مواد شیمیایی تصفیه آب شامل طیف گسترده ای از مواد می باشد که هر یک کاربرد متفاوتی دارد. بطور کلی در صنعت تاسیسات و تصفیه آب همواره به سیالی مانند آب نیاز داریم که باید بنا به کاربرد، خواص مشخصی داشته باشد. مثلا وقتی از آب در دیگ بخار استفاده می کنیم میزان سختی و رسوب گذاری آن بسیار اهمیت دارد، در حالیکه آب مورد استفاده برای استخر بیشتر از نظر کدورت مورد توجه قرار می گیرد و باید زلال و شفاف باشد و همچنین باید عاری از هر گونه میکروب و باکتری باشد. آب آشامیدنی باید منطبق بر استانداردهای جهانی باشد تا به سلامتی انسان ضرری وارد نکند.
جهت تنظیم شرایط آب برای مصرف در صنعت یا بعنوان آب آشامیدنی، گاهی نیاز است تا از مواد شیمیایی به منظور تصفیه فیزیکی یا شیمیایی آن استفاده گردد. بعنوان مثال گاهی در پروسه تصفیه آب، نیاز است تا ph آن تغییر کند که این کار با قلیا و اسید انجام می شود. یا در مواردی که ضد عفونی با کلر لازم می باشد باید از کلر پودری یا قرص به این منظور استفاده نمود.
بطور کلی مواد شیمیایی تصفیه آب بسیار متنوع بوده و هر کدام از آنها خصوصیات منحصر به فردی دارند. با اضافه کردن مواد شیمیایی به آب می توان آنرا ضدعفونی نمود یا خاصیتی را در آب افزایش داد و یا با عبور آب از لابلای برخی مواد مانند رزین ممکن است تبادل یونی انجام گردد.
تصفیه آب به دو روش کلی فیزیکی و شیمیایی صورت می گیرد که در روش فیزیکی، خواص فیزیکی آب مانند میزان کدورت آن تغییر می کند و از لحاظ شیمیایی تغییری حاصل نمی شود. بعنوان مثال با استفاده از سیلیس و فیلتر شنی می توان میزان مواد معلق موجود در آب و بالطبع کدورت آن را کاهش داد.
اما در روش تصفیه شیمیایی یک یا چند ماده شیمیایی به آب افزوده می شود و خواص شیمیایی آب و کیفیت آن تغییر می کند. بعنوان مثال آب با عبور از لابلای بستر رزین کاتیونی، با آن تبادل یونی کرده و یون کلسیم و منیزیم (عوامل رسوب گذار) را از دست می دهد و به جای آن سدیم دریافت میکند. همچنین با افزودن اسید به آب می توان PH آب را کاهش داد و یا با اضافه نمودن کلر می توان آب را ضدعفونی نمود و از رشد باکتری ها جلوگیری کرد.
انواع مواد شیمیایی تصفیه آب
مواد شیمیایی ممکن است از یک یا چند عنصر تشکیل شده باشد. از انواع مواد شیمیایی پر کاربرد در صنعت تصفیه آب و فاضلاب می توان موارد زیر را نام برد:
مواد منعقد کننده
انواع اسید و باز
رزین مواد شیمیایی کاتیونی، آنیونی و میکسبد
کلر
سیلیس
کربن اکتیو
آنتی اسکالانت
مواد ضد کلر یا smbs
انواع حلال های صنعتی
انواع شوینده صنعتی
انواع روغن های روان کننده
کارایی هر کدام از مواد شیمیایی متفاوت بوده و باید در جای مخصوص خود بکار روند که در ادامه برخی از مواد پرمصرف در صنعت تصفیه آب و کاربرد آنها شرح داده شده است.
رزین تبادل یونی
رزین تبادل یونی از مواد شیمیایی رایج صنعت تصفیه آب است که قابلیت تبادل یونی با آب را دارد. رزین تبادل یونی در انواع مختلف کاتیونی، آنیونی و میکسبد موجود است. رزین کاتیونی که به منظور کاهش سختی آب (عوامل رسوب گذار) بکار می رود، پرکاربردترین رزین مورد استفاده در صنعت تصفیه آب می باشد. با استفاده از دستگاه سختی گیر که پر از رزین کاتیونی می شود، آب یون کلسیم و منیزیم خود را با یون سدیم موجود در رزین تبادل می کند و اصطلاحا نرم می شود.
بالا بودن یون کلسیم و منیزیم در آب اصطلاحا آب را سخت می کند و استفاده از این آب در سیستم های تاسیساتی و مصارف روزمره مشکلاتی از جمله رسوب و گرفتگی تجهیزات را در پی دارد. استفاده از سختی گیر رزینی راه حل مناسبی برای بهبود کیفیت آب ورودی به صنایع و ساختمان ها می باشد.
رزین آنیونی توانایی تبادل یون های منفی (آنیون ها) را دارد که در صنایع خاصی مورد استفاده قرار می گیرد. رزین میکسبد نیز از جمله روش های تبادل یونی می باشد که قابلیت جابجایی یون های مثبت و منفی را همزمان دارد. گاهی از رزین میکسبد بعنوان یونزدایی کامل و تولید آب خالص استفاده می شود.
یکی از مهمترین مزایای استفاده از رزین در صنعت تصفیه آب، قابلیت احیا آن می باشد. به این معنی که بعد از عبور میزان مشخصی آب با شرایط معین، رزین اشباع شده و قابلیت تبادل را از دست می دهد. در این مرحله نیاز است تا رزین با استفاده از ماده مشخصی احیا شود. مثلا رزین کاتیونی مورد استفاده در سختی گیر را با استفاده از آب نمک احیا می کنند.
