زئولیت
زئولیت[/caption]
کاربرد زئولیت در تصفیه آب و فاضلاب
زئولیت (Zeolite) یکی از قوی ترین فیلترهای طبیعی می باشد که در تصفیه آب و فاضلاب، کشاورزی و غیره کاربرد داشته و به دلیل عدم ثبات یونی و قدرت بالا در جذب آب می توانند در حذف آلاینده ها کمک موثری داشته باشند.
این ماده معدنی که دارای ساختاری متخلل می باشد، می تواند جایگزین مناسبی برای دانه های شن در فیلتر شنی به شمار رود. گروه صنعتی هفت؛ تولیدکننده تجهیزات آب و فاضلاب، در ادامه به معرفی کامل این ماده معدنی پرداخته و کاربرد کاتالیزوری، جذب و تبادل یونی آن را بررسی نموده و به کاربرد آن در تصفیه فاضلاب صنعتی و بهداشتی و آب آشامیدنی می پردازد.
زئولیت چیست؟
زئولیت یکی از مواد معدنی خانواده آلومینوسیلیکات هیدارته می باشد که دارای ساختاری چهارضلعی بوده و توسط اکسل فردریک کرونستد؛ کانی شناس سوئدی در سال 1756 میلادی نام گذاری شد. این گروه از مواد معدنی قدرت کاتالیزوری بالایی داشته و می توانند با تبادل یونی و قدرت جذب بالا، فلزات سنگین و مواد آلی و آلاینده های موجود در آب و فاضلاب را حذف کنند.
این مواد معدنی دارای سطحی سرشار از بار می باشند و به همین دلیل به عنوان مبدل های کاتیونی در برخی از صنایع از جمله تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرند. بار روی سطح Zeolite در اثر جایگزینی ایزومورفیک سیلیکون با آلومینیوم در ساختار این ماده معدنی بدست آمده است.
اساس کار زئولیت
کاربرد گسترده زئولیت در صنایع مختلف، وجود خواص کاتالیزوری، تبادل یونی و جاذب این مواد می باشد که می توانند تاثیر بسیار زیادی در حذف فلزات سنگینی مانند آهن، منگنز، روی و مس داشته باشند. اساس کار این مواد به شرح زیر می باشد:
-
خاصیت کاتالیزوری
از مهم ترین خواص زئولیت ها می توان به قدرت بالای آنها در تسریع واکنش های شیمیایی بر پایه اسید و دارای مواد آلی اشاره نمود. به همین دلیل است که این مواد در پالایشگاه های نفت و پتروشیمی کاربرد گسترده ای داشته و در تسریع واکنش های آنها به صورت موثری عمل می کند.
-
قدرت جذب بالا
از دیگر ویژگی های بسیار مهم زئولیت می توان به قدرت جذب بالای آنها اشاره نمود. متخلل بودن سطح رویی Zeolite یک نقطه مثبت برای غربال گری مولکول هایی با اندازه های مختلف به شمار می رود. علاوه براین، این مواد قدرت بالایی در جذب آب و برخی از مواد آلی فرار در هوا دارند.
-
تبادل یونی
یکی از بزرگترین مشکلات در تصفیه آب، سختی گیری و حذف فلزات باردار معلق می باشد که به روش های مختلفی از قبیل تبادل یونی می توان این مشکل را برطرف نمود. ساختار متخلل زئولیت دارای کاتیون های هیدراته می باشند که می توانند نقش موثری در تبادل یونی ایفا نمایند. لازم به ذکر است که Zeolite قدرت بالایی در حذف آلومینیوم و یون سایر فلزات سنگین با تبادل یونی داشته و به همین دلیل است که در تصفیه آب آشامیدنی کاربرد زیادی دارد.
کاربرد زئولیت در تصفیه آب
یکی از بزرگترین مشکلات موجود در صنعت تصفیه آب آشامیدنی، وجود یون های فلزات سنگین از قبیل کلسیم، منیزیم، روی و آلومینیوم در آب می باشد که اصطلاحا باعث افزایش درجه سختی اب میشود.
این مواد منجر به آسیب وارد شدن به دستگاه گوارشی شده و همچنین بدن را در تولید سنگ مثانه و کلیه مستعد می کند. به همین دلیل با روش های مختلف لازم است درجه سختی آب کاهش پیدا کند که یکی از روش های کاربردی در این زمینه، استفاده از زئولیت در تصفیه آب آشامیدنی می باشد.
قدرت بالای زئولیت ها در تبادل یونی و حذف یون های فلزات سنگین می تواند تاثیر بسیار مطلوبی در افزایش کیفیت آب و حذف رنگ و بو و کدورت آن ایجاد کند. البته لازم به ذکر است که قدرت این مواد در حذف آلاینده های موجود در آب به نوع آلاینده ها و مقدار آنها و همچنین phو مقدار آمونیاک و همچنین دمای آب بستگی دارد.
