(قسمت 2/6)++++
یکی از مهمترین مشکلات پیش رو در فرایندهایی نظیر اسمز معکوس تولید پساب مایع می باشد. این پساب اغلب دارای TDS یا شوری بالایی می باشد که دفع آن را با مشکل روبه رو می کند. در واقع املاح رد نشده از ممبرانها به صورت تغلیظ شده در آب پساب یا reject و یا همان brine سیستم های اسمز معکوس وجود دارد. در بسیاری از پروژه های استفاده مجدد از پساب آخرین مرحله سیستم اسمز معکوس است که در نتیجه آن پساب شور تولید می شود. شوری پساب ایجاد شده بستگی به شوری آب خام ورودی و تعداد مراحل RO می باشد. هرچه تعداد مراحل RO بیشتر باشد راندمان شیرین سازی و تولید آب بالاتر می رود ولی پساب ایجاد شده شورتر خواهد شد.
در عین حال ممکن است آبهای دیگری نظیر کاستیک مستعمل و یا پساب شیمیایی یا پساب دارای نیترات بالا نیز بخواهد وارد فرایند ZLD شود که می بایست قبل از وارد کردن آن ساختارهای شیمیایی آن تخریب گردد. این کار توسط فرایند اکسیداسیون پیشرفته با توجه به خواص ماده آلوده کننده انجام می گیرد.
روش های حذف و جداسازی سیلیس از آب
سیلیکا اگر رسوب کند رسوبی سخت و چسبنده تولید می شود که حذف آن مشکل بوده و بعلاوه باعث افت شدید انتقال حرارت می گردد.
فرآیند آهک سودا
مقداری از سیلیس در فرآیند نرم سازی توسط آهک سودا حذف می شود که این مقدار در فرآیند داغ آهک سودا بیشتر است. برای افزایش بازده می توان از فریک سولفات استفاده کرد.
آهک و سودا اش در فرآیندهای نوع سرد، گرم و داغ کاربرد فراوان دارند. در فرآیند سرد عمل ترسیب در درجه حرارت معمولی آب انجام می گیرد و در روش گرم نیز رسوبگذاری در دمائی حدود 50 درجه سانتی گراد صورت می پذیرد. نرم کردن آب به روش آهک- سودای داغ، در درجه حرارت جوش آب 100درجه سانتی گراد بوده و راندمان حذف سختی بسیار بالاست.
استفاده از ترکیبات منیزیم
یکی از روش های حذف سیلیس از آب استفاده از ترکیبات منیزیم می باشد. منیزیم موجود در آب در فرآیند نرم سازی توسط آهک به منیزیم هیدرواکسید تبدیل می شود. این هیدروکسید در هنگام ته نشینی موجب کاهش مقدار این ماده در آب می شود.
رزین های تبادل یونی جهت حذف سیلیس از آب
رزینهای سیستم های تصفیه آب به روش تبادل یونی رزینی، پلیمرهای غیر محلول در آب هستند که میتوانند یونهای خود را با یونهای محلول در آب تبادل کنند. این رزینها میتوانند به صورتهای کاتیونی، آنیونی یا ترکیبی باشند. خصوصیات مهم رزینهای تبادل یونی شامل ظرفیت تبادلی، اندازه ذزات و پایداری هستند. رزین ها بعد از کارکرد مداوم اشباع می شوند و نیاز به احیا دارند. برای حذف سیلیس می توان ابتدا کاتیون های موجود در آب را به وسیله رزین های کاتیونی حذف کرد و سپس با استفاده از یک نمونه رزین آنیونی قوی سیلیس به صورت سیلیکا حذف می شود.
استفاده از روش انعقاد الکتریکی و شیمیایی و استفاده از DAF
یکی از روش های حذف سیلیس از آب استفاده از انعقاد الکتریکی می باشد. طبق پژوهش های اخیر با استفاده از آند استیل توانسته اند میزان سیلیس را به 80 درصد مقدار اولیه کاهش بدهند. طبق مقالات ارائه شده عملکرد انعقاد الکتریکی در مقایسه با انعقاد شیمیایی بهتر بوده است.
