سعی بر آن است که مطالب مرجع تخصصی آب و فاضلاب شامل مسایل ، مقالات و اخبار عمران آب و فاضلاب,آب و فاضلاب و به صورت تخصصی فرآیند های تصفیه آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب و صنعت آب و فاضلاب باشد.
دانشنامه آنلاین آب و فاضلاب
رشته های مرتبط:مهندسی عمران آب و فاضلاب،مهندسی تکنولوژی آب و فاضلاب،مهندسی آب و فاضلاب،محیط زیست،مهندسی بهداشت محیط،مهندسی آب،مهندسی شیمی و...
امیرحسین ستوده بیدختی
,.
تصفیه آبهای صنعتی
۱۳۸۹/۱۰/۱۱
0:0
|
برای تهیه آب مورد استفاده در صنعت شناخت کامل آب و املاح موجود در آن ضروری است. زیرا برای هر دستگاه صنعتی یک نوع آب با مشخصات ویژه ای قابل استفاده می باشد و چون آب به صورت طبیعی دارای این مشخصات نمی باشد لازم است آن را طی فرآیندهای مختلفی، منطبق با نیاز صنعت تصفیه نمود.
مهمترین املاحی که معمولا در آب صنعتی تولید اشکال می کنند، نمکهای فلزات قلیائی خاکی می باشند که در آب باعث پدید آمدن سختی (Hardness) می گردند. از مشخصات آب سخت دیر کف کردن صابونها و نتایج مصرف آن، گرفتگی دستگاهها، ایجاد رسوب، کاهش راندمان حرارتی و نهایتا خوردگی و سوراخ شدن لوله ها می باشد.
یکی دیگر از موادی که وجودش در آب برای صنعت تولید اشکال می کند، سیلیس می باشد. وجود سیلیس در آب برای بویلرهایی که با فشار کم کار می کنند چندان مهم نمی باشد. ولی در بویلرهای با فشار متوسط و بالا، افزایش غلظت سیلیس بیش از حد مجاز، باعث حمل آن همراه با بخار آب شده و در لوله ها جریان می یابد که در توربینها به علت کاهش دمای بخار، سیلیس نیز سرد شده و بر روی پره های توربین رسوب می کند. افزایش مقدار رسوب بتدریج فاصله بین پره های ثابت و متحرک را پر کرده و سطح عبور بخار را کوچک و کوچکتر می کند و بالاخره توربین را از کار می اندازد. همچنین سیلیس در اثر برخورد با پره های توربین، باعث خوردگی مکانیکی (Erosion) پره ها شده که در تخریب و از کارافتادگی توربین بسیار مؤثر می باشد.
رسوبات سخت سیلیس را که در شرایط کار بویلر تشکیل می شود، به سختی میتوان تمیز نمود. این رسوبات حتی اگر بصورت لایه ای نازک باشند، انتقال حرارت را در درون لوله ها به شدت کاهش داده و موجب افزایش درجه حرارت لوله و در نتیجه سوختن (Over Heating) و پاره شدن لوله های بویلر (Tube Failure) می گردند.
مقدار مجاز سیلیس در آب خوراک بویلرهای مختلف متفاوت بوده و بستگی به فشار عملیاتی بویلرها و قلیائیت آب دارد. لازم است آب صنعتی را قبل از استفاده در بویلرها مورد تصفیه ای خاص قرار داد تا بتوان سختی و سیلیس آن را در حد مجاز (TH < 2 ppm) کنترل نمود.
نرم کردن آب با آهک و سودا اش (Soda Ash)
آهک و سودااش در فرآیندهای نوع سرد، گرم و داغ کاربرد فراوان دارند. در فرآیند سرد عمل ترسیب در درجه حرارت معمولی آب انجام می گیرد و در روش گرم نیز رسوبگذاری در دمائی حدود 50C صورت می پذیرد. نرم کردن آب به روش آهک- سودای داغ، در درجه حرارت جوش آب 100C بوده و راندمان حذف سختی بسیار بالاست.
واکنشهای آهک
آهک معمولا به صورت هیدراته برای حذف سختیهای کربناته و غیرکربناته مورد استفاده قرار می گیرد. اما در بعضی از دستگاههای بزرگ استفاده از آهک به صورت CaO مقرون به صرفه تر است. بنابراین در بیشتر مواقع لازم است آهک را قبل از استفاده بصورت هیدروکسید درآورد.
