مرجع تخصصی آب و فاضلاب

زئولیت ها

زئولیت ها ، آلومینو سیلیکات های بلوری و هیدراته فلزات قلیایی و قلیایی خاکی بویژه سدیم ؛ کلسیم ، منیزیم ، استرانسیم و باریم هستند که شبکه ها ی سه بعدی متشکل از چهار وجهی های  [SiO4]4- و[AlO4]4- دارند. این مواد برای نخستین بار در سال 1756 توسط یک معدن شناس سوئدی به نام فردیک کرونستد شناسایی شده اند و زئولیت نام گرفته اند.

واژه زئولیت به معنی سنگ جوشان از ریشه یونایی "زین " به معنای جوشیدن و "لیتوس" به معنای سنگ است . این نام مبتنی بر این واقعیت است که در هنگام حرارت دادن زئولیت ، مقدار زیادی آب، به صورت بخار خارج می شود .

از نظر شیمیدان ها زئولیت ساختمانی است از پلیمر های معدنی که دارای اندامی چهار وجهی است ، ساختمان کلی این چهار وجهی به صورت  TO4 است که در آنها ممکن است T یک عنصر سه ظرفیتی مانند Al وB وGa  و یا چهار وجهی نظیر Ge و Si و یا پنج ظرفیتی مثل P باشد و کلیه این چهار وجهی ها از طریق اکسیژن مشترک به یکدیگر متصل می شوند .

بعضی از کاربردهای مهم زئولیت ها به شرح زیر می باشد:

الف- خالص سازی

-خشک کردن (LNG ؛ گازهای حاصل  از کراکینگ ، سردکننده ها )

-حذف CO2(گازطبیعی ، جداسازی هوا به وسیله ی سرد سازی )

-حذف گوگرد ( شیرین سازی گاز طبیعی وLPG)

-و...

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

یکی از مشکلات جدی محیط زیست که امروزه بشر در اکثر نقاط جهان با آن درگیر است، باران اسیدی می‌باشد. باران اسیدی به پدیده‌هایی مانند مه اسیدی و برف اسیدی که با نزول مقادیر قابل توجهی اسید از آسمان همراه هستند، اطلاق می‌شود.

باران هنگامی اسیدی است که میزان pH آب آن کمتر از پنج و شش دهم باشد. این مقدار pH بیانگر تعادل شیمیایی بوجود آمده میان دی‌اکسید کربن و حالت محلول آن یعنی بی‌کربنات () در آب خالص است.

باران اسیدی دارای نتایج زیانبار اکولوژیکی می‌باشد و وجود اسید در هوا نیز بر روی سلامتی انسان اثر مستقیم دارد. همچنین بر روی پوشش گیاهی تأثیرات نامطلوبی می‌گذارد.

معمولا نزولات جوی به علت حل شدن دی‌اکسید کربن هوا در آن و تشکیل اسید کربنیک بطور ملایم اسیدی هستند و pH باران طبیعی آلوده نشده حدود 5.6 می‌باشد. پس نزولاتی که به مقدار قابل ملاحظه‌ای قدرت اسیدی بیشتری داشته باشند و pH آنها کمتر از 5 باشد، باران اسیدی تلقی می‌شوند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اندیس های خوردگی:

١. اندیس لانژلیه یا اندیس رسوب

روابط:                                                                IS= pH - pHs

و                                                        pHs= p Ca + p Alk + k

و                                     p Ca= -log [Ca] ,    p Alk= -log [Alk  

که در رابطه اخیر، غلظت آلکالینیتی (قلیائیت) همان مجموع غلظت یون کربنات و بیکربنات است. و k ثابتی است که به دما و غلظت یونی آب بستگی دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نگاه کلی

