درباره مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب + نگاهی به روش‌های تصفیه

مواد اولیه تصفیه به مجموعه مواد شیمیایی گفته می‌شود که در فرآیند تصفیه آب صنعتی و تصفیه آب خانگی در تصفیه خانه آب و فاضلاب و در منازل مصرف می‌شوند. مواد شیمیایی که در تصفیه خانه آب و فاضلاب به کار می‌روند، همه از گروه مواد شیمیایی صنعتی هستند. هر کدام از این مواد اولیه صنعتی به یک هدف و منظور خاص در مراحل مختلف در تصفیه خانه به مصرف می‌رسند.

دیدگاه‌های مختلفی درباره انواع مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب عنوان شده است. به طور کلی این مواد شیمیایی به سه دسته بزرگ تقسیم بندی می‌شوند:

دسته اول مواد شیمیایی صنعتی در تصفیه آب و فاضلاب، مواد اولیه‌ای هستند که برای فرایند تیمار کردن، انعقاد و ضدعفونی کردن به کار می‌روند. فرایند انعقاد در تصفیه خانه به معنای لخته سازی است که باعث می‌شود ناخالصی‌ها و ذرات معلق از طریق برخی مواد شیمیایی از آب قابل تصفیه در مراحل مختلف، جدا شود.

دسته دوم از مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب، مواد ضدعفونی کننده هستند که با هدف تمیز کردن آب و حذف میکروارگانیسم‌های مضر به کار می‌روند. مواد ضدعفونی کننده، ترکیبات شیمیایی هستند که به آب اضافه می‌شوند تا آب سالم و بهداشتی به مرحله بعدی یعنی لوله کشی شهری وارد گردد.

دسته سوم از مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب، مواد شیمیایی هستند که در حقیقت، نقش ممانعت کننده خوردگی یا محافظت کنندگی در سیستم توزیع آب لوله کشی را ایفا می‌کنند. این مواد شیمیایی به آب اضافه می‌شوند تا اثرات مخرب ناشی از خوردگی لوله‌ها را کاهش دهند و تا حد امکان آن‌ها را حذف کنند.

نکته بسیار مهم درباره تمام انواع مواد شیمیایی برای تصفیه آب و فاضلاب این است که سالم بودن آن‌ها در مرحله آخر بسیار اهمیت دارد. سازمان بهداشت جهانی WHO برای کیفیت آب آشامیدنی، استانداردهایی را مشخص کرده است که بر همان اساس، دستورالعمل استفاده از مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب صادر می‌گردد.

تمام شرکت‌هایی که با تصفیه خانه آب و فاضلاب در ارتباط هستند و مواد اولیه تصفیه آب را فراهم می‌کنند از طریق منابع استاندارد به این اطلاعات دسترسی دارند.

زمانی می‌توان مطمئن بود که تصفیه آب و فاضلاب با راندمان بالا انجام گرفته که روش‌های مدیریتی به طور کامل اجرا شود. در کنار این برنامه ریزی‌ها، انتخاب مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب باید با کیفیت بالا انجام گیرد.

نظارت بر خرید مواد شیمیایی مورد استفاده در تصفیه آب، تجزیه و تحلیل مواد شیمیایی و بررسی برگه آنالیز مواد شیمیایی صنعتی برای تصفیه آب حائز اهمیت است.

نگاهی به دسته بندی انواع مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب

۱- مواد شیمیایی ضدعفونی کننده

یکی از مهمترین انواع مواد شیمیایی اولیه برای تصفیه آب با نام ضدعفونی کننده‌ها شناخته می‌شود. این گروه از مواد شیمیایی در حقیقت شامل سه ترکیب مهم هستند که باعث می‌شوند فعالیت باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌های مضر در فرایند تصفیه آب و فاضلاب از بین بروند. این سه ماده ضد عفونی کننده شامل کلر، اوزون و دی اکسید هستند.

در این قسمت به توضیح هر کدام به عنوان پرمصرف‌ترین مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب خواهیم پرداخت.

کلر:

یکی از مهمترین مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب، کلر نام ‌دارد. کلر، یک ضد عفونی کننده مهم و شناخته شده است. برای ضدعفونی کردن آب در مراحل مختلف سیستم توزیع، از کلر در مقادیر استاندارد استفاده می‌شود. نظارت بر مقدار افزودن کلر به عنوان ضد عفونی کننده، در سیستم تصفیه آب بسیار اهمیت دارد.