CaO + H2O → Ca(OH)2
• سختی کربناته
آهک هیدراته در واکنشهای شیمیایی، سختی کربناته را به صورت کربنات کلسیم و هیدروکسید منیزیم رسوب میدهد. در این روش در صورت وجود سختی کربناته در آب آنها از آب خارج میگردند.
Ca(OH)2 + Co2 → CaCo3 ↓+ H2O
Ca(HCo3)2 + Ca(OH)2→ 2CaCo3 + 2H2O
Mg(HCo3)2 + Ca(OH)2 →CaCo3 ↓+ MgCo3 + 2H2O
MgCo3 + Ca(OH)2 → MgCo3 ↓+ CaCo3 ↓
• سختی غیرکربناته
آهک هیدراته سختی غیرکربناته حاصل از منیزیم را به صورت هیدروکسید منیزیم رسوب میدهد و باعث پدیدآمدن کلرور، نیترات سولفات کلسم محلول میگردد که لازم است برای جداسازی این املاح از آب سودا اش به آب اضافه نمود.
MgSo4 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + CaSO4
CaSo4 + Na2Co3 → Na2So4 + CaCO3 ↓
MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + CaCl2
CaCl2 + Na2Co3 → 2NaCl + CaCo3 ↓
حذف سیلیس
یکی از مهمترین مزایای فرآیند آهک- سودا حذف سیلیس می باشد. بگونه ای که در ازاء حذف 100ppm منیزیم در این فرآیند مقدار 12ppm سیلیس حذف میگردد. برای حذف سیلیس در صورت عدم وجود منیزیم کافی بایستی ترکیباتی حاوی منیزیم، مثل اکسید منیزیم (MgO) به محیط واکنش اضافه نمود. زیرا باعث افزایش TDS (Total Disolved Solid) نمیشود. واکنش سیلیس با منیزیم به صورت استوکیومتریک نمی باشد بلکه واکنش از نوع جذب می باشد که معمولا سیلیس به صورت لجن و با فرمول Mg(OH)2.SiO2 رسوب می کند.
حذف سیلیس توسط اکسیدمنیزیم با بالارفتن درجه حرارت افزایش می یابد. بطوریکه در فرآیندهای سرد، گرم و داغ راندمان عمل آن، خوب و عالی می باشد. لازم به ذکر است که در فرآیندهای نوع سرد و گرم جهت افزایش راندمان، میتوان املاح منیزیم را به همراه املاح آهن به کار برد.
تهیه آب برای صنعت با روشهای نوین
گستردگی صنعت و پیشرفت فناوری باعث گردیده تهیه آب برای صنعت نیز دارای تنوع و دگرگونیهای زیادی گردد. امروزه صنایع بدلیل استفاده از دستگاههای بسیار خاص و گران قیمت نیازمند آبی با تصفیه ای بخصوص می باشند که در این راستا بایستی از روشهایی ویژه بجز سبکهای قدیمی، ترسیب و تغویض یونی با استفاده از رزینها بکار گرفته شود.
مهمترین و کارآمدترین این روشها، استفاده از غشاءهای بسیار نازک با سوراخهایی با قطر کمتر از یک میکرومتر می باشد. این غشاءها عمدتا از جنس استات سلولز بوده و قادر است از عبور املاح محلول جلوگیری کرده و بدینوسیله آب را با راندمان قابل توجهی تصفیه کند.
یکی از مشهورترین این روشها اسمز معکوس (Revers Osmosis) می باشد که از غشاءهایی با قابلیت عبور مولکولهای آب و حذف دیگر املاح آب تا نزدیک به 90% استفاده می نماید.
یکی دیگر از این روشها الکترودیالیز معکوس [(Electro Dialysis Reversal) EDR] می باشد. در روش EDR از غشاهایی با خاصیت انتخابی استفاده می گردد.
مهمترین املاحی که معمولا در آب صنعتی تولید اشکال می کنند، نمکهای فلزات قلیائی خاکی می باشند که در آب باعث پدید آمدن سختی (Hardness) می گردند. از مشخصات آب سخت دیر کف کردن صابونها و نتایج مصرف آن، گرفتگی دستگاهها، ایجاد رسوب، کاهش راندمان حرارتی و نهایتا خوردگی و سوراخ شدن لوله ها می باشد.