سم (poison) ماده‌ای است که براثر مواد شیمیایی٬ حتی در دُزکم٬ بر بدن انسان و حیوانات آسیب رسانیده٬ سلامتی را از بین برده و حتی موجبات مرگ را فراهم می‌نماید. اثر سم می‌تواند موضعی باشد و یا پس از عبور از پوست و وارد شدن آن در خون انجام پذیرد. برحسب مقدار یا دُز وارد شده به بدن٬ سم می‌تواند مهلک باشد(دُز مهلک) و یا صدمات جدی به بدن برساند (دُز درمانی) و یا اصولا″ بدون اثر باقی بماند (دُز بی اثر).دُزهای نامبرده٬ حتی در مورد سم‌هایی با مواد شیمیایی یکسان٬ اعتبار مطلق نداشته٬ بلکه علاوه بر نحوه مصرف به نوع٬ سن٬ جنس و حساسیت موجود زنده بستگی دارند. برخی مواد اساسا″ جزو سم‌ها محسوب نمی شوند ولی پس از ورود به بدن موجود زنده طی واکنش‌های پیچیده به ماده سمی تبدیل می‌شوند٬ مانند هگزامتیلن تترامین غیر سمی٬ که در بدن انسان به فورمالدهید سمی تبدیل می‌گردد.

تقسیم‌بندی بر اساس ماهیت شیمیایی

    * سموم معدنی: شامل سم‌های معدنی طبیعی مانند هیدروژن سولفید٬ کربن مونوکسید و سم‌های معدنی مصنوعی مانند جیوه(II)کلرید و همچنین نمکهای تالیم و سرب می باشند.
    * سموم آلی: شامل سم‌های آلی گیاهی مثل آکونیتین و سم‌های حیوانی مانند سم مار می‌باشد. سم‌های آلی مصنوعی در طبیعت وجود نداشته ولی به طور مصنوعی یا سنتز تهیه می شوند. مثل سلاح های کارزار شیمیایی گاز خردل٬ گاز اعصاب و یا انواع آفت‌کش ها و قارچ‌کش ها و...

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

کاربرد ازن در تصفیه آب آشامیدنی

یکی از اساسی ترین اهداف تصفیه آب گند زدائی یا ضد عفونی نمودن آب جهت مناسب نمودن برای شرب می باشد. تاکنون برای گند زد ائی آب روشهای مختلفی ارائه گردیده است که مهمترین آنها کلرزنی ، ازن زنی و استفاده از دی اکسید کلر ، برم ، ید ونیز اشعهUV  می باشد.عمومی ترین روش گند زدائی در جهان کلر زنی می باشد که از دلایل عمده استفاده از آن می توان موثر بودن در غلظت پائین ، ارزان و در دسترس بودن ونیز داشتن باقیمانده در آب پس از عمل گند زدائی را نام برد. با توجه به تشکیل ترکیبات آلی کلرینه و سایر ترکیبات تری هالومتان در اثر گند زدایی با کلر که عوارض نامطلوبی را برای مصرف کنندگان به همراه دارد استفاده از گند زدا های جدید روز به روز ابعاد وسیع تری می یابد.ازن از جمله ترکیباتی است که با توجه به خواص ویژه خود ، نزدیک به یک قرن است که بعنوان گند زدا در آب آشامیدنی توسط کشورهای اروپایی مورد استفاده قرار گرفته است . اولین کار برد ازن در سال 1893 در کشور هلند و برای تصفیه خانه ای که از آب رودخانه راین تغذیه می نمود صورت پذیرفت . امروزه بیش از یک هزار تصفیه خانه آب از ازن بعنوان بخشی از تصفیه شیمیائی استفاده می کنند که اغلب آنها در کشورهای غربی بویژه فرانسه ، سوئیس و کانادا قرا دارند  بزرگترین تاسیسات گند زدائی با ازن در مناطق پاریس و مونترال بکار گرفته شده است .

خواص فیزیکی وشیمیائی ازن

ازن یکی از اشکال آلوتروپی اکسیژن بوده و گازی آبی رنگ با بوی تند وناپایدار می باشد . این ترکیب یک اکسید کننده قوی بوده و بسیار قوی تر از اسید هیپوکلرو ( ماده موثر گند زدایی کلر در آب )  می باشد. حلالیت ازن در آب 12 مرتبه کمتر از حلالیت کلر بوده و محلول آبی آن نیز ناپایدار می باشد.با توجه به ناپایداری گاز ازن ، باید در محل مصرف و نیز زمان مصرف تولید شود و نمی توان آنرا مثل کلر ذخیره نمود. با توجه به حوادث زیادی که در خصوص ترکیدن سیستم های ذخیره و نگهداری کلر بوقوع پیوسته است این محدودیت لزوماً جزء معایب استفاده از گاز ازن محسوب نمی شود. 