کاربرد زئولیت در تصفیه فاضلاب
[caption id="attachment_3945" align="alignnone" width="1024"]
زئولیت[/caption]
از دیگر کاربردهای بسیار مهم زئولیت ها می توان به تصفیه فاضلاب بهداشتی و صنعتی اشاره نمود. وجود مواد آلاینده بسیار مضر از قبیل نیتروژن و فسفر و سایر مواد آلی در فاضلاب بهداشتی یا انسانی یکی از نگرانی های بزرگ می باشد که با روش های مختلف باید از ورود آنها به طبیعت جلوگیری نمود.
با استفاده از زئولیت و انجام تبادل یونی می توان این مواد را حذف نمود. البته لازم به ذکر است که به منظور افزایش قدرت آن برای تصفیه فاضلاب با روش های مختلف از قبیل اسیدشوی سورفکتانت این مواد اصلاح میشوند.
زئولیت اصلاح شده همچنین قدرت بالایی در حذف مواد سمی و آرسنیک و ذرات رادیواکتیو موجود در فاضلاب های صنعتی دارند. همان طور که اشاره شد، Zeolite دارای قدرت جذب بالایی نیز می باشد که می توان از آن برای جذب گازهایی از قبیل فرمالدئید و مونواکسید کربن موجود در فاضلاب های صنعتی استفاده نمود. همچنین لازم به ذکر است که زئولیت قادر به حذف کلینوپتیلولیت و شابازیت ها از فاضلاب های صنعتی می باشد.
علیرغم قدرت بسیار بالای Zeolite در تصفیه فاضلاب و حذف مواد آلاینده موجود در آنها، از سایر روش های شیمیایی و تصفیه بیولوزیکی در فرایند تصفیه استفاده میشود تا کیفیت پساب های خروجی تا حد زیادی افزایش پیدا کنند.
سایر کاربردهای زئولیت
سه ویژگی مهم موجود در زئولیت ها از قبیل کاتالیزور، تبادل یون و جذب باعث شده است تا از این مواد با اهداف مختلفی استفاده شود. علاوه بر کابرد زئولیت در تصفیه فاضلاب و آب، از آنها در مصارف زیر نیز استفاده میشود:
- مکمل مواد غذایی دام و طیور
- تولید اکسیژن در استخرهای نگهداری و پرورش ماهی
- تصفیه آب استخر شنا
- بهبود خاک کشاورزی و باغبانی
- حذف آمونیاک و آمونیوم در فاضلاب
مزایای زئولیت در تصفیه آب و فاضلاب
مهم ترین نقاط مثبت و مزایای استفاده از زئولیت در تصفیه فاضلاب و آب عبارتند از:
- قدرت جذب بالا و حذف گازهای سمی در تصفیه فاضلاب صنعتی
- قدرت بالا در کاهش سختی آب و حذف فلزات سنگین از قبیل روی، مس، آهن، منیزیم و آهن موجود در آب
- حذف کدورت، رنگ و بو آب
- حذف آمونیاک در لجن و آب های موجود در استخر که به شدت برای رشد ماهی ها مضر می باشند
- قدرت آبگیری بالا
- قیمت ارزان نسبت به رزین
طراحی و تولید انواع فیلترهای تصفیه آب
گروه صنعتی هفت یکی از بزرگترین و قدیمی ترین تیم ها در زمینه طراحی و تولید تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب می باشد که از جمله محصولات آنها می توان به فیلتر شنی فیلتر کربنی اشاره نمود. تمام محصولات این تیم زیر نظر مهندسین حرفه ای و پس از تحقیق و بررسی شرایط تصفیه خانه و نوع مواد آلاینده طراحی و تولید میشوند.
برای برقراری ارتباط با این تیم و دریافت مشاوره رایگان قبل از خرید یا سفارش ساخت هر یک از محصولات گروه صنعتی هفت می توانید از راه های ارتباطی ذکر شده در پایین صفحه استفاده نمایید.
بررسی فرآیند تصفیه آب با زئولیت
صنعت تصفیه آب همواره در حال تحقیق، آزمایش و توسعه روشهای جدید و بهبود یافته برای تصفیه فاضلاب و آب آشامیدنی است که هم کارآمد و هم دوستدار محیط زیست باشد. یک راه حل پایدار و طبیعی ، « تصفیه آب با زئولیت » است.
