فهرست :

• دستگاه تصفیه آب Ro
• دستگاه تصفیه آب UF
• سختی گیرها

  • رزین­های تعویض یونی آنیونی

  • رزین­های تعویض یونی کاتیونی

  • سختی­ گیر مغناطیسی

  • سختی ­گیر  الکترومغناطیسی

  • سختی­ گیر الکتریکی

• فیلتر شنی

• فیلتر دیسکی

• فیلتر کربن فعال

• میکرودرام اسکرین

• کرو اسکرین (فیلتر سهموی)

  • سیستم باز
  • سیستم بسته

• سیستم های ضدعفونی کننده ازن

• سیستم های ضدعفونی کننده UV

 

 

 

دستگاه تصفیه آب Ro

روش Ro(Reverse Osmosis)  یکی از بهترین روش­ها برای تصفیه آب آشامیدنی و مصرفی می­باشد .در فرایند اسمز معکوس جریان آب تصفیه نشده به مخزنی که دارای غشای نیمه تراوا (ممبران) است پمپاژ می­شود بعد با عبور آب خالص از غشا و جدا سازی سایر ذرات درون آب ، آب خالص در یک سمت غشا و آب تغلیظ شده از ناخالصی در سمت دیگر غشا قرار می­گیرد.اساس کار اسمز معکوس به صورت است که ممبران­ها برای برقراری تعادل دو طرف خود آب را از ناحیه با غلظت کم­تر به سمت ناحیه با غلظت بیشتر عبور می­دهد. تا تعادل بین غلظت و فشار برقرار گردد. در حالت تعادل اختلاف فشار بین دو طرف غشا برابر اختلاف فشار اسمزی است. اگر فشاری برابر با اختلاف فشار اسمزی به محلول غلیظ‌تر اعمال گردد جریان آب قطع خواهد شد. در صورتیکه فشار اعمال شده بیشتر از فشار اسمزی باشد، جهت جریان طبیعی آب، معکوس خواهد گردید. در نتیجه آب غلیظ از میان غشا عبور می­کند و با جداسازی املاح آب تصفیه شده بدست می­آید.

 

عمده استفاده از این روش برای جدا سازی نمک و شیرین سازی آب مصرفی می­باشد . لازم به ذکر است برای مصارف خانگی از این روش برای حذف ذرات معلق و حذف کلیه مواد و املاح شیمیایی و معدنی مضر در آب مثل نیترات و نیتریت و حذف باکتری­ها ، ویروس­ها ، قارچ­ها و شیرین سازی آب و حذف نمک از این روش استفاده می­شود .

 

 

 

دستگاه تصفیه آب UF

در سیستم تصفیه آب به روش اولترافیلتراسیونUF (Ultra Filtration) ذرات معلق کم­تر از 0.2 میکرون از آب توسط غشا ممبرانی جدا می­شود . از این سیستم برای تصفیه آب و حذف کلیه ذرات از جمله میکروارگانیسم­ها ، ماکرو ملکول­ها : شامل DNA ، RNA ، پروتئین و لیپوپپتید از آب استفاده می­گردد. استفاده دیگر از این سیستم به عنوان پیش تصفیه قبل از استفاده از روش اسمزمعکوس است.

سختی گیرها

رزین­های تعویض یونی آنیونی

روش­های سختی گیری متفاوتی در صنعت برای کاهش سختی آب وجود دارد یکی از این روش­ها برای سختی­گیری و یون زدایی آب استفاده می­شود ، استفاده از رزین­های تعویض یونی آنیونی است .

رزین های تعویض یونی ذرات جامدی هستند که می توانند یون های نامطلوب در محلول را با همان مقدار اکی والان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه جایگزین کنند.

محلول­های الکترولیت دارای کاتیون (یون­های مثبت) و آنیون (یون­های منفی) هستند و مجموع آنیون­ها و کاتیون­ها از نظر بار الکتریکی با هم برابر هستند یعنی از نظر بار الکتریکی خنثی هستند.

