغه اعمال می شود.

سپس مایع به یک رسانا تبدیل می شود و اجازه می دهد جریان آزادانه در سراسر محفظه عبور کند.

این منجر به سیل الکترون ها به داخل آب می شود که ذرات باردار را خنثی و باعث می شود که آنها از محلول رسوب کنند.

 تیغه های فلزی با آزاد کردن یون های فلزی باردار به جریان واکنش نشان می دهند.

و در اندازه های مختلف از 1 gpm تا مضربی از 2500 gpm در دسترس است. انعقاد الکتریکی ممکن است به زودی از روش تصفیه اختیاری به روش تصفیه ضروری منتقل شود.

زیرا آژانس حفاظت از محیط زیست شروع به اجرای قوانین محافظت از محیط زیست در برابر زباله های سمی، از جمله فلزات سنگین می کند.

انعقاد الکتریکی اکثر جریان هایفاضلاب را با هزینه عملیاتی کمتر تمیز و لجن کمتری نسبت به بارش های شیمیایی تولید می کند. جهت خرید سیلیس از صفحه فروشگاه بازدید کنید.

تصفیه آب دیگ بخار

تصفیه آب دیگ بخار باید سه هدف اصلی را برآورده کند:

تبادل حرارتی مداوم

حفاظت در برابر خوردگی

تولید بخار با کیفیت بالا

تصفیه خارجی آب بویلر

تصفیه آب قبل از ورود به دیگ بخار یا تصفیه خارجی آب بویلر عبارت است از کاهش یا حذف ناخالصی ها از آب خارج از دیگ.

به طور کلی، تصفیه خارجی زمانی استفاده می شود که مقدار یک یا چند ناخالصی آب خوراک بیش از حد بالا باشد که توسط سیستم دیگ بخار قابل تحمل نباشد.

انواع مختلفی از تصفیه خارجی (نرم‌سازی، تبخیر، هوازدایی،فیلتراسیونغشایی و غیره...) وجود دارد که می‌توان از آنها برای تهیه آب خوراک برای یک سیستم خاص استفاده کرد.

تصفیه آب داخل بویلر

تصفیه آب داخل دیگ بخار یاتصفیه آب داخل بویلر داخلی عبارت است از تصفیه ناخالصی های داخل سیستم دیگ بخار.

واکنش ها یا در خطوط تغذیه یا در بویلر رخ می دهد. تصفیه داخلی آب بویلر ممکن است به تنهایی یا همراه با تصفیه خارجی استفاده شود.

هدف آن واکنش مناسب با سختی آب خوراک، حالت لجن، حذف اکسیژن و جلوگیری از کف شدن آب دیگ است.

برخی از مواد طبیعی و مصنوعی توانایی حذف یون های معدنی از آب را در ازای یون های دیگر دارند.

به عنوان مثال، در عبور آب از یک نرم کننده ساده تبادل کاتیونی، تمام یون های کلسیم و منیزیم حذف شده و با یون های سدیم جایگزین می شوند.

از آنجایی که تبادل کاتیونی ساده کل مواد جامد منبع آب را کاهش نمی دهد، گاهی اوقات از آن همراه با سایر روش ها استفاده می شود.

آهک داغ-زئولیت

یکی از رایج ترین و کارآمدترین رو ش تصفیه ترکیبی، فرآیند آهک داغ-زئولیت است.

این شامل پیش تصفیه آب با آهک برای کاهش سختی، قلیاییت و در برخی موارد سیلیسو تصفیه بعدی با یک نرم کننده تبادل کاتیونی است. این سیستم تصفیه چندین عملکرد را انجام می دهد:

نرم شدن، کاهش قلیایی و سیلیس، کاهش مقداری اکسیژن و حذف موادمعلق و کدورت.

تصفیه شیمیایی آب داخل دیگ معمولاً ضروری است و با مراقبت از هرگونه ناخالصی وارد شده به دیگ با آب تغذیه (سختی، اکسیژن، سیلیس و غیره)،تصفیه خارجی را تکمیل می کند.

در بسیاری از موارد تصفیه خارجی منبع آب ضروری نیست و تنها با روش های داخلی می توان آب را تصفیه کرد.

• تصفیه داخلی آب دیگ های بخار

هنگامی که دیگ‌ها در فشار کم یا متوسط ​​کار می‌کنند، زمانی که مقادیر زیادی بخار متراکم برای آب تغذیه استفاده می‌شود، یا زمانی که آب خام با کیفیت خوب در دسترس است، تصفیه داخلی می‌تواند یک درمان منحصر به فرد باشد.

هدف از تصفیه داخلی این است که:

1) با هر نوع سختی آب خوراکی واکنش نشان داده و از رسوب آن بر روی فلز دیگ به صورت رسوب جلوگیری می کند.

2) هر گونه ماده معلق مانند لجن سختی یا اکسید آهن در دیگ را آماده کرده و آن را به فلز دیگ بخار نچسباند.

3) حفاظت ضد کف را فراهم می کند تا غلظت معقولی از مواد جامد محلول و معلق در آب دیگ بدون انتقال فوم ایجاد شود.

4) اکسیژن را از آب حذف کرده و قلیائیت کافی برای جلوگیری از خوردگی دیگ فراهم می کند.

5) یک تصفیه داخلی باید از خوردگی و پوسته پوسته شدن سیستم آب تغذیه و همچنین  خوردگی در سیستم های میعانات بخار جلوگیری کند.

تصفیه داخلی آب دیگ های بخار یک مکمل ضروری برای برنامه تصفیه آب است، دوزهای خاصی از محصولات حالت دهنده به آب اضافه می شود.

استفاده از پراکنده کننده فسفات، پلی فسفات پخش کننده (مواد شیمیایی نرم کننده):

این محصولات در واکنش با قلیایی بودن آب دیگ، سختی آب را با تشکیل تری کلسیم فسفات خنثی می کنند و ترکیبی نامحلول که می تواند به طور مداوم یا دوره ای از طریق آب پایین دیگ بخار دفع شود  ایجاد می کنند.

