تاریخچه ی:
انعقاد آب
تفاوت با نگارش: 2
|
| |
|
| |
| {img src=img/daneshnameh_up/4/46/vap.gif} | | {img src=img/daneshnameh_up/4/46/vap.gif} |
| | | | |
|
| !نگاه کلی | | !نگاه کلی |
| وجود ناخالصیهای ((محلول سوسپانسیون|معلق)) و ((محلول کلوئیدی|کلوئیدی)) در ((آب)) که باعث ایجاد رنگ و بو و طعم نامطبوع آب میشوند، لزوم ((تصفیه آب)) را مطرح میکند. این ناخالصیها به کمک صاف کردن ، قابل رفع نیستند، لذا از روش انعقاد و لختهسازی برای حذف آنها استفاده میشود. افزودن یک ماده منعقد کننده به آب باعث ((واکنش خنثی شدن|خنثی شدن)) بار ذرات کلوئیدی شده ، این ذرات با نزدیک شدن به هم ذرات درشت دانه و وزینتری را ایجاد میکنند.
برای کامل کردن این عمل و ایجاد لختههای بزرگتر از مواد دیگری به نام __کمک منعقد کننده__ استفاده میشود. لختههای بدست آمده که ذرات معلق و کلوئیدی را به همراه دارند، به حد کافی درشت هستند و بهراحتی تهنشین و صاف میشوند. | | وجود ناخالصیهای ((محلول سوسپانسیون|معلق)) و ((محلول کلوئیدی|کلوئیدی)) در ((آب)) که باعث ایجاد رنگ و بو و طعم نامطبوع آب میشوند، لزوم ((تصفیه آب)) را مطرح میکند. این ناخالصیها به کمک صاف کردن ، قابل رفع نیستند، لذا از روش انعقاد و لختهسازی برای حذف آنها استفاده میشود. افزودن یک ماده منعقد کننده به آب باعث ((واکنش خنثی شدن|خنثی شدن)) بار ذرات کلوئیدی شده ، این ذرات با نزدیک شدن به هم ذرات درشت دانه و وزینتری را ایجاد میکنند.
برای کامل کردن این عمل و ایجاد لختههای بزرگتر از مواد دیگری به نام __کمک منعقد کننده__ استفاده میشود. لختههای بدست آمده که ذرات معلق و کلوئیدی را به همراه دارند، به حد کافی درشت هستند و بهراحتی تهنشین و صاف میشوند. |
| !مکانیسم انعقاد | | !مکانیسم انعقاد |
| معمولا برای حذف مواد کلوئیدی آب و ((فاضلاب)) ، از ترکیبات فلزاتی مانند ((آلومینیوم)) ، ((آهن)) یا برخی از ترکیبات الکترولیت استفاده میشود. املاح ((فلز|فلزات)) که به عنوان منعقد کننده وارد آب میشود، در اثر ((هیدرولیز)) به صورت یونی یا ((باز|هیدروکسید)) یا هیدروکسیدهای باردار ، در میآید. بوجود آمدن این مولکول باردار بزرگ با خنثی نمودن ذرات کلوئیدی و کاهش پتانسیل زتا (اختلاف پتانسیل بین فاز پخش شده و محیط اطراف آن) که عامل اصلی دافعه بین ذرات کلوئیدی میباشد، امکان لازم برای عمل نمودن ((نیروی واندروالسی)) بوجود میآورند که موجب چسبیدن ذرات به یکدیگر میشود.
بنابراین ، عامل اصلی حذف بار کلوئیدها ، یونهای فلزی نیستند، بلکه محصولات حاصل از هیدرولیز آنها میباشد. با توجه به آزمایشات مختلف ، یونهای فلزات سه ظرفیتی در عمل انعقاد ، مؤثرتر از سایر یونها میباشند. عمل انعقاد توسط عمل لختهسازی تکمیل شده ، ذرات بزرگتر شروع به تهنشینی میکنند. در مرحله تهنشینی ، عامل زمان بسیار مهم میباشد و با قطر ذرات رابطه مستقیم دارد. | | معمولا برای حذف مواد کلوئیدی آب و ((فاضلاب)) ، از ترکیبات فلزاتی مانند ((آلومینیوم)) ، ((آهن)) یا برخی از ترکیبات الکترولیت استفاده میشود. املاح ((فلز|فلزات)) که به عنوان منعقد کننده وارد آب میشود، در اثر ((هیدرولیز)) به صورت یونی یا ((باز|هیدروکسید)) یا هیدروکسیدهای باردار ، در میآید. بوجود آمدن این مولکول باردار بزرگ با خنثی نمودن ذرات کلوئیدی و کاهش پتانسیل زتا (اختلاف پتانسیل بین فاز پخش شده و محیط اطراف آن) که عامل اصلی دافعه بین ذرات کلوئیدی میباشد، امکان لازم برای عمل نمودن ((نیروی واندروالسی)) بوجود میآورند که موجب چسبیدن ذرات به یکدیگر میشود.