یکی دیگر از موادی که وجودش در آب برای صنعت تولید اشکال می کند، سیلیس می باشد. وجود سیلیس در آب برای بویلرهایی که با فشار کم کار می کنند چندان مهم نمی باشد. ولی در بویلرهای با فشار متوسط و بالا، افزایش غلظت سیلیس بیش از حد مجاز، باعث حمل آن همراه با بخار آب شده و در لوله ها جریان می یابد که در توربینها به علت کاهش دمای بخار، سیلیس نیز سرد شده و بر روی پره های توربین رسوب می کند. افزایش مقدار رسوب بتدریج فاصله بین پره های ثابت و متحرک را پر کرده و سطح عبور بخار را کوچک و کوچکتر می کند و بالاخره توربین را از کار می اندازد. همچنین سیلیس در اثر برخورد با پره های توربین، باعث خوردگی مکانیکی (Erosion) پره ها شده که در تخریب و از کارافتادگی توربین بسیار مؤثر می باشد.
رسوبات سخت سیلیس را که در شرایط کار بویلر تشکیل می شود، به سختی میتوان تمیز نمود. این رسوبات حتی اگر بصورت لایه ای نازک باشند، انتقال حرارت را در درون لوله ها به شدت کاهش داده و موجب افزایش درجه حرارت لوله و در نتیجه سوختن (Over Heating) و پاره شدن لوله های بویلر (Tube Failure) می گردند.
مقدار مجاز سیلیس در آب خوراک بویلرهای مختلف متفاوت بوده و بستگی به فشار عملیاتی بویلرها و قلیائیت آب دارد. لازم است آب صنعتی را قبل از استفاده در بویلرها مورد تصفیه ای خاص قرار داد تا بتوان سختی و سیلیس آن را در حد مجاز (TH < 2 ppm) کنترل نمود.
نرم کردن آب با آهک و سودا اش (Soda Ash)
آهک و سودااش در فرآیندهای نوع سرد، گرم و داغ کاربرد فراوان دارند. در فرآیند سرد عمل ترسیب در درجه حرارت معمولی آب انجام می گیرد و در روش گرم نیز رسوبگذاری در دمائی حدود 50C صورت می پذیرد. نرم کردن آب به روش آهک- سودای داغ، در درجه حرارت جوش آب 100C بوده و راندمان حذف سختی بسیار بالاست.
واکنشهای آهک
آهک معمولا به صورت هیدراته برای حذف سختیهای کربناته و غیرکربناته مورد استفاده قرار می گیرد. اما در بعضی از دستگاههای بزرگ استفاده از آهک به صورت CaO مقرون به صرفه تر است. بنابراین در بیشتر مواقع لازم است آهک را قبل از استفاده بصورت هیدروکسید درآورد.
CaO + H2O → Ca(OH)2
• سختی کربناته
آهک هیدراته در واکنشهای شیمیایی، سختی کربناته را به صورت کربنات کلسیم و هیدروکسید منیزیم رسوب میدهد. در این روش در صورت وجود سختی کربناته در آب آنها از آب خارج میگردند.
Ca(OH)2 + Co2 → CaCo3 ↓+ H2O
Ca(HCo3)2 + Ca(OH)2→ 2CaCo3 + 2H2O
Mg(HCo3)2 + Ca(OH)2 →CaCo3 ↓+ MgCo3 + 2H2O
MgCo3 + Ca(OH)2 → MgCo3 ↓+ CaCo3 ↓
• سختی غیرکربناته
آهک هیدراته سختی غیرکربناته حاصل از منیزیم را به صورت هیدروکسید منیزیم رسوب میدهد و باعث پدیدآمدن کلرور، نیترات سولفات کلسم محلول میگردد که لازم است برای جداسازی این املاح از آب سودا اش به آب اضافه نمود.