پخش کننده های طبیعی و مصنوعی (عوامل ضد جرم گیری):

خاصیت پراکندگی محصولات ایجاد شده  را افزایش می دهند. اونها می توانند شامل:

پلیمرهای طبیعی مثل لیگنوسولفونات ها، تانن ها

پلیمرهای مصنوعی مثل  پلی آکریلات ها، کوپلیمر آکریلات مالئیک، کوپلیمر مالئیک استایرن، پلی استایرن سولفونات ها و غیره...باشند

عوامل جدا کننده:

مانند فسفات های معدنی که به عنوان بازدارنده عمل می کنند .

حذف کننده های اکسیژن:

سولفیت سدیم، تانیس، هیدرازین، مشتقات مبتنی بر هیدروکینون یاپروگالول، مشتقات هیدروکسیل آمین، مشتقات هیدروکسیل آمین، مشتقات اسید اسکوربیک و غیره. اغلب سطوح فلزی را غیرفعال می کنند.

انتخاب محصول و دوز مورد نیاز بستگی به این دارد که آیا ازروش های  هواگیری استفاده شده است یا خیر.

مواد ضد کف یا ضد پرایمینگ:

مخلوطی از عوامل فعال سطحی که کشش سطحی مایع را اصلاح کرده، کف را حذف کرده و از انتقال ذرات ریز آب در بخار جلوگیری می کند.

مواد شیمیایی نرم کننده مورد استفاده شامل خاکستر سودا، کاستیک و انواع مختلف فسفات سدیم است.

این مواد شیمیایی با ترکیبات کلسیم و منیزیم موجود در آب خوراک واکنش می دهند. سیلیکات سدیم برای واکنش انتخابی با سختی منیزیم استفاده می شود.

بی کربنات کلسیم که با آب تغذیه وارد می شود در دمای دیگ تجزیه می شود یا با سود سوزآور واکنش می دهد و کربنات کلسیم تشکیل می دهد.

از آنجایی که کربنات کلسیم نسبتاً نامحلول است، تمایل دارد از محلول خارج شود. کربنات سدیم تا حدی در دمای بالا به هیدروکسید سدیم (سودآور) و دی اکسید کربن تجزیه می شود.

دمای بالا در آب دیگ، حلالیت سولفات کلسیم را کاهش می دهد و تمایل دارد که مستقیماً روی فلز دیگ رسوب کند.

در نتیجه سولفات کلسیم باید به صورت شیمیایی واکنش نشان دهد تا رسوبی در آب ایجاد شود تا بتوان آن را حالت داده و با دمیدن حذف کرد.

سولفات کلسیم با کربنات سدیم، فسفات سدیم یا سیلیکات سدیم واکنش داده و کربنات کلسیم نامحلول، فسفات یا سیلیکات را تشکیل می دهد.

سولفات منیزیم توسط سود سوزآور واکنش داده و رسوب هیدروکسید منیزیم را تشکیل می دهد.

مقداری منیزیم ممکن است با سیلیس واکنش داده و سیلیکات منیزیم را تشکیل دهد.

سولفات سدیم بسیار محلول است و در محلول باقی می ماند مگر اینکه آب تقریباً تا حد خشک شدن تبخیر شود.

دو رویکرد کلی برای تصفیه لجن در داخل دیگ وجود دارد:

با انعقاد یا پراکندگی. هنگامی که مقدار کل لجن زیاد است (در نتیجه سختی آب تغذیه بالا) بهتر است لجن منعقد شود تا ذرات لخته ساز بزرگی تشکیل شود.

این را می توان با تخلیه آب دیگ یا به اصطلاح زیرآب زدن دیگ بخار حذف کرد.

انعقاد را می توان با تنظیم دقیق مقادیر قلیایی، فسفات ها و مواد آلی مورد استفاده برای تصفیه، بر اساس تجزیه و تحلیل هزینه آب به دست آورد.

زمانی که مقدار لجن زیاد نباشد (سختی آب خوراک کم) ترجیحاً از درصد بالاتری از فسفات در تصفیه استفاده  می شود.

فسفات ها ذرات لجن جدا شده را تشکیل می دهند. درصد بیشتری از پخش کننده های لجن آلی در تصفیه استفاده می شود تا ذرات لجن را در سراسر آب دیگ پراکنده نگه دارند.

مواد مورد استفاده برای تصفیه لجن

مواد مورد استفاده برای تصفیه لجن شامل مواد آلی مختلف از کلاس های تانن، لیگنین یا آلژینات می باشد.

مهم است که این مواد آلی انتخاب و پردازش شوند تا هم موثر باشند و هم در فشار کار دیگ پایدار باشند.

مواد آلی مصنوعی خاصی به عنوان عوامل ضد کف استفاده می شود. مواد شیمیایی مورد استفاده برای حذف اکسیژن شامل سولفیت سدیم و هیدرازین است.

ترکیبات مختلفی از پلی فسفات ها و مواد آلی برای جلوگیری از رسوب و خوردگی در سیستم های آب تغذیه استفاده می شود.

آمین های خنثی کننده فرار و بازدارنده های فیلم برای جلوگیری از خوردگی میعانات استفاده می شود.

روش های متداول تغذیه شیمیایی داخلی شامل استفاده از مخازن محلول شیمیایی و پمپ های تناسبی یا فیدرهای شیمیایی مخصوص بریکت توپ می باشد.

به طور کلی، مواد شیمیایی نرم کننده (فسفات ها، خاکستر سودا، کاستیک و غیره) مستقیماً به آب ورودی اضافه می شوند. آنها همچنین ممکن است از طریق یک خط جداگانه تخلیه در آب تغذیه دیگ تغذیه شوند.

مواد شیمیایی باید در بخش آب دیگ بخار تخلیه شوند تا واکنش‌هایی در آب قبل از ورود به منطقه تولید بخار رخ دهد. بسته به سختی آب خوراک و سایر عوامل ممکن است مواد شیمیایی نرم کننده به طور مداوم یا متناوب اضافه شوند.