بنابراین ، عامل اصلی حذف بار کلوئیدها ، یونهای فلزی نیستند، بلکه محصولات حاصل از هیدرولیز آنها میباشد. با توجه به آزمایشات مختلف ، یونهای فلزات سه ظرفیتی در عمل انعقاد ، مؤثرتر از سایر یونها میباشند. عمل انعقاد توسط عمل لختهسازی تکمیل شده ، ذرات بزرگتر شروع به تهنشینی میکنند. در مرحله تهنشینی ، عامل زمان بسیار مهم میباشد و با قطر ذرات رابطه مستقیم دارد. |
| !نواع منعقد کنندهها | | !نواع منعقد کنندهها |
| !!منعقد کنندههای آلومینیومدار | | !!منعقد کنندههای آلومینیومدار |
| *__~~green:سولفات آلومینیوم Al2(SO4)3, n H2O :~~__ که نام تجاریاش __آلوم__ یا __زاج سفید__ میباشد. با اضافه کردن به آب یا بیکربنات کلسیم و آب واکنش داده ، __هیدروکسید آلومینیوم__ ایجاد میکند که هیدروکسید آلومینیوم مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی ، بدون بار شده ، لختههای درشتتر ایجاد میکند. در صورت ناکافی بودن قلیائیت محیط برای ایجاد هیدروکسید آلومینیم ، از ((آب آهک)) و کربنات سدیم استفاده میشود. چون __+H__ مانع تشکیل هیدروکسید آلومینیوم میشود. عیب مهم استفاده از زاج ، ایجاد سختی کلسیم و __CO2__ (عامل ((خوردگی فلزات|خورندگی))) میباشد.
| | *__~~green:سولفات آلومینیوم Al2(SO4)3, n H2O :~~__ که نام تجاریاش __آلوم__ یا __زاج سفید__ میباشد. با اضافه کردن به آب یا بیکربنات کلسیم و آب واکنش داده ، __هیدروکسید آلومینیوم__ ایجاد میکند که هیدروکسید آلومینیوم مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی ، بدون بار شده ، لختههای درشتتر ایجاد میکند. در صورت ناکافی بودن قلیائیت محیط برای ایجاد هیدروکسید آلومینیم ، از ((آب آهک)) و کربنات سدیم استفاده میشود. چون __+H__ مانع تشکیل هیدروکسید آلومینیوم میشود. عیب مهم استفاده از زاج ، ایجاد سختی کلسیم و __CO2__ (عامل ((خوردگی فلزات|خورندگی))) میباشد.
|
| *__~~green:آلومینات سدیم Na3AlO3 :~~__ این ترکیب هم در اثر واکنش با بیکربنات کلسیم ایجاد هیدروکسید آلومینیوم میکند. به علت خاصیت قلیایی ، احتیاج به مصرف باز اضافی ندارد. | | *__~~green:آلومینات سدیم Na3AlO3 :~~__ این ترکیب هم در اثر واکنش با بیکربنات کلسیم ایجاد هیدروکسید آلومینیوم میکند. به علت خاصیت قلیایی ، احتیاج به مصرف باز اضافی ندارد. |
| !!منعقد کنندههای آهن دار | | !!منعقد کنندههای آهن دار |
| *__~~green:سولفات فرو (FeSO4, 7H2O):~~__ با ایجاد هیدروکسید آهن III ، باعث انعقاد ذرات کلوئیدی میشود. همراه ((آب آهک|آهک هیدراته)) استفاده میشود.
| | *__~~green:سولفات فرو (FeSO4, 7H2O):~~__ با ایجاد هیدروکسید آهن III ، باعث انعقاد ذرات کلوئیدی میشود. همراه ((آب آهک|آهک هیدراته)) استفاده میشود.
|
| *__~~green:سولفات فریک:~~__ میتواند همراه یا بدون آهک هیدراته مصرف شود و از لحاظ اقتصادی با صرفهتر از زاج است. مزایتش نسبت به زاج در میدان وسیعی از ((معرف PH|PH)) عمل میکند. زمان لازم برای تشکیل لختهها کمتر است و لختهها درشتتر و وزینتر هستند. با استفاده از سولفات فریک در PH حدود 9 ، ((منگنز)) موجود در آب حذف میشود و باعث از بین رفتن طعم و بوهای خاص آب میشود.
