تصفیه آب از دیدگاه مهندس شیمی 

تلگرام آرایشی بهداشتی تبلیغ کتاب شوینده ها

تصفیه آب از دیدگاه مهندس شیمی

نویسنده:

ehsan hosnani
گردآوری، ترجمه و نگارش: احسان حُسنانی
کارشناس ارشد مهندسی شیمی ، دانش آموخته دانشگاه صنعتی اصفهان


چکیده: تقریبا در همه صنایع فرایندی که مهندسین شیمی در آن مشغول کار هستند واحدی به نام یوتیلیتی وجود دارد که یکی از وظایف آن تصفیه آب و تامین آب صنعتی است. آب صنعتی برای تولید بخار و همچنین به کارگیری در مبدل های حرارتی استفاده می شود.
تصفیه آب
تصفیه آب
در واحد های تولیدی صنعتی مثل کارخانه های آرایشی بهداشتی و مجتمع های پتروشیمی واحدی به نام واحد تولید آب صنعتی وجود دارد.
هدف اصلی این واحد تولید آب بدون یون (D.M) برای بویلرهای تولید بخار است. این واحد همچنین مشتمل بر بخشهای تولید آب آشامیدنی، آب سرویس و آب سیستم آتش نشانی است.

تئوری فرایند:

ورودی این واحد معمولاً آب آشامیدنی شهری است. این آب آلودگی هایی دارد که نمی تواند به عنوان خوراک بویلرها استفاده شود که اهم آن عبارتند از:
1- مواد معلق: گل و لای، مواد کلوئیدی، میکروارگانیسم ها
2- املاح: به دو گروه کاتیونی و آنیونی تقسیم می شوند.
3- گازهای محلول: مثل اکسیژن، دی اکسید کربن
4- مواد آلی
روش مناسب جداسازی این ناخالصی ها با توجه به کیفیت آب مورد نظر و امکانات اقتصادی و تکنیکی دارد.

روش های جداسازی جامدات معلق:

1- ته نشینی (Settling): حذف گل و لای و ذرات درشت
2- زلال سازی (Clorifing): اضافه کردن منعقد کننده ها (Coagulant ها)
3- فیلتراسیون (filtering): فیلترهای شنی و کربنی

حذف املاح:

املاح که عبارتند از کاتیونها و آنیونهای محلول در آب. برخی املاح حتی از طریق چند بار تقطیر هم از آب جدا نمی شوند ولی «فرآیند تبادل یونی» روشی است که به وسیله آن می توان آبی بدون یون و کاملاً خالص تهیه کرد.
در این فرایند از رزین های تبادل یونی استفاده می شود:
الف – رزین های کاتیونی: H موجود در «عامل فعال کننده» جای خود را با کاتیونهایی مثل Na+ و Ca2+ عوض می کند.
ب – رزین های آنیونی: CH موجود در «عامل فعال کننده» جای خود را با آنیونهایی مثل Cl- و SO42- عوض می کند.

Ca2+ + 2RH → R2Ca + 2H+
رزین های کاتیونی

(SO4)2- + 2AS(OH) → AS2SO4 + 2OH-
رزین های آنیونی

دستگاه های تبادل یونی:

ستونی است که بدنه آن شبیه فیلترهای فشاری است که در داخل آن ذرات رزین قرار می گیرد. جریان آب پس از گذشتن از این بستر یون زدائی می شود.
دستگاه های تبادل یونی می توانند آنیونی، کاتیونی و یا مختلط (mixed) باشد. در حالت مختلط رزین های آنیونی و کاتیونی به صورت مختلط و در کنار هم داخل یک بستر قرار می گیرد.
پس از مدتی بستر رزین اشباع شده و به منظور فعال سازی مجدد بستر باید آن را احیاء کرد.
*احیای رزین ها در چند مرحله صورت می گیرد، برای احیای رزین های (کاتیونی/آنیونی) باید مراحل زیر طی شود:
1- خیزش بستر (Bed lift): توسط جریان آب D.M از پایین به بالا بستر بلند خواهد شد.
2- پیش تزریق (pre-injection): حدود یک دقیقه آب D.M باید جریان داشته باشد.
3- تزریق (injection): سود یا اسید مصرفی تزریق شده و بستر را احیا می کند.
4- جابجایی (Displacement): سود و اسید تزریق شده به تدریج شسته می شود.
5- نشست بستر (Settle): در این مرحله بستر رزین به موقعیت اولیه خود برمی گردد.

