آشنایی با روش‌های نوین در تصفیه آب صنعتی بسیار اهمیت دارد. مدیران و متخصصان صنعتی به منظور بهینه‌سازی فرایندهای تصفیه آب، به روز با روش‌ها و فناوری‌های نوین باید باشند. روش‌های جدید تصفیه آب صنعتی معمولاً بر پایه بهره‌وری بهتر و کارآیی بالاتر ساخته شده‌اند. با آشنایی به این روش‌های نوین در تصفیه آب، می‌تواند هزینه‌های مرتبط با تصفیه آب را کاهش داد و به صرفه‌ترین روش‌ها را برای استفاده انتخاب کرد. این شامل کاهش مصرف انرژی، کاهش مصرف مواد شیمیایی و کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر تجهیزات است. با واتر سیر همراه باشید تا با روش های نوین در تصفیه آب های صنعتی آشنا شوید.
خصوصیات آب و پس آب صنعتی
اگرچه آب بصورت شیمیایی H2O معرفی می شود اما آب طبیعی شامل مواد دیگری در غلظت های از چند میلی گرم در لیتر تا حدود 3500 میلی گرم بر لیتر در دریا است. پس آب ها نیز معمولا دارای همان آلودگی هستند که در منابع آبی وجود دارد به اضافه ناخالصی های دیگر که پس ماند یک فرآیند صنعتی ، غذایی و.. باقی مانده است پس اگر یک انسان 6 گرم کلرور در روز تولید کند با فرض اینکه مصرف آب سرانه 200 لیتر باشد.
پس آب تولیدی شامل 30 میلی گرم کلرور بیشتر از آب شهری می باشد یک پس آب خانگی طبیعی دارای 1000 میلی گرم بر لیتر جامدات معلق محلول است که حدود 99/97% از آن را آب خالص تشکیل می دهد و به نظر می رسد صرف اندازه گیری ساده در مقدار کل جامد total solid برای نشان دادن خصوصیت یک نمونه آب کافی بنظر نمی رسد و برای کسب اطلاعات دیقی از یک نمونه لازم است که آزمایشگاه ها و تجزیه های دقیق تری از خصوصیات مختلف آب با روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی انجام گیرد.
مشخصات فیزیکی و شیمیایی آب
مشخصات فیزیکی آب
اصولا اندازه گیری خواص فیزیکی آب آسان است و حتی بعضی از آن ها را می توان بوسیله چشم هم تشخیص داد.
درجه حرارت : اهمیت درجه حرارت آب در این است که دما می تواند در خواص دیگر تاثیر بگذارد مثل افزایش سرعت واکنش یا کاهش در حلالیت گازها و یا تاثیر آن در طعم و مزه.
طعم و مزه: معمولا به دلیل ناخالصی های حل شده در آب که اغلب مواد الی هستند نظیر ( فنر و کلرفنر) آب طعم مخصوصی پیدا می کند. بعضی خواص آب نظیر طعم و مزه از نظر اندازه گیری مشکل هستند.
رنگ: بر خلاف تصور حتی آب خالص دارای رنگ است و رنگ آن در حجم زیاد سبز مایل به آبی رنگ پریده می ماند. لازم است که رنگ مواد در محلول و رنگ ظاهری مواد معلق در یک محلول آبی تشخیص داده شود. رنگ زرد آب که از یک منبع بالا دست سرچشمه می گیرد بدلیل وجود مواد اسیدی آلی بدون ضرر است و عملکرد آن به مانند اسیدتانیک در چای است به هر حال باید دانست که در بعضی از صنایع مثل صنعت کاغذ سازی وجود اب بدون رنگ کاملا ضروری است.
کدورت: مواد جامد معلق سبب وجود ظاهری کدر مانند و ابری شکل در اب می شود که گاهی اوقات نه تنها از نظر ظاهر نامناسب است بلکه می تواند ضرر هم داشته باشد.
جامدات: کل جامدات به تمامی ذراتی اطلاق می شود که در 103 درجه سلسیوس در ظرف تبخیر باقی می ماند.
ذرات قابل ته نشینی ، موادی هستند که در ته ظرف قیف ته نشین شوند و این ذرات همان لجن هایی هستند که در ته نمشین اولیه در تانک های ته نشینی باقی خواهند بود. کل جامدات بدو بخش ذرات غیر قابل فیلتر یا معلق و قابل فیلتر تقسیم می شوند. اگر کل ذرات از داخل یک فیلتر گذرانده شوند. این دو تقسیم بندی کاملا مشخص می شود.
ذرات قابل فیلتر شامل مواد کلوئیدی و ذرات حل شده است که اندازه ذرات کلوئیدی بین (0.001-0.1) میکرو متر است و ذرات حل شده هم به دو بخش آلی و معدنی تقسیم می شوند.