| | *__~~green:سولفات فریک:~~__ میتواند همراه یا بدون آهک هیدراته مصرف شود و از لحاظ اقتصادی با صرفهتر از زاج است. مزایتش نسبت به زاج در میدان وسیعی از ((معرف PH|PH)) عمل میکند. زمان لازم برای تشکیل لختهها کمتر است و لختهها درشتتر و وزینتر هستند. با استفاده از سولفات فریک در PH حدود 9 ، ((منگنز)) موجود در آب حذف میشود و باعث از بین رفتن طعم و بوهای خاص آب میشود.
|
| *__~~green:کلرور فریک (FeCl3, 6H2O):~~__ از پرمصرفترین منعقد کنندههاست و به صورت پودر ، مایع یا متبلور به فروش میرسد. در اثر واکنش با بیکربنات کلسیم یا هیدروکسید کلسیم ، ایجاد هیدروکسید آهن III میکند که مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی به شمار میرود. | | *__~~green:کلرور فریک (FeCl3, 6H2O):~~__ از پرمصرفترین منعقد کنندههاست و به صورت پودر ، مایع یا متبلور به فروش میرسد. در اثر واکنش با بیکربنات کلسیم یا هیدروکسید کلسیم ، ایجاد هیدروکسید آهن III میکند که مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی به شمار میرود. |
| !عوامل مؤثر در انعقاد | | !عوامل مؤثر در انعقاد |
| #__PH و قلیائیت:__ به علت حذف __+H__ از محیط ، برای ایجاد هیدروکسیدهای فلزی باید PH قلیایی باشد. برای تنظیم PH ، اغلب از آب آهک استفاده میشود، ولی نباید در حدی باشد که باعث افزایش بیرویه سختی آب شود.
| | #__PH و قلیائیت:__ به علت حذف __+H__ از محیط ، برای ایجاد هیدروکسیدهای فلزی باید PH قلیایی باشد. برای تنظیم PH ، اغلب از آب آهک استفاده میشود، ولی نباید در حدی باشد که باعث افزایش بیرویه سختی آب شود.
|
| #__مقدار ذرات معلق:__ هرچه ذرات معلق بیشتر باشد، مصرف کننده منعقدها هم بالا میرود.
| | #__مقدار ذرات معلق:__ هرچه ذرات معلق بیشتر باشد، مصرف کننده منعقدها هم بالا میرود.
|
| #__اثر عوامل فیزیکی:__ با کاهش دما و نزدیک شدن به صفر ، مشکلات جدی در امر انعقاد بوجود میآید و لخته شدن کاهش مییابد. به همین دلیل ، مقدار مصرف منعقد کنندهها در تصفیه خانهها در زمستان بیشتر از تابستان است.
| | #__اثر عوامل فیزیکی:__ با کاهش دما و نزدیک شدن به صفر ، مشکلات جدی در امر انعقاد بوجود میآید و لخته شدن کاهش مییابد. به همین دلیل ، مقدار مصرف منعقد کنندهها در تصفیه خانهها در زمستان بیشتر از تابستان است.
|
| #__مواد منعقد کننده:__ قدرت انعقاد بالا ، انعقاد کنندگی در گستره PH وسیع و همچنین مناسب بودن قیمت از خواص یک منعقد کننده خوب میباشد. علاوه بر این میتوان از کمک منعقد کنندهها ، __CO2__ محلول ، دور همزنهای مورد استفاده در عملیات انعقاد از عوامل مؤثر انعقاد نام برد. | | #__مواد منعقد کننده:__ قدرت انعقاد بالا ، انعقاد کنندگی در گستره PH وسیع و همچنین مناسب بودن قیمت از خواص یک منعقد کننده خوب میباشد. علاوه بر این میتوان از کمک منعقد کنندهها ، __CO2__ محلول ، دور همزنهای مورد استفاده در عملیات انعقاد از عوامل مؤثر انعقاد نام برد. |
| !کمک منعقد کنندهها | | !کمک منعقد کنندهها |
| کمک منعقد کنندهها با ایجاد پل بین ذرات ریز لخته حاصل از کار منعقد کنندهها ، آنها را به صورت لختههای درشت و سنگین در آورده ، عمل تهنشینی را سرعت میبخشند. همچنین محدوده ((معرف PH|PH)) بهینه را گسترش داده ، مقدار مصرف ماده منعقد کننده را کاهش میدهند. | | کمک منعقد کنندهها با ایجاد پل بین ذرات ریز لخته حاصل از کار منعقد کنندهها ، آنها را به صورت لختههای درشت و سنگین در آورده ، عمل تهنشینی را سرعت میبخشند. همچنین محدوده ((معرف PH|PH)) بهینه را گسترش داده ، مقدار مصرف ماده منعقد کننده را کاهش میدهند. |
| |
| {img src=img/daneshnameh_up/e/e9/Water20Supply2.jpg} | | {img src=img/daneshnameh_up/e/e9/Water20Supply2.jpg} |
| | | | |
|
| !!چند نمونه از کمک منعقد کنندهها مورد استفاده در تصفیه خانهها | | !!چند نمونه از کمک منعقد کنندهها مورد استفاده در تصفیه خانهها |
- | *__~~green:کربنات سدیم:~~__ با تثبیت PH آب و افزایش یونهای __OH-__ ، عمل انعقاد را بهبود میبخشد، مخصوصا اگر منعقد کننده مورد مصرف زاج باشد.