احیای رزین های مختلط هم به همین ترتیب است با این تفاوت که:
در این حالت یک مرحله جداسازی (Separation) رزین ها داریم به این صورت که جریان آب D.M که از پایین وارد می شود رزین ها را بر اساس اختلاف دانسیته از هم جدا می شوند. همچنین برای دوباره مخلوط کردن رزین ها جریان هوا را از پایین می دمند و بستر را مخلوط (Air mix) می کنند.

جداسازی گازها:

هدف جداسازی گازهایی مثل CO2، O2، H2O و غیره است، اساس این کار فرایندهای عریان سازی با هوا (Air Stripping) و همچنین اعمال خلأ است.

شرح فرایند واحد تصفیه آب:

1- بخش زلال سازی

شامل یک مخزن زلال ساز (clarifier) که جریان آب خام ورودی پس از ورود به این مخزن و اضافه شدن مواد شیمیایی از قبیل لخته سازها و مواد افزودنی دیگر (لخته سازی مانند سولفات آلومنیم و پلی الکترولیت که باعث افزایش فعالیت سولفات آلومینیم می شود) و همزدن آنها در آب مدتی موتور همزن را خاموش می کنند تا ذرات منعقد شده فرصت ته نشینی پیدا کرده و لجن ته نشین شده توسط پمپ از پایین به واحد بازیافت (پساب) ارسال می شود. آب زلال از بالای مخزن به طرف فیلترهای شنی (Sand filter) پمپ می شود.

2- مجموعه فیلترهای شنی

این قسمت 4 عدد فیلتر شنی موازی دارد. مخزنی جهت ذخیره هوا دارد که در مرحله شستشوی معکوس (Back wash) کاربرد دارد. نقش اصلی شستشو در مرحله Back wash را آب سرویس دارد ولی هوا به منظور به هم زدن ذرات شنی و جدا کردن مواد چسبیده به آن به کار می رود. Sand filter از چند لایه تشکیل شده که در هر لایه سنگ هایی با دانسیته و اندازه های مختلف قرار دارد. در واقع شن ها دانه بندی (Gravel) شده است. خروجی فیلتر شنی آب سرویس نام دارد.

3- مجموعه فیلترهای کربنی

این مجموعه جهت حذف مقادیر جزئی روغن و مواد آلی که احتمالاً ممکن است در آب فیلتر شده موجود باشد طراحی شده از 4 فیلتر موازی تشکیل شده که داخل فنداسیون آهنی قرار گرفته بستر از جنس کربن فعال است که روی یک کف کاذب (از جنس گلوله های پلاستیکی Inert) قرار گرفته است.

4- ستونهای تبادل یونی:

دو لایه از رزین های تبادل یونی قوی و ضعیف روی لایه های نگهدارنده هیدروآنتراسیت قرار گرفته و در قسمت فوقانی آن دانه های پلاستیکی Inert به صورت شناور قرار گرفته که از خروج رزینها جلوگیری می کند. در ستون تبادل یونی مختلف هر دو نوع رزین کاتیونی و آنیونی قوی هستند.


مطلب قبلی: رزین های تعویض یونی

مطلب بعدی: کتاب تصفیه آب دکتر امیری

معادل انگلیسی اصطلاحات تخصصی این مطلب

1- همزن = Mixer
turbine type mixers = همزن های توربینی


تلفظ very large mixer ↓
2- میکروارگانیسم = Microorganism
3- رزین ها = Resins
4- افزودنی = Additive
5- استیک = Stick
color stick = استیک های رنگ مو، رنگ موهای استیکی، رنگ مو های قلمی، رنگ موهای ماژیکی

Lipstick = رژ لب
محصول آرایشی رنگی که روی لب ها مالیده می شود
Makeup Sticks = قلم های آرایشی
محصولات آرایشی که به فرم استیک یا قلم هستند

تلفظ lipsticks and lip glosses ↓
6- الکترولیت = Electrolite
7- هم زدن = Mixing
8- تبادل یونی = Ion Exchanging
9- فنداسیون = Foundation
cosmetic foundations = فونداسیون آرایشی، فنداسیون آرایشی، فن های آرایش، فن، فون، کرم پودر

liquid foundation = کرم پودرهای مایع
محصولات آرایشی که برای پوشاندن عیوب چهره، صاف و یکدست کردن پوست و افزایش زیبایی استفاده می شود
powder foundation = فنداسیون های پودری آرایش
محصولات آرایشی پودری که معمولا روی کرم پودرهای مایع استفاده می شوند

تلفظ foundation ↓
10- سرو = Cypress
11- بید = White Willow

مطلب فوق را در شبکه های اجتماعی زیر با دوستانتان به اشتراک بگذارید



اگر مطالعه این مطلب برایتان مفید بود، روی دکمه زیر کلیک کنید !