مواد شیمیایی اضافه شده برای واکنش با اکسیژن محلول (سولفات، هیدرازین و غیره) و مواد شیمیایی مورد استفاده برای جلوگیری از رسوب و خوردگی در سیستم آب تغذیه (پلی فسفات ها، مواد آلی و غیره) باید تا حد امکان به طور مداوم در سیستم آب ورودی تغذیه شوند.

مواد شیمیایی مورد استفاده برای جلوگیری از خوردگی سیستم میعانات ممکن است بسته به ماده شیمیایی خاص مورد استفاده، مستقیماً به بخار یا سیستم آب تغذیه وارد شوند.

تغذیه مداوم ترجیح داده می شود، اما استفاده متناوب در برخی موارد کافی است.

بویلر (Boiler)

بطور معمول از سیستم های پیشرفته تصفیه آب صنعتی برای تامین آب خوراک دیگ بخار یا بویلر (Boiler) استفاده می‌شود.

وظیفه دستگاه تصفیه آب بویلر حذف ترکیبات و آلاینده‌های موجود در آب، و در نتیجه، محافظت از اجزای واحد دیگ بخار و لوله کشی‌هاست.

این آلاینده ها ممکن است شامل مواد جامد محلول، مواد جامد معلقو عناصری مانند آهن ، مس ، سیلیس ، کلسیم ، منیزیم ، آلومینیوم ، سختی و گازهای محلول باشد. بدون تصفیه مناسب ، آب خوراک ورودی به دیگ بخار می‌تواند باعث تشکیل جرم و رسوب‌، خوردگی و گرفتگی بویلر و تجهیزات پایین دست شود.

پس اگر آب بویلر به درستی تصفیه نشود منجر به افزایش چشمگیر هزینه تعمیر و نگهداری سیستم، افزایش مصرف سوخت و خرابی دیگ بخار می‌شود.

• تصفیه خارجی آب بویلر

تصفیه مناسب آب دیگ برای جلوگیری از رسوب و خوردگی داخل دیگ ضروری است.

عدم انجام تصفیه  خارجی و و اکتفا کردن به تصفیه داخلی آب دیگ بخار می تواند منجر به اختلالات عملیاتی یا خرابی کامل دیگ شود.

در مواردی که امکان انتخاب وجود دارد، پیش تصفیه خارج از دیگ همیشه ترجیح داده شده و قابل اطمینان تر از تصفیه درون دیگ است.

برای جلوگیری از رسوب داخل دیگ می بایست  از تصفیه آب مناسب استفاده کنید.

پس از تشکیل رسوب بر روی دیواره های دیگ، تقریباً غیرممکن است که آن را از دیگ بخار خارج کنید. وارد کردن اسیدها در مخازن تحت فشار کاملاً ممنوع است، زیرا تقریباً هر محلولی که به طور شیمیایی به رسوبات حمله کند به فلز دیگ نیز حمله می کند.

اساس کار سیستم حذف ناخالصی های مضر قبل از ورود به دیگ بخار و همچنین کنترل اسیدیته و هدایت آب(Conductivity) است.

از روش‌های مختلفی به صورت سلسله وار برای تصفیه آب بویلر استفاده می‌شود.

و در بسیاری موارد یک سیستم تصفیه آب پیشرفته نظیر دستگاه اسمز معکوس (RO) عملیات اصلی را انجام می‌دهد و در مواردی از سیستم‌های دیگری نظیر رزین‌های تبادل یونی (IX) برای افزایش کیفیت در ادامه سیستم RO نیز استفاده می‌شود.

به چنین سیستم‌هایی که بعد از دستگاه RO برای افزایش کیفیت آباستفاده می‌شود در اصطلاح پالیشینگ (Polishing) گفته می‌شود.

ولی استفاده و یا عدم استفاده از سیستم پالیشینگ به عوامل مختلفی نظیر فشار عملیاتی بویلر، کاربرد بخار تولیدی و خصوصیات شیمیایی آب وابسته است.

پارامترهای مهم آب دیگ بخار

مواد جامدSOLID

مواد جامدات را می توان به دو دسته تقسیم کرد:

جامدات معلق و جامدات محلول. جامدات معلق آنهایی هستند که در حالی که جامدات محلول در محلول آب هستند، می توان آنها را با فیلتراسیون حذف کرد.

بهترین آزمایش برای تعیین میزان مواد جامد آب دیگ از طریق آزمایش رسانایی است.

مقدار هدایت الکتریکی آب دیگ با توجه به نمک های مختلف یونیزه شده متفاوت است.

رسانایی می تواند برای اندازه گیری کل جامدات محلول در آب دیگ و به عنوان وسیله ای دقیق برای کنترل جامدات از طریق استفاده از دمش استفاده شود.

آزمایش دیگری که گاهی اوقات به عنوان اندازه گیری مواد جامد استفاده می شود، اندازه گیری کلرید موجود در آب دیگ است.

نسبت کلریدهای موجود در آب دیگ به نسبت آب تغذیه می تواند به عنوان وسیله ای برای تعیین میزان دمش مورد نیاز استفاده شود. آزمایش کلرید برای آب تغذیه با غلظت‌های ورودی کم نامناسب است و غلظت‌های موجود در آب تغذیه برای دقت باید در طول زمان میانگین شود.

سختیHARDNESS

سختی آب ناشی از یون های کلسیم و منیزیم است که بسته به منبع آب در سراسر کشور بسیار متفاوت است.

در بویلرها سختی آب می تواند باعث تشکیل رسوب و لجن یا گل شود. سختی باید در آب آرایش به سیستم برگشت حذف شود. سختی کل نباید از 50 PPM تجاوز کند.

اسیدیتهPH

مقدار pH آب دیگ عددی بین صفر تا چهارده است. مقادیر زیر هفت اسیدی، هفت خنثی و مقادیر بالای هفت قلیایی هستند.

فاکتور pH مهمترین عامل موثر بر تشکیل رسوب و تمایلات خورندگی آب دیگ است. pH باید بین حداقل 10.5 و حداکثر 11.0 حفظ شود تا از خوردگی اسیدی لوله‌ها و صفحات دیگ جلوگیری شود

PH  زیر 5 آب به اندازه کافی اسیدی است که صفحات فولادی دیگ را حل کند. در این شرایط فولاد به تدریج نازک تر و نازک تر می شود تا زمانی که از بین برود. در pH بین 5 تا 9.4، سوراخی صفحات پوست را با سرعتی بست به میزان اکسیژن محلول در دیگ ایجاد میگردد.

اکسیژن محلولDO

اکسیژن محلول در اثر حلالیت اکسیژن اتمسفر در آب تغذیه ایجاد می شود. هوادهی منبع آب تغذیه در مخازن آب تغذیه اتفاق می افتد که به وضوح به حذف سایر گازهای مضر کمک می کند.

هوادهی کارآمد باعث اشباع آب با اکسیژن می شود.

اکثر مشکلات خوردگی مستقیماً به مقدار اکسیژن محلول در آب دیگ مربوط می شود.

از بین بردن اثر خوردگی اکسیژن محلول می تواند هم به طور مستقیم و هم به صورت شیمیایی انجام گردد.

حذف مستقیم یا مکانیکی اکسیژن محلول از طریق استفاده از هواگیر یا با گرم کردن آب تا دمای بالای 82 درجه سانتیگراد انجام می شود.

گرم کردن آب را می توان با پیش گرم کن یا لوله اسپرج که در سیستم برگشت نصب  است انجام داد.

هوازدایی شیمیایی از طریق وارد کردن مواد شیمیایی خاص (هیدرازین) در بویلر برای واکنش با اکسیژن انجام می شود. محتوای اکسیژن محلول باید در حداقل نگه داشته شود اما در هیچ زمانی نباید از 007/0 میلی گرم در لیتر تجاوز کند.

قلیائیت آبALKALINITY

قلیائیت آب دیگ باید به اندازه کافی بالا باشد تا از پوسته و صفحات در برابر خوردگی اسیدی محافظت کند، اما به اندازه کافی برای ایجاد انتقال بالا نباشد.

حداقل مقدار قلیائیت برای محافظت کافی 200 PPM است.

از قلیائیت بالای دیگ که بیش از 700 PPM است، باید اجتناب شود. مقادیر بالاتر از این می تواند منجر به شکنندگی فولاد شود.

سولفیت هاSOLFITES 

سولفیت سدیم به طور کلی برای حذف شیمیایی اکسیژن محلول در آب دیگ استفاده می شود.

برای اطمینان از حذف سریع و کامل اکسیژن ورودی به سیستم آب تغذیه دیگ بخار، غلظت سولفیت در دیگ بخار باید حداقل 20 PPM (قسمت در میلیون) حفظ شود.

روغن هاOIL

تمام تلاش باید برای جلوگیری از ورود روغن ها به آب دیگ انجام شود.

روغن باعث ایجاد کف می شود یا با مواد جامد معلق ترکیب می شود و لجن ایجاد می کند که می تواند باعث گرم شدن بیش از حد صفحات دیگ شود.

جامدات زیاد دیگ منجر به ایجاد کف، پرایمینگ، موج و انتقال می شود. این مشکلات را می توان با دمیدن صحیح و روزانه دیگ برطرف کرد.

فسفات ها  PHOSPHATES

از فسفات ها برای واکنش با سختی کلسیم موجود در آب دیگ استفاده می شود.

برای اینکه این واکنش انجام شود، حفظ pH در حداقل مقدار 9.50 مهم است.

برای واکنش کامل فسفات ها با سختی کلسیمی که از طریق آب تغذیه وارد دیگ می شود، مطلوب است که غلظت فسفات ها در آب بین 30 تا 50 PPM حفظ شود.

روش های تصفیه خارجی آب بویلر

فیلتراسیون (Filtration)

در اولین مرحله جریان آب بویلر از طریق یک یا چند واحد فیلتراسیون عبور داد تا جامدات معلق، کدورت و مواد آلی فیلتر گردد.

در صورت وجود کدورت و رنگ و کلرآزاد استفاده از فیلتر های کربنی جهت حذف آنها ضروری است همچنین استفاده از فیلتر های شنی و میکرونی یکی از بهترین گزینه‌ها برای این مرحله هستند.

هنگامی که در دستگاه تصفیه آب بویلر قرار است از رزین‌های سختگی‌گیر یا موارد دیگر به عنوان پیش تصفیه استفاده کنیم، میکروفیلترها می‌توانند وسیله‌ای مقرون به صرفه برای جلوگیری از رسوب و گرفتگی و  محافظت از تجهیزات تصفیه آب پایین دست باشند.

رزین سختی‌گیر (Ion Exchange Softening)

سیستم IX قادر است ترکیباتی که باعث ایجاد سختی در آب می‌شوند، نظیر کلسیم، منیزیم و … را به طور کامل حذف کند.

این کار با استفاده از یک رزین نرم کننده انجام می شود، که به طور معمول یک رزین کاتیون اسید قوی (SAC) است که یون‌های عامل سختی را با یون دیگری نظیر سدیم مبادله می‌کند.

رزین حذف قلیاییت (Dealkalization)

قلیاییت موجود در آب خوراک بویلر می‌واند باعث ایجاد کف در دیگ بخار و همچنین خوردگی در لوله ها شود. بنابراین‌، از رزین حذف قلیلییت (IXD) برای تصفیه جریان‌ خوراک دیگ بخار با رزین آنیونی قوی (SBA) یا اسید ضعیف (WAC) استفاده می‌شود.

سیستم IXD قابلیت حذف یون‌های بی کربنات ، سولفات و نیترات و کاهش pH را دارد.

البته اگر در ادامه فرآیند تصفیه قرار باشد از سیستم‌هایی نظیر اسمز معکوس یا نانوفیلتر استفاده شود، لازم نیست از سیستم IXD استفاده شود.

اسمز معکوس و نانوفیلتر، بخش اصلی سیستم تصفیه آب بویلر

سیستم‌های RO و NF معمولا به عنوان بخش اصلی سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرند‌، که می توانند برای از بین بردن باکتری‌ها ، نمک‌ها ، ترکیبات آلی‌، سیلیس و سختی مفید باشند.