غلظت باقیمانده کلر پس از افزودن آن به آب آشامیدنی در مراحل تصفیه آب در حدود ۶/۰ میلی گرم در لیتر است. اگر مقدار کلر از این حد فراتر رود، ممکن است مشکلاتی را برای مصرف کنندگان آب آشامیدنی ایجاد کند.

چنانچه مقدار کلر از این مقدار کمتر باشد، نشان دهنده نقص در مراحل مختلف تصفیه آب است. یکی از مشکلاتی که سطح کلر را در خط تصفیه آب کاهش می‌دهد، نفوذ آلودگی‌ها است.

اهمیت استفاده از کلر به عنوان عنصر تصفیه آب و عنصر ضد عفونی کننده به اندازه‌ای است که می‌تواند منجر به تولید محصولات جانبی جانبی ناخواسته و آلاینده شود. ترکیباتی که به نام‌تری هالومتان ها می‌شناسیم، ناشی از واکنش کلر با مواد آلی موجود در مسیر تصفیه خانه آب است.

ترکیب کلروفرم، کلرو متان برومید، ترکیب برومو فرم، اسیدهای هالو استیک مانند مونو کلرو استات، دی کلرو استات و تری کلرو استات، ترکیباتی هستند که در اثر واکنش کلر با مواد آلی موجود در آب خام، حاصل می‌شوند.

شاید همین دلیل است که فرایند انعقاد، فیلتراسیون و لخته سازی در مراحل مختلف تصفیه آب ضرورت دارد تا بتواند این ترکیبات جانبی ناخواسته را حذف کند.

برای مطالعه بیشتر: روش تولید و سایر کاربردهای کلر

کلرین دی اکسید:

یکی دیگر از ترکیبات ضد عفونی کننده که به عنوان مواد شیمیایی مورد استفاده در تصفیه آب استفاده می‌شود دی اکسید کلرین نام دارد. در حقیقت، این ترکیبات با مقدار کنترل شده و بسیار کم به آب آشامیدنی استفاده می‌شوند.

هیچ تحقیق یا هیچ نتیجه‌ای نشان داده است که وجود کلرات اثرات سمی برای آب داشته باشد؛ اما اگر غلظت کلرات از حد استاندارد فراتر رود ممکن است اثرات نامطلوب را نشان دهد.

اوزون:

یکی از مهم‌ترین ضد عفونی کننده‌های مورد استفاده در تصفیه آب و فاضلاب، ترکیب اوزون است. اوزون یک اکسید کننده محسوب می‌شود که می‌تواند مولکول‌ها و ترکیبات و میکروارگانیسم‌های مضر را از آب حذف کند. برای افزودن اوزون به مراحل مختلف تصفیه آب، به مدیریت قوی‌تری نیاز است؛ چرا که شرایط اوزون زنی باید کاملاً کنترل شده باشد.

مونو کلرامین:

یکی دیگر از ترکیبات ضدعفونی کننده، ترکیب مونو کلرآمین نام دارد. این ترکیب از واکنش کلر با آمونیاک حاصل می‌شود. شرایط افزودن مونو کلرآمین به آب باید کنترل شده باشد. در این شرایط، از تشکیل دی کلرآمین و تری کلرآمین جلوگیری خواهد شد.

اگر این ترکیبات در آب وجود داشته باشند، طعم و بوی غیر قابل قبول در آب ایجاد می‌کنند. برخی از باکتری‌ها و میکروب‌ها حاصل از تشکیل نیتریت در آب، از مونو کلرآمین تغذیه می‌کنند، بنابراین بوی نامطبوع به مشام می‌رسد.

۲- عوامل لخته ساز یا منعقد کننده

دسته دوم از مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب، منعقد کننده‌ها هستند. این مواد منعقد کننده در حقیقت نقش مهمی در جذب آلاینده‌های میکروبی دارند. با فرآیند لخته سازی، لخته سازها می‌توانند مواد آلی موجود در آب را به دام بیندازند و غلظت آنها را کاهش دهند.

مزیت دیگر استفاده از مواد لخته ساز در تصفیه آب، کمک به کاهش میزان کدورت آب می‌باشد. کدر بودن آب آشامیدنی، کیفیت آن را کاهش می‌دهد و برای آشامیدن مناسب نیست.

مهم‌ترین مواد شیمیایی مورد استفاده در تصفیه آب که نقش منعقد کننده را دارند، شامل نمک‌های آلومینیوم و آهن هستند. ترکیب شیمیایی سولفات آلومینیوم (alum) ، پلی آلومینیوم کلراید (PAC) و سولفات آهن، سه ترکیب مهم هشتند که نقش لخته ساز را در تصفیه آب ایفا می‌کنند.

افزودن این مواد در تصفیه آب باعث می‌شود که رنگ آب تغییر پیدا کند و احتمال رسوب گذاری در خط توزیع آب آشامیدنی در لوله‌های شهری افزایش پیدا می‌کند.

غلظت این مواد در آب به صورت استاندارد، چیزی حدود ۳/۰ میلی گرم در لیتر است. این مقدار برای ترکیبات آهن تعریف شده است. غلظت استاندارد برای ترکیبات آلومینیم دار حدود ۲/۰ میلی گرم در لیتر گزارش شده است.

در شرایط خاص، علاوه بر ترکیبات فوق، از پلیمرهای آلی هم به عنوان عامل منعقد کننده و لخته سازی در تصفیه آب استفاده می‌شود. این پلیمرها ساختار آکریلامید یا کلرو هیدرین دارند؛ بنابراین مصرف آنها باید تحت نظارت انجام گیرد. به ویژه برای آب‌های سخت، استفاده از این ترکیبات پلیمری راحت‌تر خواهد شد.

۳- سایر مواد شیمیایی برای تصفیه آب و فاضلاب

علاوه بر انواع مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب که در قسمت بالا به آن اشاره کردیم، دسته سوم از مواد شیمیایی تصفیه آب به ترکیباتی اشاره دارد که برای اهداف کنترل کیفیت، مزه، طعم و شکل ظاهری آب آشامیدنی به کار می‌روند.

ترکیباتی نظیر هیدروکسید سدیم یا سود پرک برای تنظیم PH آب در تصفیه خانه مصرف می‌شود. ترکیبات حاوی فلور برای فلوراسیون آب آشامیدنی در تصفیه خانه به مصرف می‌رسد.

برخی از ترکیبات شیمیایی نظیر جاذب‌ها برای حذف آلاینده‌های آب در تصفیه خانه آب و فاضلاب به کار می‌روند. به طور مثال، انواع رزین‌های تبادل یونی، متداول‌ترین بسترهای جامد هستند که می‌توانند آلاینده‌ها را از طریق فرایند جذب سطحی حذف کنند.

برای مطالعه بیشتر: کربن فعال در تصفیه آب و فاضلاب

مواد شیمیایی از بین برنده جلبک‌ها

یکی از مهمترین گروه مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب با نام ترکیبات جلبک کش معرفی شده است. این ترکیبات، مواد شیمیایی هستند که با افزودن آنها به آب، جلبک‌های سبز یا جلبک‌های آبی را از بین می‌برند.

نمک‌های سولفات مس، سولفات آهن و ترکیبی به نام کلرید بنز آلکونیوم، برای از بین بردن جلبک‌های آب در تصفیه خانه‌ها مصرف می‌شوند.

لازم به ذکر است که این مواد فقط قادر هستند جلبک‌ها را از بین ببرند، اما سمومی که قبل از مرگ جلبک‌ها در آب رها شده است، از طریق این ترکیبات حذف نمی‌شود.

مواد شیمیایی ضد کف

یکی دیگر از پر مصرف‌ترین مواد شیمیایی تصفیه آب و فاضلاب، مواد ضد کف یا آنتی فوم نام دارند. همانطور که از نام این مواد متوجه می‌شویم، مواد ضد کف، از ایجاد کف و توده‌های حبابی شکل در فرآیند تصفیه فاضلاب و تصفیه آب جلوگیری می‌کند.

هنگام پخش شدن گاز در مایع، معمولاً توده‌ای از حباب‌ها یا همان کف تشکیل می‌شوند. این کف، روی سطح مایع را می‌پوشاند و مشکلات جدی در عملکرد فرآیندهای صنعتی و کیفیت محصولات نهایی ایجاد می‌کند.

اگر فرآیند تشکیل کف کنترل نشود، کیفیت تجهیزات را کاهش می‌دهد؛ مدت زمان فرآیند طولانی‌تر می‌شود و هزینه‌ها افزایش پیدا می‌کند.

ترکیبات ضد کف، محصولاتی هستند که به صورت پودر از گروه ترکیب پلی متیل سیلوکسان اصلاح شده، مورد مصرف قرار می‌گیرند. این محصولات یک گروه از ضد کف‌های عالی هستند که در صنایع مختلف از جمله تصفیه آب و فاضلاب به کار می‌روند.

ترکیبات ضد کف از نظر شیمیایی بی اثر هستند و با محیطی که در آن تشکیل شده واکنش نشان می‌دهند. ترکیبات ضد کف، بی بو، بی مزه، غیر فرار و غیر سمی هستند و باعث خوردگی مواد نمی‌شوند.

برای مطالعه بیشتر: ضد کف ( آنتی فوم) چیست؟

مهار کننده‌ها و ممانعت کننده‌ها

یکی از مهمترین مواد شیمیایی اولیه در تصفیه آب و فاضلاب به نام مهار کننده‌ها و ممانعت کننده‌ها شناخته می‌شود. این ترکیبات اگر چه کمتر مورد توجه قرار گرفته‌اند، اما بیشترین اهمیت را دارند.

یک ترکیب ممانعت کننده و مهار کننده به ترکیبی گفته می‌شود که می‌تواند یک فرایند یا یک پدیده یا یک واکنش را کنترل کند یا مهار کند.

مواد شیمیایی که در بویلرها یا دیگ بخار استفاده می‌شوند و در تصفیه خانه‌ها هم وجود دارند باید برخی از فرآیندها را کنترل کنند. این ترکیبات می‌توانند در مهار اکسیژن، مهار رسوب گرفتگی، مهار خوردگی، مهار تشکیل کف و تنظیم و کنترل خاصیت قلیایی بودن محیط، بسیار مفید عمل کنند.

بازدارنده‌های خوردگی

گروه دیگری از مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب که باید به صورت مجزا به آن پرداخته شود ترکیبات بازدارنده خوردگی هستند.

خوردگی در واقع یک پدیده مخرب است که باعث می‌شود سطح فلز در اثر عواملی مانند رطوبت، اکسیژن یا سایر مواد شیمیایی به تدریج خورده شود و تخریب گردد.

پدیده خوردگی، یک اتفاق اجتناب ناپذیر در تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب است. سیستم‌های بویلر و مخازن تصفیه آب و لوله‌های فلزی به شدت در معرض خوردگی قرار دارند.

ترکیبات بازدارنده خوردگی با تشکیل یک فیلم محافظ روی سطح فلزات در قطعات و تجهیزات مختلف، از سطح آنها محافظت می‌کند. ممانعت کننده‌های خوردگی یا بازدارنده‌های خوردگی بر اساس فعالیت آندی یا کاتدی عمل می‌کنند.

ممانعت کننده‌های اکسید کننده مانند کرومات، نیترات و یون‌های غیر اکسید کننده مانند فسفات و مولیبدات، مهارکننده‌های مؤثر و پرکاربرد هستند.

در این میان، ترکیباتی که به عنوان بازدارنده‌های کاتدی شناخته می‌شوند شامل یون کلسیم، روی و منیزیم است.

برخی از ترکیبات شیمیایی آلی نقش ممانعت کننده خوردگی دارند. بازدارنده‌ها روی سطح فلز تشکیل می‌شوند و یک سطح آبگریز را ایجاد می‌کنند و به این ترتیب، سطح در برابر خوردگی، مقاوم می‌شود.

در این میان، برخی از ممانعت کننده‌های خوردگی، ترکیبات آلی فرار هستند که روی سطح تشکیل می‌شوند. این ترکیبات برای محیط‌های سر بسته مناسب‌تر هستند. ترکیباتی نظیر مورفولین، هیدرازین، نمک‌های دی سیکلو هگزیل آمین و هگزا متیلن آمین، نمونه‌ای از این مواد شیمیایی و تصفیه آب هستند.

عوامل خنثی کننده کنترل اسیدیته آب در تصفیه خانه

یکی دیگر از مهم‌ترین گروه مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب به نام عوامل خنثی کننده یا کنترل اسیدیته یا قلیائیت آب هستند. به منظور خنثی سازی اسیدها یا مواد قلیایی در آب، هم از ترکیبات اسیدی و هم از ترکیبات قلیایی استفاده می‌شود. این ترکیبات، شناخته شده و متداول هستند.

برای خنثی کردن اثرات اسیدی در تصفیه آب، از محلول سود پرک، هیدروکسید سدیم، محلول آهک یا محلول کربنات کلسیم استفاده می‌شود.

برای خنثی سازی اثرات قلیایی و تصفیه خانه آب از مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب نظیر اسید سولفوریک رقیق یا اسید کلریدریک رقیق استفاده می‌شود. مقدار افزودن هر یک از مواد اسیدی یا قلیایی به مقدار PH آب در حوضچه در تصفیه خانه آب بستگی دارد. لازم به ذکر است که خنثی سازی باعث افزایش دمای آب می‌شود.

تأمین کننده مواد اولیه تصفیه آب و فاضلاب هستید؟ آگهی خود را منتشر کنید

 

منابع

• https://www.lenntech.com/products/chemicals/water-treatment-chemicals.htm
• https://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/cmp130704chap8.pdf