رزین­های تعویض یونی دارای بار مثبت کاتیونی و منفی آنیونی می­باشند طوری که از نظر الکتریکی خنثی هستند. ولی تعویض کننده­ها با محلول­های الکترولیت متفاوت است طوری که فقط یکی از دو یون ، متحرک و قابل تعویض است . به عنوان نمونه می­توان یک تعویض کننده کاتیونی سولفونیک دارای نقاط آنیونی غیرمتحرکی است که شامل رادیکال­های آنیونی می­باشد که کاتیون­های متحرکی مانند H⁺ یا Na⁺  می­توانند به آن متصل باشند. این کاتیون های متحرک می توانند در یک واکنش تعویض یونی شرکت کنند و به همین صورت یک تعویض کنده آنیونی دارای نقاط کاتیونی غیر متحرکی است که آنیون های متحرکی مثل هیدروکسیل یا کلراید می توانند به آن متصل باشند.

در اثر تعویض یونی ، کاتیون­ها با آنیون­های موجود در محلول با کاتیون­ها و آنیون­های موجود در رزین تعویض می­شوند به گونه­ای که هم محلول و هم رزین از نظر الکتریکی خنثی باقی می­مانند . باید توجه داشت ما با تعادل جامد – مایع سروکار داریم بدون آنکه جامد در محلول حل شود . برای آنکه یک تعویض کننده یونی جامد ، مفید باشد ، باید دارای شرایط زیر باشد :

1. خود دارای یون باشد
2. در اب غیر محلول باشد
3. فضای کافی در شبکه تعویض کننده وجود داشته باشد که یون­ها بتوانند به سهولت در شبکه جامد رزین وارد یا خارج شوند.

رزین­های آنیونی دارای گروه­های بازی می­باشند که از آمونیاک و یک آمین ایجاد می­شوند و گاها نیز برای شرایط بهتر از ترکیبات کلرومتیل و سپس واکنش با آمونیاک و یا آمین فرایند کامل می­شود. رزین­های آنیونی نوع ضعیف می­توانند با آنیون­های نمک­ها و اسیدهای قوی تبادل یون انجام بدهند اما رزین­های نوع قوی توانایی تبادل یون با همه آنیون­ها را دارند. لازم به ذکر است رزین­های آنیونی نوع ضعیف عمدتا با سودسوزآور یا سدیم کربنات احیا می­شود.

رزین‌های آنیونی ضعیف مقاومتر از رزینهای آنیونی قوی بوده و به همین جهت در سیستم‌های تصفیه آب ، رزین‌های آنیونی قوی در پاین دست رزینهای آنیونی ضعیف قرار می‌گیرند.

 

2HCl OR 2H₂SiO₃ + 2ZOH -----> 2ZHSio₃ZCl + H₂O

 

2HCl OR 2HNO₃ + ZOH -----> 2ZCl OR 2ZNO₃ + H₂O

 

 

رزین­های تعویض یونی کاتیونی

روش­های سختی گیری متفاوتی در صنعت برای کاهش سختی آب وجود دارد یکی از این روش­ها برای سختی­گیری و یون زدایی آب استفاده می­شود ، استفاده از رزین­های تعویض یونی کاتیونی است . این نوع رزین­ها از واکنش فنل و مشتقات آن با فرمالدئید و بعد واکنش با سولفریک اسید به حالت توده­ای تهیه می­شود و بعد از خرد کردن مورد استفاده قرار می­گیرد.

رزین های تعویض یونی ذرات جامدی هستند که می توانند یون های نامطلوب در محلول را با همان مقدار اکی والان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه جایگزین کنند.

محلول­های الکترولیت دارای کاتیون (یون­های مثبت) و آنیون (یون­های منفی) هستند و مجموع آنیون­ها و کاتیون­ها از نظر بار الکتریکی با هم برابر هستند یعنی از نظر بار الکتریکی خنثی هستند.

