نقش دیاتومیت ها در تصفیه

درحال مشاهده: نقش دیاتومیت ها در تصفیه

ادعونی اهدای خون

نقش دیاتومیت ها در تصفیه

۱۳۹۰/۰۲/۰۵

22:37

امیرحسین ستوده بیدختی

دياتوميت ها، سنگ هاي رسوبي متشكل از ذرات ريز و بي شكل سيليسي مي باشند كه در اثر مكانيزم تجمع پوسته يا اسكلت هاي فسيل شده جلبك ها و گياهان و جانوران ميكروسكوپي و تك سلولي به نام دياتومه تشكيل شده است، اطلاق مي شود.
از نظر واژه شناسي، الفاظ دياتوميت يا خاكهاي دياتوميتي و كيزلور همگي كاربرد داشته و شناخته شده هستند. مولر نيز نوعي خاك دياتوميتي است كه داراي رسهاي پلاستيك مي‌باشد. واژه تريپولي اغلب مترادف دياتوميت به كار مي‌رود ولي در واقع تريپولي نوعي رسوبات سيليكاتي بسيار ريز دانه است كه به عنوان ساينده كاربرد دارد و منشا و بقاياي گياهي را ندارد. در مناطقي در ليبي و الجزاير (در نزديكي بندر تريپولي) به اشتباه به دياتوميت تريپولي گفته مي‌شود. همچنين به ندرت واژه ميرشام نيز براي توصيف دياتوميت استفاده شده كه در حقيقت مير شام نوعي رس است كه اصلاً منشا فسيلي دارد.
از نقطه نظر زمين شناسي اقتصادي، واژه دياتوميت به رسوباني از تجمع اسكلت سيليسي دياتومه‌ها اطلاق مي‌شود كه ضخامت كافي جهت استفاده داشته باشند و بيشتر در كمربندهاي افيوليتي رخنمون دارند.واژه‌هاي ديگري كه به تجمع بقاياي دياتومه‌هاي داراي ناخالصي بيشتر هستند اطلاق مي‌شود عبارتند از: دياتوميت رس دار، رس دياتوميت دار و يا خاك دياتوميتي.
از نظر زمين شناسي و يا تجاري، واژه دياتوميت به تجمع رسوبات تجمعي تقريباً خالص از اسكلت موجودات ريزي به نام دياتومه اطلاق مي‌شود.
دياتومه ها موجودات تك سلولي بسيار ريزي هستند كه متعلق به خانواده جلبك‌هاي دريائي باسيلاريوفيس (طلائي- قهوه اي) هستند. سلولهاي زنده دياتومه ها با پوشش نازك و ژل مانندي كه اغلب رنگي قهوه‌اي دارد، پوشيده شده اند. تمركز بسيار زياد دياتومه‌ها در آبهاي ساحلي به عنوان يك آلاينده آب عمل مي‌كند و در بعضي موارد باعث توليد اسيد داميك مي‌شود كه اسيدي سمي است و بر سيستم عصبي جانوران اثر سوء داشته و مي‌تواند باعث مرگ آنها نيز بشود. رسوبات دياتوميتي معمولاً ريزدانه بوده و عمدتاً از سيليس بي شكل اپالي تشكيل شده است. همراه سيليس معمولاً مقدار كمي مواد آلي، رس و ندرتاً رسوبات آتشفشاني نيز وجود دارد.
دياتوميت ممكن است علاوه بر ناخالصي ها داراي 15 تا 65 درصد آب به صورت آزاد، در ساختمان خود باشد.
دياتوميت خالص خرد شونده و از نظر خصوصيات ظاهري، شبيه به گچ است. دياتوميت اغلب به همراه شيل، سيلت، سنگ آهك و ساير رس ها مي باشد. معمولاً به رنگ سفيد تا خاكستري ديده مي شود. اندازة ذرات دياتوميت از 5 تا 1000 ميكرومتر تغيير مي‌كند، ولي اندازة غالب بين 50 تا 100 ميكرومتر است.
بزرگترين توليدکنندگان دياتوميت دنيا عبارتند از :
ايالات متحده امريکا (33 %)، شوروي سابق (24 %)، فرانسه (12 %)، روماني (2 %) و آلمان (1 %) مي باشد. تركيب شيميايي دياتوميت خام :
سفيد رنگ، نرم، قابليت پودر آسان ـ وزن مخصوص متغير بين7/0 تا 15/1

SiO2 %	MgO %	Al203 %	H20 %
73 - 81	0.2 - 1.3	3.4 - 5.5	8 - 13

موارد مصرف:بيشترين كاربرد دياتوميت به عنوان براي جداسازي جامدات معلق در مايع مي باشد. در واقع بيش از 50 درصد از دياتوميت را به كار مي برند. كاربرد دياتوميت در اين بخش اغلب به عنوان صافي در صنايع مختلف اسیون اسيون از جمله کارخانه هاي قند، كردن داروها، نوشيدني الكلي، مايع شكر خام، آنتي بيوتيك ها، آبهاي شهري، آب استخرها، آبميوه، سوخت هواپيماي جت و... مي باشد.
دومين مصرف عمده دياتوميت ها به عنوان پركننده در صنايع ساخت رنگ، كاغذسازي و ساينده است. كاربرد دياتوميت به عنوان پركننده رنگ ها، جهت كنترل شفافيت و درخشش رنگ مي باشد.
وجود تخلخل در دياتوميت ها باعث شده تا از آن به عنوان عايق گرما و صدا استفاده گردد.
پودر دياتوميت به علت سطح آزاد زياد و حجم توده اي كم مي تواند بيش از 2 برابر وزن خود آب جذب كند به خاطر اين خاصيت از دياتوميت به عنوان جذب كننده آب در قالي شويي، حمل كننده هاي ضد آفت و همچنين در حمل و نقل مواد خطرناك مانند اسيد سولفوريك و اسيد فسفريك استفاده مي شود. به علت شباهت دياتوميت به سيليكات هاي اپال اين ماده داراي سختي مناسبي جهت ايجاد سايش ملايم بر روي سطوح فلزي مي باشد. دياتوميت در برخي موارد به عنوان منبعي براي توليد سيليس به كار مي رود. از ديگر كاربردهاي دياتوميت مي توان به تركيبات سرچوب كبريت، تركيبات الكترودهاي جوشكاري، باتري سازي پايدار كننده مواد منفجره، ماده افزودني به گل حفاري، به عنوان حمل كنندة افشانندة مايعات، حشره‌كش‌ها و باروري دانه‌ها، به عنوان سايندة متوسط در دندانسازي، مادة ضد قالب‌گيري، كپسولهاي نيترات آمونيوم، پايدار كننده (ظروف استيلن)، جذب كننده، تصفيه فاضلاب، غذاي حيوانات خانگي، ظروف كاتاليزورها، نيكل، واناديوم، اسيد فسفريك، به عنوان منبع سيليس در چيني‌سازي و نسوزها، عايق كننده هاي صوتي و حرارتي اشاره نمود.
مصارف عمده دياتوميت در صنايع ، پركننده، عايق و جذب كننده ساينده‌ها و كاتاليستها است كه اين كاربردها در حدود 90 درصد كل تقاضا را شامل مي‌شود. استفاده از دياتوميت در ساخت 60 درصد كل توليد جهاني را در سال 1999 شامل شده است كه قسمت عمده اين كاربرد از دياتوميت هاي مرغوب و فرآوري شده تامين شده است.استفاده از مواد معدني بعنوان پركننده، روان كننده، منعطف كننده و رنگدانه در طيف وسيعي از محصولات نظير رنگها، پلاستيك،كاغذ و لاستيك از ديرباز رايج بوده است. كاربرد اصلي دياتوميت در ساخت مواد و مصالح نسوز در مواردي است كه حرارت بين 650 تا 1100 درجه سانتيگراد باشد. آجرهاي نسوز دياتوميتي در ساخت كوره هائي كاربرد دارد كه در معرض تغييرات شديد حرارتي نيستند. در كاربردهاي صنعتي از دياتوميت در جمع آوري مواد نفتي و يا ساير مايعات پخش شده در جاهائي نظير تعميرگاهها، كارخانه هاي رنگ سازي و مواردي كه پخش مايعات ممكن است باعث آتش سوزي بشود، استفاده مي‌شود. در كاربردهاي خانگي از دياتوميت براي ساخت جاذب فضولات حيوانات خانگي و يا بوگير استفاده مي‌شود. كاربردهاي ديگري نيز براي دياتوميت وجود دارد كه بعضي از آنها نظير ساخت حشره كش ها، تصفيه آب و صنايع شميائي هنوز در مراحل اوليه خود هستند و امكان رشد در اينگونه كاربردها دور از انتظار نيست.

ساختار ويژه و بي‌اثر بودن دياتوميت از نظر شيميايي آن را به صافي مناسبي تبديل كرده است ( در استخرهاي شنا، تصفية آب، حلالهاي شوينده، آنتي بيوتيك‌ها، مواد دارويي، نوشابه، آب ميوه و چربي‌هاي خام و روغن‌هاي گياهي، روغن‌هاي روان كننده، مواد شيميايي آلي و غيرآلي، الكلها و...).براي جداسازي ذرات جامد معلق از مايعات و يا يك لايه از پودرهاي منفذدار مي‌تواند ذرات بزرگ را به دام بياندازد.
صافي‌هاي ريزتر مانند دياتوميت، ذرات ريز را قبل از رسيدن به محل جمع‌آوري كرده و سرعت چرخة را بالا مي‌برند. اندازه و شكل ذرات دياتوميت شرايط مناسبي براي نفوذپذيري و عبور سريع مايعات را در خود فراهم كرده است. ساختار دياتوميت از طبقاتي تشكيل شده كه 85-90% آن فضاي خالي بوده و ميلياردها ذره در يكديگر تداخل پيدا كرده است. اين ساختار شبكه‌اي را ايجاد مي‌كند كه قادر است ذرات زائد را به دام بياندازد. بعد از استفاده دياتوميت را مي‌توان متراكم كرد به صورتي كه حجم فضاهاي خالي ان حفظ شود. در اين حالت ناخالصي‌ها به صورت لكه‌هايي قابل مشاهده در آمده و از دياتوميت جدا مي‌گردد و دياتوميت را دوباره مورد استفاده قرار مي‌دهند.

استفاده از دياتوميت در تصفيه شكر و ساير شيرين‌كننده‌ها
تصفيه شكر اولين كاربرد دياتوميت بعنوان كمك منعقد کننده ها بود و نخستين بار در سال 1899 مايع شكر خام بوسيله دياتوميت خالص سازي شد. هر چند كه صنعت توليد شكر يك مصرف كننده عمده دياتوميت باقيمانده است ولي توليد مايعات شيرين كننده بزرگترين بازار مصرف دياتوميت در آمريكا ويكي از مهمترين موارد مصرف در سرتاسر جهان است. دياتوميتي عمدتاً در مرحله جداسازي ملاس از شكر مايع كاربرد دارند. در تصفيه شكر حرارت مايع بالا برده مي‌شود تا جريان سيال آسانتر صورت بگيرد. به دليل طيف وسيع دانه بندي ذرات ناخالصي در مايع شكر، بدون استفاده از كمك منعقد کننده ها، منافذ اصلي به سرعت گرفته شده و عملاً جريان سيال متوقف مي‌شود.
ساليانه در جهان حدود 120 ميليون تن شكر توليد مي‌شود. آمار مصرف شكر در سالهاي گذشته بيانگر رشدي پايدار از سال 1980 به بعد است. هر چند كه مصرف شكر در كشورهاي غربي و توسعه يافته به دليل جايگزيني ديگر شيرين كننده‌ها و آگاهي عمومي نسبت به مضرات مصرف زياد آن، كاهش يافته است ولي در كشورهاي در حال توسعه مصرف شكر افزايش داشته است.
از اواخر دهه 80 ميلادي كاربرد نوع خاصي از شيرين كننده‌ها در كشورهاي صنعتي رشد چشمگيري را آغاز كرد. اين شيرين كننده‌ها در نوشابه‌هاي غير الكلي رژيمي كاربرد دارند. بازار اين نوع شيرين كننده‌ها تحت تسلط آسپارتيم است كه دويست برابر از شكر شيرين‌تر است ولي فقط 5/0 درصد كالري ايجاد مي‌كند. مصرف آسپارتيم در آمريكا ساليانه در حدود 10 درصد رشد را نشان مي‌دهد.
يك كارخانه توليد و تصفيه شكر در انگلستان گزارش كرده است كه براي تصفيه يك تن شكر در حدود 1/1 كيلوگرم دياتوميت مصرف كرده است. با اين نرخ مصرف، تقاضاي جهاني براي دياتوميت در اين كاربرد ساليانه حدود 125 هزار تن برآورد مي‌شود.

بازار دياتوميت عمدتاً بستگي به توليد و مصرف شيرين كننده‌هايي دارد كه به صورت مايع مصرف و يا عرضه مي‌شوند. اين گونه شيرين كننده‌ها اختصاصاً در فرآوري مواد غذايي و همچنين نوشيدني‌هاي غير الكلي كاربرد دارند. برآورد شده است كه در حدود 35 درصد از شكر عرضه شده در آمريكا بصورت مايع بوده است. افزايش تقاضا براي دياتوميت در اين كاربرد خاص متحمل نيست چرا كه با افزايش آگاهي مردم نسبت به مضرات مصرف زياد شكر، توليد جايگزين‌هاي شكر رو به افزايش است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

موضوعات مرتبط: میکروبیولوژی,تصفیه بیولوژیک و زیستی آب و فاضلاب

برچسب‌ها: تصفیه آب , فرآیند تصفیه آب , دیاتومیت

ادامه مطلب

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

درحال مشاهده: نقش دیاتومیت ها در تصفیه

نقش دیاتومیت ها در تصفیه

لیست مطالب

آرشیو موضوعی

برچسب ها

صفحات مهم

لینک دوستان

پیوندها

نویسندگان

آخرین مطالب

آرشیو