فرایند RO و NF هر دو از نوع فیلتراسیون غشایی هستند‌، به این معنی که از یک غشای نیمه تراوا برای جذب هرگونه آلاینده استفاده می کنند، در حالی که به مولکول های آب اجازه می‌دهند عبور کنند.

کیفیت بالای آب تولیدی توسط این سیستم‌ها (بخصوص RO) و هزینه‌های عملیاتی پایین منجر به استفاده‌های گسترده‌ای برای تصفیه آب بویلر گشته .

رزین های کاتیونی و آنیونی جهت حذف کامل یونها (Demineralization)

برای مواردی که دبی آب مورد نیاز بویلر بسیار زیاد است و یا فشار عملیاتی دیگ بخار بالاست، کیفیت آب مورد استفاده در بویلر هم باید بالاتر باشد.

در چنین مواردی رزین حذف یون می‌تواند به عنوان تصفیه اصلی جایگزین سیستم RO شود.

IX به طور معمول آب با کیفیتی تولید می‌کند.

ولی انتخاب بین اسمز معکوس و رزین حذف یون مستلزم بررسی‌ و در نظر گیری پارامترهاست.

سیستم حذف گاز (Degasification)

پس از انجام مراحل تصفیه اصلی، آب تصفیه با میعانات حاصل از دیگ بخار ترکیب و وارد سیستم حذف گاز می گردد.

این مرحله اکسیژن و دی اکسید کربن محلول در آب را حذف می‌کند که برای جلوگیری از خوردگی بسیار مهم است.

سیستم پرداخت (Polishing)

بسته به نیاز و شرایط و محدودیت‌های دیگ بخار‌،ممکن است به فناوریهای پرداخت نیاز گردد.

این مرحله معمولا بر روی آب تصفیه فرایند اصلی تصفیه شامل RO یا IX استفاده می‌گردد.

فن آوری های پولیش معمولی شامل سیستم‌های رزین ترکیبی (IX Mixed Bed) و الکترودیونیزها (EDI) هستند.

بعد از تمام مراحل تصفیه آب ، آب خوراک بویلر با استفاد از خط لوله به دیگ بخار منتقل و در آنجا حرارت می گیرد تا بخار تشکیل گردد.

میعانات سپس با آب تصفیه  ترکیب و چرخه دوباره آغاز می گردد.

جهت سفارش تصفیه آب دیگ بخار از صفحه فروشگاه بازدید کنید.

فیلترکربنی

فیلترکربنی یا کربن فعال یکی از روش های رایج در سیستم هایتصفیه آبو فاضلاب است که بر اساس جذب مواد آلی آب توسط کربن فعال است.

از بین بردنکدورت، بو و طعم آب یکی از وظایف اصلی فیلترهای کربن فعال است و به همین دلیل در سیستم های تصفیه آب صنعتی و خانگی، استخرها و حتی تصفیه فاضلاب صنعتی کاربرد زیادی دارد.

فیلتر کربن چیست؟

وجود مواد آلی در آب که همگی ساختار کربنی دارند بر کیفیت آن تاثیر منفی می گذارد و بر کدورت، بو و طعم آن تاثیر زیادی می گذارد.

فیلتر کربن یا فیلتر کربن فعال در واکنش با مواد آلی به دلیل وجود کربن فعال فعال است و بلافاصله مواد آلی را جذب کرده و باعث می شود مقدار زیادی از آلاینده های موجود در آب از بین برود.

پیوند آنی مواد آلی موجود در آب با سطوح بیرونی فیلتر کربن فعال دلیل اصلی جذب مواد آلی توسط این فیلترها می باشد.

روش تصفیه آب با فیلتر کربن فعال

ساختار کلی فیلترهای کربن فعال شامل مخزن، شیر ورودی، سیلیس، کربن فعال و شیر خروجی می باشد.

بدنه فیلتر کربن فعال اغلب از فولاد، فولاد کربنی با رنگ اپوکسی یا FRP ساخته شده است.

آب با PH در حد خنثی از شیر ورودی وارد مخزن می شود و با عبور از لایه های کربنی مواد آلی را از دست می دهد و در نهایت با عبور از سیلیس معلق، مواد جامد معلق خارج شده و آب شفاف و بی بو، بی مزه و بی مزه می شود.

بی رنگ از دریچه خروجی به بیرون مخزن منتقل می شود.

نکته مهم در ساخت فیلترهای کربنی این است که در این فیلترها علاوه بر کربن فعال از سیلیس نیز استفاده می شود که نقش بسیار مهمی در جذب مواد معلق در آب دارد.

ابتدا یک لایه سیلیس قرار داده شده و با کربن پوشانده می شود.

عبور ذرات معلق و جذب مواد آلی توسط فیلترهای کربنی به مرور زمان باعث ایجاد لایه ژله ای روی آن می شود که عملکرد فیلتر را به شدت کاهش می دهد.

بنابراین لازم است فیلتر را با روش های مختلف مانند شستشوی معکوس با بک واش تمیز و بازسازی کرد.

[caption id="attachment_3582" align="aligncenter" width="578"] فیلتر کربن[/caption]

انواع فیلتر کربن

فیلترهای کربن یا کربن فعال با توجه به نوع کربن و اندازه ذرات آن به گروه های مختلفی تقسیم می شوند که عبارتند از:

• فیلتر کربن فعال گرانولی GAC
• فیلتر کربن فعال پودری PAC
• بلوک فیلتر کربن فعال

فیلتر کربن دانه ای (GAC) که به عنوان فیلتر کربن شنی نیز شناخته می شود، همانطور که از نامش پیداست، آب را با دانه های ریز به اندازه ماسه کربن تصفیه می کند.

سطح تماس آب با دانه های ماسه کربنی کمتر از نوع پودری آن است و در نتیجه بازده کمتری دارد.

فیلتر کربن فعال پودری یا PAC دارای بالاترین سطح تماس با قطرات آب بوده و توانایی جذب مواد آلی و حذف رنگ، بو و طعم آب موجود در آن را بیش از انواع دیگر دارد.

فیلترهای کربن بلوکی به دلیل اندازه و ابعاد بزرگ کربن قدرت جذب کمتری دارند، اما نسبت به دو فیلتر قبلی در حذف مواد معلق در آب بهتر عمل می کنند. به طور کلی، GAC و PAC اغلب در دستگاه های تصفیه آب استفاده می شوند.