رزین­های تعویض یونی دارای بار مثبت کاتیونی و منفی آنیونی می­باشند طوری که از نظر الکتریکی خنثی هستند. ولی تعویض کننده­ها با محلول­های الکترولیت متفاوت است طوری که فقط یکی از دو یون ، متحرک و قابل تعویض است . به عنوان نمونه می­توان یک تعویض کننده کاتیونی سولفونیک دارای نقاط آنیونی غیرمتحرکی است که شامل رادیکال­های آنیونی می­باشد که کاتیون­های متحرکی مانند H⁺ یا Na⁺  می­توانند به آن متصل باشند. این کاتیون های متحرک می توانند در یک واکنش تعویض یونی شرکت کنند و به همین صورت یک تعویض کنده آنیونی دارای نقاط کاتیونی غیر متحرکی است که آنیون های متحرکی مثل هیدروکسیل یا کلراید می توانند به آن متصل باشند.

در اثر تعویض یونی ، کاتیون­ها با آنیون­های موجود در محلول با کاتیون­ها و آنیون­های موجود در رزین تعویض می­شوند به گونه­ای که هم محلول و هم رزین از نظر الکتریکی خنثی باقی می­مانند . باید توجه داشت ما با تعادل جامد – مایع سروکار داریم بدون آنکه جامد در محلول حل شود . برای آنکه یک تعویض کننده یونی جامد ، مفید باشد ، باید دارای شرایط زیر باشد :

1. خود دارای یون باشد
2. در اب غیر محلول باشد
3. فضای کافی در شبکه تعویض کننده وجود داشته باشد که یون­ها بتوانند به سهولت در شبکه جامد رزین وارد یا خارج شوند.

 

رزین­های کاتیونی نیز به دو نوع ضعیف و قوی تقسیم می­شود که نوع قوی آن می­تواند با تمام کاتیون­های موجود در آب تبادل یون انجام دهد ولی نوع ضعیف قادر به جذب کاتیون­های هستند که به قلیایی بودن آب مرتبط است که محصول آن اسید کربنیک است. رزین­های کاتیونی ضعیف دارای ظرفیت بیشتری نسبت به نوع قوی می­باشند که گاها ظرفیت آن به دوبرابر می­رسد. 

در زیر واکنش­های مربوط به نوع قوی و ضعیف را به ترتیب می­بینیم.

 
Ca(HCO₃)₂ OR MgSO₄ + 2ZSO₃H -----> Ca²⁺+2H₂CO₃ OR Mg²⁺ + H₂SO₄

Mg(HCO₃)₂ OR Ca(HCO₃)₂ + 2ZCOOH -----> (ZCOO)₂₊ + Mg(ZCOO)₂₊Ca + 2H₂CO₃

 

سختی­ گیر مغناطیسی

سختی زدایی از آب روش­های مختلفی دارد یکی از این روش­ها ایجاد میدان مغناطیسی توسط یک یا چند جفت آهنربای دائمی می­باشد که سیال از میان آن عبور می­کند . از مزایای این سیستم کاهش میزان رسوبات تشکیل شده روی لوله­ها ، جداره­های دیگ­ها ، مبدل­های حرارتی و سایر سیستم­های تاسیساتی می­باشد. در این روش یون­هایی که موجب سختی آب می­شوند تمایل پیدا می­کنند تا در آب شناور باقی بمانند و رسوب دیگر تشکیل نمی­شود. قیمت این دستگاه­ها نسبت به سیستم الکترومغناطیس بیشتر است ولی در عوض بعد از نصب کار با این سیستم راحت تر و قیمت آن نسبت به سایر سختی­گیر­ها کم­تر است.

 

 

سختی ­گیر  الکترومغناطیسی

سختی زدایی از آب روش­های مختلفی دارد یکی از این روش­ها ایجاد میدان مغناطیسی توسط سیم­پیچ می­باشد که سیال از میان آن عبور می­کند . از مزایای این سیستم کاهش میزان رسوبات تشکیل شده روی لوله­ها ، جداره­های دیگ­ها ، مبدل­های حرارتی و سایر سیستم­های تاسیساتی می­باشد. در این روش یون­هایی که موجب سختی آب می­شوند تمایل پیدا می­کنند تا در آب شناور باقی بمانند و رسوب دیگر تشکیل نمی­شود.

