کلینیک تصفیه آب ایران

بوستر پمپ چیست؟
دستگاهی است که فشار و جریان کم آب را افزایش می دهد. تقویت  فشار و دبی برای رساندن آب به سطح مورد نظر با حجم آب مورد نیاز را فراهم می کند. بوستر پمپ فشار مطلوبی را برای انتقال آب از یک مخزن ذخیره سازی به کل مجوعه یا تاسیسات را فراهم می آورد.

این ها  جریان کم آب را در سیستم های آبی یا تجهیزات صنعتی افزایش می دهند و آب را از دریاچه، حوضچه یا مخزن ذخیره برای استفاده در یک پروژه صنعتی، ساختمان های تجاری یا منازل مسکونی مهیا می سازند.

بوستر پمپ[/caption]

علت نیاز به بوستر پمپ ها

استفاده از از بوستر پمپ ها جهت افزایش فشار و غلبه بر افت فشار می باشد.

دلایل افت فشار
جاذبه، فاصله از منبع آب یا طول خطوط، فشار کم آب ورودی، افت فشار ناشی از مشکلات  لوله کشی و شیرآلات، افت فشار ناشی از مصارف آب

1. جاذبه
جاذبه جریان آب را به حرکت در می آورد یا آن را کند می کند. هرچه ارتفاع مقصد آب بیشتر باشد، فشار مورد نیاز برای تحویل آن بیشتر است. یک گالن آب بیش از 8 پوند وزن دارد. اگر آب از سربالایی یا چندین طبقه بالا برود، باید در مسیر خود با جاذبه مبارزه کند. صنایع، آسمان‌خراش‌ها، ساختمان‌های آپارتمانی و  مشاغل و خانه ها با چندین طبقه به پمپ تقویت‌کننده  نیاز دارند تا آب را به سطوح طبقات مختلف برساند.

2. فاصله از منبع آب
دو عامل موثر بر فشار آب، فاصله از منبع آب و اندازه لوله ها است. اگر مصرف کننده  در انتهای خط تامین آب قرار دارد، ممکن است جریان آب تا رسیدن به شما کم شود. اگر سایز لوله‌های شما کوچک  باشند دبی آب عبوری نیز کاهش پیدا خواهد کرد.

3. فشار کم آب شهر
در مصارف مسکونی خانه شما ممکن است زیر خط آبرسانی باشد، لوله های لوله کشی شما ممکن است کاملا تمیز باشند اما همچنان فشار آب پایینی داشته باشید. گاهی اوقات جریان کم آب از فشار کم منبع آب محلی شما ناشی می شود.

5. مشکلات لوله کشی
افت فشار ناشی از لوله ها مسدود شده باشند یا شیر های  فشار شکن (ممکن است نیاز به تنظیم داشته باشند)

بوستر پمپ از چه اجزایی تشکیل شده است؟
بدون توجه به سازنده شان  دارای اجزای اصلی زیر هستند:
1. موتور
2. پروانه ها
3.ورودی و خروجی
4. دستگاه سنجش فشار یا جریان

[caption id="attachment_5061" align="alignnone" width="286"] Booster_pump[/caption]بوسار پمپ آب

ساختار بوستر پمپ
هر پمپ که از یک خط تغذیه خروجی خود برخوردار است، شیر هایی نیز در قبل و بعد از پمپ در نظر گرفته خواهد شد. این شیر ها با هدف ورود  پمپ  در مسیر و یا ممانعت از گردش آب در آن شاخه موازی در نظر گرفته شده اند.استفاده از صافی ها، شیرهای یکطرفه، لرزه گیرها ، منبع تحت فشار و شیر تخلیه، بسته به نوع آن در طراحی ها لحاظ می گردند.

و به طور کلی ساختار کلی انواع آنها شامل تجهیزاتی مانند پمپ ها همراه با الکتروموتور ها، تابلو های برق و کنترل، منبع تحت فشار، شیر یکطرفه، شیر های فلکه، لرزه گیر ها، مانومتر، شیر تخلیه، کوپلینگ، شاسی، گارد های محافظ، پرشر سوئیچ ها و… است.

انواع بوستر پمپ
دو نوع اصلی  وجود دارد:

1.پمپ های تک مرحله ای

2.پمپ های چند مرحله ای

تک مرحله ای ها فقط از یک پروانه استفاده می کنند. در نتیجه، آنها فقط در مکان هایی استفاده می شوند که فشار کمتری مورد نیاز است. از سوی دیگر،  چند مرحله ای ها، شامل پروانه های متعدد برای کاربردهای فشار بالا هستند.

بوستر پمپ با مخزن انبساط
یک مخزن ذخیره سازی انبساط یا هیدروپنوماتیک می تواند سیستم تقویت شده را تقویت کند. مخزن در هنگام انبساط به آب فضای بیشتری برای حرکت می دهد و از روشن و خاموش شدن بوستر پمپ با هر بار باز کردن شیر آب جلوگیری می کند. پمپ های فعال با سوئیچ جریان ممکن است در راه اندازی تردید داشته باشند. یک مخزن انبساط کوچک از این تردید جلوگیری می کند. یک مخزن بزرگتر حجمی از آب را در خود جای می دهد که به آن آبکشی می گویند. این مقدار آب قبل از روشن شدن مجدد پمپ از مخزن خارج می شود.

انواع بوستر پمپ بر اساس نوع کنترل
 
بوستر پمپ ها بر اساس نوع کنترلی که دارند به دو دسته زیر تقسیم می شوند:

بوستر پمپ دور ثابت (Constant speed)
بوستر پمپ دور متغیر (variable speed adjustable)
بوستر پمپ دور ثابت
در این نوع بوستر پمپ، سرعت چرخش دور پمپ ها ثابت است و با تغییر میزان مصرف آب یا فشار خط، تعداد پمپ های فعال افزایش یا کاهش می یابد. بوستر پمپ های دور ثابت  نسبت به بوستر پمپ های دور متغیر ارزان تر هستند.

بوستر پمپ دور متغیر
سرعت چرخش دور پمپ ها با تغییر میزان مصرف آب یا فشار خط تغییر می کند. این امر باعث می شود که مصرف انرژی آنها کاهش یابد.این نوع بوستر  با تو جه با متغییر بودن دور موتور آنها جهت تنظیم و ثبات فشار در رنج مورد نظر انطباق پذیری و دقیق بالاتری دارند.دور متغیر ها نسبت به  دور ثابت گران تر هستند.
تفاوتی که در بوستر پمپ دور ثابت و دور متغیر وجود دارد ناشی از نوع تابلو فرمان (کنترل) است.  دور متغیر، میزان فشار آب در یک حالت ثابت و مشخص در دبی آب متغیر حفظ می‌گردد.

در بوستر پمپ دور ثابت، از یک پرشر سوییچ جهت تنظیم فشار سیستم بالاتر از یک مقدار حداقلی در دبی مورد نیاز سیستم است اما در یک بوستر پمپ دور متغیر با یک پرشر ترانسمیتر و  VFD  که بر روی بوستر نصبی، کنترل فشار  انجام می‌پذیرد.
 بوستر پمپ با پمپ های معمولی چه فرقی دارد؟
اغلب پمپ های معمولی بدون هیچ بازخورد آنالوگی از خروجی سیستم است که کار می کنند. در این شرایط برای پمپ تنها یک چیز  است که آیا آب در ورودی خطوط لوله وجود دارد یا خیر؟ پمپ های معمولی  جوابی مشخص برای سوال  دارند. اینکه خاموش باشند و یا اینکه روشن باشند. بنابراین نمی توان در خروجی آنها رویکردی خاص برای تامین سطح فشارو  جریان ثابت آب را انتظار داشت.ولی در ساختار بوستر پمپ ها هدف آن است که با حضور و یا خروج دیجیتالی پمپ ها یک خط تامین آب با توان بهرمندی از سطوح مختلف دبی و فشار برخوردار باشیم. به این ترتیب بوستر پمپ می تواند دست ما را برای ایجاد یک نگاه مدیریتی بر خروجی آب باز گذارد.

بوستر پمپ آتش نشانی
برای افزایش فشار آب در خطوط لوله آتش نشانی استفاده می‌شود. این دستگاه از دو یا چند پمپ تشکیل می شود که به صورت موازی یا سری به هم متصل می‌شوند. بوستر پمپ آتش نشانی اهمیت زیادی در سیستم آتش نشانی دارد، زیرا با افزایش فشار آب، امکان استفاده از آب را برای خاموش کردن آتش فراهم می‌کند.

در کاربردهای پمپ آتش نشانی یک سیستم پمپ تقویت کننده آب جهت  برداشت آب از یک سیستم آب عمومی یا خصوصی استفاده می شود.

نوع آتش نشانی به منظور افزایش فشار آب موجود به فشار مناسب برای سیستم حفاظت در برابر آتش است. هنگام طراحی یا نصب چنین پمپ تقویت کننده آب، مهم است که مسائل حیاتی خاص پمپ های تقویت کننده آب آتش نشانی مطابق استاندارد NFPA20 و ضوابط سازمان آتش نشانی را در نظر گرفته شود.

دور ثابت از منبع دیافراگمی و جوکی استفاده می‌گردد در صورتی که در نوع آتش نشانی دور متغیر این موارد تعبیه نمی‌گردد. به طور عمده اکثر بوستر پمپ‌های اتشنشانی بصورت دور ثابت و از نوع سانتریفیوژ یا همان گریز از مرکز ساخته می‌شوند و مورد بهره برداری قرار می‌گیرند.

بوستر پمپ آتش نشانی چگونه کار می‌کند؟
 فشار آب را در یک مقدار از پیش ثابت حفظ می‌نماید. به محض افت فشار در سیستم که توسط سنسورهای فشار نصبی بر روی آن حس می‌گردد و اطلاع آن به تابلو برق، بلافاصله ابتدا (در صورت وجود  جوکی بر روی بوستر پمپ) جوکی  وارد مدار میشود و افت فشار  را جبران می‌نماید.

در ادامه و در صورتی که میزان دبی مورد نیاز بیش از مقداری باشد که پمپ جوکی قادر به تامین آن است که منجر به افت فشار بیشتر در مدار می‌گردد تابلو برق فرمان در مدار قرار گرفتن پمپ اصلی را صادر می‌نماید.

در این وضعیت پمپ اصلی نیز بصورت اتوماتیک روشن خواهد شد تا به کمک جوکی پمپ فشار سیستم را بالا ببرد. پمپ اصلی بوستر پمپ آتش نشانی تا زمانی که سیستم اطفا حریق نیازمند آب باشد در مدار باقی می‌ماند و هر زمان که پرشر سوییچ مقدار فشار را مطابق با میزان تنظیم  تشخیص دهد سیگنال مربوط برای تابلو برق ارسال می‌گردد.

متعاقباً تابلو برق فرمان استاپ را برای الکتروموتور/دیزل موتورِ پمپ صادر می‌نماید. اگر پمپ اصلی به هر دلیلی نتواند روشن شود با فرمان تابلو برق، پمپ رزرو وارد مدار میشود و به ایفای نقش خود مبنی بر تامین فشار مورد نیاز سیستم می‌پردازد. توجه به این نکته ضروری است که در این دستگاه منبع تامین آب برای اطفا حریق نیست و در واقع با توجه به دبی مورد نیاز انتخاب گردیده و هد مورد نیاز را تامین می‌نماید.
BOOSTER PUMP

جهت طراحی و ساخت انواع بوستر پمپ آبرسانی، آتش نشانی و کشاورزی با ما تماس بگیرید.

تماس باما

تصفیه آب در داروسازی

تصفیه آب در داروسازی یا سیستم های آبسازی جهت تولید انواع آب در صنعت داروسازی  از جمله آب خالص Purified Water (PW)، آب قابل تزریق (WFI)Water For injection  و بخار خالص (PS) Purified Steam  که  بسته به تولید محصولات  دارویی مختلف (جامدات،نیمه جامدات،مایعات و تزریقی و ...)  و همچنین تمیز کردن و شستشو تجهیزات در صنعت داروسازی مورد استفاده قرار می گیرند، انجام می گیرد.

سیستم های تصفیه آب در صنعت داروسازی یک بحث پیچیده و پویا است و با درک درجه های مختلف آب تصفیه و کاربردهای مورد نظر آنها شروع می شود.

فرآیند تهیه آب برای تزریق و آب مورد نیاز برای تمیز کردن تجهیزات نه تنها به عنوان یک محصول متفاوت، بلکه فرآیند تهیه آن نیز متفاوت است.

[caption id="attachment_4740" align="aligncenter" width="297"] آب در صنعت داروسازی[/caption]استاندارد های آب در صنعت داروسازی
طراحی و ساخت تجهیزات با  درنظر گرفتن آنالیز آب خام RAW WATER ANLYSIS  و ظرفیت و مشخصات (URS) USER REQUIRMENT SPECIFICATION کارخانه دارویی و  بهداشتی و رهنمود های WHO,GMP,FDA طراحی می شوند. که می بایست  در طراحی فرآیند مهندسی و  ساخت آنها استانداردهای ISPE,ASME BPE, ASME A380,ASME A967 ,ISO 2219  رعایت شوند.

آب خالص PW
Purified Water آب خالص به عنوان اکسپیان در ساخت محصولات غیرتزریقی و سایر مصارف داروئی از قبیل شستشوی دستگاهها و محیط های ساخت محصولات غیر استریل به کار می رود. همچنین  برای انجام کلیه تست های شیمیایی که در آنها از آب به عنوان Reagent مورد استفاده قرار می گیرد.
آب خالص Purified Water باید کلیه ویژگی های یونی و ناخالصی را طبق منوگراف مربوطه در USP را دارا بوده و از آلودگی های میکروبی محافظت گردد.

خصوصیات کیفی Purified Water بر اساس فارماکوپه ایالت متحده USP در جدول زیر خلاصه شده است.

[caption id="attachment_3278" align="aligncenter" width="502"] جدول مشخصات آب PW مطابق با فارماکوپه آمریکا USP[/caption]آب برای تزریق WFI
Water For Injection  آب قابل تزریق  به عنوان اکسیپیان در ساخت فرآورده های تزریقی و سایر فرآوردها که محتوای اندوتوکسین آنها باید تحت کنترل باشد و نیز شستشوی دستگاهها و اماکن ساخت فرآورده های تزریقی به کار می رود.

آب  تزریقی Water For injection باید کلیه ویژگی های یونی و ناخالصی را طبق منوگراف مربوطه در  USP را دارا بوده و از آلودگی های میکروبی محافظت گردد.

خصوصیات کیفی Water For injection بر اساس فارماکوپه ایالت متحده USP:

[caption id="attachment_3276" align="aligncenter" width="437"] جدول مشخصات آب WFI مطابق با فارماکوپه آمریکا USP[/caption]بخار خالص  PS
Purified Steam بخار خالص که در بعضی موارد بخار تمیز clean steam نامیده می شود به عنوان بخار یا کندانس (متراکم شده) بخار در مواردی که تماس مستقیم با سطوح یا ابزار، یا مواد در حین عملیات استریلیزاسیون و یا تمیز کاری  cleaning بدون هیچ مرحله اضافی برای حذف آلودگی ها یا مواد)، مورد نیاز است استفاده می شود. بخار تمیز بعنوان استریل کننده سطوح یا ابزار متخلخل  و همچنین استریلیزاسیون یا تمیزکاری  مورد استفاده قرار می گیرد.

تزریق مستقیم بخار و با افزایش دما در فرآیندهای ساخت (تزریق بخار در فضای بین دو جداره و سل های ساخت دو جداره) استفاده می شود.

اولین شرط در استفاده از بخار این است که کیفیت بخار خالص purified steam  عامل آلوده کردن ابزار یا سطوحی که بخار با آنها در تماس است نباشد.

خصوصیات کیفی Pure Steam بر اساس فارماکوپه ایالت متحده USP:

[caption id="attachment_4739" align="aligncenter" width="482"] جدول مشخصات PS بر اساس فارماکوپه آمریکا USP[/caption]مقایسه استاندارد USP  و EP  درمورد آب PW,WFI
[caption id="attachment_4766" align="aligncenter" width="386"] مقایسه آب خالص PW در استانداردهای USP,EP,JP[/caption][caption id="attachment_4768" align="aligncenter" width="374"] مقاسیه مشخصات آب WFI در استانداردهای USP,EP,JP[/caption]فرآیند تصفیه آب دارویی
معمولا در فرآیند تصفیه آب داروسازی از روشهای مختلف تصفیه آب انواع روشهای پیش تصفیه آب، سیستم های تبادل یونی، فیلتراسیون ها، اسمز معکوس یک و چند مرحله ایی، الکترودیونیزاسیون، تقطیر و روش های ضدعفونی با ازن، ضدعفونی با لامپ UV و ضدعفونی حرارتی  استفاده می شود.

انتخاب واحدهای تصفیه و ترتیب و توالی آنها بر اساس کیفیت آب خام و همچنین کیفیت و میزان آب مورد نیاز تعیین می گردد.

منبع آب خام در صنعت داروسازی می بایست آب شرب باشد لذا آب خام می بایست همواره نسبت به آلودگی میکروبی محافظت گردد.

از آنجایی که میکروبها ممکن است در طول فرآیند تولید، ذخیره سازی و توزیع آب رشد کنند می بایست در انتخاب نوع سیستم تصفیه آب ملاحظاتی همچون ضدعفونی(Sanitization) دوره ایی جهت کنترل بار میکروبی در نظر گرفته شود.

[caption id="attachment_4783" align="aligncenter" width="446"] دستگاه تولید آب خالص PWG[/caption]پیش تصفیه آب داروسازی
سیستم های تصفیه آب در داروسازی  معمولاً با تصفیه آب خام شروع می شود. آبی که از منابع طبیعی به دست می‌آید، حامل آلاینده‌ها و آلاینده‌های زیادی است و در معرض تغییرات فصلی از نظر کیفیت فیزیکی و شیمی آب است که می‌تواند تأثیر نامطلوبی بر محصول نهایی داشته باشد.

بنابراین، هر فرآیند تصفیه آب در صنعت داروسازی می تواند شامل مراحل اولیه کلرزنی، نرم‌کردن و تزریق مواد شیمیایی باشد.

ترکیبات شیمیایی مختلف برای اطمینان از بی‌خطر بودن آب خام برای ورود به فرآیند تولید آب تصفیه شده، اضافه می‌شود.

از جمله سیستم های پیش تصفیه

ضدعفونی جهت کاهش و کنترل بار میکروبی MICROBIAL COUNT
شامل کلرزنی  CL INJECTION یا ازن زنی OZON DESINFECTION

فیلتراسیون جهت کاهش ذرات معلق TSS,SDI
شامل فیلترهای شنی و کربنی اولترا فیلتراسیون (ULTRAFILTRATION)و فیلتراسیون های کارتریجی

سیستم های تبادل یونی رزینی  ION EXCHANGE RESIN از جمله سختی گیر های رزینی یا ستونهای آنیونی و کاتیونی
سیستم های تزریق مواد شیمیایی CHEMICAL INJECTION
جهت حذف کلر  همچنین مواد ضدرسوب دهنده یا تنظیم PH
اسمز معکوس (RO) در تصفیه آب دارویی
اسمز معکوس (RO) معمولاً به عنوان یکی از سیستم‌های کارآمد تصفیه آب است و اغلب در صنعت داروسازی و سایر بخش‌هایی که آب یک منبع حیاتی و ماده خام است، مورد مصرف قرار می گیرد.