و روش های مختلفی مانند فعال سازی حرارتی و فعال سازی شیمیایی تولید می شود.

به دلیل جذب عالی کربن تولید شده توسط پوسته نارگیل، این نوع کربن اغلب برای سیستم های تصفیه آب با فیلترهای کربنی استفاده می شود.

البته لازم به ذکر است که کربن فعال از پوسته نارگیل گرانتر از فیلترهای دیگر است.

[caption id="attachment_3583" align="aligncenter" width="768"] فیلتر کربن[/caption]

کاربرد فیلتر کربن فعال

قدرت جذب بالای مواد آلی و حذف رنگ و بو و طعم نامطبوع آب به کمک فیلترهای کربنی کاربرد آن را بسیار فراگیر کرده است.

کاربردهای فیلتر کربن فعال شامل گزینه های زیر است:

فیلتر کربن در تصفیه آب آشامیدنی

رنگ کدر آب نشان دهنده وجود مواد آلی مضر در آن است که محیطی را برای رشد میکروب ها و میکروارگانیسم ها فراهم می کند و در ایجاد بیماری های گوارشی بسیار موثر است.

استفاده از دستگاه های تصفیه آب به روش فیلتر کربنی باعث می شود که رنگ آب به طور کامل از بین برود و عبور آب از فیلتر ذغالی نیز بو و طعم آن را از بین می برد.

استفاده از این فیلترها در تصفیه آب آشامیدنی نیاز به استفاده از مواد ضدعفونی کننده را بی نیاز می کند و علاوه بر آنکلرموجود در آب نیز حذف می شود.

پیش تصفیه اسمز معکوس

به منظور افزایش راندمان و بهبود راندمان سیستم های تصفیه آب مانند اسمز معکوس، مرحله پیش تصفیه در نظر گرفته شده است.

نصب فیلترهای کربنی در مرحله پیش تصفیه RO گام بزرگی برای حذف مواد آلی و کلر موجود در آن است که باعث افزایش طول عمر فیلترهای اسمز معکوس می شود.

تصفیه آب استخر

استفاده متوالی از آب استخر در نهایت منجر به تغییر رنگ و رشد میکروب ها و میکروارگانیسم ها می شود.

استفاده از دستگاه تصفیه آب با فیلتر شنی و فیلتر کربنی یکی از بهترین روش ها برای تمیز کردن آب استخر است که هزینه کمتری نسبت به روش های دیگر خواهد داشت.

با توجه به این که فیلترهای کربنی قدرت جذب بالایی دارند، بنابراین برای تمیز کردن آب استخر نیازی به استفاده از مواد شیمیایی و ضدعفونی کننده زیاد نیست.

این انتخاب نه تنها هزینه ها را کاهش می دهد، بلکه حاوی مواد شیمیایی و کلر مضر کمتری است و سلامت پوست و بدن را تضمین می کند.

تصفیه فاضلاب صنعتی

رنگ کدر فاضلاب صنعتی نشان دهنده وجود مواد آلی موجود در آن است که به آن آب خاکستری می گویند.

از آنجایی که فیلترهای کربن فعال در حذف آب کدورت بسیار موثر هستند.

می توانند گزینه مناسبی برای تصفیه و بازیافتفاضلابصنعتی برای صرفه جویی در مصرف آب باشند.

مزایای تصفیه آب با فیلتر کربن

فیلترهای کربن فعال به دلایل متعددی در سیستم های تصفیه آب به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند که از مهمترین آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• رنگ، بو و مزه آب را از بین ببرید
• حذف ترکیبات کلر، بنزن، رادون، THM
• H2S را از آب خارج کنید
• نصب و نگهداری آسان و ارزان
• شستشوی معکوس آسان

معایب فیلتر کربن فعال

این گروه از سیستم های تصفیه آب و فاضلاب قادر به حذف برخی از مواد شیمیایی و آلاینده های موجود در آب نیستند.

به عنوان مثال، فیلتر کربن فعال توانایی حذف مواد زیر را از آب ندارد:

• املاح، نمک ها، آرسنیک، مس، نیترات، TDS، آزبست
• رسوب زدایی
• نیترات ها و باکتری ها

روش های فعال سازی فیلتر کربن فعال

مانند سایر تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب، فیلترهای کربن فعال در نهایت کارایی خود را به دلیل جذب بالای مواد آلی از دست خواهند داد. در نتیجه لازم است اقدامات لازم برای احیای آنها انجام شود.

به طور کلی برای این منظور از دو روش شستشوی معکوس و جریان بخار معکوس استفاده می شود.

در روش جریان بخار معکوس کربنها به مدت 30 دقیقه با بخار در تماس بوده و احیا می شوند.

قیمت فیلتر کربن فعال

در هنگام خرید فیلتر کربن علاوه بر توجه به کیفیت و کارایی دستگاه، باید قیمت فیلتر کربن را نیز در نظر گرفت.

تفاوت قیمت فیلتر کربن اکتیو تولید شده و موجود در بازار به چند عامل مهم بستگی دارد:

مهمترین آنها می توان به برند سازنده، سایز، مدل، جنس بدنه و میزان کربن اشاره کرد.

جهت سفارش فیلترکربنی از صفحه فروشگاه بازدید کنید

فروشگاه

فیلتر شنی

فیلتر شنی یکی از قدیمی ترین و رایج ترین روش های تصفیه آب است که برای حذف ذرات معلق در آب با اندازه بیش از 100 میکرون استفاده می شود.

قیمت ارزان، راندمان و عمر طولانی از جمله ویژگی های مثبتی است که باعث شده تصفیه آب فیلتر شنی در مصارف و صنعتی و خانگی بسیار مورد استفاده قرار گیرد.

در اینجا انواع فیلترهای شنی، روال کار، مزایا و معایب آن ارایه می شود.

فیلتر شنی چیست؟

تصفیه آب در طبیعت به روش های مختلفی انجام می شود که یکی از مهمترین آنها حذف مواد زائد از آب با عبور از بستر شنی است.