 

سختی­ گیر الکتریکی

سختی زدایی از آب روش­های مختلفی دارد یکی از جدید ترین این روش­ها ایجاد میدان انرژی نوسانی با استفاده از امواج رادیوویی کم بسامد می­باشد که با این روش مولکول­های آب به ارتعاش واداشته می­شوند و باعث می­شود ساختار بلوری و منظم نمکهای کلسیم و منیزوم تغییر شکل داده و به کلسیت و آرگانوئیت تبدیل شود . از آنجا که آرگانوئیت تمایل به معلق بودن در آب دارد در نتیجه دیگر به لوله­ها نمی­چسبد و رسوب تشکیل نمی­شود. مزایای این سیستم کاهش میزان رسوبات تشکیل شده روی لوله­ها ، جداره­های دیگ­ها ، مبدل­های حرارتی و سایر سیستم­های تاسیساتی می­باشد. این روش بسیار پاک و ارزان است و جز جدیدترین روش­های رسوب زدایی در جهان می­باشد .

 

فیلتر شنی

این دستگاه برای تصفیه و جداسازی فیزیکی ذرات جامد معلق درون آب تا قطر 50 میکرون مناسب می­باشد. به بیان دیگر این دستگاه کمک به کاهش کدروت و افزایش زلالیت آب و حذف برخی ناخالصی­ها می­کند. مکانیزم تصفیه در این فیلترها به این صورت است که ذرات درون خلل و فرج شن­ها به دام می­افتند و اجازه عبور پیدا نمی­کنند و آب زلال خارج می­شود. با مرور زمان ذرات معلق بیشتری در این خلل و فرج­ها به دام افتاده و در نتیجه عبور آب از آن­ها دشوار می­شود و با افت فشار زیادی مواجه می­شویم حال اگر با افت فشار بیش از حدی مواجه شدیم این فیلتر­ها را می­بایست به صورت معکوس شست و شو داد تا دوباره مورد استفاده قرار گیرند. لازم به ذکر است اگر ماده منعقد کننده به آب اضافه نگردد صافی­های شنی فقط قادر به جداسازی ذرات درشت از اب می­باشند حال اگر این ماده منعقد کننده به آب اضافه گردد صافی قادر خواهد بود ذرات ریز و حتی باکتری ها را از آب جدا کند.

از مزایای این سیستم می­توان به سادگی و سریع بودن عمل فیلتراسیون و هزینه اولیه و نگهداری پایین اشاره کرد.

عمده کاربرد این سیستم برای تصفیه آب استخر­های شنا ، تصفیه نهایی فاضلاب­ها و سایر صنایع غذای ، نساجی ، کاغذ .... می­باشد.

 

 

فیلتر دیسکی

ظاهر و کارکرد این فیلترها مانند فیلترهای کارتریج می­باشد با این تفاوت که این فیلترها از تعداد زیادی صفحات نازک با سطح ناصاف تشکیل شده که این صفحات روی هم فشرده شده و فیلتر دیسکی را تشکیل می­دهند. ذرات معلق مایع با عبور از سطوح این فیلترها در مابین صفحات آن به دام افتاده و مایع زلال از سمت دیگر خارج می­شود. از مهمترین ویژگی این سیستم نسبت به فیلتر­های کارتریج این است که این سیستم قابل شست و شو است و به دفعات می­توان از آن استفاده کرد .

 

 

 

فیلتر کربن فعال

کربن اکتیو به خاطر خاصیت جذب بالا موجب می­شود که بو ، رنگ و طعم نا مطبوع از آب را جذب کند. فیلترهای کربن اکتیو نیز در سیستم تصفیه آب موجب حذف بو ، رنگ ، طعم نامطبوع و کلر ازاد درون آب میگردد. این نوع فیلترها معمولا بعد از فیلترهای شنی یا کارتریج در سیستم­های تصفیه آب نصب می­شود زیرا ذرات معلق عمدتا نباید وارد این سیستم شود . علاوه بر این pH آب نیز قبل از ورود به فیلترهای کربن اکتیو باید کنترل شود تا اسیدی و قلیایی نباشد. لازم به ذکر است کربن اکتیو (فعال) پس از مدتی غیر فعال می­شود و می­بایست دوباره آن را احیا کرد برای این کار عمدتا با حرارت دادن به کربن توسط کوره یا بخار تا دمای 900 درجه استفاده می­کنند.