|
+ | *__~~green:کربنات سدیم:~~__ با تثبیت PH آب و افزایش یونهای __-OH__ ، عمل انعقاد را بهبود میبخشد، مخصوصا اگر منعقد کننده مورد مصرف زاج باشد.
|
| *__~~green:آهک هیدراته:~~__ برای جبران کمبود قلیائیت محیط و از بین بردن CO2 و کاهش ((سختی آب)) استفاده میشود.
| | *__~~green:آهک هیدراته:~~__ برای جبران کمبود قلیائیت محیط و از بین بردن CO2 و کاهش ((سختی آب)) استفاده میشود.
|
| *__~~green:گاز کلر:~~__ از بین بردن مواد آلی موجود در آب که عامل ممانعت کننده در انعقاد هستند.
| | *__~~green:گاز کلر:~~__ از بین بردن مواد آلی موجود در آب که عامل ممانعت کننده در انعقاد هستند.
|
| *__~~green:پلی الکترولیتها:~~__ دارای خواص ((شیمی پلیمر|پلیمر)) و الکترولیتی بوده ، میتوانند اندازه لختهها را درشتتر نمایند. از دیگر موارد مورد استفاده ، سیلیس فعال یا سدیم سیلیکات و بنتونیت (((صنعت سرامیک|عامل پلاستیسیته کردن سرامیک))) میباشد. | | *__~~green:پلی الکترولیتها:~~__ دارای خواص ((شیمی پلیمر|پلیمر)) و الکترولیتی بوده ، میتوانند اندازه لختهها را درشتتر نمایند. از دیگر موارد مورد استفاده ، سیلیس فعال یا سدیم سیلیکات و بنتونیت (((صنعت سرامیک|عامل پلاستیسیته کردن سرامیک))) میباشد. |
| !آزمایش جار | | !آزمایش جار |
| برای تعیین میزان ماده منعقد کننده لازم و همچنین PH بهینه برای عمل انعقاد ، از ((آزمایش جار)) استفاده میشود. دستگاه جار از 6 ((بشر)) تهیه شده است که از نمونه مورد نظر بطور مساوی در تمام بشرها ریخته ، PH را به ترتیب 2 ، 4 ، 6 ، 8 ، 10 ، 12 در نظر میگیریم. به هر بشر به مقدار مساوی از منعقد کننده و کمک منعقد کننده مورد نظر ریخته میشود و در دمای معین به مدت 20 دقیقه بشرها هم زده میشود.
بعد از این مدت ، آب هر یک را به استوانههای مدرج انتقال داده ، منتظر تهنشین شدن آنها میمانیم. بهترین جواب بیشترین رسوب تشکیل شده و زلالترین محلول رویی میباشد. با این ترتیب گستره PH بهینه معلوم میشود. | | برای تعیین میزان ماده منعقد کننده لازم و همچنین PH بهینه برای عمل انعقاد ، از ((آزمایش جار)) استفاده میشود. دستگاه جار از 6 ((بشر)) تهیه شده است که از نمونه مورد نظر بطور مساوی در تمام بشرها ریخته ، PH را به ترتیب 2 ، 4 ، 6 ، 8 ، 10 ، 12 در نظر میگیریم. به هر بشر به مقدار مساوی از منعقد کننده و کمک منعقد کننده مورد نظر ریخته میشود و در دمای معین به مدت 20 دقیقه بشرها هم زده میشود.
بعد از این مدت ، آب هر یک را به استوانههای مدرج انتقال داده ، منتظر تهنشین شدن آنها میمانیم. بهترین جواب بیشترین رسوب تشکیل شده و زلالترین محلول رویی میباشد. با این ترتیب گستره PH بهینه معلوم میشود. |
| مباحث مرتبط بت عنوان | | مباحث مرتبط بت عنوان |
| *((آب)) | | *((آب)) |
| *((آب آهک)) | | *((آب آهک)) |
| *((آزمایش جار)) | | *((آزمایش جار)) |
| *((آلودگی آب)) | | *((آلودگی آب)) |
| *((تصفیه آب)) | | *((تصفیه آب)) |
| *((فاضلاب)) | | *((فاضلاب)) |
| *((معرف PH)) | | *((معرف PH)) |
| *((هیدراتاسیون)) | | *((هیدراتاسیون)) |
| *((هیدرولیز)) | | *((هیدرولیز)) |