در RO، یک پمپ فشار بالا آب را وادار می کند تا از طریق یک غشای نیمه تراوا جریان یابد که میکروارگانیسم ها را در آب به دام می اندازد و به آب "تمیز" جریان می دهد و در نتیجه  آلاینده ها تصفیه می شود.

اسمز معکوس در حذف نمک ها، قندها، رنگ ها، باکتری ها، سایر ذرات، میکروارگانیسم ها، تری هالومتان ها، آفت کش ها و حتی ترکیبات آلی فرار بسیار موثر است. با این حال، قادر به خلاص شدن از شر گازهای محلول در آب، مانند دی اکسید کربن نیست.

یونیزاسیون الکتریکی (EDI) در داروسازی
در فرآیند الکترو دیونیزاسیون از آند (-ve شارژ) و کاتد (+ve شارژ) استفاده می شود. هنگامی که الکتریسیته از آب عبور می کند، آنیون ها به آند و کاتیون ها به کاتد جذب می شوند. محصول حاصل از این فرآیند آب بدون یون است.

EDI در تصفیه آب از ذرات محلول مانند نمک ها، مواد معدنی و آلاینده های آلی از آب بسیار موثر است.

ضدعفونی با UV در تصفیه آب دارویی
ضد عفونی کر دن آب با UV یک روش سریع و کم هزینه برای تصفیه آب، ضد عفونی کردن با اشعه ماوراء بنفش است. در این روش، از یک لامپ UV برای قرار دادن آب در معرض اشعه UV جهت ضدعفونی و کنترل بار میکروبی آب استفاده می گردد.

 سیستم های ذخیره سازی و توزیع آب در داروسازی
سیستم های ذخیره سازی و توزیع آب دارویی با هدف حفظ کیفیت فیزیکی، شیمیایی و میکروبی آب  در زمان ذخیره سازی و توزیع تا محل های مصرف طراحی و اجرا می شوند تا همواره کیفیت آب در حین زمان نگهداری و توزیع مطابق با استاندارها حفظ گردد.

این سیستم معمولا شامل اجزای ذیل می باشند:

مخزن ذخیره STAINLESS STEEL STORAGE TANK
مخزن ذخیره استیل L316 تک جداره یا چند جداره با پولیش استاندارد مجهز به اسپری بال و ونت هواAIR VENT

پمپ انتقال لوله و اتصالات HYGENIC PIPE & FITTING
پمپ بهداشتی HGENIC PUMP استیل L316جهت ایجاد فلو و فشار استاندارد در نقاط مصرف USER POINTS

 لوله و اتصالات بهداشتی و استاندارد و لوله کشی با متد های روز (جوشکاری اربیتال ORBITAL WELDING)
سیستم های ضدعفونی کننده و تجهیزات کنترلی
شامل ازن ژنراتور ها، سیستم های UV و مبئل های حرارتی استیل L316  و تجهیزات کنترل  هدایت الکتریکی (EC)، فشار، دما و فلو آب در چرخش

[caption id="attachment_3963" align="aligncenter" width="336"] سیستم ذخیره و توزیع آب خالص[/caption]مثال از  یک سیستم تولید آب خالص PW مطابق با استاندارد GMP
[caption id="attachment_4771" align="aligncenter" width="427"] سیستم تولید آب خالص PW[/caption]مثال از  یک سیستم تولید آب برای تزریق  WFI مطابق با استاندارد GMP
[caption id="attachment_4769" align="aligncenter" width="427"] سیستم تولید آب WFI[/caption] احراز کیفیت  یا ولیدیشن سیستم تصفیه آب داروسازی Water System Validation
همانطور که می دانیم آب ضروری ترین بخش فرآورده های دارویی مختلف است.

آب  برای تمیز کردن ماشین آلات، تجهیزات و سایر لوازم جانبی در حین ساخت استفاده می شود، از این رو به طور مستقیم و غیرمستقیم نقشی حیاتی در ایجاد کیفیت محصول ایفا می کند.
چرا اعتبارسنجی سیستم آب مهم است:
1.هدف از انجام اعتبارسنجی سیستم آب این است که اطمینان حاصل شود که فرآیند تصفیه آب با کیفیت بالا به طور مداوم تولید می کند.
2. اعتبار سنجی سیستم آب به منظور مطالعه تکرارپذیری، سازگاری و اثربخشی سیستم آب الزامی است.
3. الزامات دستورالعمل نظارتی
4. به منظور دستیابی به کیفیت شیمیایی و میکروبیولوژیکی مطلوب طبق دستورالعمل های بین المللی.
5. اعتبار سنجی یک شواهد مستند کامل است و تضمین می کند، فرآیند به طور مداوم به محصول نهایی دارای پارامترها و مشخصات کیفی  مشخص منجر می شود.
6. ایجاد اطمینان از سیستم های تصفیه و ذخیره و توزیع آب دارویی مستلزم نشان دادن کنترل فرآیند طولانی و تحت نظارت مناسب است.

مستندات سیستم های تصفیه آب دارویی
کلینیک تصفیه آب ایران با داشتن واحد QA)  QULITY ASSURENCE) و نیروهای متخصص و با تجربه و همچنین در اختیار داشتن تجهیزات به روز پیشرو در ارایه کامل خدمات معتبر سازی سیستم های تصفیه آب در صنایع دارویی است.

احراز کیفیت طراحی DQ (DESIGN QUALIFICATION)
احراز کیفیت نصب IQ  (INSTALATION QUALIFICATION)
احراز کیفیت عملکرد OQ (OPERATION QUALIFICATION)
احراز کیفیت کارایی PQ  (PERFORMANCE QUALIFICATION)برای دریافت هرگونه خدمات در زمینه تصفیه آب در صنعت داروسازی و بهداشتی با ما تماس بگیرید
تماس باما

حذف فلزات سنگین از پساب
برای حذف فلزات سنگین از پساب می توان از فرآیندهای جذب به طور گسترده استفاده کرد. پرکاربردترین جاذب کربن فعال است که بهترین نتایج را می دهد اما هزینه بالا استفاده از آن را محدود می کند. هزینه تولید و بازسازی بالایی دارد. از آنجایی که جهان امروز با کمبود منابع آب شیرین مواجه است، جستجوی جایگزین هایی که بار منابع موجود را کاهش می دهد، اجتناب ناپذیر است.

همچنین، فلزات سنگین حتی در غلظت های کمی سمی هستند، بنابراین یک روش ایمن برای حذف آنها از نظر زیست محیطی نیاز به جاذب های کم هزینه را ایجاب می کند. جذب سطحی یک تکنیک مقرون به صرفه است و به دلیل حداقل مزیت دفع زباله، شناخته شده است. این فصل بر روی فرآیند جذب و انواع جاذب های موجود امروزی تمرکز دارد. همچنین شامل جاذب‌های کم‌هزینه از زباله‌های کشاورزی تا زباله‌های صنعتی است که شرایط واکنش جذب را توضیح می‌دهد. مقرون به صرفه بودن، کاربرد فنی و در دسترس بودن آسان مواد خام با تأثیر منفی کم بر سیستم، پیشرو در انتخاب جاذب ها هستند.

1. توضیحات
فلزات سنگین عناصر سمی با وزن مخصوص بیشتر از 5 گرم بر سانتی متر مکعب هستند، به عنوان مثال. روی، آهن، مس، کروم، جیوه، سرب، نیکل، کو و غیره.

منابع طبیعی اصلی فلزات سنگین شامل فرآیندهای آتشفشانی، هوازدگی سنگ ها و فرسایش خاک است.

در حالی که منابع انسانی شامل فرآوری مواد معدنی، احتراق سوخت و فعالیت‌های صنعتی مانند استخراج معدن، فرآوری فلزات، کودهای شیمیایی و تولید رنگ و غیره است.

موجودات زنده منجر به اثرات زیست محیطی می شوند. فلزات سنگین توسط گیاهان جذب می‌شوند که از طریق زنجیره‌های غذایی در حیوانات و انسان‌ها بزرگ‌نمایی می‌شوند و به دلیل سرطان‌زایی‌شان اثرات منفی جدی بر سلامتی ایجاد می‌کنند .

جدول 1 حداکثر سطح آلاینده (MCL) در آب آشامیدنی ارائه شده توسط USEPA  همراه با اثرات مضر آنها را نشان می دهد.

 جدول 1
 

اثرات مضر فلزات سنگین
فلزات سنگین تمایل زیادی به تشکیل کمپلکس دارند، واکنش پذیری بالایی دارند و فعالیت بیوشیمیایی بیشتری دارند که باعث می شود در محیط بسیار پایدار باشند. آنها از طریق محیط آبی منتقل می شوند و می توانند در منابع آب و خاک متمرکز شوند. این باعث می شود که آنها برای انواع شکل های زندگی و محیط زیست بسیار خطرناک باشند. از این رو، حذف این فلزات سمی از فاضلاب قبل از تخلیه برای جلوگیری از عواقب زیانبار بیشتر ضروری است.

برای حذف فلزات سنگین از پساب از روش های مرسوم مانند فیلتراسیون غشایی، رسوب شیمیایی ، تبادل یونی و غیره برای حذف فلزات سنگین از فاضلاب استفاده می شود. با این حال، این روش ها از معایبی مانند راندمان پایین، نیاز به انرژی بالا، رسوب مواد سمی، ناکارآمدی هزینه و غیره رنج می برند .

برای گذر از این معایب، فرآیندهایی مانند جذب مورد بررسی قرار می گیرند، زیرا به میزان زیادی بر فراهمی زیستی و انتقال فلزات سمی تأثیر می گذارد. این روش کم هزینه و کارآمد برای پاکسازی فلزات سنگین از فاضلاب است. فرآیند جذب اغلب در بسیاری از موارد برگشت پذیر است، بنابراین جاذب را می توان دوباره بازسازی کرد و مزیت دیگری به این فرآیند اضافه کرد . عوامل زیادی مانند دما، pH، غلظت اولیه، زمان تماس و سرعت چرخش بر کارایی جاذب ها تأثیر می گذارد .

1.1 مروری بر فرآیند جذب
جذب یک پدیده سطحی است که در آن محلولی حاوی ماده جاذب بر روی سطح یک جاذب جذب می شود. پدیده جذب می تواند دو نوع باشد. یکی فیزیو جذب است که در آن ماده جاذب به دلیل نیروهای واندروالس به جاذب متصل می شود و دیگری جذب شیمیایی است که به دلیل واکنش های شیمیایی بین جاذب و جاذب اتفاق می افتد. فیزیوجذب برگشت پذیر، ضعیف و معمولا گرماگیر است، در حالی که جذب شیمیایی برگشت ناپذیر، انتخابی و گرمازا است .

1.2 ایزوترم جذب و مدل ها
ایزوترم های جذب، نمایش هایی هستند که مقدار املاح جذب شده روی سطح جاذب را در واحد وزن به عنوان تابعی از غلظت تعادل در دمای ثابت تخمین می زنند. ایزوترم های لانگمویر و فروندلیچ که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند، فرآیند جذب را توصیف می کنند . برخی مدل‌های دیگر نیز استفاده می‌شوند مانند Redlich و Peterson ، Radke و Prausnitz ، Sips، Toth [33] و Koble و Corrigan .

1.3 انواع جاذب ها
جاذب‌ها معمولاً بر اساس منشأ آنها یعنی طبیعی و مصنوعی طبقه‌بندی می‌شوند. جاذب های طبیعی شامل خاک رس، مواد معدنی، زغال سنگ، سنگ معدن و زئولیت می باشد. در حالی که جاذب های مصنوعی از ضایعات صنعتی، ضایعات کشاورزی، لجن زباله و غیره تهیه می شوند.

2. حذف فلزات سنگین از پساب با جذب سطحی
جذب سطحی در مقایسه با سایر فن آوری های تصفیه فاضلاب برای حذف فلزات سنگین، یک روش کارآمد و مقرون به صرفه فرض می شود. مزیت اصلی این روش تولید پساب با کیفیت بالا است. فرآیند جذب نسبت به سایر فرآیندها برتری دارد زیرا یک روش اقتصادی برای اصلاح فلزات سنگین است.

در بیشتر موارد، جاذب را می توان دوباره بازسازی کرد و می توان از آن بیشتر استفاده کرد . استفاده از جذب آسان است و هیچ گونه آلاینده سمی تولید نمی کند، از این رو یک تکنیک دوستدار محیط زیست است .

معیارهای برجسته انتخاب جاذب ها عبارتند از:
مقرون به صرفه بودن،
سطح و تخلخل بالا،
توزیع گروه های عاملی و قطبیت آنها
 جاذب های معمولی و تجاری شامل کربن فعال، زئولیت ها ، گرافن ها و فولرن ها  و نانولوله های کربنی می باشند
کربن‌ها و مشتقات آن‌ها به دلیل کارایی جذب بالا، پرکاربردترین جاذب‌ها هستند. توانایی استثنایی آن‌ها از ویژگی‌های ساختاری آن‌ها ناشی می‌شود که به آن‌ها سطح وسیعی را با تغییرات شیمیایی آسان می‌دهد که آنها را برای طیف گسترده‌ای از آلاینده‌ها به طور جهانی قابل قبول می‌کند .

کربن های فعال از چند نقص رنج می برند که استفاده از آنها را بسیار محدود می کند. ساخت آنها گران است. دفع کربن فعال مصرف شده دشوار است و بازسازی آنها دشوار و مقرون به صرفه نیست. بنابراین، تحقیقات گسترده ای در زمینه جاذب های کم هزینه انجام شد. جاذب های غیر متعارف ارزان هستند، به وفور در دسترس هستند و به دلیل ساختار متنوع خود که یون های آلاینده را به هم متصل می کنند، ظرفیت کمپلکس کنندگی بالایی دارند. آنها از زباله های کشاورزی تا لجن زباله های صنعتی و دوغاب مصرف شده را شامل می شوند .

2.1 جاذب کربن فعال برای حذف فلزات سنگین از پساب
کربن فعال (AC) به دلیل کارایی بالا، تخلخل و مساحت سطح بالا، یکی از پرکاربردترین جاذب ها می باشد. این به طور تجاری از کربن سازی مانند زغال سنگ و چوب ساخته می شود، بنابراین گران است و استفاده از آن محدود است . آنها عمدتاً از طریق پیرولیز مواد کربنی در دمای کمتر از 1000 درجه سانتیگراد تولید می شوند.

تهیه کربن فعال شامل دو مرحله است، یکی کربن کردن مواد خام در دمای کمتر از 800 درجه سانتیگراد در اتمسفر بی اثر، دوم فعال سازی محصول تولید شده در دمای بین 950 تا 1000 درجه سانتیگراد. از این رو، بیشتر مواد کربن دار را می توان به عنوان ماده خام برای تولید کربن فعال استفاده کرد، اگرچه ویژگی های محصول نهایی به مواد خام مورد استفاده و شرایط فعال بستگی دارد .

کربن جزء اصلی جاذب کربن فعال است، عناصر دیگری مانند هیدروژن، اکسیژن گوگرد و نیتروژن نیز وجود دارد. آنها به دو صورت پودری و دانه ای تولید می شوند. نوع پودری دارای منافذ بزرگ و سطح داخلی کوچکتر است. در حالی که دانه دانه دارای سطح داخلی بزرگ و منافذ کوچک است. ظرفیت جذب کربن فعال با تخلخل و سطح بالای آن به همراه ساختار شیمیایی آن تعیین می شود. از این رو، سایر مواد خام کم هزینه مانند ضایعات کشاورزی برای افزایش اثربخشی کربن فعال مورد توجه قرار می گیرند.

2.2 زئولیت ها
آنها سیلیکات آلومینیومی با ساختار کریستالی هستند که به طور طبیعی وجود دارند یا به صورت صنعتی تولید می شوند. آنها یکی از بهترین جاذب ها برای حذف فلزات سنگین هستند زیرا از مواد معدنی آلومینوسیلیکات هیدراته تشکیل شده اند که از آلومینا و سیلیس به هم پیوسته تشکیل شده اند. آنها دارای ظرفیت تبادل یونی قابل توجه، خواص آب دوست و سطح ویژه بالایی هستند که جاذب های بسیار خوبی برای اصلاح فلزات سنگین می کند .

زئولیتها همچنین می توانند اصلاح شوند که ظرفیت جذب بهتری در مقایسه با آنهایی که اصلاح نشده به دست می آورند. زئولیت NaX یکی از پرکاربردترین زئولیت های نانو اندازه برای حذف فلزات سنگین از فاضلاب است . راد و همکاران نانوزئولیت NaX و سپس نانوالیاف نانوکامپوزیت پلیمر پلی وینیل استات/NaX برای بررسی حذف Cd2+ تهیه شد. حداکثر ظرفیت جذب 838.7mg/g در pH 5.0 گزارش شد .

2.3 مواد معدنی رسی
بنتونیت، یک کانی رسی دارای بالاترین ظرفیت تبادل کاتیونی است، قابل بازیافت و حدود 20 برابر ارزان تر از کربن فعال است . کانی های رسی در مقایسه با زئولیت ها ظرفیت حذف کمتری از فلزات سنگین دارند. اما آنها هنوز به دلیل مزایایی که دارند مانند خواص فیزیکی، شیمیایی و سطحی درخشان استفاده می شوند . جیانگ و همکاران حذف Ni2+، Pb2+، Cu2+ و Cd2+ از فاضلاب با استفاده از خاک رس کائولینیتی مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد که غلظت Pb2+ از 00/160 به 00/8 میلی گرم در لیتر کاهش یافته است .

2.4 مواد نانوساختار
در دهه گذشته، نانولوله‌های کربنی، فولرن‌ها و گرافن  جایگاه مهمی را در حوزه جذب فلزات سنگین از پساب‌ها اشغال کرده‌اند. آنها دارای خواص مکانیکی و شیمیایی استثنایی، استحکام، ظرفیت تبادل، هدایت الکتریکی و پایداری حرارتی هستند. مساحت سطح بالا همراه با برهمکنش های بین مولکولی متعدد به آنها برتری نسبت به جاذب های دیگر در اصلاح فلزات سنگین می دهد.

2.4.1 نانولوله های کربنی، فولرن ها و گرافن
نانو لوله های کربنی
Iijima نانولوله های کربنی (CNTs) را در سال 1991 کشف کرد . آنها به شکل استوانه ای کربنی دراز با ورقه های گرافیت شش ضلعی پیوسته وجود دارند. آنها دو نوع هستند: CNT تک جداره که دارای یک ورق گرافیتی هستند و CNT های چند جداره که دارای صفحات متعدد هستند. آنها پتانسیل بسیار خوبی را برای فلزات سنگین از فاضلاب برای مس ، سرب،  کروم ، نیکل  و کادمیوم  به تصویر کشیده اند.

CNT
CNT ها به دلیل مزایایی مانند خواص مکانیکی و سطحی خواص الکتریکی و نیمه هادی، جاذب های عالی هستند . آنها همچنین سطح ویژه بالایی (150-1500 متر مربع بر گرم) را فراهم می کنند و وجود مزوپورها کارایی جذب آنها را افزایش می دهد. وجود گروه‌های عاملی مختلف حاوی عناصری مانند اکسیژن، نیتروژن و گوگرد به طور مستقیم و غیرمستقیم بر مکانیسم‌های جذبی که جذب فلزات سنگین را افزایش می‌دهند، تأثیر می‌گذارد .

CNT های اکسید شده همچنین ظرفیت جذب بسیار بالایی را برای حذف Cr6+، Pb2+ و Cd2+ از فاضلاب به تصویر می کشند.