در طراحی و ساخت فیلترهای شنی، این رفتار الهام گرفته از طبیعت نسبت به سایر روش های تصفیه آب مانند اولترافیلتراسیون و نانوفیلتراسیونبرای حذف ذرات معلق در آب هزینه کمتری دارد.

فیلترهای شنی در واقع نوعی مخزن هستند که دارای شیر ورودی و خروجی و نازل هایی با پوشش شن و سیلیس می باشد.

ذرات معلق در آب از فیلتر دانه های ماسه عبور نمی کنند و در نهایت خروجی آب تمیز و تصفیه می شود.

بدنه فیلترهای شنی از مواد مختلفی ساخته می شود که متداول ترین آنها بدنه فلزی، فایبرگلاس و بتنی می باشد.

بدنه های فلزی این تجهیزات از ورق های گالوانیزه و نوع بتنی که بیشتر برای پالایشگاه های با ظرفیت بالا استفاده می شود از بتن بوده و بسیار مقاوم می باشد.

فیلترهای فایبرگلاس از کامپوزیت های فشرده ساخته و به عنوان فیلترهای شنی FRP نیز می نامیم.

روش تصفیه آب با فیلتر شنی

به طور کلی بدون در نظر گرفتن انواع فیلترهای شنی می توان نحوه عملکرد آنها را به صورت زیر بیان کرد:

آب حاوی املاح، آهن، منگنز، ذرات معلق گل و غیره از شیر ورودی وارد مخزن می شود.

در داخل مخزن پوشش ماسه وسیلیس تعبیه شده است.

برای جلوگیری از عبور شن های ریز از نازل ها و افت فشاردر حالت شستشوی معکوس ، پوشش شن و سیلیس روی نازل ها به گونه ای انجام می شود که ابتدا دانه ها بزرگتر، سپس متوسط ​​و در نهایت دانه های ریز شوند.

عبور آب از نازل باعث می شود که ذرات بزرگتر از 100 میکرون به دانه های ماسه برخورد کنند و اجازه عبور این ذرات را ندهند و فقط قطرات آب بدون ذرات معلق از نازل عبور کنند.

نهایتا آب بدون ذرات از دریچه خروجی مخزن به بیرون دستگاه منتقل شده و مورد استفاده قرار می گیرد.

[caption id="attachment_3591" align="aligncenter" width="786"] قسمتهای مختلف فیلتر شنی[/caption]

انواع فیلترهای شنی

نکته بسیار مهم در طراحی فیلتر شنی نیرویی است که باعث عبور آب از نازل می شود.

بر این اساس و با توجه به میزان فشار وارد شده به آب برای عبور از فیلتر، فیلترهای شنی را می توان به چند گروه کلی تقسیم کرد که عبارتند از:

 فیلتر شنی آهسته

این نوع فیلتر شنی در طبیعت رایج است و بدون هیچ نیروی فشاری کار می کند.

عبور آب از بستر ماسه ای با سرعتی کاملا طبیعی و آرام در مساحت یک متر مربع در شبانه روز نهایتاً 3 متر مکعب آب تصفیه شده تولید می کند.

با توجه به سرعت بسیار پایین این گروه از روش های تصفیه آب، بیشتر برای محیط های صنعتی و خانگی که نیاز به آب تصفیه شده کم است استفاده می شود.

به عنوان مثال در تصفیه خانه های شبکه آب روستایی فیلتر شنی می تواند گزینه مناسب و مقرون به صرفه ای باشد.

فیلتر شنی گرانشی سریع

این دسته از فیلترهای شنی شباهت زیادی به نوع کند و بی صدا دارند و تنها تفاوت آن در مساحت بستر شنی است که آب از آن عبور می کند.

برای عبور آب با فشار و سرعت بیشتر، بستری با پوشش کم ماسه و سیلیس و حدود 40 تا 100 متر مربع در نظر گرفته شده است.

یکی از مزایای این روش سرعت تصفیه بالاتر نسبت به نوع کند است.

البته باید توجه داشت که چون آب از بستر کوچکی از ماسه عبور می کند، سرعت کثیف شدن بستر شنی افزایش می یابد و در نتیجه نیاز به شستشوی بیشتری نسبت به نوع کند دارد.

[caption id="attachment_3589" align="aligncenter" width="658"] فیلتر شنی[/caption]

فیلترشنی  فشاری  سریع

فیلتر شنی سریع یکی از پرکاربردترین فیلترهای شنی است که بیشتر در محیط های صنعتی و حتی خانگی که نیاز به تصفیه آب سریع تری دارند استفاده می شود.

عبور آب با فشار وارد از پمپ باعث سرعت عبور آن از بستر ماسه و نازل ها افزایش یابد و در مدت زمان کوتاهی خروجی آب تصفیه بسیار بیشتر از دو روش قبلی خواهد بود.

رایج ترین نوع فیلتر فشاری فیلترهای استخر می باشد که در استخرهای خانگی و عمومی کاربرد فراوانی دارد.

کاربرد فیلتر شنی

همانطور که قبلا ذکر شد فیلترهای شنی به دلیل مکانیزم آنها و هزینه نسبتا پایین آنها در تصفیه خانه های خانگی، استخرها، کارخانه های صنعتی و غیره کاربرد فراوانی دارند.

از کاربردهای اصلی فیلتر شنی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تصفیه آب استخر

استخرهای عمومی و خصوصی یکی از مهم ترین مواردی هستند که نیاز مبرمی به آب تصفیه و بدون آلودگی دارند.

انواع فیلترهای شنی استخر شامل سرعت آهسته، سریع و پر سرعت است که همگی از پمپ باد استفاده می کنند.

فشار اعمال شده در نوع کند کمتر از دو نوع دیگر است و برای فیلترهای شنی پرمصرف از سیلیس با دانه های بزرگتر بهره می گیرند و در نتیجه سرعت عبور آب از نازل ها افزایش می یابد و آب خروجی به اندازه خواهد بود.

• پیش تصفیه اسمز معکوس

عبور آب بسیار آلوده از یک دستگاه تصفیه مانند اسمز معکوس باعث کثیفی خیلی سریع فیلترها است.