فرآیند تصفیه آب با زئولیت و سایر کانی ها
زئولیت دارای خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد و برجسته ای می باشد. به همین دلیل در کاربردهای مختلف از جمله کشاورزی، اکولوژی، فرآیندهای صنعتی، پزشکی – آرایشی و بیوشیمیایی موثر واقع می گردد. اخیراً، یک کاربرد خاص تر از ماده طبیعی زئولیت ؛ « کلینوپتیلولیت » به طور گسترده در تصفیه آب و پزشکی انسانی مورد مطالعه قرار گرفته است.
[caption id="attachment_3941" align="alignnone" width="400"]
زئولیت[/caption]
زئولیت چیست؟
هنگامی که سنگ یا خاکستر آتشفشانی با آب های قلیایی واکنش می دهد، ماده طبیعی « زئولیت » ایجاد می گردد. در تصفیه آب، رایج ترین آلومینوسیلیکات های خانواده کلینوپتیلولیت هستند که از غلظت های مختلف آلومینیوم سیلیس، اکسیژن و سایر عناصر مانند کلسیم (Ca)، پتاسیم (K) و سدیم (Na) ساخته شده اند.
ساختار و ترکیب آن ها می تواند این مواد را ریز متخلخل و بسیار متمایل به قابلیت تبادل کاتیونی کند. زئولیت ها را می توان به راحتی با محلول گرم شده آلومینا، سیلیس و هیدروکسید سدیم به صورت مصنوعی تولید کرد.
مزیت منحصر به فرد کلینوپتیلولیت ؛ خواص فیزیکی، شیمیایی، جذب، یونیزاسیون، احیا و کاتالیزوری آن است. کلینوپتیلولیت می تواند آمونیاک، نیترات، نیتروژن، سولفید هیدروژن، فلزات سنگین، کربن-اکسیژن، مشتقات نفت و غیره را جذب کند. همچنین می تواند موارد زیر را با اثر کاتالیزوری از آب جذب و یا جدا نماید:
پتاسیم (K)، آهن (Fe)، منگنز (Mn)، استرانسیم (Sr)، سرب (Pb)، مس (مس)، نقره (Ag)، جیوه (Hg) و … .
تصفیه آب با زئولیت
مزیت اصلی فناوری زئولیت ، جذب فیزیکی/شیمیایی، تبادل یونی و خواص کاتالیزوری آن است که می تواند به صورت زیر باشد:
- ساختار یکنواخت و حجم منافذ زیاد
- قطر منافذ 0.1-1.0 نانومتر (nm)
- فیلتر ذرات بزرگتر از یک میکرون
- محدوده جذب زیاد
- کاهش فلزات سنگین، آمونیوم و ترکیبات هیدروژن از طریق قابلیت جذب منحصر به فرد خود
- جذب مواد شیمیایی و نفتی
چه چیزی محیط تصفیه آب با زئولیت را به یک فیلتر خوب تبدیل می کند؟
وقتی صحبت از فیلترها می شود، هرچه منافذ داخل محیط آن بیشتر باشد، عملکرد فیلتراسیون کارآمدتر است. زئولیتها و بهویژه محیطهای کلینوپتیلولیت دارای منافذ زیادی هستند، بنابراین نه تنها ذرات را بین دانههای خود جذب میکنند، بلکه میتوانند آن ها را روی سطح محیط نیز بکشانند.
این فرآیند یک اثر فعال است که در آن ذرات به جای گیرکردن غیرفعال بین دانهها به سطح محیط میچسبند.
این تا حدی توسط ظرفیت کانیهای زئولیت برای تبادل کاتیونی انجام میشود، به این ترتیب که یونهای مثبت آب (یعنی فلزات محلول، سدیم، آمونیاک) را میگیرد و آنها را با چیز دیگری جایگزین میکند که قبلاً به دستگاه تبادل یونی متصل شده بود.
زئولیت به دلیل چگالی بالای منافذ خود ، سطح بسیار موثری دارد به این معنی که می تواند غلظت بالایی از آلاینده های فیزیکی را قبل از نیاز به شستشوی معکوس جذب کند.
کاربردهای عمومی زئولیت در تصفیه آب و فاضلاب
- حذف ذرات کدورت سه تا پنج میکرون
- جایگزین مستقیم برای دستگاه فیلتر شنی با ظرفیت بارگیری رسوب 2.8 برابر
- حذف کاتیون های فلزات سنگین
- جداسازی هیدروکربن های خاص و سایر آلاینده ها
- تصفیه آب
- کاربردهای خاص
- نرم کننده آب
مواد معدنی سختی مانند کلسیم و منیزیم اگر در غلظتهای کافی وجود داشته باشند، میتوانند باعث ایجاد مشکلاتی در سیستمهای لولهکشی توزیع شوند. با این حال در یک نقطه خاص، غلظت آن ها در منبع آب به سطح اشباع بیش از حد می رسد و شروع به رسوب خارج از محلول می کند که باعث محدود شدن جریان به لوله ها و شیرها شود.
زئولیت قادر به تبادل یون های کلسیم و منیزیم در آب است، به این معنی که اگر با محلول آب نمک سدیم/پتاسیم بازسازی شود، می تواند به عنوان یک نرم کننده آب عمل کند. (بازدهی دو برابر)
حذف آهن در تصفیه آب با زئولیت
اگر پس از باز کردن شیر آب با رنگ قهوه ای آب در جریان مواجه شده اید ، به احتمال زیاد آهن موجود در آن بیش از حد نرمال است. آهن بیش از حد می تواند برای سلامتی انسان خطرزا باشد. بنابراین کاهش سطح آهن در آب آشامیدنی نیز ضروری است. زئولیت سدیم به واسطه خواص جذب و تبادل یونی خود قادر به کاهش سطح آهن تا حد زیادی می باشد.
زئولیت، یک ماده معدنی بسیار مهم و پر کاربرد است که جاذب رطوبت بوده و حرارت تولید می کند. این ماده از آلومینوسیلیکات تشکیل شده و به نوبه خود انواع مختلفی دارد. هر نوع ویژگی ها و مصارف خاص خود را داشته و به دسته های گوناگونی قابل تقسیم است. کلینوپتیلولیت یکی از ارقام پرکاربرد این کانی معدنی می باشد.
این ماده در بسیاری از بایگانی های فروش مواد معدنی عرضه می شود. قیمت زئولیت کلینوپتیلولیت بر اساس عوامل گوناگونی تعیین می گردد.
زئولیت، نوعی کانی معدنی با ویژگی های جالب توجه است؛ که نخستین بار در سال 1756 توسط یک کانی شناس سوئدی کشف و نامگذاری گردید. این واژه، حاصل ترکیب دو کلمه یونانی به معنای جوش و سنگ می باشد. بخش عمده مصارف تجاری آن به جاذب سطحی بودن آن مربوط می شود.
از میان نمونه های طبیعی آن، نه گونه کلی آن در طبیعت یافت می شوند؛ که کلینوپتیلولیت یکی از آنهاست. کلینوپتیلولیت از جمله کانی هایی است؛ که شکستگی های ناصاف دارد. به طور کلی کلینوپتیلولیت از نظر کانی شناسی، شبیه سایر زئولیت ها می باشد.
در ادامه به ذکر مهم ترین ویژگی های این ماده معدنی خواهیم پرداخت:
- بلورهای پهن و کوتاه
- طیف رنگی آن بین سفید و قرمز است.
- شفاف یا نیمه شفاف است.
- در گروه سیلیکات ها قرار می گیرد.
انواع زئولیت مصنوعی
[caption id="attachment_3946" align="alignnone" width="250"]
زئولیت[/caption]
به طور کلی بیش از چهل نوع زئولیت در طبیعت شناخته شده است. اما در یک دسته بندی بسیار کلی همه آنها را به نه گروه اصلی تقسیم می کنند. در ادامه مهم ترین نوع طبیعی انها را نام می بریم:
- clinoptilolite
- analcime
- chabazite
- erionite
- faujasite
- ferrierite
- laumontite
- mordenite
- pillipsite
کاربرد انواع زئولیت در ایران را باید بر اساس نوع و مشخصات آن بیان کرد. مثلاً به طور معمول خرید نانوزئولیت جهت استفاده در مصارف زیر انجام می شود:
بخش های مختلف صنعت کشاورزی
- حذف یون های فلزات سنگین موجود در محلول های مختلف
- جهت فیلترهای نانویی
- به عنوان کاتالیزور اف سی سی
- تبدیل متانول به بنزین
اما مهم ترین و اساسی ترین کاربردهای انواع مختلف زئولیت را می توان به دسته های کلی زیر تقسیم نمود:
- مصارف کشاورزی
- محصولات صنعتی
- محصولات خانگی
- محیط زیست
- تصفیه انواع آب
- رادیواکتیو و رآکتور
بیشترین مصرف زئولیت در ایران به بخش کشاورزی و همچنین تصفیه آب و فاضلاب مربوط می شود. در اینجا مهم ترین کاربردهای کشاورزی آن را بیان می کنیم:
- کنترل بو
- ماده جذب کننده رطوبت در زراعت
- حاصل خیزی را افزایش می دهد.
- به عنوان ماده افزدونی در خوراک دام و طیور
- پرورش انواع گل و گیاه
- در گلخانه ها
- پرورش درخت
- اصلاح خاک (به خصوص برای خاک چمن)
- احداث جنگل ها و مراتع
- محوطه سازی
- در سیستم های آبکشت کاربرد دارد.
- جداسازی آمونیاک از استخرها یا حوضچه های پرورش آبزیان
تماس با ما:
- ۰ ۰
- ۰ نظر