توانایی CNT ها برای تغییر آسان آنها را به جاذب های انتخابی با شایستگی افزایش کارایی جذب تبدیل می کند . آنها به دلیل ویژگی های مکانیکی و سطحی قابل توجه، خواص مکانیکی و مغناطیسی و پایداری بالا، به عنوان جاذب های عالی در زمینه تصفیه فاضلاب معرفی می شوند . اما استفاده از آن به دلیل انباشته شدن محل های فعال توسط ماده جذب محدود شده است. از این رو، فعال سازی نانولوله های کربنی مزیت افزایش مکان های دارای گروه های عاملی را ارائه می دهد که به نوبه خود کارایی جذب آنها را برای حذف فلزات سنگین از آب و فاضلاب افزایش می دهد.

فولرن
کشف فولرن ها در سال 1985 منجر به پیشرفت دیگری در علم جذب شد. آنها یک ساختار قفس بسته حاوی حلقه های کربنی پنج ضلعی و شش ضلعی با فرمول C20+m دارند که m یک عدد صحیح است. راندمان جذب آنها را نیز می توان به مورفولوژی سطح و وجود مزوپورها نسبت داد که میل ترکیبی یونی و سطح ویژه بالاتری را برای اصلاح یون های فلزات سنگین از آب و فاضلاب می دهد . الکسیوا و همکاران مطالعه ای با استفاده از فولرن ها برای حذف Cu2+ انجام داد و مکانیسم را از طریق مدل لانگمویر توضیح داد . حداکثر راندمان جذب 14.6 میلی مول بر گرم بود.

فولرن کروی حاوی 60 اتم کربن بیشتر مورد بررسی قرار گرفته است. ویژگی های قابل توجه آن شامل گروه های عاملی هیدروکسیل و اپوکسی روی سطح، نسبت سطح به حجم زیاد، آب گریزی، میل ترکیبی الکترون بالا و ظرفیت تجمع کم است که آن را برای حذف فلزات سنگین مفید می کند. اما استفاده از آنها اغلب به دلیل قیمت بالا محدود می شود. بنابراین، تحقیقات در مورد ترکیب سایر جاذب های معمولی با فولرن ها انجام شده است. مشخص شد که فولرن‌ها ساختار متخلخل جاذب را افزایش می‌دهند که منجر به افزایش راندمان حذف فلزات سنگین می‌شود. مشخص شد که ظرفیت جذب AC ها 1.5-2.5 برابر پس از ورود فولرن ها به ساختار آنها افزایش یافته است.

گرافن
گرافن در سال 2004 وارد صحنه شد و یک شبکه دو بعدی شش ضلعی از اتم های کربن است. همچنین دارای خواص ساختاری، شیمیایی و مکانیکی است که به استفاده از آن در تصفیه فاضلاب کمک می کند. دارای مساحت سطح بالا، گروه های عاملی فعال و مکان هایی بر روی سطح آن است که ظرفیت جذب آن را افزایش می دهد . گرافن همچنین می تواند با اکسیداسیون فعال شود تا گروه های عاملی را افزایش دهد که ظرفیت جذب برای حذف فلزات سنگین را افزایش می دهد.

2.5 جاذب کم هزینه جهت حذف فلزات سنگین از پساب
اگرچه AC ها پرمصرف ترین جاذب ها هستند، اما استفاده از آنها به دلیل هزینه بالا و بازسازی کم آنها محدود است. همین امر در مورد جاذب های توسعه یافته دیگر مانند نانولوله های کربنی، فولرن ها و نانوکامپوزیت ها نیز صادق است. برای تسریع و موثر ساختن فرآیند تصفیه فاضلاب، جستجوی جاذب هایی که مقرون به صرفه باشند و همچنین دارای راندمان جذب بالا باشند، حیاتی است. بنابراین، نیاز به جاذب های کم هزینه متوجه شد. جاذب های کم هزینه شامل آن دسته از مواد غیر متعارفی هستند که به راحتی در دسترس هستند و عمدتاً پسماندهای کشاورزی و صنعتی مقرون به صرفه هستند.

2.5.1 ضایعات کشاورزی
پسماندهای کشاورزی دارای ترکیبی از لیگنین، سلولز، هیدروکربن ها، قندها، آب و نشاسته به همراه سایر گروه های عاملی هستند که ظرفیت جذب این ضایعات کشاورزی را افزایش می دهد. این ضایعات می توانند از پوست برنج گرفته تا پوسته گندم، پوسته تخم مرغ، پوسته نارگیل، میوه خرما، باگاس، پوست بادام زمینی، پوست میوه، بیوچار و غیره باشند. سپس الک می شوند تا اندازه ذرات مطلوب بدست آید که برای آزمایشات جذب استفاده می شود. آنها همچنین می توانند به کاراکترها تغییر داده شوند و بیشتر فعال شوند تا مکان های جذب را افزایش دهند .

جدول 2 ضایعات مختلف کشاورزی مورد استفاده برای حذف یون های فلزات سنگین را نشان می دهد.

جدول 2
 

ضایعات کشاورزی برای حذف فلزات سنگین
2.5.2 بیوچار
بیوچار ماده جامد زغالی است که از کربن شدن زیست توده به دست می آید. متداول ترین روش تولید زیست توده از طریق پیرولیز است که تجزیه حرارتی زیست توده در غیاب یا اکسیژن محدود است. بیوچارک‌ها نسبت به AC کربن کمتری دارند، بنابراین کربن، هیدروژن و اکسیژن بیشتری در ساختار آنها باقی می‌ماند. بیوچار پتانسیل قابل توجهی برای پاکسازی فلزات سنگین از پساب نسبت به جاذب های معمولی و کم هزینه نشان داده است. آنها ساختار مزوپور دارند که منجر به مساحت سطح بالا و وجود گروه های عملکردی مختلف می شود و مقدار خاکستر کم آنها را به جاذب های عالی و موثر تبدیل می کند. مواد اولیه مانند پوسته برنج، پوسته ذرت، ضایعات چایو لجن هضم شده  برای حذف استفاده شده است. فلزات سنگین از محلول های آبی و همچنین فاضلاب.

2.6 ضایعات صنعتی
فعالیت‌های صنعتی مقادیر زیادی زباله تولید می‌کنند که معمولاً برای دفع به مکان‌های دفن زباله فرستاده می‌شوند. این پسماندها ظرفیت جذب خوبی دارند و مشکل تصفیه زباله را حل می کنند. مواد زائد مانند خاکستر بادی ، گل قرمز  و سرباره به دلیل ظرفیت قابل توجهی که برای حذف فلزات سنگین از پساب دارند استفاده می شود. بسیاری از جاذب های پسماند صنعتی برای پاکسازی Zn2+ از پساب ها به کار گرفته شده اند. حداکثر ظرفیت جذب برای لیگنین 73.2mg/g، 168mg/g برای لجن زباله و 55.82mg/g برای ضایعات کاساوا بود.

جدول 3 انواع ضایعات صنعتی مورد استفاده برای حذف فلزات سنگین از فاضلاب و محلول های آبی را نشان می دهد.

جدول 3
 

3. مقایسه جاذب های معمولی و غیر متعارف
برای کارآمد بودن فرآیند جذب، انتخاب مناسب ترین جاذب یک مرحله حیاتی است. اساس اصلی انتخاب یک جاذب شامل هزینه کم، ظرفیت جذب بالاو موثر برای طیف وسیعی از آلاینده ها می باشد. تحقیقات گسترده ای در زمینه عملکردها و مکانیسم های جذب معمولی و غیر متعارف شکل گرفته. جاذب های مختلف به دلیل تفاوت در شرایط تولید مواد خام و جاذب، مکانیسم های مختلفی را دنبال می کنند.

به طور عمده چهار مکانیسم برای جذب موثر آلاینده ها وجود دارد. جذب شیمیایی، جذب فیزیکی، تبادل یونی و بارش . دیویس و همکاران بیان کرد که تبادل یون لزوماً مکانیسم جذب را توصیف نمی کند، اما بسیاری از عوامل و مکانیسم های دیگر به موفقیت این فرآیند کمک می کنند . برخی دیگر از محققان نیز مکانیسم های جذب را توضیح دادند .

به وضوح می توان دید که کربن‌های فعال به دلیل سطح ویژه بالا، مورفولوژی سطح مکانیکی و ساختاری و وجود گروه‌های عاملی که می‌توانند اصلاح شوند، خود را به عنوان جاذب درخشان ثابت کرده‌اند. با این حال، جاذب های غیر متعارف به طور فزاینده ای به عنوان جاذب های کم هزینه و موثر استفاده می شوند. تحقیقات متمرکز بیشتر در مورد مهندسی و اصلاح آنها می تواند آنها را با برخی جاذب های جامد تجاری برابر کند.

4. نتیجه گیری
آلودگی فلزات سنگین یکی از خطرناک ترین شرایطی است که امروزه با آن مواجه هستیم. آنها حتی در غلظت های کمی مضر هستند. بسیاری از آنها سرطان زا هستند، باعث نقص مادرزادی می شوند و بسیار کشنده هستند. از این رو لازم است این فلزات سمی از فاضلاب قبل از تخلیه به آب های آزاد حذف شوند. جذب سطحی یکی از این تکنیک‌هاست که نه تنها به پاکسازی فلزات سنگین از پساب می‌پردازد، بلکه با ردپای کم نیز سازگار با محیط‌زیست است.

جاذب هایی مانند اکتیو شده به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند، اما به دلیل هزینه بالای آن محدود است. بنابراین، لازم است به دنبال گزینه‌هایی باشید که پایدار باشند و هدفشان رفع چشم‌انداز بزرگ‌تر مشکل باشد. جاذب های کم هزینه مانند ضایعات کشاورزی، ضایعات صنعتی و بیوچار نه تنها به حذف فلزات سنگین کمک می کنند، بلکه روش های ارزانی نیز هستند. مواد اولیه آنها به راحتی در دسترس است و این جاذب ها به راحتی قابل تولید هستند.

بنابراین، این یک فناوری سبز است که فرآیند تصفیه فاضلاب را تا حد زیادی افزایش می دهد. تحقیقات بیشتر در مورد توسعه جاذب های کم هزینه تر می تواند به اصلاح بیشتر فلزات سنگین کمک کند.

تماس با ما:

تماس باما

چگونگی ایجاد  کف در تصفیه فاضلاب
چگونگی ایجاد کف در تصفیه فاضلاب و ایجاد کف در فرآیند لجن فعال یک مشکل عملیاتی رایج در بسیاری از تصفیه خانه های فاضلاب است. کف می تواند در مخزن هوادهی، زلال کننده ثانویه و همچنین در هاضم بی هوازی ایجاد شود.

کف در WWTP که معمولاً  چسبناک و قهوه ای رنگ است، شناور می شود و در بالای مخازن تجمع می یابد، و می تواند بخش زیادی از موجودی جامد و حجم راکتور را به خود اختصاص دهد، بنابراین کیفیت پساب و کنترل زمان ماند لجن (SRT) را کاهش می دهد. این کف همچنین می‌تواند به  گذرگاهها و مناطق اطراف سرریز شود و مشکلات و خطرات شدیدی را برای عملیات و محیط ایجاد کند. در ادامه به چگونگی ایجاد کف در تصفیه فاضلاب می پردازیم.

 
دلایل زیادی منجر به ایجاد کف در تصفیه فاضلاب می شوند:
وجود سورفکتانت‌های به آهستگی تجزیه‌پذیر (مانند مواد شوینده خانگی) از پساب‌های صنعتی یا شهری
تولید بیش از حد مواد پلیمری خارج سلولی (EPS) توسط میکروارگانیسم‌های لجن فعال در شرایط محدود از مواد مغذی
تکثیر موجودات رشته‌ای و گاز ارائه شده در مخزن هوادهی یا تولیدی در منطقه بدون اکسیژن مخازن هوادهی
زلال‌کننده‌های ثانویه و هاضم‌های بی‌هوازی
وجود روغن در پساب ورودی
کف پایدار
کف پایدار در WWTP محصول حاصل از تعامل بین حباب گاز، سورفکتانت و ذرات آبگریز است. ذرات آبگریز در سطح مشترک هوا و آب جمع می شوند و لایه آب بین حباب های هوا را تقویت می کنند. در همین حال، ذرات همچنین به عنوان جمع کننده برای سورفکتانت عمل می کنند که کف را تثبیت می کند. حباب های گاز در WWTP توسط هوادهی، اختلاط مکانیکی و فرآیندهای بیولوژیکی مانند نیترات زدایی و هضم بی هوازی ایجاد می شوند. سورفکتانت‌ها در WWTP از جریان‌های فاضلابی می‌آیند که حاوی سورفکتانت‌های آهسته زیست تخریب‌پذیر هستند.

ذرات آبگریز عبارتند از :  باکتری های رشته ای با ساختار بلند زنجیره و سطح آبگریز

حباب های گاز
از مکانیسم کف سازی که در بالا ذکر شد، می دانیم که حباب های گاز در تولید کف ضروری هستند. حباب های گاز در بسیاری از مراحل فرآیند لجن فعال نقش دارند. در مخزن هوادهی، هوادهی و اختلاط مکانیکی برای اطمینان از اکسیژن محلول کافی برای تجزیه هوازی آلاینده‌های آلی یا نیتریفیکاسیون استفاده می‌شود. این امر باعث ایجاد حباب های گاز فراوان می شود. به غیر از ورود خارجی توسط هوادهی یا اختلاط، حباب های گاز نیز می توانند از خود فرآیندهای بیولوژیکی تولید کنند. هم نیترات زدایی در زلال ساز ثانویه و هم هضم بی هوازی در هاضم گازهایی مانند N2 یا CH4، CO2 تولید می کنند. این گازها به تولید کف کمک می کنند.

سورفکتانت ها
بیشتر سورفکتانت‌ها در WWTP از شوینده‌ها، روغن و گریس‌هایی که در خانه‌ها یا صنعت استفاده می‌شوند، سرچشمه می‌گیرند. همچنین اعتقاد بر این است که EPS تولیدی توسط باکتری ها بخشی از سورفکتانت ها را تشکیل می دهد. سورفکتانت می تواند کف را تثبیت کند و اجازه دهد کف جمع شود. هو و جنکینز اثر مساعد یک سورفکتانت غیریونی به آهستگی زیست تخریب پذیر را در کف کردن نشان دادند .

pH و دما
در تشکیل کف پایدار باکتری های رشته ای ن هستند. نرخ رشد باکتری های رشته ای برای دامنه pH از 6.7 تا 8.0 به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار نگرفت، فقط در pH 8.4 اندکی کاهش یافت. دمای بهینه Microthrix parvicella، یک باکتری رشته‌ای مرتبط با تولید کف، در حدود 25 درجه سانتی‌گراد، مقداری رشد در دمای 8 درجه سانتی‌گراد و رشد ضعیف یا بدون رشد در دمای بالای 35 درجه سانتی‌گراد است.

اکسیژن محلول (DO)
باکتری رشته ای M. parvicella غلظت اکسیژن کم را ترجیح می دهد و در WWTP با DO کم مکانی یا زمانی تکثیر پیدا کرد. در مطالعه اکاما، ام. parvicella با افزایش DO به 2-3 میلی گرم در لیتر  حذف شد. به عنوان یک کنترل موثر برای حجیم شدن لجن و کف کردن، انتخابگرهای هوازی با DO بالا (> 2 میلی گرم در لیتر) اغلب قبل از مخزن هوادهی قرار می گیرند تا از رشد باکتری های رشته ای جلوگیری کنند.

میانگین زمان نگهداری سلولی (MCRT)
باکتری های رشته ای بیشتری در WWTP و مطالعات هنگام افزایش MCRT (1.5 تا 20 روز) مشاهده شد، در حالی که MCRT در حدود 1 روز در محدود کردن رشد باکتری های رشته ای موثر بود. کنترل MCRT گاهی اوقات می تواند با افزایش سرعت جریان آب دشوار باشد زیرا زیست توده را می توان بدون حرکت با آب در کف نگه داشت .

میکروارگانیسم های کلیدی
باکتری های رشته ای به عنوان ذرات آبدوست عمل می کنند که نقش مهمی در تثبیت کف در WWTP دارند. دو گروه اصلی از باکتری های رشته ای وجود دارد: رایج ترین گروه مشاهده شده: Candidatus Microthix parvicella و اعضای Mycolata.

parvicella عبارتند از باکتری های رشته ای بدون انشعاب گرم مثبت. آنها هوازی، غیر تخمیری هستند و می توانند نیترات را کاهش دهند. اگرچه M. parvicella می تواند در محدوده وسیعی از غلظت اکسیژن رشد کند، آنها شرایط میکروآئروفیلیک را برای رشد خوب ترجیح می دهند. رشته هایی که آنها در DO کم (~ 0.4 میلی گرم در لیتر) تولید می کنند طولانی و منظم هستند بدون سلول های خالی یا تغییر شکل یافته که در شرایط DO بالا مشاهده می شوند [3،5].
 

مایکولاتا
 با الگوی انشعاب راست زاویه
 با الگوی انشعاب زاویه دار حاد
مایکولاتا همچنین به عنوان "نوکاردیا" شناخته می شود، آنها گروهی از باکتری های رشته ای هستند که حاوی اسیدهای مایکولیک در دیواره سلولی خود هستند. آنها تحت راسته Actinomycetales در شاخه Actinobacteria هستند، جدایه ها به عنوان اعضای خانواده Corynebacteriaceae، Dieziaceae، Gordoniaceae، Mycobacteriaceae، Nocardiaceae، Tsukamurellaceae و Williamsiaceae شناسایی شدند. آنها دو مورفوتیپ اصلی دارند: یکی با الگوی انشعاب راست زاویه و دیگری الگوی انشعاب حاد. مشخص شد که Mycolata طیف وسیعی از ترکیبات آلی را جذب می کند و می تواند از نیترات یا نیتریت به عنوان گیرنده الکترون استفاده کند. بسیاری از مایکولاتا می توانند پلی هیدروکسی آلکانوات را در سلول ذخیره کنند و آبگریزی سطح سلولی بالایی داشته باشند.

گوردونیا آماره
گوردونیا آماره متعلق به مایکولاتای منشعب راست‌زاویه است که یکی از رایج‌ترین باکتری‌های رشته‌ای است که در فرآیند کف‌سازی یافت می‌شود. Gordonia amarae می تواند از تعداد زیادی سوبستراهای آلی، هم آب دوست و هم آبگریز استفاده کند و در شرایط هوازی، بی هوازی و بی هوازی قادر به جذب برخی از بسترها است. سلول گوردونیا آماره دارای سطح بسیار آبگریز است و می تواند بیوسورفکتانت ها را از طیف وسیعی از سوبستراها تولید کند. اعتقاد بر این بود که تولید بیوسورفکتانت‌ها برای گوردونیا آماره برای حل کردن بسترهای نامحلول مفید است که به زنده ماندن گوردونیا آماره در کف کمک می‌کند. به طور کلی  آبگریزی بالای سطح سلول و توانایی تولید بیوسورفکتانت ها دو دلیل اصلی برای ایجاد کف گوردونیا آماره است.

فرآیندهای میکروبی کف در تصفیه فاضلاب
[caption id="attachment_4146" align="aligncenter" width="492"] فرآیندهای میکروبی کف در تصفیه فاضلاب[/caption]ذخیره سازی بستر
گزارش شده است که M. parvicella و Mycolata می توانند از ترکیبات آلی مختلف به عنوان منبع کربن و انرژی استفاده کنند. این ترکیبات حاوی اسیدهای آلی، بسترهای پیچیده و اسیدهای چرب در شرایط هوازی، بدون اکسیژن و بی هوازی هستند. سپس بسترها را می توان به صورت درون سلولی در باکتری رشته ای ذخیره کرد.