خصوصیات بیوشیمیائی ازن

 نقش ازن در تصفیه آب و پساب بعنوان یک عامل اکسید کننده و یک ترکیب میکروب کش حائز اهمیت بوده و در محیط آبی خصوصیات مشابهی با کلر دارد . از اینرو این دو ماده بعنوان رقیب یکدیگر و در مواردی مکمل یکدیگر مطرح می باشند. ازن دارای دو خاصیت بسیار مهم در ارتباط با محیط اطراف خود می باشد

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اندازه گیری آب معادل برف برای مدیریت حوزه آبی، به روش های مختلف در حوزه های آبی و اردوگاهها انجام می گیرد برف یکی از مهمترین منابع آبی و تامین کننده آب های زیرزمینی می باشد و مقدار آب حاصله از ذوب برف به وزن مخصوص برف بستگی دارد که در مورد برف تازه حدود 50 تا 200 کیلوگرم در هر لیتر می باشد.

تعاریف

آب معادل برف: عبارت ازارتفاع آبی است که در اثر ذوب برف به وجود می آید.

وزن مخصوص برف: ارتفاع آب معادل بر ارتفاع برف.

هیدرومترولوژی: مطالعه موارد مشترک هواشناسی و هیدرو لوژی

کرایولوژی: یخ شناسی که به مطالعه برف و یخ و مسائل مربوط به یخچال ها کاهش ضخامت یخچال ها و آب معادل برف می پردازد.

 

محل های مناسب اندازه گیری برف

- مسطح و در پناه باد باشد.

-  100 متر قطر داشته باشد.

-  کنار جاده یا مناطق مسکونی که روی برف آن اثر می گذارد قرار نگیرد.

-  در ارتفاعات مختلف شناسی و مورد استفاده قرار گیرند تا بتوان ارتفاع برف را در تمامی یک حوزه مورد مطالعه و اندازه گیری قرار داد، مثلاً در حوزه آبریز کرج  چندین ایستگاه برف سنجی توسط وزرات نیرو تاسیس و مورد بهره برداری قرار دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

همونطور که میدونید بعد از انجام آزمایش قلیائیت (Alkalinity) در آب که بروش تیتراسیون با اسید سولفوریک (یا اسید کلریدریک) انجام میگیره، نتایج حاصله بر حسب کربنات کلسیم (as CaCO3) گزارش میشه، اگر نتایج یک پژوهش رو در دست دارین اما نیاز دارین که این نتایج رو به جای کربنات کلسیم برحسب کربنات (--as CO3)، بیکربنات (-as HCO3) یا هیدروکسید ( as OH) گزارش بدین