در این صورت یا باید فیلتر را با شستشو تمیز کرد و یا به طور کامل تعویض کرد.

برای جلوگیری از هزینه تعویض مداوم فیلتر، از فیلتر شنی به عنوان پیش تصفیه برای حذف ذرات بزرگتر استفاده می شود و آب با کدورت و ناخالصی کمتر وارد دستگاه RO می شود.

• تصفیه فاضلاب

یکی از راه های چرخه آب پس از مصرف، تصفیه فاضلاب است که می تواند هزینه آبیاری فضای سبز و همچنین مصرف آب کارخانه های صنعتی را تا حد زیادی کاهش دهد.

یکی از مهمترین کاربردهای فیلتر شنی استفاده از آن برای تصفیه فاضلاباست که هزینه کمی دارد و می تواند ذرات معلق موجود در آب را به میزان دلخواه حذف کند.

• تصفیه آب آشامیدنی

آب یکی از مهمترین عناصر مورد نیاز بدن است که کیفیت آن تاثیر مستقیمی بر سلامت بدن دارد.

وجود املاح در آب که بیشتر به دلیل رسوب در لوله کشی ساختمان است، به مرور زمان باعث آسیب به کلیه ها می شود.

برای حل این دسته از مشکلات در آب می توانید از دستگاه تصفیه آب با فیلتر شنی استفاده کنید.

• تصفیه آب کشاورزی

عبور گل و لای، تکه های برگ و سرشاخه ها از پمپ آب و ورود آنها به لوله های سیستم آبیاری قطره ای و بارانی باعث مسدود شدن آنها خیلی زود و اختلال در سیستم آبیاری می شود.

نصب فیلتر شنی یکی از بهترین راه حل ها برای رفع این مشکلات خواهد بود.

• فیلتر شنی برج خنک

یکی از مهمترین کاربردها و دلایل تولید فیلترهای شنی در صنعت استفاده از آنها در برج های خنک کننده می باشد.

استفاده از این روش تصفیه آب تاثیر زیادی بر کیفیت آب دارد و اغلب آن را فولادی می دانند.

مزایای تصفیه آب با فیلتر شنی

استفاده گسترده از فیلترهای شنی مزایای بسیار زیادی را نسبت به سایر روش های تصفیه آب نشان می دهد

نصب، نگهداری و تعمیر آسان
قیمت ارزان فیلتر شنی
تنوع بسیار بالا از نظر ظرفیت فیلتر شنی و میزان عبور آب
قدرت تصفیه آب بالا با حذف ذرات بزرگتر از 100 میکرون
شستشوی معکوس (بک واش Back Wash) آسان

 شستشو ی فیلتر شنی

عبور ذرات معلق در آب به مرور زمان باعث می شود که حجم زیادی از آنها بر روی بدنه ماسه و سیلیس روی نازل بماننده و از کیفیت آب خروجی بکاهند.

برای این منظور و مانند سایر روش های تصفیه آب، شستشوی دوره ای دستگاه ضروری است.

در طراحی و تولید فیلترهای شنی، شستشوی فیلتر شنی اغلب به روش شستشوی معکوس ارائه می شود که در آن آب با فشار زیاد و در خلاف جهت جریان آب از نازل های داخل مخزن عبور می کند.

با این کار ذرات و کثیفی های واقع در بین دانه های سیلیس پاک و کاملا تمیزند.

[caption id="attachment_3590" align="aligncenter" width="696"] عکس بک واش فیلتر شنی[/caption]

راه های افزایش کارایی فیلترهای شنی

برای افزایش کارایی و کارایی بستر شنی در این فیلتر باید به چند نکته مهم توجه کرد که عبارتند از:

• اندازه و مقدار دانه های ماسه باید به دقت انتخاب شود.
• شما میتوانید بسته به ظرفیت، اندازه و ابعاد مخزن، مقدار و تعداد دانه های ماسه و مقدار دانه های درشت و ریز را تعیین کنید.
• نحوه شستشوی معکوس و مدت زمان انجام دوره ای آن از دیگر مواردی است که به شدت بر کارایی فیلتر شنی تأثیر می گذارد.
•  نحوه شستشو و میزان فشار وارده به تخت باید به گونه ای باشد که بتواند حجم تخت را تا 15 درصد افزایش دهد.
• سرعت عبور آب از بستر نیز می تواند تاثیر بالایی در کارایی دستگاه داشته باشد.
•  هر چه فشار و سرعت عبور آب از بستر بیشتر شود، قدرت پاک کنندگی و حجم بستر بیشتر می شود.

انواع بستر سیلیس در فیلتر شنی

بستر سیلیسی یکی از قطعات مهم و اصلی در فیلترهای شنی می باشد که تاثیر بسیار بالایی بر قدرت دستگاه و کیفیت آب خروجی دارد.

شما می توانید بسترهای سیلیسی به کار رفت در این دستگاه را  تک لایه و چند لایه در نظربگیرید.

در نوع تک لایه یک بستر نازک با قطر کم ماسه در دستگاه قرار می گیرد.

برای افزایش کارایی و استحکام فیلتر ممکن است از چند لایه ماسه و سیلیس استفاده شود.

اندازه دانه های ماسه را در لایه های مختلف با دقت انتخاب کرده و از کوچک به بزرگ روی هم چید.

بهترین زمان برای تعویض بستر شنی

شستشوی معکوس می تواند آلودگی زیرلایه را تا حد مطلوبی کاهش دهد.

اما به مرور زمان دانه های سیلیس موجود در بستر استحکام خود را از دست می دهند.

به طور کلی می توان از تخت بدون نیاز به تعویض برای مدت 5 تا 10 سال استفاده کرد.

یکی از علائم مهمی که زمان تعویض بستر شنی را نشان می دهد، فاصله بین مراحل شستشوی معکوس است.

از آنجایی که این زمان کوتاه می شود، به تدریج به این معنی است که باید تخت را عوض کنید.

جهت سفارش فیلتر شنی از صفحه فروشگاه بازدید کنید

فروشگاه