ذخیره سازی درون سلولی پلی β-هیدروکسی آلکانوآت ها (PHA) در شرایط بی هوازی یا بی هوازی در M. parvicella رشد یافته به صورت هوازی مشاهده شد .

گرانول های ذخیره چربی نیز در برخی از M. parvicella از لجن فعال در حذف مواد مغذی WWTP مشاهده شد . Mycolata همچنین می‌تواند انکلوزیون‌های PHA داخل سلولی را برای ذخیره‌سازی سوبسترا تشکیل دهد.

قابلیت ذخیره‌سازی باکتری‌های رشته‌ای به آن‌ها اجازه می‌دهد در شرایط سخت در حین کار زنده بمانند (مانند لایه‌های محدود در کف، محیط بی‌هوازی-هوازی متناوب)، و خارج از رقابت با تشکیل لخته و سایر باکتری‌ها در لجن فعال، که اکثر آنها نمی‌توانند جذب شوند و بسترهای ذخیره سازی به صورت بی هوازی داشته باشند.

آبگریزی سطح سلولی و فعالیت های اگزونزیمی
آبگریزی سطح سلولی بالاتری در سلول های M. parvicella و Mycolata نسبت به سایر باکتری ها در لجن فعال یافت شد. سطح سلولی آبگریز تر، باکتری های رشته ای را قادر می سازد که جذب بهتری به سوبستراهای آبگریز مانند لیپیدها، اسیدهای چرب با زنجیره بلند (LCFA) داشته باشند. علاوه بر این، باکتری‌های رشته‌ای، اگزونزیم‌های زیادی مانند لیپاز تولید می‌کنند که تخریب و استفاده از بسترها را افزایش می‌دهند .

استراتژی کنترل کف کف در تصفیه فاضلاب
[caption id="attachment_4147" align="aligncenter" width="420"] استراتژی کنترل کف کف در تصفیه فاضلاب[/caption]با توجه به علت کف کردن، ارگانیسم های درگیر و شرایط عملیاتی باید اقدامات خاصی انجام شود.
استراتژی های رایج برای کنترل کف در تصفیه فاضلاب عبارتند از:
کاهش SRT (زمان نگهداری لجن، شبیه به میانگین زمان ماند سلولی، که اغلب در عملیات تصفیه فاضلاب استفاده می شود) برای شستشوی باکتری های رشته ای.
حذف مواد و بسترهای آبگریز که می توانند کف را افزایش دهند یا به رشد باکتری های رشته ای کمک کنند.
معرفی سلکتورها قبل از تانک های هوادهی برای سرکوب رشد باکتری های رشته ای.
افزودن عوامل اکسید کننده مانند کلر برای از بین بردن باکتری های رشته ای (کلر سایر باکتری ها را نیز می کشد) .
 شناسایی باکتری های رشته ای کف در تصفیه فاضلاب
شناسایی سنتی باکتری های رشته ای به مورفولوژی آنها در زیر میکروسکوپ متکی است. با این حال، بسیاری از باکتری های رشته ای ممکن است مورفولوژی قابل تشخیص نداشته باشند، بنابراین، شناسایی بر اساس ژن های 16S یا 23S rRNA ترجیح داده می شود. گروه نیلسن از دانمارک پروتکل نفوذپذیری موثرتری را برای هیبریداسیون درجا فلورسانس (FISH) ایجاد کرد که می‌تواند هیبریداسیون را افزایش داده و سیگنال قوی‌تری تولید کند. آنها مطالعات مختلف اکوفیزیولوژی را بر روی باکتری های رشته ای مختلف از کف و نمونه لجن فعال با استفاده از MAR-FISH  انجام دادند. سایر تکنیک‌های مبتنی بر 16S مانند PCR-DGGE نیز در تشخیص باکتری‌های رشته‌ای به کار گرفته شد.

توسعه مواد شیمیایی موثر کف سازی-کنترل
مواد شیمیایی اکسید کننده معمولی مانند کلر که برای از بین بردن باکتری های رشته ای استفاده می شود، روی رشد باکتری های دیگر در لجن فعال نیز تأثیر می گذارد.

برای کنترل باکتری های رشته ای مورد نظر مواد شیمیایی بیشتری وجود دارد.

پلی آلومینیوم کلرید (PAX-14) در کنترل کف ایجاد شده توسط M. parvicella موثر بود. افزودن PAX-14 بر عملکرد نیتریفیکاسیون و حذف COD تأثیری نداشت. با این حال، مکانیسم PAX-14 در کنترل M. parvicella هنوز مشخص نیست.

مکانیسم کف در تصفیه فاضلاب
پتروفسکی  نقش سورفکتانت در کف کردن را بر اساس داده‌های 65 Mycolata کف کننده از نزدیک بررسی کرد. آنها دریافتند که تئوری شناورسازی را می توان در توضیح نقش سورفکتانت در کف کردن لجن فعال به کار برد. Mycolata بدون سورفکتانت می‌تواند کف تولید کند، در حالی که حضور سورفکتانت بدون ذرات آبگریز باعث ایجاد کف ناپایدار می‌شود. آنها همچنین دریافتند که Bacillus subtilis، که معمولاً از کف قابل کشت است، می‌تواند با تولید سورفکتانت سطحی، نقش مهمی در تشکیل کف داشته باشد.

تماس باما

نیتریفیکاسیون Nitrification
حذف نیتروژن با نیتریفیکاسیون بیولوژیکی و نیترات زدایی یک فرآیند دو مرحله ای است. نیتریفیکاسیون زیستی تبدیل یا اکسیداسیون یون های آمونیوم توسط باکتریهای نیتروزوموناس به یونهای نیتریت و سپس توسط باکتریهای نبتروباکتر به یون های نیترات میباشد. 

طی اکسیداسیون یون های آمونیوم و نیتریت، اکسیژن به همراه گروهی از باکتری ها موسوم به باکتری های ازت خوار فعالیت دارند. در واقع اصطلاح نیتریفیکاسیون مربوط به تبدیل یا اکسیداسیون آمونیاک به نیترات است.

همانطور که گفته شد این فرایند از طریق باکتری های نیترات انجام می شود که اختصاصی می باشند و با اکسیداسیون آمونیاک انرژی بدست می آورند. به این دسته از ارگانیسم ها شیمیواتوتروف می گویند.  این ارگانیسم ها بوسیله اکسیداسیون شیمیایی انرژی بدست می آورند و به اصطلاح خود تغذیه ای هستند زیرا به مواد آلی که از قبل تشکیل شده نیاز ندارند.

هدف از نیتریفیکاسیون:
تأثیر آمونیاک بر دریافت اکسیژن آب با توجه به غلظت DO و ایجاد سمیت برای ماهی ها
نیاز به حذف نیتروژن برای کنترل اوتروفیکاسیون (باکتریهای اتوتروف هوازی مسئول نیتریفیکاسیون در فرآیندهای لجن فعال و بیوفیلم است)
نیاز به ارائه کنترل نیتروژن برای کاربردهای استفاده مجدد از آب از جمله تغذیه آب زیرزمینی
حداکثر غلظت مجاز برای نیتروژن نیترات 45 میلی گرم در لیتر به عنوان نیترات یا 10 میلی گرم در لیتر به عنوان نیتروژن است.
غلظت کل نیتروژن آلی و آمونیاکی در فاضلاب شهری در محدوده 25 تا 45 میلی گرم در لیتر به عنوان نیتروژن بر اساس دبی 450 لیتر برای هر نفر در روز
 
فرآیند نیتریفیکاسیون
فرآیند نیتریفیکاسیون در تصفیه فاضلاب هم در فرآیندهای رشد معلق و هم در فرآیندهای بیولوژیکی رشد پیوسته انجام می شود.

فرآیندهای رشد معلق
نیتریفیکاسیون همراه با حذف BOD در فرآیند تک لجن قابل دستیابی است که شامل مخزن هوادهی، زلال ساز و سیستم بازیافت لجن است.

در صورت وجود مواد سمی و بازدارنده در فاضلاب، سیستم رشد معلق دو لجن ممکن است در نظر گرفته شود که از دو مخزن هوادهی و دو زلال کننده به صورت سری تشکیل شده است. اولین مخزن هوادهی/واحد شفاف کننده در SRT کوتاه برای حذف BOD و مواد سمی، به دنبال آن نیتریفیکاسیون در مخزن هوادهی/واحد زلال ساز دوم که در SRT طولانی بکار گرفته می شود، کار می کند. رشد باکتری های نیتریفیک بسیار کندتر از باکتری های هتروتروف است.

فرآیندهای رشد پیوست شده
برای نیتریفیکاسیون، بیشتر BOD باید قبل از ایجاد موجودات نیتریفیک کننده حذف شود
باکتری‌های هتروتروف بازده زیست توده بالاتری دارند و بر سطح سیستم‌های فیلم ثابت نسبت به باکتری‌های نیتریفیک مسلط هستند.
نیتریفیکاسیون در راکتور رشد متصل پس از حذف BOD یا در سیستم رشد متصل جداگانه طراحی شده برای نیتریفیکاسیون انجام می شود.
نرخ نیتریفیکاسیون برای فرآیندهای رشد پیوسته بیشتر از فرآیندهای رشد معلق است. فرآیندهای رشد پیوسته معمولاً مواد جامد معلق بیشتری را در پساب نسبت به فرآیندهای رشد معلق حمل می‌کنند.

نیتریفیکاسیون[/caption]میکروبیولوژی نیتریفیکاسیون
باکتری های اتوتروف هوازی مسئول نیتریفیکاسیون در لجن فعال و فرآیندهای بیوفیلم هستند.
فرآیند دو مرحله‌ای در نیتراتاسیون شامل دو گروه باکتری است. مرحله اول، آمونیاک توسط یک گروه (Nitrosomonas) به نیتریت اکسید می شود و مرحله دوم، نیتریت توسط گروه دیگری از باکتری های اتوتروف (Nitrobacter) به نیترات اکسید می شود.
سایر باکتری های اتوتروف برای اکسیداسیون آمونیاک به نیتریت (پیشوند با Nitroso-): نیتروسوکوکوس، نیتروزوسپیرا، نیتروزولوبوس و نیتروسوروبریو
سایر باکتری های اتوتروف برای اکسیداسیون نیتریت به نیترات (پیشوند با Nitro-): نیتروکوکوس، نیتروسیرا، نیتروسپینا و نیتروئیستیس
عوامل موثر بر فرآیند نیتریفیکاسیون
عوامل محیطی: pH
فرآیند نیتریفیکاسیون در تصفیه فاضلاب به pH حساس است و در مقادیر pH زیر 6.8 به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
نرخ نیتریفیکاسیون بهینه در مقادیر pH در محدوده 7.5-8.0 رخ می دهد. pH از 7.0 تا 7.2 به طور معمول استفاده می شود.
آبهای کم قلیایی نیاز به قلیایی بودن برای حفظ مقادیر pH قابل قبول دارند.
مقدار قلیائیت اضافه شده بستگی به غلظت اولیه قلیایی و مقدار NH4-N برای اکسید شدن دارد.
قلیاییت به شکل آهک، خاکستر سودا، بی کربنات سدیم یا هیدروکسید منیزیم اضافه شده است.
عوامل محیطی: سمیت
نیتریفایرها شاخص های خوبی برای حضور ترکیبات سمی آلی در غلظت های پایین هستند.
ترکیبات سمی عبارتند از: حلال مواد شیمیایی آلی، آمین ها، پروتئین ها، تانن ها، ترکیبات فنلی، الکل ها، سیانات ها، اترها، کاربامات ها و بنزن.

عوامل محیطی: فلزات
مهار کامل اکسیداسیون آمونیاک در 0.25 میلی گرم در لیتر نیکل، 0.25 میلی گرم در لیتر کروم و 0.10 میلی گرم در لیتر مس
عوامل محیطی: آمونیاک یونیزه نشده
نیتریفیکاسیون نیز توسط آمونیاک غیر یونیزه (NH3) یا آمونیاک آزاد و اسید نیتروژن غیریونیزه (HNO2) مهار می شود.
اثرات بازدارندگی به غلظت گونه های نیتروژن کل، دما و pH بستگی دارد.

دنیتریفیکاسیون :Denitrification
به اصطلاح احیای بیولوژیکی نیترات به اکسید نیتریک، اکسید نیترو و گاز نیتروژن دنیتریفیکاسیون می گوییم.دنیتریفیکاسیون نوعی تنفس بی هوازی که توسط گونه های سودوموناس ، تیوباسیلوس و پاراکوکوس انجام می شود. دنیتریفیکاسیون برای احیاء نیترات را تا حد نیتریت پیش می رود و از آنزیم نیترات ردوکتاز استفاده کرده که در حضور اکسیژن کارایی ندارد.‌

فرایند دنیتریفیکاسیون
دنیتریفیکاسیون فرآیندی است که طی آن بوسیله میکروارگانیسم ها نیترات به ترکیبات گازی مانند؛ اکسید نیتریک، اکسید نیترو و نیتروژن تبدیل می شود.

زمانی که چندین نوع باکتری بر روی مواد آلی در شرایط غیر هوازی قرار داشته باشند این فرایند را انجام می دهند. زیرا در هنگام عدم وجود اکسیژن برای تنفس معمولی هوازی آنها بجای اکسیژن از نیترات به عنوان آخرین پذیرنده الکترون استفاده می کنند. این مرحله را اصطلاحأ تنفس غیر هوازی می نامیم. در تنفس هوازی مانند انسان مولکول های آلی اکسید می شوند تا انرژی بدست آید و اکسیژن به آب احیاء شود. زمانی که اکسیژن وجود ندارد هر گونه ماده قابل احیاء همانند نیترات می تواند همان نقش اکسیژن را داشته باشد و به نیتریت، اکسید نیتریک، اکسید نیترو احیاء شود.

بنابراین شرایطی که طی آن ارگانیسم ها دنیتریفیکاسیون را انجام می دهند عبارتند از:

وجود مواد آلی قابل اکسید شدن،
عدم وجود اکسیژن و قابلیت دسترسی به منابع نیتروژن قابل احیاء.
در این فرایند مخلوطی از محصولات کاری نیتروژن دار تولید می شود. این موضوع بدلیل آن است که در تنفس غیر هوازی از نیترات، نیتریت، اکسید نیتریک و اکسید نیترو به عنوان پذیرنده الکترون استفاده می شود. فرآیند دنیتریفیکاسیون در تصفیه فاضلاب جز تکمیل کننده حذف بیولوژیکی نیتروژن است که شامل نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون می باشد. زمانی که در باره وقوع اوتروفیکاسیون نگرانی وجود داشته باشد و یا در مواردی که آب زیرزمینی باید در مقابل افزایش غلظت نیترات ناشی از تغذیه سفره های آب زیرزمینی با پساب محافظت شود، حذف بیولوژیکی نیتروژن در تصفیه خانه های فاضلاب انجام می شود. حذف نیترات در فرآیندهای بیولوژیکی به دو روش انجام می شود که به شرح زیر می باشد:

حذف سنتزی:
احیای نیترات به روش حذف سنتزی شامل احیای نیترات به آمونیاک برای استفاده در سنتز سلولی است. این فرایتد زمانی رخ می دهد که یون آمونیوم وجود نداشته باشد.

حذف غیرسنتزی
احیای نیترات به روش حذف غیرسنتزی یا دنیتریفیکاسیون بیولوژیکی با زنجیره تنفسی انتقال الکترون همراهی می کند و نیترات یا نیتریت بعنوان الکترون گیرنده برای اکسیداسیون انواع گوناگون الکترون دهنده های آلی و معدنی مورد استفاده قر ار می گیرد.

تماس با ما:

تماس باما

تاریخچه تصفیه آب

درباره ی تاریخچه تصفیه آب چه می دانید؟ آیا می دانستید که تصفیه آب به ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد برمی گردد؟ در این پست، توسعه روش‌شناسی تصفیه آب را از منشأ آن، در طول اعصار و تا عصر مدرن دنبال می‌کنیم. ما از جوشاندن و صاف کردن آب آشامیدنی خود فاصله زیادی گرفته ایم.

عکس قناتی که در زیرساخت های تصفیه آب باستانی استفاده می شد را در زیر مشاهده میکنید:

از آنجایی که ما هنوز مناطقی از جهان داریم که قادر به تامین آب سالم برای جمعیت خود نیستند، ممکن است به نظر برسد که تصفیه آب یک توسعه نسبتاً جدید و مدرن است. تصور اینکه مردم هزاران سال پیش از آب با درجه خلوصی که امروزه می توانیم به دست آوریم لذت ببرند، سخت است. با این حال، در حالی که روش ها تغییر کرده اند، تصفیه آب سابقه ای به هزاران سال پیش دارد.

بیایید توسعه تصفیه آب را از مبدأ آن، از طریق توسعه شیوه های جدید و مدرن ردیابی کنیم.

تاریخچه تصفیه آب از دوران باستان شروع شده است:
نوشته‌های یونان باستان و سانسکریت مربوط به ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح، روش‌هایی را برای تصفیه آب توصیه می‌کنند. حتی در آن زمان، مردم می‌دانستند که آب را می‌توان با گرما تصفیه کرد، و تصفیه شن و ماسه، جوشاندن و صاف کردن را انجام می‌دادند.

انگیزه اصلی آنها در انجام این کار این بود که طعم آب را بهتر کنند، زیرا آنها هنوز نمی توانستند بین آب تمیز و آب کثیف تمایز قائل شوند. آنها می دانستند که سعی می کنند کدورت آب را کاهش دهند، اما چیز زیادی در مورد آلودگی شیمیایی یا میکروارگانیسم ها نمی دانستند.

اصل انعقاد در تاریخچه تصفیه آب
اولین بار مصری ها اصل انعقاد را در حدود 1500 سال قبل از میلاد کشف کردند. آنها از زاج برای رسیدن به نشست ذرات معلق استفاده کردند، همانطور که روی دیوار مقبره آمنوفیس دوم و رامسس دوم نشان داده شده است.

بقراط

بقراط برای اولین بار شروع به کشف خواص درمانی آب در حدود 500 سال قبل از میلاد کرد. او غربال آب را اختراع کرد و آستین بقراطی(Hippocratic sleeve)، اولین فیلتر کیسه ای را ایجاد کرد. این اختراع اخیر توانست رسوباتی را که به آب مزه یا بوی بدی می‌داد از بین ببرد.

بین 300 تا 200 قبل از میلاد، روم شروع به ساخت قنات های خود کرد و ارشمیدس پیچ آب(Water screw) خود را اختراع کرد.

قنات ها در تاریخچه تصفیه آب
در قرن هفتم قبل از میلاد، آشوری ها اولین سازه را برای انتقال آب ساختند، سازه ای به ارتفاع 32 فوت و طولی نزدیک به 100 فوت که آب را نزدیک به 50 مایل از یک دره به نینوا می رساند.

رومی‌ها بعداً خودشان شروع به ساختن بسیاری از این سازه‌ها کردند و آنها را قنات نامیدند که از واژه‌های لاتین «آب» و «سرب» است. قنات ها سازه های پیچیده ای بودند که تنها با استفاده از نیروی گرانش آب را برای مسافت های طولانی منتقل می کردند. آنها شهرهای بزرگ و مناطق صنعتی امپراتوری روم را تامین کردند.

رم به تنهایی یازده مورد از این قنات ها را ساخت و بیش از 250 مایل از آنها را در طول 500 سال ساخت. بیشتر آنها در زیر زمین ساخته شدند تا از آلودگی و جنگ در امان باشند. آنها روزانه بیش از 250 میلیون گالن آب را به رم می‌رسانند و بسیاری از آنها هنوز در اسپانیا، ترکیه، آلمان و فرانسه هستند. امروزه بسیاری از تکنیک های مورد استفاده در این قنات ها برای ساخت سیستم های حمل و نقل آب مدرن مورد استفاده قرار می گیرند.

پیچ آب
پیچ آب، پیشرو بسیاری از پمپ های صنعتی امروزی.

مهندس سبز ارشمیدس بین 287 تا 212 قبل از میلاد زندگی می کرد. یکی از اختراعات او ماشینی بود برای رساندن آب به سطح بالاتر از یک حجم کم آب. این به شکل یک پیچ بسیار بزرگ در داخل یک لوله توخالی است که آب را به بالا پمپ می کند.

پیچ ارشمیدس در ابتدا برای حذف آب از آب‌ها و معادن کشتی و همچنین برای کمک به آبیاری زمین‌های کشاورزی استفاده می‌شد. طراحی او هنوز برای انتقال آب به مناطق مرتفع امروزی، مانند شهر هلندی Zoetermeer استفاده می شود. مهمتر از آن، به عنوان پایه ای برای بسیاری از پمپ های صنعتی مدرن عمل می کند.

تصفیه آب پس از محو شدن دوباره متولد می شود

نمک زدایی
سر فرانسیس بیکن در سال 1627، زمانی که آزمایش هایی را در مورد نمک زدایی آب دریا آغاز کرد، پیشرفت روش های تصفیه آب را دوباره آغاز کرد. او سعی کرد از فیلتر شنی برای فیلتر کردن نمک از آب شور استفاده کند. آزمایش او موفقیت آمیز نبود، اما او زمینه را برای مشارکت سایر دانشمندان در این زمینه فراهم کرد.

اولین فیلترهای آب در تاریخچه تصفیه آب
محققان اولین فیلترهای آب متشکل از زغال چوب، پشم و اسفنج برای مصارف خانگی در سال 1700 ساختند. سپس رابرت تام اولین تصفیه خانه آب شهری را در سال 1804 در اسکاتلند طراحی کرد. تصفیه در آنجا از فیلتر شنی آهسته استفاده کرد و آنها آب را با گاری اسبی توزیع کردند. لوله های آب سه سال بعد نصب شد و این ایده مطرح شد که همه باید به آب آشامیدنی سالم دسترسی داشته باشند. متأسفانه، این هنوز در همه جای دنیا حتی تا به امروز به واقعیت تبدیل نشده است.

سپس، در سال 1854 محققان دریافتند که اپیدمی وبا از طریق آب سرایت می‌کند و شیوع آن در مناطقی که فیلترهای شنی داشتند، شدت کمتری داشته است. جان اسنو متوجه شد که علت آن آلودگی آب فاضلاب به پمپ آب است و از کلر برای تصفیه آن استفاده کرد. این به ایجاد عمل ضد عفونی آب و کلرزنی کمک کرد.

آب بو و طعم خوبی داشت، بنابراین این زمانی بود که آنها متوجه شدند که این برای تضمین ایمنی آب کافی نیست. در نتیجه، شهرها شروع به نصب فیلترهای آب شهری کردند و مقررات دولتی آب شروع به عادی شدن کرد.

تصفیه آب به مدرنیته پیشرفت می کند

فیلترهای شنی
آمریکا در دهه 1890 شروع به ساخت فیلترهای شنی بزرگ کرد. فیلتر شنی سریع از فیلتر شنی آهسته بهتر عمل کرد و آنها از یک جریان جت برای تمیز کردن فیلتر و بهبود ظرفیت آن استفاده کردند. محققان همچنین دریافتند زمانی که ابتدا آب را با انعقاد و ته نشینی تصفیه کنید، فیلتراسیون بهتر عمل می کند. در همان زمان، کلرزنی آب گسترده تر شد و بیماری های ناشی از آب مانند وبا و حصبه کمتر مورد توجه قرار گرفتند.

کلر زنی
مدت زیادی نگذشته بود که کلرزنی عوارض جانبی منفی را آشکار کرد. تبخیر کلر با بیماری های تنفسی مرتبط بود و کارشناسان شروع به جستجوی جایگزین کردند. هیپوکلریت کلسیم و کلرید آهن برای اولین بار در بلژیک در سال 1902 و ازن برای اولین بار در فرانسه در سال 1906 استفاده شد. مردم همچنین شروع به استفاده از فیلترهای آب خانگی کردند تا از اثرات منفی کلر خود جلوگیری کنند.

نرم کننده آب
نرم کننده آب در سال 1903 برای نمک زدایی آب اختراع شد. سپس در سال 1914 استانداردهایی بر اساس رشد کلیفرم برای آب آشامیدنی در ترافیک عمومی اجرا شد. با این حال، تا دهه 1940 بود که این استانداردهای آب در منابع آب شهری اعمال شد. از آنجا، سی سال دیگر قبل از قانون آب پاک در سال 1972 و قانون آب آشامیدنی سالم در سال 1974 بود که این اصل را ایجاد کرد که همه حق دارند از آب سالم برخوردار باشند.

آلودگی صنعتی
این همچنین زمانی بود که نگرانی های عمده بهداشت عمومی در مورد آب آشامیدنی از باکتری های بیماری زا به آلاینده های مصنوعی مانند آفت کش ها، مواد شیمیایی و لجن صنعتی تغییر مکان داد. مقررات جدید به آلودگی آب و ضایعات ناشی از فرآیندهای صنعتی می‌پردازد و تصفیه خانه‌های آب با تهدیدات جدید سازگار شده‌اند. آنها تکنیک های جدیدی از جمله جذب کربن فعال، هوادهی و لخته سازی را به کار گرفتند.

در دهه 1980، محققان اولین غشاها را برای سیستم های اسمز معکوس ساختند. بلافاصله پس از آن، کارخانه های تصفیه آب به طور منظم ارزیابی خطر آب را آغاز کردند.

امروزه بیشتر آزمایش‌ها در تصفیه آب بر کاهش اثرات ضدعفونی کلر مانند تشکیل تری هالومتان و خوردگی لوله‌های آب مبتنی بر سرب متمرکز است.

تماس با ما:

تماس باما

نمک زدایی آب دریا

بیش از 97 درصد آب روی زمین به دلیل شوری برای مصرف انسان نامناسب است. اکثریت قریب به اتفاق (حدود 99٪) از این آب دریا است، و بیشتر مابقی آن را آب های زیرزمینی شور تشکیل می دهد .نمک زدایی آب شور نوید منابع آبی تقریباً نامحدود را برای تمدن های بشری در مناطق ساحلی دارد.

با این حال، تصفیه آب دریا گران و انرژی بر است و اغلب اثرات نامطلوب زیادی بر اکوسیستم دارد.

با وجود این اشکالات، نمک زدایی می تواند یک انتخاب تکنولوژیکی مناسب در تنظیمات خاص باشد.

پیشرفت های تکنولوژیکی همچنان باعث کاهش هزینه های اقتصادی و زیست محیطی نمک زدایی می شود (WHO، 2007).

تکامل تکنولوژیکی: قابل اجرا بودن مستقیم (ده ها کارخانه نمک زدایی در حال حاضر در ژاپن در حال فعالیت هستند)
نیازهای موجود: نیاز به کاهش اثرات خشکسالی در مناطقی که ممکن است به دلیل تغییرات آب و هوایی دچار خشکسالی شوند. این نیازها به ویژه در جزایر کوچک و جاهایی که منابع آب شیرین محدودی دارند زیاد است.
اثرات سازگاری: تأمین منابع آب برای مقابله با خشکسالی ناشی از تغییرات آب و هوایی
نمای کلی و ویژگی ها
سه روش برای نمک زدایی وجود دارد:
تبخیر: روشی برای به دست آوردن آب شیرین با تراکم بخار حاصل از تبخیر آب دریا.
اسمز معکوس: روشی برای به دست آوردن آب شیرین با فیلتر کردن آب دریا تحت فشار با استفاده از یک غشای نیمه تراوا که آب دریا نمی تواند از آن عبور کند.
الکترودیالیز: روشی برای به دست آوردن آب شیرین با استفاده از غشاء مخصوصی که می تواند آب دریا را به ماده رقیق و غلیظ جدا کرده و سپس آب شیرین را از ماده رقیق استخراج کند. این در مرحله تحقیقات تجربی است
کارخانه های نمک زدایی در خاورمیانه و منطقه مدیترانه در حال معرفی هستند و به ویژه روش اسمز معکوس به سرعت در حال گسترش است.

[caption id="attachment_3999" align="alignnone" width="750"] نمک زدایی با روش اسمز معکوس[/caption]توضیح نمک زدایی آب دریا
نمک زدایی آب دریا فرآیندی است که در آن نمک و سایر اجزای تشکیل دهنده برای تولید آب خالص حذف می شود. تقریباً 75 میلیون نفر در سراسر جهان به نمک‌زدایی متکی هستند.

انتظار می‌رود که این تعداد افزایش یابد زیرا منابع آب شیرین توسط رشد جمعیت تحت فشار قرار می‌گیرند . در نتیجه میلیون‌ها نفر دیگر به شهرهای ساحلی با منابع آب شیرین ناکافی نقل مکان می‌کنند .

نمک زدایی بیشترین کاربرد را در مناطق خشک دارد. بیش از نیمی از ظرفیت (حجم) نمک زدایی جهان در خاورمیانه و شمال آفریقا قرار دارد.

آب دریا بیش از 50 درصد از منابع آب شیرین کن در سراسر جهان را تشکیل می دهد. با این حال، تا سال 2005 در ایالات متحده، تنها 7 درصد از کارخانه های نمک زدایی از آب دریا استفاده می کردند.

آب های شور اکثریت آب های منبع برای نمک زدایی را تشکیل می دهند . بیشتر مابقی آن را آب رودخانه ها و فاضلاب تشکیل می دهند .

دو جریان آب از نمک زدایی حاصل می شود:
(1)  آب محصول خالص
(2)جریان زباله یا آب نمک با غلظت بالا
روش‌های اصلی نمک‌زدایی به دو دسته تقسیم می‌شوند: فرآیندهای حرارتی (شکل 1) و فرآیندهای غشایی (شکل 2).
عملیات حرارتی از گرما برای تبخیر آب استفاده می‌کند . نمک‌های محلول یا جریان زباله را پشت سر می‌گذارد و آن را از آب خالص جدا می‌کند.
فرآیندهای غشایی از اسمز معکوس و فشار بالا استفاده می کنند تا آب شور را از فیلترهای بسیار ظریف و متخلخل عبور دهند. نمک ها را حفظ می کنند و آب خالص را در یک طرف غشاء و جریان زباله را در طرف دیگر باقی می گذارند.
 بخش عمده ای از آب زمین در دریاها و اقیانوس ها یافت می شود. نمک زدایی فرصتی را برای جوامع ساحلی ایجاد می کند تا به منابع آب شیرین تقریبا نامحدود دسترسی داشته باشند.
علاوه بر این، می توان از تکنیک های نمک زدایی برای تصفیه آب شور در مناطقی که آب دریا نفوذ می کند، استفاده کرد. با توجه به سازگاری با تغییرات اقلیمی، این یک منبع حیاتی برای مناطقی است که منابع آب شیرین موجود دیگر نمی‌تواند از جمعیت محلی پشتیبانی کند .

شکل 1

شکل2

نمک زدایی حرارتی
فرآیندهای نمک‌زدایی حرارتی معمولاً از گرما برای تبخیر آب استفاده می‌کنند و اجزای محلول را پشت سر می‌گذارند.  طی فرایندی بخار آب متراکم شده و  آب  بدست می اید. تقطیر ساده ترین  فرآیندهای حرارتی است و بهره وری انرژی این فرآیند ساده رو به بهبود می باشد .

تقطیر
رایج ترین فرآیند نمک زدایی حرارتی امروزه تقطیر چند مرحله ای فلاش (MSF) است. در سال 2005، MSF 36 درصد از نمک‌زدایی در سراسر جهان را تشکیل می‌دهد (شکل 3). MSF کارایی انرژی تقطیر ساده را با استفاده از یک سری محفظه‌های کم فشار، بازیافت گرمای اتلاف، بهبود می‌بخشد و در برخی موارد، می‌تواند با استفاده از گرمای اتلاف یک نیروگاه مجاور با راندمان بالاتری کار کند.

تبخیر
تبخیر با اثر چندگانه (MEE) (همچنین به عنوان تقطیر با اثر چندگانه شناخته می شود) فرآیند حرارتی دیگری است که از محفظه های کم فشار استفاده می کند. دستیابی به کارایی بسیار بیشتر در MEE نسبت به MSF امکان پذیر است. با این حال، MEE آنقدر محبوب نیست (شکل 3 را ببینید) زیرا طرح های اولیه با پوسته پوسته شدن مواد معدنی مواجه بودند.

طرح های جدیدتر پوسته پوسته شدن مواد معدنی را کاهش داده اند و MEE در حال افزایش محبوبیت است . برای عملیات های کوچکتر با نیاز به حجم حدود 3000 متر مکعب در روز، تقطیر فشرده سازی بخار (VCD) می تواند یک گزینه تقطیر حرارتی مناسب باشد.

VCD از نظر فنی یک فرآیند ساده، قابل اعتماد و کارآمد است که برای استراحتگاه ها، صنایع و مکان های کاری که در آن آب شیرین کافی در دسترس نیست، محبوب است .

نمک زدایی غشایی
فرآیندهای نمک‌زدایی غشایی از فشار بالا استفاده می‌کنند تا مولکول‌های آب را از طریق منافذ بسیار کوچک (سوراخ‌ها) وارد کنند در حالی که نمک‌ها و سایر مولکول‌های بزرگ‌تر را حفظ می‌کنند. اسمز معکوس (RO) پرکاربردترین فناوری نمک‌زدایی غشایی است و در سال 2005 46 درصد از ظرفیت نمک‌زدایی جهانی را به خود اختصاص داده است (شکل 3).

نام این فرآیند از این واقعیت ناشی می شود که از فشار برای هدایت مولکول های آب در سراسر غشاء در جهتی بر خلاف جهت حرکت طبیعی آنها به دلیل فشار اسمزی استفاده می شود. از آنجایی که باید بر فشار اسمزی غلبه کرد، انرژی مورد نیاز برای هدایت مولکول‌های آب در سراسر غشا مستقیماً با غلظت نمک مرتبط است.

RO
بنابراین، RO اغلب برای آب های شور استفاده می شود که غلظت نمک کمتری دارند و در سال 1999، تنها 10 درصد از نمک زدایی آب دریا در سراسر جهان را به خود اختصاص داده است .

با این حال، بهره وری انرژی و اقتصاد RO با توسعه غشاهای پلیمری بادوام تر، بهبود مراحل پیش تصفیه و اجرای دستگاه های بازیابی انرژی به طور قابل توجهی بهبود یافته است. در بسیاری از موارد، RO در حال حاضر مقرون به صرفه تر از روش های حرارتی برای تصفیه آب دریا است.

نمک زدایی توسط چهار فرآیند حرارتی و غشایی که در بالا مورد بحث قرار گرفت نشان داده می شود 90 درصد از حجم جهانی را دربرمی گیرد.

سایر فرآیندهای نمک زدایی عبارتند از: الکترودیالیز، انجماد، تقطیر خورشیدی، هیبریدی (حرارتی/غشایی/نیروی)، و سایر فناوری های نوظهور (شکل 3).

شکل3

الکترودیالیز
الکترودیالیز (ED) از جریان برای حذف یون‌ها از آب استفاده می‌کند. برخلاف فرآیندهای غشایی و حرارتی که در بالا توضیح داده شد، ED نمی تواند برای حذف مولکول های بدون بار از آب منبع استفاده شود (Miller, 2003). نمک زدایی آب با انجماد در دمای کمی کمتر از 0 درجه سانتی گراد نیز امکان پذیر است، اما این کار شامل مراحل پیچیده ای برای جداسازی فاز جامد و مایع است و معمولاً انجام نمی شود.

با این حال، در آب و هوای سرد، چرخه های طبیعی انجماد-ذوب برای تصفیه آب با هزینه های رقابتی با RO مهار شده است . علاقه به برداشت انرژی خورشیدی منجر به پیشرفت قابل توجهی در فرآیندهای تقطیر خورشیدی شده است.

نمک زدایی هیبریدی
نمک‌زدایی هیبریدی که فرآیندهای حرارتی و غشایی را ترکیب می‌کند و معمولاً به موازات یک تأسیسات تولید برق عمل می‌کند، یک فناوری نوظهور امیدوارکننده است که با موفقیت اجرا شده است .

غشاهای نانوفیلتراسیون (NF) نمی‌توانند شوری آب دریا را تا حد قابل شرب کاهش دهند، اما برای تصفیه آب‌های شور استفاده شده‌اند. غشاهای NF در صورت همراه شدن با RO یک مرحله پیش تصفیه محبوب هستند.

پیشرفت در فناوری نمک‌زدایی افزایشی بوده است که منجر به بهبود مداوم در بهره‌وری انرژی، دوام و کاهش بهره‌برداری و نگهداری در بسیاری از فناوری‌ها شده است.

با این حال، فناوری های جدید در تحقیق و توسعه به طور بالقوه می تواند منجر به پیشرفت های بزرگ شود. این فناوری های نوظهور شامل نانو لوله ها ، غشاهای پیشرفته الکترودیالیز و غشاهای بیومیمتیک هستند.

نمک‌زدایی آب دریا چه زمانی مؤثر است؟
نمک‌زدایی آب دریا زمانی مؤثر است که در بخش‌های آبی با سیاست‌های قوی آب، منابع آبی مشخص و تقاضا، و تخصص فنی قوی اجرا شود. با توجه به بودجه و تقاضای محلی برای منابع آب شیرین، گزینه‌های متعددی برای نیروگاه‌های نمک‌زدایی، روش‌های تصفیه آب و منابع انرژی بالقوه برای نمک‌زدایی (مانند انرژی جایگزین مانند باد) وجود دارد.

ویژگی های آب شور مانند شوری، دما، سطح عمومی آلودگی و غیره در انتخاب تکنولوژی تاثیر زیادی دارد. به عنوان مثال، فرآیندهای غشایی برای آب شور، که معمولاً غلظت نمک کمتری دارد، مناسب‌تر هستند.

ممکن است قبل از شروع فرآیندهای نمک‌زدایی، پیش تصفیه (مثلاً میکروفیلتر کردن جلبک‌ها از آب دریا) مانند فرآیندهای رسوب‌گذاری پیشرفته برای جریان زباله (از جمله خنک‌سازی در صورت لزوم) مورد نیاز باشد.

مزایای نمک زدایی آب دریا
نمک زدایی می تواند تا حد زیادی به سازگاری با تغییرات آب و هوایی کمک کند، در درجه اول از طریق تنوع بخشیدن به منابع آب و انعطاف پذیری در برابر تخریب کیفیت آب می تواند کمک کننده باشد.زمانی که منابع آب فعلی از نظر کمی یا کیفیت ناکافی باشند، تنوع بخشیدن به تامین آب می تواند منابع جایگزین یا مکمل آب را فراهم کند.
فن‌آوری‌های نمک‌زدایی همچنین انعطاف‌پذیری را در برابر تخریب کیفیت آب فراهم می‌کنند، زیرا معمولاً می‌توانند آب محصول بسیار خالص را حتی از آب‌های منبع بسیار آلوده تولید کنند.
افزایش تاب آوری در برابر کاهش سرانه آب شیرین یکی از چالش های کلیدی سازگاری با تغییرات آب و هوایی است. هم خشکسالی کوتاه مدت و هم روندهای اقلیمی بلندمدت کاهش بارندگی می تواند منجر به کاهش سرانه آب در دسترس شود. این روندهای اقلیمی به موازات رشد جمعیت، تغییر کاربری اراضی و کاهش آب های زیرزمینی رخ می دهند. بنابراین، کاهش سریع در دسترس بودن سرانه آب شیرین محتمل است.
دسترسی به منبع کافی آب شیرین برای مصارف شرب، خانگی، تجاری و صنعتی برای سلامت، رفاه و توسعه اقتصادی ضروری است (WHO، 2007)، و نمک زدایی می تواند دسترسی به آب را برای مناطق بالقوه تحت تنش آبی یا خشک فراهم کند. در بسیاری از تنظیمات، فرآیندهای نمک‌زدایی می‌توانند دسترسی به آب‌های شور فراوانی را که قبلاً غیرقابل استفاده بوده‌اند، فراهم کنند.
به دلیل کیفیت بالای آب خروجی، آب آشامیدنی سالم را تامین می کند. همچنین می تواند برای سایر بخش ها مانند صنایعی که به منابع آب بسیار خالص مانند داروسازی نیاز دارند، آب تامین کند.
معایب نمک زدایی آب دریا
اشکالات عمده فرآیندهای نمک زدایی فعلی شامل هزینه ها، انرژی مورد نیاز و اثرات زیست محیطی است.

اثرات زیست محیطی شامل دفع جریان زباله متمرکز و اثرات آبگیری و خروجی بر روی اکوسیستم های محلی است.

با وجود این اشکالات، انتظار می رود که استفاده از نمک زدایی در قرن بیست و یکم به طور گسترده افزایش یابد، در درجه اول به دو دلیل. تحقیق و توسعه ادامه خواهد داد تا نمک‌زدایی انرژی کمتری داشته باشد، از نظر مالی رقابتی‌تر و از نظر زیست‌محیطی بی‌خطرتر شود.

افزایش تقاضا: رشد جمعیت، توسعه اقتصادی و شهرنشینی منجر به افزایش سریع تقاضا برای تامین آب در مناطق ساحلی و سایر مناطق با دسترسی به آب های شور می شود.

نیازهای انرژی زیاد فرآیندهای نمک‌زدایی فعلی به انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کند و می‌تواند تلاش‌های کاهش تغییرات آب و هوایی را متوقف کند.

موانع نمک زدایی آب دریا
اثرات جریان ضایعات متمرکز بر اکوسیستم ها و تأثیر ورودی آب دریا بر زندگی آبزیان.
نمک زدایی اگرچه با پیشرفت های تکنولوژیکی اخیر در حال بهبود است. اما به دلیل غلظت بالای نمک های ضایعاتی و آثار شیمیایی می تواند اثرات منفی بر محیط زیست داشته باشد .
روش‌های نمک‌زدایی نسبتاً گران هستند و به انرژی زیادی نیاز دارند. اگرچه امکانات فزاینده‌ای برای استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند کوپلینگ نمک‌زدایی خورشیدی یا بادی وجود دارد.
کشورهای در حال توسعه که اغلب بیشترین نیاز به آب شیرین را دارند، ممکن است نتوانند از نمک‌زدایی استفاده کنند.زیرا بهترین فرصت‌ها برای اجرای آن در بخش‌های آب با مدیریت خوب با سیاست‌های آب شفاف است.
استفاده بهینه مستلزم آموزش، تعمیر و نگهداری منظم و دسترسی به قطعات یدکی است که می تواند یک عامل محدود کننده در جوامع دور و کوچکتر باشد.
تأثیرات زیست‌محیطی نمک‌زدایی باید با تأثیرات ناشی از گسترش استفاده از منابع آب شیرین (مانند کاهش آب‌های زیرزمینی، منحرف کردن جریان‌های آب سطحی) سنجیده شود .
اگرچه آب محصول RO تقریباً کاملاً خالص است، این امکان وجود دارد که برخی از ترکیبات احتمالی وارد آب محصول شوند. فرآیندهای قبل یا پس از درمان را می توان برای رسیدگی به چند ترکیبی که به خوبی توسط RO حذف نمی شوند (مثلاً بور) استفاده کرد.

مسائل کلیدی برای گسترش این فناوری ها شامل :
کاهش هزینه های تولید آب شیرین،
تثبیت عملکرد کارخانه
و ایجاد روش های آسان برای بهره برداری، نگهداری و مدیریت کارخانه است.
کاربرد تصفیه آب دریا در کشاورزی
مصرف آب در کشاورزی بسیار زیاد است. استفاده از آب های شیرین و آشامیدنی برای انجام این کار به شدت به منابع آب زیر زمینی آسیب وارد می کند.

در مناطقی که فاصله کمی با دریا دارند می توان با تصفیه آب های شور از آنها در کشاورزی و باغبانی استفاده نمود.

با استفاده از روش های متعددی که در طول متن به آنها اشاره شد، می توان آب دریا را به استانداردهای مورد نیاز برای مصرف در کشاورزی رساند و از این طریق از ورود سدیم به خاک جلوگیری خواهد شد. علاوه براین، آبیاری با آب بدون نمک و املاح منجر به تولید محصولات بهتر با کیفیت بیشتر خواهد شد.

کاربرد تصفیه آب شور در صنعت
از دیگر بخش هایی که  مصرف آب بالایی داشته و همچنین منجر به ورود آلاینده ها به پساب ها می شوند، کارخانجات می باشند. به همین دلیل استفاده از منابع آب های زیر زمینی در صنعت می تواند یک تهدید بزرگ برای کاهش آب های قابل شرب محسوب شود.

علاوه براین، استفاده از آب های شور منجر به ایجاد رسوب بسیار زیاد بر روی تجهیزات مختلف خواهد شد. این امرخطرات متعددی را به همراه دارند. با نمک زدایی مقدار مصرف آب های شیرین و آشامیدنی در محیط های صنعتی را می توان کاهش داد. همچنین از آسیب وارد شدن به تجهیزات آنها نیز جلوگیری به عمل می آید.

کاربرد تصفیه آب دریا در آب آشامیدنی
تنها یک تا دو درصد از کل آب موجود در کره زمین قابلیت استفاده به عنوان آب آشامیدنی و شرب را دارا می باشند. علاوه براین، استفاده از آب با املاح و نمک زیاد به شدت به سلامتی بدن آسیب وارد می کند.

برای غلبه بر این محدودیت در تصفیه خانه های بزرگ از روش های شیرین سازی آب های شور می توان استفاده نمود.

تماس با ما:

تماس باما

سیستم های ذخیره سازی و توزیع آب خالص دارویی PWD

این سیستم  ها بر اساس URS (User Requirement Specification) طوری طراحی و ساخت می شوند تا فشار، حجم و پارامتر های کیفی آب خالص در طول مسیر از محل نگهداری تا محل های مصرف بر اساس استاندارد USP یا  EP  همواره حفظ و تامین گردد.

در طراحی و ساخت سیستم کلیه استانداردهای GMP,WHO,ISPE,ASME BPE لحاظ می گرددکه نهایتا همسو با ضوابط وزارت غذا و دارو کشور می باشد.

همچنین مستندات طراحی، نصب وراه اندازی  سیستم شامل DQ.IQ,OQ  ارایه می گردد.

مخازن استیل دارویی، پمپ هایژنیک، لوله اتصالات استیل SS316L،شیرهای دیافراگمی، مدل های حرارتی استیل، سیستم های ضد عفونی کننده UV و ازن از واحدهای مورد استفاده در این سیستم ها می باشند.

لوله های توزیع آب PW می بایستSS 316l باشد و الکتروپولیش کمتر از 8/0
شیب به شکلی رعایت شود که سیستم قابلیت درین کامل داشته باشد.
سرعت خطی 3 ft/sec و یا بالاترجهت چرخش آب درون لوپ
شیرآلات لوپ آب خالص از نوع شیرهای دیافراگمی  می باشند و جنس واشر آنها PTFE یا EPDM باشند.
لوله کشی به نحوی انجام می شود که هیچ Dead leg وجود نداشته باشد. وانشعابات فرعی با توجه بهDنوع جوشکاری ها بهداشتی ترجیحا از نوع اربیتال
اتصالات از نوع کلمپ Triclover Clamps با واشر مناسب تعبیه  می شوند.
سیستم مجهز به ادوات کنترلی شامل فشار، دما، هدایت الکتریکی و فلومتر باشد.
سیستم لوپ هیچگونه نشتی نداشته باشد.

تماس با ما

        
 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

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 می توان و انجام تبادل یونی می توان این مواد را حذف نمود. البته لازم به ذکر است که به منظور افزایش قدرت زئولیت 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.

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 با زئولیت
کاربردهای خاص زئولیت
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

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 زئولیت، ویژگی ها و مصارف خاص خود را داشته و به دسته های گوناگونی قابل تقسیم است. زئولیت 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 زئولیت به جاذب سطحی بودن آن مربوط می شود.

از میان نمونه های طبیعی زئولیت، 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

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:

تماس باما
 

 بیوراکتور غشایی MBR
با توجه به رشد جمعیت انسانی در سطح جهان، صنایع مختلف نیز رشد کرده اند. نیاز به تامین آب و ایجاد فناوری های تصفیه مناسب و با کیفیت به یک ضرورت تبدیل شده است. این دو نیاز حیاتی را می توان با کمک بیوراکتور غشایی (MBR) که در حذف مواد آلی و معدنی به عنوان یک واحد بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب مؤثر است، به دست آورد. 
MBR به طور گسترده برای تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی استفاده می شود.
یکی از روش هایی که بر اساس لجن فعال و برای رفع مشکلات این روش به ویژه کاهش مراحل فرایند تصفیه (حذف ته نشینی و گند زدایی) و نیز به دست آوردن راندمان بسیار بالا در کاهش مواد آلاینده آلی ابداع و توسعه پیدا کرد ، روش بیوراکتور غشایی است.
این فرایند شامل یک راکتور  بیولوژیکی شبیه فرایند لجن فعال است، با این تفاوت که عملیات جداسازی لجن از آب توسط یک سیستم میکروفیلتراسیون (غشا) انجام می شود.
این سیستم از ورق های مسطح با فیلتراسیون صفحه ای تشکیل شده بود و در معرض فشار بالا با مقدار 5/3 بار در ورودی عمل می کرد و دارای نرخ پایین جریان و بازده متوسط نفوذپذیری بود.
 پیشرفت فنی در زمینه تصفیه فاضلاب شهری که شامل حذف بارهای آلودگی فرساینده، در چند سال گذشته به طور قابل توجهی انجام شده است و جریان فرآیند تصفیه خانه های فاضلاب را بهبود بخشیده است .
در حال حاضر توجه بیشتری به تعداد بالای میکروب های بیماری زا در این کشور می شود و پساب تصفیه خانه فاضلاب فیلتراسیون میکرو و فوق العاده، همراه با فرآیند لجن فعال شده، در سال های اخیر روشی مناسب برای به حداقل رساندن آن بوده است
بنابراین می توان استانداردهای تخلیه را برای پساب های تصفیه فاضلاب بدون نیاز به مخازن معمولی هوادهی و شفاف سازی ثانویه یا کارخانه های تصفیه و ضد عفونی تشدید کرد
فواید جایگرینی فن آوری بیوراکتور غشایی  با تصفیه مرسوم فاضلاب شهری (فناوری 2004 هوبر):
اکثر الزامات نظارتی فعلی توسط مرحله جداسازی غشاء برآورده خواهد شد
فناوری بیوراکتور غشایی یک تکنیک صرفه جویی در فضا است. طراحی مبتنی بر ماژول آن اجازه می دهد تا ظرفیت به راحتی در صورت نیاز افزایش یابد.
کاهش قیمت ممبران در سال های آینده ادامه خواهد داشت.
با بهبود کیفیت پساب، استفاده مجدد از پساب هدر رفته قبلی امکان پذیر می شود، که آن را به یک فناوری پایدار تبدیل می کند.
تصفیه بیولوژیکی را با مرحله جداسازی غشایی ترکیب می کند.
 
این ترکیب، مزایای متعددی نسبت به تصفیه معمولی لجن فعال و به دنبال آن مخزن ته نشینی دارد:
مخزن ته نشینی به دلیل جدا شدن غشاء غیر ضروری است.
بیوراکتورهای غشایی غوطه ور می توانند تا 5 برابر کوچکتر از یک گیاه لجن فعال معمولی باشند
بیورآکتورهای غشایی را می توان در جامدات معلق مشروب تا 20000 میلی گرم در لیتر مخلوط کرد.
غلظت زیست توده می تواند بیشتر از سیستم های معمولی باشد که حجم راکتور را کاهش می دهد.
غشاء می تواند مواد محلول با وزن مولکولی بالا را حفظ کند،
و منجر به بهبود تجزیه زیستی آن در بیوراکتورشود.
کیفیت پساب خوب.
قابلیت ضد عفونی خوب، با کاهش قابل توجه باکتری ها و ویروس ها با استفاده از غشاهای UF و MF قابل دستیابی است.

آشنایی با فرآیند MBR در تصفیه فاضلاب

1-مقدمه
فرآیند MBR یک سیستم تصفیه فاضلاب یکپارچه است که از ترکیب فرآیند تصفیه بیولوژیکی (لجن فعال) با یک سیسـتم ممبرانی مستغرق تشکیل شده است. این فرآیند با ادغام واحدهای ته نشـینی (زلال سـازی)، هـوادهی و فیلتراسـیون در یـک راکتور، جایگزین فرآیند های تصفیه متعارف (لجن فعال متعارف) شده و یک سیستم ساده و موثر را تشکیل می دهد که هزینه های سرمایه گذاری اولیه و هزینه های بهره برداری سیستم را کاهش می دهد.
در این فرآیند با جایگزینی واحـد تـه نشـینی ثقلی با سیستم جداکننده ممبرانی، منافع زیادی از قبیل افزایش پایداری در بهره برداری، کاهش تولید لجـن مـازاد و کیفیـت بسیار بالاتر پساب خروجی بدست می آید.
بنابراین این سیستم، فرآیند مناسبی است که می توانـد در محـدوده وسـیعی بـرای سیستمهای استفاده مجدد از پساب تصفیه شده در تصفیه فاضلابهای شهری و صنعتی بکار گرفته شود.
۲ -فرآیند لجن فعال بدون استفاده از مخزن ته نشینی (با استفاده از ممبران به روش MBR )
فرآیند MBR یک فرآیند لجن فعال رشد معلق است که با یک سیستم ممبرانـی (معمـولا از نـوع ممبـران هـای رشـته ای توخالی (fiber Hollow (یا نوع لوله ای (Tubular ( (ادغام شده است. در این فرآیند ، سیستم ممبرانی نقش واحـد تـه نشینی (زلال سازی) در جداسازی جامدات معلق در سیستم لجن فعال متعارف را بر عهده دارد.
این موضـوع در شـکل شـماره یک به خوبی نشان داده شده است.
[caption id="attachment_3920" align="aligncenter" width="517"] فرآیند لجن فعال[/caption]در فرآیند MBR معمولا ممبران ها بصورت مستغرق در واحد هوادهی قرار داشـته و بصـورت مسـتقیم بـا فاضـلاب و مـایع مخلوط (liquor Mixed (در تماس می باشند. در این فرآیند با استفاده از پمپ مکش، با صرف انرژی کمـی، خـلا بوجـود می آید که استخراج پساب تصفیه شده از درون ممبران ها به بیرون را به دنبال دارد.
علاوه بر این در این فرایند، مقداری هوا نیز از کف واحد هوادهی به این واحد وارد می شود تا سطح خارجی رشته های ممبرانی را تمیز نموده و جامدات پذیرش نشـدهتوسط ممبران ها را از سطح ممبران ها کنار زده و جابجا نماید. لجن مازاد در این فرآیند نیز معمولا بصورت مسـتقیم از واحـد هوادهی به خارج پمپ می شود.
 

۳ -آشنایی با ممبران/مدول (Module/Membrane )
۳-۱ -رشته خالی تقویت شده (محکم شده)
یک رشته (میکرو تیوب) شکل داده شده ممبرانی (مانند شکل شماره ۲) (که بصورت مستغرق در فاضلاب قرار می گیـرد)، بـا
امکان فیلتراسیون ذرات میکرو و ویروس ها و باکتریها، ساختار متخلخلی را بوجود می آورده که امکان بدست آوردن پساب بـا
کیفیت بسیار بالاتر را فراهم نموده و می تواند برای تصفیه فاضلاب سیستم بسیار مناسبی باشد.
[caption id="attachment_3921" align="aligncenter" width="627"] شکل 2[/caption]۳-۲ -مقاومت مکانیکی بسیار بالای ممبران ها
هرچند امکان تخریب سطح ممبران ها در اثر تاثیرات فیزیکی و اصطکاک بین رشته های ممبران هـا در اثـر هـوادهی وجـود دارد، اما تقویت ممبران ها و محکم نمودن از شکست آنها تحت شرایط هوادهی زیاد جلوگیری می کنـد. لازم بـه ذکـر اسـت تقویت ممبران ها با محکم نمودن ممبران های رشته ای از دو طرف و ساخت مدول های ممبرانی حاصل می شود.
۳-۳ -تراوائی (قابلیت نفوذ) بسیار خوب ممبران ها
۴ ساختار اسفنجی با تخلخل زیاد لایه های رشته ای ممبران ها، با قدرت انتخابگری بالا در عبـور ذرات بسـیار ریـز، تراوائـی و قابلیت نفوذ بسیار خوبی برای ممبران ها فراهم می کند که منافع زیادی را به دنبال دارد.
۳-۴ -خصوصیات مدول های ممبرانی
هر مدول از ممبران شامل ساختاری از چند رشته توخالی ممبران است که جهت فیلتراسیون در آنها از خارج بـه داخـل اسـت.
علاوه بر این هر مدول از این ممبران ها شامل گروهی از رشته های توخالی است که درون یک فریم (قـاب) مسـتطیلی قـرار گرفته است (مانند شکل شماره ۳ .
(دو انتهای هر یک ار فیبرهای رشته ای ممبرانـی بـه بـالا و پـایین هـدرها (Headers) متصل شده است. هر هدر شامل یک لایه رزین متخلخل است که رشته ها بمنظور اینکه محتویاتشان بـه کانـال هـای جمـع آوری آبهای نفوذی متصل شود، در آنجا با هم روبرو می شوند.
[caption id="attachment_3922" align="aligncenter" width="566"] مدول های ممبرانی[/caption]هر مدول ممبرانی شامل صدها رشته ممبران هم اندازه است که بطور عمودی بین دو هدر و تیرحائل قرار گرفتـه اسـت. چنـد مدول ممبران اسمبل شده با هدر مشترک در فریم های مختلف درون واحد هوادهی در فرآیند MBR نصب مـی شـوند. در جدول یک برخی خصوصیات بعضی از انواع ممبران های رشته ای توخالی ارائه شده است.