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

الکترو دیالیز (Electrodialysis) :
الکترو دیالیز با علامت مخفف ED نشان داده می شود. یک فرایند جداسازی غشایی می باشد که درآن از اختلاف پتانسیل الکتریکی به عنوان نیروی محرکه جهت انتقال یون ها استفاده می شود .
در این سیستم از غشاهای پلیمری حاوی رزین های تبادل یونی استفاده می گردد. این رزین ها بر روی پارچه هایی پلیمری مانند پلی اتیلن پوشش داده شده اند . پرده های کاتیونی نسبت به کاتیون ها تراوا می باشند و آنیون ها فقط می توانند از غشاهای آنیونی عبور نمایند.
فضای بین دو غشای غیر همنام سل نامیده می شود . در سیستم های پیشرفته دستگاه الکترودیالیز به شیوه ای طراحی و بهره برداری می گردد که در حدود هر 15 دقیقه یک مرتبه قطب کاتد و آند جابجا می شوند و به طور اتوماتیک از رسوب روی الکترودها و گرفتگی غشاها کاسته می شود .غشاها توسط جدا کننده های پلیمری از یکدیگر مجزا می شوند به طور معمول ضخامت این توری ها در فضای بین غشاء ها نیم میلی متر و در کنار الکترودها یک میلی متر می باشد.
نکات مهم در طراحی و بهره برداری از سیستم های الکترودیالیز :
1) کیفیت آب ورودی بیشترین اهمیت را در ثابت نگه داشتن مشخصات آب خروجی دارد . یون های مهم در تصفیه آب شامل سدیم ، کلسیم ، منیزیم ، آهن ، سیلیس ، کلرید و بی کربنات می باشند. هر چند تغییر در مشخصات آب ورودی موجب تغییر در کیفیت آب خروجی می گردد.
2) دمای آب ورودی اثر فوق العاده مهمی بر روی بازده دستگاه و کیفیت محصول دارد. به طور معمول دمای آب نباید از 10 درجه سانتی گراد کمتر و از 45 درجه سانتی گراد بیشتر باشد.
3) حد مجاز آهن در آب وروی به طور معمول حدود ppm 2/0 می باشد زیرا بیشتر از این مقدار موجب اشکال در فرایند می گردد. یکی از اثرهای منفی یون های آهن و یا آهن معلق ، افزایش مقاومت الکتریکی غشاها می باشد که در اثر رسوب بر روی غشاها یک لایه نارنجی رنگ بوجود می آورند و موجب کاهش کیفیت تولید آب و تغییر در ولتاژ و آمپر مورد استفاده می شود.
4) وجود کلرین در آب ورودی موجب آسیب دیدگی سیستم می شود لذا نباید سیستم راه اندازی شود.
5) وجود هیدروژن سولفاید در آب ورودی مانند حالت بالا موجب آسیب رسیدن به غشا میشود و لذا نباید سیستم راه اندازی شود.
6) حد مجاز آهن و منگنز بر روی هم درآب ورودی ppm 2/0 می باشد.
7) به طور اساسی یکی از عوامل وجود آهن در لوله های انتقال و مخازن سرچاهی خوردگی می باشد و یکی از رایج ترین عوامل خوردگی در آب های زیر زمینی باکتری های احیا کننده سولفات (SRB) می باشد که می توانند به دلیل بی هوازی بودن در چاههای آب وجود داشته باشند و همچنین با استفاده از اکسیژن می توان سولفات موجود درآب را احیا و تولید H2S نمود که در نهایت سولفیت آهن تولید می گردد. بهترین شیوه مبارزه تزریق کلر در سر چاه به میزان باقی مانده در حدود ppm 1 می باشد ولی چون کلرین آزاد برای سیستم زیان بخش است ، باید آب را قبل از ورود به سیستم توسط کربن فعال و یا هر شیوه دیگر کلرین زدایی گردد.
8) در سیستم های الکترو دیالیز اتوماتیک ، هر پانزده دقیقه یک مرتبه پلاریته الکتریکی و مسیرهای الکتریکی تعویض می شوند و این عمل با تعویض قطب کاتد و آند انجام میگیرد که هیچ یک از قطب ها با آب نمک غلیظ برای مدت بیش از پانزده دقیقه در تماس نباشند و نمک انباشته شده را به سرعت حل می نمایند و از سیستم خارج می سازند.
9) محیط آند همیشه در اثر تجمع H+ اسیدی می باشد ، لذا مناسب است که آب در اطراف قطب آند ، حالت سکون داشته باشد تا رسوباتی که در این قطب به وجود آمده است حل و در زمان تخلیه خارج شوند و یا به عبارت دیگر عمل شست و شوی اسیدی در قطب آند انجام شود. به دلیل تعویض قطب ها در هر پانزده دقیقه یک مرتبه این روش کمک فراوانی به تمیز شدن الکترودها می نماید.
10) به طور معمول حداقل فشار سیستم الکترودیالیز atm 15/0 و حداکثر atm 5/1 طراحی می شود.
11) دستگاه نشان دهنده اختلاف فشار بین آب رقیق و غلیظ در ورودی و خروجی مجموعه غشاها به شیوه ای است که اختلاف فشار آب تصفیه شده و آب نمک را نشان می دهد زیرا همیشه باید فشار آب تصفیه در حدود نیم الی یک و نیم اتمسفر بیشتر از فشار آب نمک باشد.
12) جهت کنترل کیفیت آب تولیدی دستگاه اندازه گیری هدایت الکتریکی در قسمت خروجی آب تصفیه شده نصب می شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب