سوابق اجرایی کاهش املاح و سختی آب

خانه / سایر موارد / سوابق اجرایی کاهش املاح و سختی آب

سوابق اجرایی کاهش املاح و سختی آب

در سایر موارد
سوابق اجرایی کاهش املاح و سختی آبReviewed by رضا فرضی on Nov 8Rating: 5.0سوابق اجرایی کاهش املاح و سختی آبسوابق اجرایی کاهش املاح و سختی آب
سوابق اجرایی کاهش املاح و سختی آب (به خصوص آب چاه و رودخانه)

بشر از دیرباز به وجود منابع آب های زیر زمینی پی برده و از آن استفاده می کند. منبع اصلی تامین آب های زیر زمینی، بارش های جوی است که از میان ذرات خاک و سنگ عبور کرده و به اعماق زمین می رسند و بخشی از آن نیز به صورت آب های سطحی و در قالب چشمه ها و رودها بر روی زمین جاری می شوند.به طور کلی آب های زیر زمینی و سطحی، آب هایی با مقدار املاح و سختی بالا هستند. آب سخت، واژه ای است که به جای آب حاوی کاتیون های کلسیم، منیزیم، استرانسیم، آهن، منگنز و … گفته می شود. البته در این بین مقدار غلظت کاتیون های استرانسم، آهن و منگنز بسیار کم بوده و سختی آب را به وجود کاتیون های کلسیم و منیزیم نسبت می دهند.

به منظور استفاده از آب های سطحی و زیر زمینی به منظور تامین آب شرب، انجام برآیندهای تصفیه بر روی ان ضروری است. روش های غشایی و استفاده از فیلترها، یکی از راه های متداول کاهش سختی آب است. امروزه تکنولوژی نانو با توانایی بالای خود توانسته در علوم مختلف وارد شود. یکی از زمینه های کاربرد تکنولوژی نانو، استفاده از آن در تصفیه آب است به طوری که فیلترهای ساخته شده در مقیاس نانو به عنوان جایگزینی مناسب برای فیلترهای معمولی در تصفیه آب معرفی شده اند [۱]. در پژوهشی توسط براگن[۱] برای کاهش میزان سختی آب از نانو فیلترهای NF70، NF45، UTC-20 و UTC-60 استفاده شد. طبق گزارش ارائه شده در این پژوهش، میزان سختی آب به خوبی و در حد قابل قبولی توسط تکنولوژی نانو کاهش یافته و بیشترین میزان کاهش سختی آب در استفاده از نانو فیلتر NF70 و UTC-20 مشاهده شده است. نتایج حاصل در جدول زیر قابل مشاهده است[۲].

Hardness (mmol/litre)
۲٫۸ Feed Water
۰٫۱۴ NF70
۱٫۴۰ NF45
۰٫۱۴ UTC-20
۰٫۵۹ UTC-60

اسچیپ[۲] در آزمایشات خود تاثیر سه نوع نانو فیلتر را برای کاهش سختی آب تا حد سختی موجود در آب آشامیدنی مقایسه نمودند. همچنین پارامترهای موثر بر غیر فعال شدن غشا، زمان آن، پیش تصفیه توسط اولترافیلتراسیون و تاثیر استفاده از هیدروکلریک اسید و سولفوریک اسید مورد مطالعه قرار دادند[۳].

تصویر زیر واحد نرم سازی آب را با استفاده از نانو فیلتراسیون نشان می دهد. در ابتدای فرآیند از یک پیش تصفیه با تزریق اسید یا باز به منظور کنترل pH استفاده می شود. جریان خوراک می تواند حاوی موادی باشد که موجب غیر فعال شدن غشا می شود. برای حذف این مواد از یک فیلتر کارتریجی قبل از نانو فیلتر و در مسیر جریان خوراک استفاده می شود. سپس جریان خوراک در فشار حدود bar 10 به غشا پمپ می شود. سپس جریان برای حذف ترکیبات گازی CO2 و H2S به قسمت گاز زدا هدایت می شود.

سختی آب

سختی آب

با مقایسه هزینه دو روش فیلتراسیون و استفاده از آهک برای نرم سازی آب های زیر زمینی توسط برگمن[۱] مشخص شد که استفاده از آهک دارای هزینه ی تمام شده ی کمتری نسبت به فیلتراسیون است[۴].

برای تولید آب قابل شرب، از بین بردن ویروس ها و باکتری ها امری مهم است. برای این هدف استفاده از میکرو فیلتر ها و اولترا فیلترها پیشنهاد می شود. جاکانگلو[۲] سایز ویروس ها مختلف و در بازه ۲۰ تا ۸۰ نانو متر است. اولترا فیلتراسیون دارای حفره هایی با اندازه های ۱۰ نانومتر و بیشتر است که این موضوع قابلیت این نوع فیلترها را برای حذف ویروس ها نشان می دهد[۵]. ویروس های با اندازه‌ی کوچکتر را می توان توسط نانو فیلتراسیون که قطر حفره های آن ها کمتر از ۱ نانومتر است جداسازی کرد. ترکیب میکرو فیلترها با نانو فیلترها و نانو فیلترها در سیستم اسمز معکوس توسط گلوسینا[۳] مورد ارزیابی قرار گرفت[۶].

الکترودیالیز روشی دیگر به منظور حذف ناخالصی های موجود در آب است. جداسازی املاح از آب با الکترودیالیز دارای مزیت هایی شامل گزینش‌پذیری بالا، درصد بازیابی بالا برای آب و عدم استفاده از مواد شیمیایی است. اثر دیگر استفاده از این روش، کاهش قابل توجهی در میزان سختی آب است. این روش بر اساس حذف یون ها از آب با استفاده از غشای تعویض یونی و نیروی محرکه ی الکتریکی استوار است[۷]. الکتروکواگولاسیون روشی دیگر به منظور حذف مواد یونی و آلی از منابع آب و در نتیجه کاهش سختی و املاح آب است. ملکوتیان در پژوهشی با هدف ارزیابی و بررسی روش کواگولاسیون و بازدهی این روش در شرایط مختلف، از الکترودهای آلومینیم در یک واحد پایلوت و آب شهر کرمان استفاده کردند. بازدهی سیستم در شرایط مختلف pH، ولتاژ استفاده شده و زمان انجام فرآیند بررسی شده و بالاترین بازدهی برابر با ۶/۹۵ درصد گزارش شد[۸].

در تحقیقی توسط حجتی عملکرد سختی گیرهای رزینی پالایشگاه گاز شهید هاشمی نژاد مورد بررسی قرار گرفت و در ادامه بهینه سازی واحد سختی گیر انجام شد. با توجه به تغییر در پارامترهای آب خام ورودی به پالایشگاه بهینه سازی طراحی مجدد سختی گیرهای رزینی امری ضروری می باشد. در ابتدا طراحی در شرایط اولیه انجام شد و پارامترهای طراحی بدست آمدند. مدلسازی فرآیند انجام شد و این مدل توسط نرم افزار MATLAB حل عددی شد. سپس عملکرد واحد سختیگیرها در شرایط فعلی بررسی شده و مشخص گردید که نیاز پالایشگاه را برآورده نمی کنند. این پیش بینی شبیه سازی با داده های عملیاتی واقعی مطابقت داشت. در نهایت با استفاده از پارامترهای بدست آمده در طراحی، مشخص کردن پارامترهای هدف و متغیر انجام، و بهینه سازی فرایند انجام شد. مشخص گردید که با استفاده از زمان بهینه احیا و به عبارت دیگر مصرف بهینه ماده احیا کننده رزین، میتوان ضمن پاسخگویی کامل به نیاز فعلی پالایشگاه گاز بیشترین بازده عملیاتی واحد را در یک عملکرد اقتصادی مطلوب بدست آورد[۹].

(حسنی, ۱۳۹۱) در طول دو ماه به طور مرتب میزان سختی کل، کدورت و مواد جامد محلول آب شرب فرودگاه بین المللی امام خمینی را اندازه گیری نمود و آن را با استانداردهای سازمان محیط زیست کشور مقایسه نمود. نتایج حاصل از استاندارد بودن میزان املاح موجود در آب نمونه بود[۱۰]

منابع:

[۱] Watson, B. M., & Hornburg, C. D. 1989. Low-energy membrane nanofiltration for removal of color, organics and hardness from drinking water supplies. Desalination, 11-22.

[۲] Bruggen, B. V., Everaert, K., Wilms, D., & Vandecasteele, C. 2001. Application of nanofiltration for removal of pesticides, nitrate and hardness from ground water: rejection properties and economic evaluation. Journal of Membrane Science, 239-248.

[۳] Schaep, j., Bruggen, b. v., Uytterhoeven, s., Vandecasteele, c., Wilms, d., Houtte, e., & Vanlerberghe, f. 1998. Removal of hardness from groundwater by nanofiltration. Desalination, 295-302.

[۴] Bergman, R. A. 1995. Membrane softening versus lime softening in Florida: A cost comparison update. Desalination, 11-24.

[۵] Jacangelo, J. G., Trussell, R. R., & Watson, M. 1997. Role of membrane technology in drinking water treatment in the United States. Desallination,119-127.

[۶] Glucina, K., Alvarez, A., & Laine, J. M. 2000. Assessment of an integrated membrane system for surface water treatment. Desalination, 73-82.

[۷] Hell, F., Lahnsteiner, J., Frischherz, H., & Baumgartner, G. 1998. Experience with full-scale electrodialysis for nitrate and hardness removal. Desalination,173-180.

[۸] Malakootian, M., & Yousefi, N. 2009. The Efficiency Of Electrocoagulation Process Using Aluminum Electrodes In Removal Of Hardness From Water. Iranian Association of Environmental Health (IAEH).

[۹] حجتی, ه., تقی پور, ح., & سرگلزایی, ج. (۱۳۹۳). بررسی عملکرد و بهینه سازی سختی گیرهای رزینی کاتیونی واحد تصفیه آب شرکت پالایش گاز شهید هاشمی نژاد. دومین همایش علمی مهندسی فرآیند. سیویلیکا.

[۱۰] حسنی, م. (۱۳۹۱). ارزیابی عملکرد تصفیه خانه آب فرودگاه بین المللی امام خمینی ره در کاهش سختی کل،کدورت و موادجامد محلول آب شرب این فرودگاه. اولین همایش ملی حفاظت و برنامه ریزی محیط زیست. سیویلیکا.

[۱] Bergman

[۲] Jacangelo

[۳] Glucina

رضا فرضی
رضا فرضی
رضا فرضی هستم متولد 71 در شهرستان دیر استان بوشهر، فارغ التحصیل مقطع کارشناسی رشته مهندسی شیمی دانشگاه خلیج فارس بوشهر.
Recent Posts

ارسال نظر


*

Protected by WP Anti Spam

تماس با ما

پیغام خود را بگذارید تا در سریع ترین زمان پاسخگوی شما باشیم.

قابل خواندن نیست ؟ تغییر دهید.. captcha txt

متن خود را برای جستجو وارد نماید