اگر ذرات آلی و معدنی در دمای550 درجه سانتی گراد حرارت ببینند (ذرات معلق فرار) و ( ذرات معلق ثابت ) به دست می آید.
مشخصات شیمیایی آب
شاید شاخص های شیمیایی آب از اهمیت بیشتری نسبت به پارامتر های فیزیکی برخوردار باشد و مقدار آن ها می تواند در سدت
آلودگی یک نمونه آب کمک کند. برای اینکه بتوان مشخصات شیمیایی را تشخیص داد لازم استچند تعریف شیمیایی از پارامتر های اساسی در این قسمت اضافه شود.
وزن اتمی : وزن یک اتم از عنصر که با مقایسه با ایزوتوپ کربن c^12 بدست می آید.
وزن مولکولی: مجموع وزن های تمام اتمهای موجود در یک مولکول
محلول مولی: محلولی که شامل مقدار معینی مول از ترکیب در یک لیتر از محلول است.
ظرفیت: خواص یک عنصر با مقدار اتمهای ئیدروزن همان عنصر مشخص می شود.
محلول نرمال: محلولی است که شامل مقدار وزن اکی و الان ماده در یک لیتر باشد.
P^H : شدت اسیدیته یا قلیائیت یک نمونه بوسیله مقیاس P^H مشخص می شود که عملا غلظت یون های ئیدروژن حاضر در محلول است. آب به تنهایی خیلی کم یونیزه می شود.
پتانسیل اکسیداسیون و احیا: در واکنش های اکسیداسیون و احیا در هر لحظه نسبت بین موادی که اکسید و احیا می شوند در حال تغییر است در چنین شزایطی پتانسیل لازم جهت انتقال الکترون از مواد اکسید کننده به احیا می شوند در حال تغییر است.
مقدار پتانسیل اکسیداسیون و احیا در اغلب واکنش های شیمیایی نقش تعیین کننده در هوازی بودن واکنش دارند. فرضا برای واکنش های هوازی ORP>200(MV) میلی ولت و در واکنش های بی هوازی ORP<50(MV) است.
قلیائیت: قلیائیت در آب های طبیعی و سطحی بدلیل وجود HCO-3 یا آنیون OH^- به وجود می آید و ترکیبی از آب زیرزمینی، سنگ آهن و گچ می باشد.
قلیائیت در آب ها یا پس آب ها می توان یک مزیت تلقی کرد زیرا که از تغییرات ناگهانی P^H محیط جلوگیری میکند و مانند یک محلول بافر عمل می نماید. در تعارف آمده است که P^H پایین تر از 8/2 قلیائیت بازی است و P^H بالاتر از 5/4 قلیائیت کل محسوب می شود.
اسیدیته: آب های طبیعی و پساب ها با ترکیب گاز کربنیک و اسید کربنیک وارد واکنش می شود و P^H آن تغییر می کند. اسید کربنیک P^H= 8/3 در H2CO3 خنثی می شود P^H آب با چنین ترکیباتی حداکثر به 5/4 می رسد.
سختی آب: سختی خاصیتی از آب صنعتی است که باعث جلوگیری کف هنگام استفاده از صابون می شود. وجود سختی تولید رسوب SCALE در سیستم های آب گرم می کنند. سختی اب به دو نوع:
- سختی کربناته: که از ترکیب یون های فلزی با HCO03 بوجود می آید.
- سختی غیر کربناته که از ترکیب یون های فلزی با اختلاف سختی کل با قلیائیت برابر است یا سختی غیر کربناته
سختی کل- قلیائی= سختی غیر کربناته
اکسیژن محلول: یکی از مهم ترین عناصر موجود در آب برای اندازه گیری شدت آلودگی، مقدار اکسیژن محلول است. زندگی بیولوژیکی موجودات زنده بستگی به میزان اکسیژن محلول دارد و اثرات پس اب های ورودی به رودخانه و آب های زیر زمینی با موازنه اکسیژن مشخص می شود.
آب های تمیز معمولا از اکسیژن اشباع هستند اما متاسفانه بدلیل اینکه اکسیژن در اب کم محلول است مواد آلی در پس آب های می توانند به سرعت اکسیژن محلول را از آب جدا کرده و در تجزیه خود از آن استفاده کنند. ماهی های قرمز حذاقل 5 اکسیژن محلول در آب نیاز دارند و ماهی های اقیانوس با کمتر از 2 اکسیژن محلول نمی توانند زندگی کنند.
آبی که از اکسیژن اشباع شده باشد دارای طعم مطبوعی است در صورتیکه آب بدون اکسیژن دارای طعم تلخ است. به همین دلیل به آب شرب در صورت لزوم هوا می دمند و از اکسیژن محلول اشباع می کنند.
در صنعت غلظت بالای اکسیژن محلول سبب خوردگی در لوله ها می شود.