۴ -فوائد بکارگیری فرآیند لجن فعال ممبرانی یا MBR

الف – اشغال فضای کم در این فرآیند معمولا ممبران ها بصورت مستقیم و مستغرق در یک مخزن هـوادهی قـرار گرفتـه و در نتیجـه مقـادیر بـالای غلظت مایع مخلوط یا MLSS به میزان متوسط ۸۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰ میلیگرم در لیتر در حین بکارگیری و بهره بـرداری از ایـن سیستم در مخزن هوادهی حاصل می شود. به این ترتیب و با توجه به حذف واحدهای ته نشینی، ضـدعفونی و فیلتراسـیون از
سیستم متعارف تصفیه، فضای مورد نیاز جهت اشغال توسط فرآیند لجن فعال ممبرانی یا MBR به مراتب کوچکتر (حـدود ۴ برابر کمتر از فرآیند لجن فعال متعارف) از فضای اشغال شده سیستم های لجن فعال متعارف می باشد.
ب – امکان تغییر آسان فرآیندهای لجن فعال متعارف به لجن فعال ممبرانی
واحدهای تصفیه موجود به راحتی با استغراق ممبران ها در واحدهای هوادهی می توانند بـه سیسـتم لجـن فعـال ممبرانـی بـا راندمان بسیار بالاتر تغییر پیدا نمایند.
ج- مدولار و به آسانی قابل توسعه سیستم مدولار ممبرانی با افزودن مدول های دیگری از ممبران ها به آسانی برای رسیدن به ظرفیت های بالاتر قابل توسـعه است.
د- کاهش تولید لجن مازاد در این فرآیند بدلیل زمان ماندگاری بالای لجن، تولید لجن مازاد تا ۷۰ درصد کاهش پیدا می کند.
ه- کنترل کارآمد گرفتگی ها هوای تمیز کننده که از کف مدول های ممبرانی به واحد هوادهی وارد می شود و شستشوی معکوس و اتوماتیک ممبـران هـا، سیستم کارآمدی را بوجود آورده و از گرفتگی آنها جلوگیری می کند.
۵ -کاربردهای فرآیند ممبران بیورآکتور یا MBR

فرآیند ممبران بیوراکتور یا MBR برای کاربری های زیر مناسب است:
برای ارتقاء ظرفیت تصفیه خانه های فاضلاب در حال بهره برداری
 تصفیه فاضلابهای با غلظت بالا نظیر فاضلاب صنایع غذایی و داروسازی

این تصفیه فاضلابهای با غلظت بالای آمونیوم نظیر شیرابه ها

و تصفیه فاضلابهای بهداشتی بخصوص در مناطقی که بلحاظ فضای تصفیه خانه محدودیت وجود دارد.

استفاده مجدد و بازگردش پساب تصفیه شده تصفیه خانه های فاضلاب

شکل شماره ۴ دو کاربرد از کاربردهای فرآیند MBR را نشان می دهد.
[caption id="attachment_3924" align="aligncenter" width="500"] شکل شماره 4[/caption][caption id="attachment_3925" align="aligncenter" width="612"] جدول 2[/caption]برخی پارامترهای بهره برداری و راندمان حذف و کیفیت پساب خروجی از فرآیند MBR در جداول شـماره ۳ و ۴ ارائـه شـده
است.
[caption id="attachment_3926" align="aligncenter" width="614"] جدول 3[/caption]بیوراکتور غشایی
تفاوت اصلی بین بیوراکتور غشایی و کارخانه های تصفیه سنتی فاضلاب که از لجن فعال برای گام نهایی تصفیه استفاده می کردند، استفاده از غشا برای جداسازی جامدات و تصفیه فاضلاب می باشد. بیوراکتورهای غشایی می توانند در هر دو نوع رشد متصل و معلق توسعه پیدا کنند.
بیوراکتورهای غشایی از دو بخش عمده بیولوژیکی و مدول غشایی تشکیل می شود. در واحد بیولوژیکی تشکیل شده در بیوراکتور، میکروارگانیزم های قرار داده شده تجزیه ی بیولوژیکی ترکیبات را به عهده دارند و در مدول غشایی عمل جداسازی فیزیکی ترکیبات از آب انجام می شود.
سیستم های بیوراکتور های غشایی جایگزین مناسبی برای لجن فعال متعارف می باشد و از این طریق باعث بهبودی جداسازی لجن و پساب خروجی می شوند. غشا موجود در MBR  از خروج جامدات بیولوژیکی و جامدات محلول با وزن ملکولی بالا، از بیوراکتور جلوگیری می کند و تقریبا تمام مواد آلی در داخل MBR  به آب و دی اکسید کربن تبدیل می شود.
در سیستم های MBR  هیچ گونه وسیله ی متحرکی وجود ندارد و هوادهی سیستم با استفاده از هوادهی دیفیوزری انجام می شود.
 
روند تصفیه و اصول اساسی طراحی رآکتور MBR
بیوراکتورهای غشایی فرایندهای تصفیه بیولوژیکی معمولی به عنوان مثال لجن فعال (Activated Sludge) را با فیلتراسیون غشایی ترکیب می کنند تا سطح پیشرفته ای از مواد جامد آلی و معلق را فراهم کنند. وقتی بر اساس آن طراحی شوند، این سیستم ها می توانند سطح پیشرفته ای از مواد مغذی را نیز حذف کنند.
در یک سیستم بیوراکتور غشایی (MBR) ، غشاها در یک راکتور بیولوژیکی هوادهی غوطه ور می شوند. تخلخل غشاها از 0.035 میکرون تا 0.4 میکرون است (بستگی به سازنده دارد) که بین میکروفیلتراسیون (Micro Filtration) و اولترافیلتراسیون (Ultra Filtration) در نظر گرفته می شود.
این سطح از فیلتراسیون اجازه می دهد تا پساب با کیفیت بالا از غشا گرفته شود و فرآیندهای ته نشینی (sedimentation) و فیلتراسیون را که معمولاً برای تصفیه فاضلاب استفاده می شود، حذف کند. از آنجا که نیاز به رسوبگذاری برطرف می شود، فرایند بیولوژیکی می تواند با غلظت مایع مخلوط (mixed liquor) بسیار بالاتر کار کند.
لذا مخزن مورد نیاز فرآیند را به طور چشمگیری کاهش می دهد و اجازه می دهد بسیاری از تصفیه خانه های موجود بدون افزودن مخازن جدید به روز شوند. برای تأمین هوادهی مطلوب و آب شستشو در اطراف غشاها، مایع مخلوط مخلوط معمولاً در محدوده جامدات 1.0-1.2 درصد نگهداری می شود، یعنی 4 برابر تصفیه خانه های معمولی.
 

غشا (Membrane)
در طول تصفیه فاضلاب به روش MBR، جداسازی جامد و مایع توسط غشاهای میکروفیلتراسیون (MF) یا اولترافیلتراسیون (UF) حاصل می شود.
غشا یا ممبران به سادگی یک ماده دو بعدی است که برای جداسازی اجزای مایعات معمولاً بر اساس اندازه نسبی یا بار الکتریکی استفاده می شود. به قابلیت غشایی که اجازه انتقال فقط ترکیبات خاص را بدهد، نیمه نفوذپذیری (semi-permeability) گفته می شود (گاهی اوقات نیز انتخابی است).
این یک روند فیزیکی است، جایی که اجزای جدا شده از نظر شیمیایی بدون تغییر باقی می مانند.
اجزایی که از منافذ غشایی عبور می کنند پرمیت (permeate) یا محصول به عنوان پساب تصفیه شده خروجی نامیده می شوند، در حالی که اجزای رد شده کنسانتره (concentrate) یا غلیظ شده به عنوان لجن بافیمانده نامیده می شوند.
[caption id="" align="alignnone" width="300"] غشا (Membrane)[/caption]
انواع غشاهای مورد استفاده در MBR
مارپیچی
صفحه و قاب
فیبر توخالی
لوله‌ای
دیسک دوار
[caption id="" align="alignnone" width="700"] انواع غشاهای مورد استفاده در بیوراکتور[/caption]
بهره برداری و نگهداری
سامانه های بیوراکتور غشایی به طور هفتگی از تمیز کردن نگهدارنده شیمیایی استفاده می کنند که 30 تا 60 دقیقه به طول می انجامد.
 هنگامی که فیلتراسیون دوام بیشتری ندارد، یک یا دو بار در سال اتفاق می افتد که تمیز کردن را انجام می دهد.
“رسوب غیرقابل جبران” (irrecoverable fouling) گرفتگی ای است که با روشهای تمیز کردن موجود قابل جبران نیست .
گرفتگی یا فولینگ (Fouling)
سیستم های مدرن MBR با مواد شیمیایی نگهداری می شوند، بنابراین خارج کردن غشاها از مخزن غشا ضروری نیست. رسوب و گرفتگی مواد آلی (Organic) را می توان با هیپوکلریت سدیم و رسوب معدنی با اسید اگزالیک (oxalic acid) تمیز کرد.
[caption id="" align="alignnone" width="1024"] گرفتگی یا فولینگ (Fouling)[/caption]
فولینگ به عنوان یک نتیجه از فعل و انفعالات بین غشا و مایع مخلوط رخ می دهد که یکی از اصلی ترین محدودیت های فرآیند MBR است.
دلایل اصلی رسوب و گرفتگی غشا عبارتند از:
جذب ماکرومولکولی
رشد بیوفیلم ها در سطح غشا
رسوب مواد معدنی
بالا رفتن طول عمر غشا
 کار و نگهداری سیستم های MBR معمولاً توسط کارگران ماهر انجام می شود .
لجن سیستم بیولوژیکی باید آبگیری شود (به عنوان مثال آبگیری (dewatering) مکانیکی یا بستر خشک کردن (drying bed)) و با خاکستر ذخیره شده در یک محل دفن زباله کنترل شده سوزانده شود.
سیستم های بیورآکتور غشایی به طور گسترده ای در تصفیه خانه های فاضلاب شهری و صنعتی استفاده می شود. علاوه بر این، MBR ها نیز برای تصفیه شیرابه دفن زباله (landfill leachate) مناسب هستند. این یک سیستم پیشرفته است که به طراحی متخصص و اپراتورهای حرفه ای نیاز دارد
مزایای استفاده از سیستم MBR موارد ذیل می باشد:
تامین اکسیژن محلول به منظور تجزیه کامل مواد آلی،
ایجاد نیروی حرکتی به منظور حرکت مارپیچی فاضلاب در نتیجه افزایش زمان تماس و افزایش تجزیه میکروبی،
حذف جامدات موجود در سیستم بدون شستشوی معکوس و حذف لجن،
عدم تولید بوهای نامطلوب با جایگزینی جداسازی جامدات به وسیله ته نشینی ثقلی در حوضچه ته نشینی ثانویه با جداسازی غشایی
تماس با ما:

تماس باما
 

تصفیه آب سیکل بسته سرمایشی و گرمایشی
اهمیت تصفیه آب برای سیکل های بسته این است که آب موجود در سیستم سرمایش یا گرمایش شما به طور چشمگیری بر عملکرد شما تأثیر می گذارد. اگر به طور مرتب آب را در مکانیسم خنک کننده کنترل و تصفیه کنید، مشکلات ناشی از رسوبات  و خوردگی خطوز آب را کاهش می دهد. با این حال، نظارت بر کیفیت آب سیستم سرمایش یا گرمایش ممکن است کاری نباشد که شما تجربه یا تجهیزاتی برای انجام آن داشته باشید. نگران نباشید شما می توانید خدمات تخصصی آب را در سیستم خنک کننده سیکل بسته خود دریافت کنید. اما قبل از درخواست قیمت، باید سیستم خود و اینکه چرا تصفیه آب برای حفظ آن حیاتی است را درک کنید.  

مروری بر سیستم های سیکل بسته

سیستم های خنک کننده یا گرمایشی که از آب استفاده می کنند می توانند گرمای به دست آمده توسط مایع را با یکی از دو روش - سیکل بسته یا سیکل باز پخش کنند. تفاوت اساسی بین اینها میزان قرار گرفتن آب در هوا است.  سیستم های باز می توانند مشکلات متعددی با ورود آلاینده ها به آب برج خنک کننده داشته باشند. بسته به دما، آب نیز می تواند در برج خنک کننده باز تبخیر یا منجمد شود.   یک سیستم مدار بسته آب را کاملاً در داخل لوله ها محصور نگه می دارد و حجم و کیفیت آب را حفظ می کند. با توجه به نیازهای تعمیر و نگهداری کمتر یک سیستم بسته، این نوع سیستم ممکن است در طول زمان هزینه تعمیر و نگهداری کمتری نسبت به سیستم مدار باز  داشته باشد.  

نگهداری از سیستم های سیکل بسته

سیستم های سیکل بسته احتمال آلودگی کمتری دارند، اما بی نیاز به تعمیر و نگهداری نیستند. بی توجهی به نگهداری یک سیستم بسته باعث رشد لجن و رسوبات می شود. رایج ترین مشکل این سیستم ها رسوبات گل و لای اکسید آهن مغناطیسی سیاه است. با گذشت زمان، ذرات اکسید آهن مغناطیسی به یکدیگر متصل می شوند و در قسمت های باریک سیستم جمع می شوند. رایج ترین مکان های این لجن عبارتند از:   -لوله های باریک. -سطوح انتقال حرارت -کویل های سرمایشی یا گرمایشی. -فن کویل.

مشکلات دیگر ممکن است با کاهش سطح pH آب ایجاد شود. کاهش pH می تواند نشان دهنده رشد باکتری یا نشت در سیستم باشد که بر سطح آب و مواد شیمیایی تأثیر می گذارد. علاوه بر نشتی، باکتری ها یا رسوبات معدنی می توانند توانایی سیستم در انتقال گرما را با پوشش دادن سطوح قطعات کاهش دهند. مراقبت منظم از اجزا از طریق آزمایش آب و نگهداری شیمیایی از خوردگی اجزای داخلی سیستم جلوگیری می کند. در حالی که سیستم های باز نیاز به نظارت بر سطح آب و مشاهده ذرات معلق از محیط دارند، سیستم های مدار بسته به کنترل شیمیایی آب نیاز دارند. تصفیه آب و جلوگیری از خوردگی و یخ زدگی بخشی از نگهداری این سیستم ها است.

سیستم تصفیه آب سیکل بسته

تصفیه آب سیکل بسته مناسب باید قبل از راه اندازی سیستم جدید برای اولین بار آغاز شود. هنگامی که سیستم سیکل بسته شروع به کار کرد، تا زمانی که سیستم علائم خرابی را نشان ندهد، نتایج خوردگی را مشاهده نخواهید کرد. به همین دلیل است که هدف اکثر خدمات تصفیه آب جلوگیری از خوردگی، رسوب و  رشد میکروبیولوژیکی است.  

در تئوری، یک سیستم سیکل بسته هرگز نباید نشت کند. با این حال، خوردگی تحت تاثیر میکروبیولوژیکی (MIC) می تواند به سرعت منجر به نشت سیکل بسته در سیستم های تصفیه نشده شود. قبل از افزودن سیستم تصفیه آب، پرسنل در محل باید سیکل بسته را بشویند تا از تجمع باکتری ها روی سطوح آهنی جلوگیری شود. این فرآیند کامل تمیز کردن و شستشو یک دفاع بسیار موثر در برابر MIC است.

استفاده از مواد شیمیایی تصفیه آب در سیستم های سیکل بسته به روش های متعددی از خوردگی جلوگیری می کند.با درمان شیمیایی مناسب می توانید: -جامدات محلول در سیستم را هدف قرار دهید تا آب تهاجم کمتری ایجاد کنید.

-سطح pH آب را طوری حفظ کنید که در محدوده غیر خورنده باشد.

-سطح pH را برای کمک به مشکلات ناشی از آهن کلوئیدی تنظیم کنید.

-برای کاهش سرعت گسترش خوردگی فلز، اکسیژن را از آب خارج کنید.

-لایه های محافظ روی سطوح فلزی تشکیل دهید و آنها را غیرفعال کنید.

از تمیز کردن و شستشوی کامل تا تعمیرات پیشگیرانه جزئی، همه درمان‌هایی که توسط تکنسین‌های دارای گواهی ISO انجام می‌شوند می‌توانند به افزایش طول عمر سیستم کمک کنند.

وقتی رشد میکروبیولوژیکی کنترل نشود چه اتفاقی می‌افتد؟

رشد فراوان باکتری ها، جلبک ها و قارچ ها روی سطوح می تواند منجر به رسوب میکروبیولوژیکی در سیستم های آب خنک کننده شود. این مشکلات میکروبیولوژیکی معمولاً سریعتر ایجاد می شوند و در سیستم های سیکل باز گسترده تر هستند. با این حال، سیستم‌های چرخشی بسته پتانسیل یکسانی برای حمایت از رشد میکروبی، خوردگی و رسوب‌های رسوب دارند.   هنگامی که رشد میکروبیولوژیکی کنترل نشود، می تواند به سرعت یک بیوفیلم روی سطوح خیس تشکیل دهد.

این تشکیل بیوفیلم‌های میکروبی به باکتری‌های هوازی و بی‌هوازی اجازه رشد می‌دهد و بر عملکرد تجهیزات تأثیر منفی می‌گذارد، خرابی  را تسریع می‌کند و باعث خوردگی فلز می‌شود. کنترل عوامل بیولوژیکی مانند باکتری ها و جلبک ها برای هر تصفیه آب خنک کننده موثر حیاتی است.

زیست‌کش‌های کنترل چنین عواملی را با دو دسته از بیوسیدها ممکن می‌سازند:

-بیوسیدهای اکسید کننده: ترکیبات مبتنی بر کلر، برم و ازن، بیوسیدهای اکسید کننده اولیه هستند که کنترل گسترده ای از عوامل بیولوژیکی را فراهم می کنند. pH آب ممکن است بر اثربخشی بیشتر بیوسیدهای اکسید کننده تأثیر بگذارد.  

-بیوسیدهای غیر اکسید کننده: این دسته از مواد شیمیایی در سیستم های بسته برای خفه کردن، گرسنگی دادن یا از بین بردن تولید مثل باکتری ها استفاده می شود. این بیوسیدهای غیر اکسید کننده نیمه عمر بسیار کوتاهی در pH عملکرد استاندارد سیستم های بسته دارند و نیاز به نظارت دقیق دارند.   کنترل سطح باکتری ها در سیستم های آب بسته از همان ابتدای پر کردن اول بسیار مهم است. شستشو و پیش تصفیه شیمیایی برای جلوگیری از تکثیر باکتری ها، جلبک ها و قارچ ها بر روی سطوح لوله ضروری است.  

صنایعی که از فناوری سیکل بسته استفاده می کنند

بخش های مختلفی از سیستم های خنک کننده مدار بسته کارآمدتر بهره می برند. این صنایع باید در سیستمی سرمایه گذاری کنند که در اوج کار خود عمل کند و در طول سال به سطوح نگهداری پایین تری نیاز داشته باشد. تولیدکنندگان، بیمارستان ها، تأسیسات صنعتی و بسیاری از مشاغل و صنایع دیگر از بهره وری و صرفه جویی بلندمدت ناشی از فناوری سیکل بسته استقبال می کنند. تصفیه آب موثر تضمین می‌کند که فناوری سیکل بسته شما سریع و مؤثر باقی می‌ماند، به‌ویژه برای صنایعی که نمی‌توانند آسیب‌های گسترده یا خرابی طولانی‌مدت را به خطر بیندازند.  

تصفیه آب سیکل بسته برای سیستم های اضطراری صنعتی

صنایع اغلب در صورت قطع برق به برنامه های پشتیبان نیاز دارند. برخی از تأسیسات به ژنراتورها نیاز دارند تا چراغ ها را روشن نگه دارند، در حالی که برخی دیگر به یک سیستم خنک کننده اضطراری برای ادامه فرآیند و خنک کننده اجزا در صورت خرابی مکانیزم اولیه نیاز دارند. تصفیه آب سیکل بسته برای بسیاری از سیستم های اضطراری صنعتی که به آب خنک کننده متکی هستند ضروری است.  

به عنوان مثال، ژنراتورهای برق پشتیبان مورد استفاده برای سازه های تجاری مانند بیمارستان ها یا صنایع معمولا دارای سیستم های سیکل بسته هستند. موتورهای این ژنراتورها نیازی به استفاده منظم ندارند، اما در هنگام کار به سیستم خنک کننده نیاز دارند. افزایش راندمان یک سیستم مدار بسته از تصفیه مناسب آب باعث می شود ژنراتور آب خنک کننده کافی داشته باشد و همیشه آماده باشد.   تاسیسات هسته ای و سایر نیروگاه ها از خنک کننده آب حلقه بسته برای قطعات ایمنی و غیرایمن استفاده می کنند. به لطف مسیرهای خنک‌کننده متعدد، قسمت‌های یک سیستم در دمای عملیاتی ایمن باقی می‌مانند.

در تأسیسات هسته‌ای، مکانیسم‌های خنک‌کننده اضافی برای ایمنی نیروگاه حیاتی هستند. اگر کارخانه سرمایش اولیه خود را از دست بدهد، سیستم سیکلبسته امکان حذف مداوم گرما را فراهم می کند. مانند ژنراتورهای پشتیبان در بیمارستان‌ها، سیستم‌های حلقه بسته نیروگاه‌های هسته‌ای باید همیشه آماده تعامل کامل در مواقع اضطراری باشند.  

کاربردهای صنعتی سیستم های سیکل بسته

سیستم های سیکل بسته بیشتر از موارد اضطراری کاربرد دارند. بسیاری از صنایع از این برای خنک سازی فرآیند استفاده می کنند. به عنوان مثال، اکثر کارخانه‌های فرآوری مواد غذایی و نوشیدنی از برج‌های خنک‌کننده باز برای سرمایش فرآیند استفاده می‌کنند. با این حال، برخی از گیاهان سیستم های سیکل بسته انرژی و آب کارآمد تری را برای سرمایش انتخاب کرده اند. این تاسیسات ممکن است از سیستم های آدیاباتیک استفاده کنند که تغییرات فشار را برای تغییر دما اعمال می کنند.

سایر سیستم‌های سیکل بسته مشابه در نزدیکی چیلرهای نوشیدنی برای خنک‌سازی کارآمدتر و با کنترل دقیق‌تر برای هر فرآیند جداگانه استفاده می‌شوند.   جدا از استفاده اضطراری، سیستم های خنک کننده مدار بسته نیز برای خنک کردن اجزای یک نیروگاه استفاده می کنند. سیستم‌های آب به خنک کردن یاتاقان‌ها کمک می‌کنند، در حالی که خنک‌کننده‌های دیگر، روغن، کمپرسورهای هوا و روغن را خنک می‌کنند. در یک نیروگاه، قطعات متحرک می توانند مقادیر زیادی گرما تولید کنند. استفاده از تصفیه آب خنک کننده می تواند سایش حرارتی این اجزا را کاهش دهد و یک سیستم حلقه بسته خنک می شود در حالی که نیاز به نگهداری کمتری دارد.  

مزایای سیستم سیکل بسته

سیستم های سیکل بسته در مقایسه با سیستم های باز مزایای متعددی دارند. در حالی که گرمایش یا سرمایش حلقه بسته در ابتدا هزینه بیشتری دارد، با گذشت زمان، این هزینه با صرفه جویی ناشی از راندمان بهتر در همه شرایط جبران می شود. اگر قبلاً یک سیستم حلقه بسته دارید، احساس می کنید سرمایه گذاری با کیفیتی انجام داده اید. اگر نیاز به تعویض سیستم خود دارید، در نظر بگیرید که چگونه یک سیستم بسته می تواند در هزینه شما صرفه جویی کند - مشروط بر اینکه سیستم را در طول سال هایی که از آن استفاده می کنید نظارت داشته باشید و به اندازه کافی آب ان را تصفیه کنید.

کارایی را افزایش می دهد
سیستم های حلقه بسته کارآمدتر از سیستم های باز هستند. از آنجایی که طراحی آنها آب را در داخل سیستم محصور نگه می دارد، سیستم های بسته به طور دوره ای به آب اضافی برای جایگزینی آب از دست رفته در اثر تبخیر نیاز ندارند. راندمان همچنین در زمستان افزایش می‌یابد که سیستم‌های حلقه بسته می‌توانند خشک کار کنند و از یخ زدگی در ماه‌های سردتر جلوگیری می‌کنند.   کاهش نیاز آنها به تعمیر و نگهداری به این معنی است که شما از هزینه های نگهداری کمتر و عملکرد طولانی تر سیستم بهره مند خواهید شد.

از آنجایی که سیستم های حلقه بسته به مبدل حرارتی جداگانه نیاز ندارند، همانطور که سیستم های باز نیاز دارند، فضای کمتری را در تاسیسات شما اشغال می کنند. در حالی که شما نباید تمام مراقبت از سیستم خود را متوقف کنید، طراحی مدار بسته به بررسی های کمتری در طول سال نیاز دارد.   برای صرفه جویی بیشتر در انرژی، سیستم های خنک کننده مدار بسته امکان تغییر سرعت پمپ را فراهم می کنند. کاهش سرعت پمپ می تواند باعث صرفه جویی در انرژی در هنگام کاهش نیازهای خنک کننده شود. انعطاف پذیری برای تطبیق با نیازهای خنک کننده و انرژی، سیستم های حلقه بسته را در مصرف انرژی کارآمدتر می کند. با این حال، این تنها راهی نیست که سیستم های بسته می توانند با تغییرات سازگار شوند.

توانایی انطباق با عملکرد بهینه
سیستم های خنک کننده مدار بسته عملکرد و کارایی را تا 50 درصد در مقایسه با سیستم های باز بهبود می بخشد. مدار بسته چهار راه برای انطباق با نیازهای خنک کننده و تغییرات دمای بیرون دارد:  

-عملکرد خشک: سیستم بدون آب خنک کننده کار می کند که سیستم را از یخ زدگی محافظت می کند و نیاز به آزمایش آب و تصفیه شیمیایی را از بین می برد. این گزینه در آب و هوای معتدل با جفت کردن فن های اگزوز با مبدل حرارتی بهترین عملکرد را دارد. برای این گزینه نیازی به آب خنک کننده ندارید.

عملکرد آزاد: عملیات آزاد زمانی اتفاق می افتد که چیلر را خاموش می کنید. این گزینه به جای چیلر از دمای محیط برای خنک کردن آب فرآیند استفاده می کند.

خنک کننده آدیاباتیک: تأسیساتی که در شرایط گرم کار می کنند ممکن است به تغییرات فشار خنک کننده آدیاباتیک نیاز داشته باشند. یک سیستم تحت فشار می تواند به خنک کردن آب تا دمای پایین تر از روش های سنتی کمک کند.

سرعت های متغیر: سیستم های بسته از سرعت های متغیر برای به حداکثر رساندن بهره وری انرژی بدون کاهش قدرت خنک کننده استفاده می کنند. این ویژگی اجازه می دهد تا کنترل بیشتری بر فرآیند خنک سازی داشته باشید. در مقایسه با فن هایی که فقط دارای کنترل روشن و خاموش هستند، فن های متغیر مصرف انرژی را تا 25 درصد کاهش می دهند.   سازگاری سیستم های بسته را گزینه بهتری برای آب و هوای متغیر می کند، اما در نهایت نگهداری سیستم هزینه آن را در طول زمان تعیین می کند. خوشبختانه، سیستم های سیکل بسته دارای طراحی هستند که نیاز به تمیز کردن و نگهداری منظم و دقیق را کاهش می دهد. پیش تصفیه موثر در برابر اکثر نگرانی های سیستم سیکل بسته دفاع می کند.  

3. قرار گرفتن در معرض آلاینده ها را به حداقل می رساند

سیستم های سیکل بسته دارای منفذی به هوا نیستند، اما این بدان معنا نیست که سیستم از مواد خارجی موجود در آب محافظت کامل دارد. کاهش آلاینده‌ها و زباله‌های موجود در سیستم با طولانی‌تر کردن مدت زمان قبل از نیاز به تعویض قطعات، عمر کل سیستم را افزایش می‌دهد.   به لطف طراحی بسته، این سیستم می‌تواند هفته‌ها بین عملیات شیمیایی با آب تصفیه‌شده و نظارت شده فاصله داشته باشد. در یک سیستم بدون نشتی، تا زمانی که نظارت و تصفیه آب به طور منظم انجام شود، این برنامه ریزی باید برای به حداقل رساندن آلاینده ها کافی باشد.

اگر بیش از حد طولانی از سیستم غفلت کنید، ممکن است نشتی ایجاد شود که نگهداری آن را دشوارتر می کند.

  برای جلوگیری از خوردگی در اجزای فولاد کربنی، آب باید pH بالا یا قلیایی داشته باشد. برای حفظ تعادل شیمیایی صحیح، متخصصان تصفیه آب چندین گزینه در اختیار دارند:  

درمان های پلیمری:

زمانی که به طور انحصاری برای برج های خنک کننده باز استفاده می شد، درمان های پلیمری اکنون به حفظ سیستم های بسته کمک می کند. این درمان ها اجزایی را در آب پراکنده می کنند که ممکن است به خوردگی یا رسوب کمک کند. با یک سیستم کاملا بسته، درمان های پلیمری بر محیط زیست تأثیر نمی گذارد.

نیتریت سدیم:

نیتریت سدیم عملکردی غیرمعمول دارد. این ماده شیمیایی به طور عمدی کل سیستم را به طور یکنواخت خورده می کند به طوری که خوردگی یکنواخت هیچ نقطه ناهمواری برای سایش اضافی باقی نمی گذارد. نقطه ضعف استفاده از نیتریت سدیم در یک سیستم بسته ناشی از باکتری های موجود در سیستم است. برخی از باکتری ها نیتریت سدیم را مصرف می کنند که باعث افزایش جمعیت آنها می شود. سطوح بالای باکتری می تواند لایه هایی ایجاد کند که به خوردگی کمک می کند.

مولیبدات سدیم:

مولیبدات سدیم اکسیداسیون را مهار می کند. متأسفانه قیمت این ترکیب به دلیل ناآرامی های سیاسی در مناطق مرتبط با مولیبدیت بسیار متفاوت است. این مواد تنها گزینه‌ها برای حفظ یک سیستم سیکل بسته نیستند، بلکه نمونه‌ای از محصولاتی هستند که متخصصان تعمیر و نگهداری می‌توانند از آن استفاده کنند.  

با ما تماس بگیرید

برای جلوگیری از آسیب جدی ناشی از آب تصفیه نشده، به تصفیه مکرر سیستم و محتویات آن نیاز دارید. سیستم سیکل بسته نیازمند به یک متخصص برای تعویض فیلترها، انجام بررسی تعادل pH و انجام بررسی های تعمیر و نگهداری است. ما متخصصان تصفیه آب داریم که راه درست متعادل کردن ترکیب شیمیایی آب در سیستم شما را می دانند. برای اطلاعات بیشتر در مورد تصفیه آب و تعمیر و نگهداری سیستم، همین امروز با ما تماس بگیرید.

ما می خواهیم به شما کمک کنیم که یک سیستم تمیز و ماندگار داشته باشید.

برای تصفیه آب سیکل بسته سرمایشی و گرمایشی با ما تماس بگیرید

تماس باما
جهت سفارش از صفحه فروشگاه بازدید کنید. فروشگاه

کمربند پرشر وسل 8 اینچ

کمربند پرشر وسل 8 اینچ
 

کمربند باید از استحکام فیزیکی مناسب برخوردار باشد.

جنس آن نباید زنگ زده و یا زمان بستن به پرشر وسل آسیب برساند.

در محل اتصال کمربند به بدنه از نوار نرمی جهت محافظت وسل است .

کمربند وسل در قسمت اتصال به وسل با داشتن آج های مخصوص به کارآرایی و زیبایی آن افزوده است .

مهره های لولایی کمربند آن را منعطف تر می نماید . و دارای پیچهای مناسب استیل می بوده و بالشتک کمربند از جنس لاستیک درجه یک با کیفیت بالایی است که بستر مناسبی را برای وسل فراهم می نماید.

 توضیحات بیشتر کمربند پرشر وسل :
از کمربند برای ثابت کردن پرشر وسل بر روی اسکلت دستگاه RO  استفاده می شود.

کمربندها باید از استحکام فیزیکی مناسب برخوردار باشند.

مهره های لولایی کمربند آن را منعطف تر می کند و دارای پیچهای مناسب استیل است و بالشتک کمربند از جنس لاستیک درجه یک با کیفیت بالایی است که بستر مناسبی را برای وسل فراهم می نماید

جنس آنها نباید زنگی و یا زمان اتصال به پرشر وسل آسیب برسانند

در قسمت اتصال کمربند به بدنه ان از نوار نرمی جهت محافظت وسل استفاده شده است و کمربند وسل در قسمت اتصال به وسل با داشتن آج های مخصوص به کارآرایی و زیبایی آن افزوده است .

 
تماس با ما:

تماس باما
 

کمربند پرشر وسل 8 اینچ

کمربند پرشر وسل 8 اینچ
 

کمربند باید از استحکام فیزیکی مناسب برخوردار باشد.

جنس آن نباید زنگ زده و یا زمان بستن به پرشر وسل آسیب برساند.

در محل اتصال کمربند به بدنه از نوار نرمی جهت محافظت وسل است .

کمربند وسل در قسمت اتصال به وسل با داشتن آج های مخصوص به کارآرایی و زیبایی آن افزوده است .

مهره های لولایی کمربند آن را منعطف تر می نماید . و دارای پیچهای مناسب استیل می بوده و بالشتک کمربند از جنس لاستیک درجه یک با کیفیت بالایی است که بستر مناسبی را برای وسل فراهم می نماید.

 توضیحات بیشتر کمربند پرشر وسل :
از کمربند برای ثابت کردن پرشر وسل بر روی اسکلت دستگاه RO  استفاده می شود.

کمربندها باید از استحکام فیزیکی مناسب برخوردار باشند.

مهره های لولایی کمربند آن را منعطف تر می کند و دارای پیچهای مناسب استیل است و بالشتک کمربند از جنس لاستیک درجه یک با کیفیت بالایی است که بستر مناسبی را برای وسل فراهم می نماید

جنس آنها نباید زنگی و یا زمان اتصال به پرشر وسل آسیب برسانند

در قسمت اتصال کمربند به بدنه ان از نوار نرمی جهت محافظت وسل استفاده شده است و کمربند وسل در قسمت اتصال به وسل با داشتن آج های مخصوص به کارآرایی و زیبایی آن افزوده است .

 
تماس با ما:

تماس باما
 

گیج فشار 16 بار خطی

گیج فشار 16 بار خطی

گیج فشار 16 بار خطی جهت محدوده های فشار بالاو نصب بر روی خطوط لوله  استفاده می شوند.

این محصول فشار های رنج 0-16 بار جهت کاربرد در تصفیه آب و صنایع مختلف را به طور قابل اعتماد اندازه گیری می کنند.

فشارسنج چیست؟
گیج‌های فشار، که دستگاه‌هایی هستند که فشار داخلی رسانه‌ها را در یک سیستم اندازه‌گیری می‌کنند، از جمله ابزارهای پرکاربرد در هر تأسیسات صنعتی هستند. اندازه‌گیری فشار، همراه با اندازه‌گیری دما، یکی از مهم‌ترین اندازه‌گیری‌ها برای عملیات در طیف گسترده‌ای از کاربردها – به ویژه کاربردهای صنعتی – است و برای اطمینان از کیفیت محصول و ایمنی یک تأسیسات و پرسنل آن ضروری است.

گیج های فشار برای نظارت و کنترل فشار استفاده می شود – که اغلب در پردازش صنعتی یک ضرورت است. بدون فشار سنج، سیستم های پردازش صنعتی هم غیرقابل پیش بینی و هم غیرقابل اعتماد خواهند بود.

گیج های فشار توسط متخصصان صنعت برای عیب یابی ماشین های قدرت سیال – که برای کار در محدوده فشار تنظیم شده طراحی شده اند، استفاده می شوند. با گیج هایی که به درستی نصب شده اند، نشتی ها و تغییرات فشار ناخواسته را می توان فوراً کنترل و برطرف کرد.

انواع فشارسنج ها و نحوه کار آنها
اغلب، اصطلاحات فشار سنج، سنسور، مبدل و فرستنده به جای یکدیگر استفاده می شوند. اصطلاح فشار سنج معمولاً به یک نشانگر مستقل اشاره دارد که فشار فرآیند شناسایی  را به حرکت مکانیکی یک اشارگر تبدیل می کند. گیج های فشار می توانند مکانیکی یا دیجیتالی باشند.

تماس با ما:

تماس باما

گیج فشار 10 بار تابلویی

گیج فشار 10 بار تابلویی

گیج فشار 10 بار تابلویی جهت محدوده های فشار 0-10 بار و نصب بر روی صفحه تابلو  استفاده می شوند.

این محصول فشار های رنج 0-10 بار جهت کاربرد در تصفیه آب و صنایع مختلف را به طور قابل اعتماد اندازه گیری می کنند.

گیج فشار چیست؟
گیج‌های فشار دستگاه‌هایی هستند که فشار داخلی رسانه‌ها را در یک سیستم اندازه‌گیری می‌کنند، از جمله ابزارهای پرکاربرد در هر تأسیسات صنعتی هستند. اندازه‌گیری فشار، همراه با اندازه‌گیری دما، یکی از مهم‌ترین اندازه‌گیری‌ها برای عملیات در طیف گسترده‌ای از کاربردها – به ویژه کاربردهای صنعتی – است و برای اطمینان از کیفیت محصول و ایمنی یک تأسیسات و پرسنل آن ضروری است.

گیج های فشار برای نظارت و کنترل فشار استفاده می شود – که اغلب در پردازش صنعتی یک ضرورت است. بدون فشار سنج، سیستم های پردازش صنعتی هم غیرقابل پیش بینی و هم غیرقابل اعتماد خواهند بود.

گیج های فشار توسط متخصصان صنعت برای عیب یابی ماشین های قدرت سیال – که برای کار در محدوده فشار تنظیم شده طراحی شده اند، استفاده می شوند. با گیج هایی که به درستی نصب شده اند، نشتی ها و تغییرات فشار ناخواسته را می توان فوراً کنترل و برطرف کرد.

انواع فشارسنج ها و نحوه کار آنها
اغلب، اصطلاحات فشار سنج، سنسور، مبدل و فرستنده به جای یکدیگر استفاده می شوند. اصطلاح فشار سنج معمولاً به یک نشانگر مستقل اشاره دارد که فشار فرآیند شناسایی  را به حرکت مکانیکی یک اشارگر تبدیل می کند. گیج های فشار می توانند مکانیکی یا دیجیتالی باشند.

تماس با ما:

تماس باما