از کاربردهای این فیلترها در تصفیه آب آشامیدنی منازل ، استخرهای شنا ، صنایع شیمیایی ، تصفیه فاضلاب می­باشد.

 

 

 

لازم به ذکر است از پودر خالص کربرن اکتیو نیز به صورت مستقیم به عنوان فیلتر استفاده می­شود.

 

 

میکرودرام اسکرین

پایین تر توضیح داده شده است.

 

کرو اسکرین (فیلتر سهموی)

 کرو اسکرین (Curve Scree)نوع دیگر از فیلتراسیون جهت جداسازی ذرات معلق درون مایع است برای دبی­های تا 100 متر مکعب در ساعت و عمده استفاده آن جهت جداسازی و آشغال گیری تصفیه­خانه­های صنعتی و کشتارگاه­های دام و طیور می­باشد. این دستگاه مجهز به سیستم شست وشوی اتوماتیک می­باشد.

 

 

سیستم باز

 

 

 

 

سیستم بسته

 

 

سیستم های ضدعفونی کننده ازن

یکی از سیستم­های جهت تصفیه و میکروب­زدایی آب استفاده از سیستم ضد عفونی کننده ازن می­باشد . ازن بسیار سریع عواملی چون منگنز ، آهن ، آمونیاک ، بنزن ، سولفیدها ، بقایای سوخت­های فسیلی در آب ، بقایای مواد شوینده ، .... به ترکیبات کم ضرر یا بی­ضرر تبدیل می­کند.

ازن بر خلاف مواد ضد عفونی کننده دیگر مانند کلر یا فرمالین هیچ­گونه مواد سمی دیگری تولید نمی­کند به این علت که این مولکول­ها پایدار نمی­باشد و پس از مدت کوتاهی شکسته شده و تبدیل به مولکول­های پایدار اکسیژن می­شود. چون این گازها پایدار نمی­باشد می­باسیت آن را در محلول تولید کرد .

مزایای ازن

1. از بین بردن و کشتن میکروارگانیسم­های مختلف مانند ویروس­ها ، باکتری­ها ، قارچ­ها ، ویروس­ها ، ....
2. دارای نیمه عمر کوتاه در آب حدود 17 تا 30 دقیقه ولی اکسیداتیو آن تا 24 ساعت برقرار است
3. حذف رنگ و کدورت از آب
4. تاثیر ازن بر باکتری ها بیشتر و سریع­تر از کلر می­باشد

کاربردها

1. تصفیه آب آشامیدنی و آب مصرفی (استخرها ، آکواریوم )
2. تصفیه هوا
3. تصفیه فاضلاب صنعتی و خانگی
4. صنایع غذایی
5. ضد عفونی سبزیجات
6. صنایع شیلات

سیستم های ضدعفونی کننده UV

یکی از روش تصفیه و ضد عفونی کننده آب استفاده از سیستم­های UV (فرابنفش) می­باشد . در این روش لامپ UV که داخل یک استوانه شیشه ای است روشن شده و آب بدور استوانه به گردش در می آید .. متوسط عمر این لامپ­ها 7500 ساعت می­باشد و طول این مدت با اشعه تولیدی به طور کامل میکروارگانیسم­ها را نابود می­کند.

از مزایای سیستم UV

نابودی میکروارگانیسم در همان لحظه برخورد اشعه

از بین بردن تمام میکرو ارگانیسم­ها مقاوم در برابر کلر

نصب در مسیر لوله و سرویس و نگهدرای آسان دستگاه

کاربردها

1. تصفیه آب آشامیدنی و آب مصرفی (استخرها ، آکواریوم )
2. صنایع نوشابه سازی
3. صنایع شست و شو مواد غذایی (سبزیجات ، میوه ، ...)
4. صنایع داروسازی