MgSo4 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + CaSO4
CaSo4 + Na2Co3 → Na2So4 + CaCO3 ↓
MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + CaCl2
CaCl2 + Na2Co3 → 2NaCl + CaCo3 ↓
حذف سیلیس
یکی از مهمترین مزایای فرآیند آهک- سودا حذف سیلیس می باشد. بگونه ای که در ازاء حذف 100ppm منیزیم در این فرآیند مقدار 12ppm سیلیس حذف میگردد. برای حذف سیلیس در صورت عدم وجود منیزیم کافی بایستی ترکیباتی حاوی منیزیم، مثل اکسید منیزیم (MgO) به محیط واکنش اضافه نمود. زیرا باعث افزایش TDS (Total Disolved Solid) نمیشود. واکنش سیلیس با منیزیم به صورت استوکیومتریک نمی باشد بلکه واکنش از نوع جذب می باشد که معمولا سیلیس به صورت لجن و با فرمول Mg(OH)2.SiO2 رسوب می کند.
حذف سیلیس توسط اکسیدمنیزیم با بالارفتن درجه حرارت افزایش می یابد. بطوریکه در فرآیندهای سرد، گرم و داغ راندمان عمل آن، خوب و عالی می باشد. لازم به ذکر است که در فرآیندهای نوع سرد و گرم جهت افزایش راندمان، میتوان املاح منیزیم را به همراه املاح آهن به کار برد.
تهیه آب برای صنعت با روشهای نوین
گستردگی صنعت و پیشرفت فناوری باعث گردیده تهیه آب برای صنعت نیز دارای تنوع و دگرگونیهای زیادی گردد. امروزه صنایع بدلیل استفاده از دستگاههای بسیار خاص و گران قیمت نیازمند آبی با تصفیه ای بخصوص می باشند که در این راستا بایستی از روشهایی ویژه بجز سبکهای قدیمی، ترسیب و تغویض یونی با استفاده از رزینها بکار گرفته شود.
مهمترین و کارآمدترین این روشها، استفاده از غشاءهای بسیار نازک با سوراخهایی با قطر کمتر از یک میکرومتر می باشد. این غشاءها عمدتا از جنس استات سلولز بوده و قادر است از عبور املاح محلول جلوگیری کرده و بدینوسیله آب را با راندمان قابل توجهی تصفیه کند.
یکی از مشهورترین این روشها اسمز معکوس (Revers Osmosis) می باشد که از غشاءهایی با قابلیت عبور مولکولهای آب و حذف دیگر املاح آب تا نزدیک به 90% استفاده می نماید.
یکی دیگر از این روشها الکترودیالیز معکوس [(Electro Dialysis Reversal) EDR] می باشد. در روش EDR از غشاهایی با خاصیت انتخابی استفاده می گردد.
لازم به ذکر است اگرچه قیمت پایه این دستگاهها برای کشورهای در حال توسعه زیاد می باشد اما استفاده از آنها با هزینه راهبری کمتری نسبت به روشهای تعویض یونی (Ion Exc) همراه خواهد بود.
مطالب تصادفی:
تعاریف واصول اولیه پایپینگ Piping - سه شنبه دوم فروردین 1390
انشعاب آب و فاضلاب - سه شنبه دوم فروردین 1390
زهکشی زیستی - سه شنبه دوم فروردین 1390
کابوس جدید دریاچه ارومیه - سه شنبه دوم فروردین 1390
استفاده مجدد از آب‌هاي دور ريز پالايشگاه‌ها - سه شنبه دوم فروردین 1390
مباني و اصول كارتوگرافي ( cartography) - سه شنبه دوم فروردین 1390
برگه ي داده های ایمنی ماده - سه شنبه دوم فروردین 1390
IMVIC test - سه شنبه دوم فروردین 1390
ويژگيهای ميکروبي آب آشاميدني - سه شنبه دوم فروردین 1390
ميزان آلودگي در رودخانه ها نگران کننده است - سه شنبه دوم فروردین 1390
آب براي شهرها، شعار روز جهاني آب - سه شنبه دوم فروردین 1390
اشکال و مناظر کارستی ( چشم اندازهای مورفیک کارست) - سه شنبه دوم فروردین 1390
کیفیت منابع آب کارست - سه شنبه دوم فروردین 1390
افزایش بی آبی در جهان - سه شنبه دوم فروردین 1390
فن آوری تولید بیوگاز از فاضلاب - سه شنبه دوم فروردین 1390
تاثیر بیوژئوشیمیایی فلزات سنگین - سه شنبه دوم فروردین 1390
در دسترس پذیری زیستی فلزات سنگین - سه شنبه دوم فروردین 1390
اثرات زیست محیطی لكه‌های نفتی در دریا - سه شنبه دوم فروردین 1390
کمپوست Compost و اثرات زیست محیطی آن - سه شنبه دوم فروردین 1390
چشم انداز مطلوب بخش آب و فاضلاب در افق بیست سال آینده - دوشنبه یکم فروردین 1390
تاریخچه روز جهانی آب - دوشنبه یکم فروردین 1390
تبریک عید نوروز - دوشنبه یکم فروردین 1390
ﺗﻪ ﻧﺸﻴﻨﻲ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ چیست؟ - یکشنبه بیست و نهم اسفند 1389
محل های نمونه‌برداری - یکشنبه بیست و نهم اسفند 1389
اتوکلاو - یکشنبه بیست و نهم اسفند 1389
دانلود کتاب هیدرولیک سدها و سازه های رودخانه ای - شنبه بیست و هشتم اسفند 1389
ميكروسكوپ و طرز كار آن - شنبه بیست و هشتم اسفند 1389
هیدرولیک - شنبه بیست و هشتم اسفند 1389
آلودگی آبهای سطحی با مواد رنگزای آلی - شنبه بیست و هشتم اسفند 1389
تصفیه خانه های فاضلاب در ایران - شنبه بیست و هشتم اسفند 1389
34درصد جمعيت شهري کشور از شبکه فاضلاب بهره مند هستند - شنبه بیست و هشتم اسفند 1389
لجن - شنبه بیست و هشتم اسفند 1389
واحد های تصفیه فاضلاب صنعتی - شنبه بیست و هشتم اسفند 1389
حذف سرب از فاضلاب با خاک اره و خاکستر - جمعه بیست و هفتم اسفند 1389
مشکلات زیست محیطی ناشی از دترجنتها - جمعه بیست و هفتم اسفند 1389
کشت باکتری و روشهای متداول آن - جمعه بیست و هفتم اسفند 1389
روش رنگ آمیزی گرم - پنجشنبه بیست و ششم اسفند 1389
سیستم و تفکر سیستمی در منابع آب - پنجشنبه بیست و ششم اسفند 1389
ضوابط انتخاب نوع و موقعیت شیر آلات صنعت آب - پنجشنبه بیست و ششم اسفند 1389
آب معدنی و سرچشمه های آن - چهارشنبه بیست و پنجم اسفند 1389
آب های زیرزمینی - چهارشنبه بیست و پنجم اسفند 1389
چشمه - چهارشنبه بیست و پنجم اسفند 1389
خطر جیوه در ماهی‌های اقیانوسی بیشتر از ماهی‌های آب شیرین است - چهارشنبه بیست و پنجم اسفند 1389
منابع آبی تهدید می‌شوند - چهارشنبه بیست و پنجم اسفند 1389
آب و اهمیت آن از منظر ادیان و آئین ها - چهارشنبه بیست و پنجم اسفند 1389
چقدر آب بر روی کره زمین وجود دارد؟ - چهارشنبه بیست و پنجم اسفند 1389
نشت آلاینده های هیدروکربوری - چهارشنبه بیست و پنجم اسفند 1389
راهبرد آب مجازی در بحران آب کشاورزی - چهارشنبه بیست و پنجم اسفند 1389
جنگ آب - چهارشنبه بیست و پنجم اسفند 1389
منابع تامین آب - چهارشنبه بیست و پنجم اسفند 1389
واحد تصفیه آب نیروگاه نکا - پنجشنبه یازدهم فروردین 1390
پوشش خطوط لوله - پنجشنبه یازدهم فروردین 1390
مقایسه ظرفیت جذب اشباعی کربن فعال استاندارد (مرک) با کربن فعال ساخته شده در آزمایشگاه به روش شیمیایی - پنجشنبه یازدهم فروردین 1390
استفاده از كربن فعال گرانول در فرايند كربن زيستي - پنجشنبه یازدهم فروردین 1390
بهينه سازي توليد کربن فعال به روش فعال‌سازي شيميايي - پنجشنبه یازدهم فروردین 1390