بطور کلی از رزین ها در صنعت تصفیه آب، صنایع غذایی، داروسازی، تولید لوازم آرایشی بهداشتی و … استفاده می شود. البته کاربرد فرایند تبادل یون محدود به موارد بالا نبوده و تعداد زیادی از صنایع نیازمند سیستم های تبادل یون هستند.
آنتی اسکالانت
آنتی اسکالانت ماده شیمیایی پرکاربردی در صنعت تصفیه آب می باشد. از این ماده به جهت جلوگیری از تشکیل رسوب و گرفتگی ممبران اسمز معکوس استفاده می شود. در تمامی سیستم های تصفیه آب به روش RO، استفاده از آنتی اسکالانت ضروری بوده و در طول عمر دستگاه و ممبران RO تاثیر گذار است. ممبران اسمز معکوس که کار اصلی کاهش TDS آب و تصفیه آب را انجام میدهد، غشای بسیار حساسی است که قیمت بالایی هم دارد. در صورت عدم استفاده از آنتی اسکالانت و یا استفاده از آنتی اسکالانتی که مناسب آب ورودی نباشد، به ممبران آسیب جدی وارد شده و راندمان سیستم پایین می آید.
میزان مورد نیاز تزریق آنتی اسکالانت نیز از موارد حائز اهمیت در بهره برداری اسمز معکوس می باشد که باید با توجه به آنالیز آب ورودی، میزان دبی، دما ،PH و شرایط دستگاه محاسبه گردد.
سیلیس
یکی از روش های رایج برای تصفیه فیزیکی آب و کاهش مواد معلق موجود در آن، استفاده از فیلتر شنی می باشد. آب با عبور از لابلای سیلیس های ریخته شده در فیلتر شنی، مواد معلق خود را از دست داده و آب خروجی از فیلتر شنی، شفاف تر از آب ورودی به آن می باشد. همچنین ذرات بیولوژیکی درشت دانه نیز توسط فیلتر شنی حذف می شوند.
سیلیس مورد استفاده در تصفیه آب باید درصد خلوص بالایی داشته و دانه بندی شده باشد. توجه داشته باشید در کف فیلتر شنی که نازل های آن قرار دارند باید از سیلیس با سایز درشت استفاده نمایید تا باعث گرفتگی نازل ها نشود. چیدمان صحیح سیلیس در فیلتر شنی، راندمان آنرا بالا برده و بهره برداری از فیلتر را تسهیل می کند.
فیلتر شنی به منظور تصفیه آب صنایع مختلف بکار می رود از جمله: فیلتر شنی استخر، فیلتر شنی بعنوان پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب صنعتی، فیلتر شنی استخر ماهی و …. . استفاده از فیلتر شنی به دلیل قیمت مناسب و راهبری ساده بسیار رایج بوده و در بیشتر سیستم های تصفیه آب، حداقل یک فیلتر شنی نیز وجود دارد.
کربن فعال یا زغال اکتیو
زغال اکتیو از جمله مواد شیمیایی پرکاربرد در صنعت تصفیه آب بوده و از فیلتر کربن فعال به منظور حذف ترکیبات آلی، از بین بردن کلر، طعم، بو و رنگ آب و همچنین حذف برخی فلزات سنگین استفاده می شود. فیلتر کربن فعال که توسط زغال اکتیو پر می شود بر اساس جذب سطحی بالای زغال، این مواد را از آب حذف می کند.
زغال اکتیو بطور معمول در سه نوع پودری، گرانول و میله ای در دسترس می باشد که در سیستم های تصفیه آب عمدتا از زغال اکتیو گرانول استفاده می شود.
برای تهیه زغال اکتیو از زغال پوسته نارگیل و یا موارد مشابه استفاده می شود که منشا گیاهی دارند و ماده شیمیایی مضری به آب وارد نمیکنند.
از فیلتر کربن فعال بعنوان پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب صنعتی، حذف کلر از آب، کاهش رنگ و بو و طعم آب، تصفیه آب آکواریوم و صنایع مختلف مانند داروسازی، صنایع غذایی و … استفاده می شود.
کلر
کلر پرکاربردترین ماده به منظور ضدعفونی آب می باشد که در صنایع مختلف از جمله تصفیه آب صنعتی، تصفیه آب استخر و جکوزی، صنایع نوشیدنی و … استفاده می شود.
کلر معمولا بصورت قرص یا پودر به فروش میرسد که از قرص کلر معمولا در کلرزن قرصی خطی و به منظور ضدعفونی آب استخر و جکوزی استفاده می گردد. پودر کلر قابلیت انحلال پذیری بالایی در آب دارد. محلول آب و کلر توسط دوزینگ پمپ به سیستم تزریق می شود و آب را ضدعفونی می نماید. سیستم های تزریق کلر معمولا متشکل از پمپ تزریق و میکسر کلر می باشد که باید با توجه به دبی مورد نیاز تزریق این دو را انتخاب نمود.
یکی از مهمترین نکات در رابطه با انتخاب کلر مناسب، در نظر گرفتن درصد خلوص آن می باشد. در صورتیکه خلوص کلر مناسب نباشد ممکن است باعث ایجاد کدورت در آب گردد.
نگهداری از کلر باید در شرایط خاصی صورت گیرد زیرا که بوی تند کلر ممکن است باعث بروز مشکلات در انسان و مخصوصا کودکان گردد. همچنین کلر به گرما و رطوبت حساس بوده و باید در محیط خشک و خنک و دور از تابش آفتاب، نگهداری شود.