حذف بی کربنات کلسیم با استفاده از آهک
آهک زنی:
در سیستم تصفیه آب این نوع سختی گیری سبب کاهش قابل توجهی از باریم ،استرنسیم،سیلیس،مواد ارگانیک می شود
افزودن آهک هیدراته به آب سبب حذف سختی ب کربنات می شود:
ca(Hco3)2+ca(OH)2→2caco3+2H2o
Mg(HCo3)2+2ca(oH)2→mg(OH)2+2caco3+2H2o
در صورتی که بخواهیم سختی مربوط به بی کربنات کلسیم را کاهش دهیم ،می توان با افزودن کربنات سدیم این کار را انجام داد
cau2+Na2cos→2Nacl+cacos
روشهای اکیداسیون پیشرفته که به تفصیل در بخش مقالات سایت ما قابل دسترسی می باشند:
1-اكسيداسيون با كلر
2- اكسيداسيون با پرمنگنات پتاسيم
3-اكسيداسيون با پرمنگنات پتاسيم
4-اکسیداسیون با پراکسید هیدروژن
5-اکسیداسیون با ازن
6-فرایند هوای مربوط – WAO – Wet Air Oxidation
7- فرایند فنتون ( Fe (II) | H2O2)
8-فرایند فتوفنتون ( Fe (II) | H2O2 | UV)
9-فرایندهای فتو کاتالیستی
10-دی اکسید تيتانيوم ، پراکسید هیدروژن و پرتوهای ماورای بنفش (TiO2 | H2O2 | UV)
11-پراکسید هیدروژن وپرتوهای ماورای بنفش (H2O2 | UV)
12-ازن زنی کاتالیزوری
و ……
حذف تری هالومتان ها
حذف تری هالومتان ها در تصفیه خانه های آب تازه تاسیس و در طول اصلاح تصفیه خانه های تعمیر شده باید همواره مورد بررسی و حذف قرار بگیرند. (به علت مقدار بالای تری هالومتان ها) نرخ تشکیل تری هالومتان ها به عوامل زیر بستگی دارد :
- مواد اولیه آلی : در صورتی که مواد اولیه در آب وجود داشته باشد، هیپ گونه تری هالومتانی تشکیل نخواهد شد. بنابراین ، غلظت و نوع مواد آلی اولیه بر تشکیل تری هالومتان اثری مستقیم دارد. هدف از آزمایش پتانسیل حداکثر تری هالومتان (THM) کل ، اندازه گیری مقدار اولیه موجود برای واکنش با کلر آزاد باقی مانده است.
- میزان کلر آزاد باقی مانده : از آنجاییکه تری هالومتان از محصولات جانبی کلرزنی است، مقدار کلر آزاد باقی مانده به صورت مستقیم از مقدار تشکیل تری هالومتان تاثیر می پذیرد. بنابراین ، شرایط اولیه اختلاط و طراحی تانک تماس نیز بر نرخ تشکیل تری هالومتان تاثیر می گذارد.
- دمای آب : دمای آب به طور مستقیم بر نرخ تشکیل هالومتان ها تاثیر می گذارد و برای حذف تری هالومتان ها باید دما را کنترل کرد.دمای زیاد ، سرعت تشکیل آن را افزایش می دهد و در نتیجه سبب تشکیل مقدار زیادی THM می شود. در بسیاری از مواقع، مقدار تری هالومتان در تابستان یعنی وقنی که دمای آب ۲۵ درجه است، حدود ۲ برابر بیشتر از میزان تری هالومتان در زمستان(دمای ۴ درجه سانتیگراد) است. اگر چه دمای آب در نرخ تشکیل تری هالومتان عامل مهمی است، ولی نوع و غلظت مواد آلی اولیه نیز بر این پدیده تاثیر گذار است.
- PH آب : نرخ تشکیل تری هالومتان و تری هالومتان خروجی به طور چشم گیری از پی اچ آب تاثیر می پذیرند. پی اچ بالا سرعت تشکیل تری هالومتان را افزایش می دهد.
- غلظت برم : سرعت واکنش بین برم و مولکول های اولیه سریع تر از کلر و مواد اولیه است. مقدار تری هالومتان ها در مدت زمان کمتری افزایش می یابد. در صورتی که برمید در فرآیند آب وجود داشته باشد، غلظت تری هالومتان نهایی بیشتر از ترکیبات کلر خواهد بود. ساز و کار واکنش به این ترتیب است که یون برمید با کلی آزاد باقی مانده به برم اکسید می شود و همچنین به سرعت قادر به واکنش با مواد اولیه به شکل تری هالومتان است.
- زمان تماس کلر : میزان تری هالومتان تابع مدت زمان تماس کلر است. زمان تماس طولانی ، سبب ایجاد تری هالومتان با غلظت زیاد می شود.
راهبری حذف تری هالومتان ها
- راه اول : شامل این مراحل است که لخته سازی و ته نشینی بهینه شود تا میزان مواد آلی اولیه افزایش یابد. برای کم کردن زمان تماس، نقاط تغذیه عوض شود. پیش کلرزنی با پرمنگنات پتاسیم جایگزین و مقدار کمی دی اکسید کلر به عنوان پیش اکسید کننده استفاده شود. به عنوان یک گزینه دیگر ، گندزدایی از کلرآمین ها استفاده شود که شامل اضافه کردن آمونیاک ، به مقدار ۱۰ تا ۲۰ دقیقه بعد از به کار بردن کلر و حذف تری هالومتان ها است. برای حذف تری هالومتان ها می توان و مواد آلی اولیه ، می توان از کربن فعال پودری استفاده کرد.
- راه دوم : برای اکسیداسیون و حذف مواد آلی اولیه از پیش کلرزنی استفاده شود، با استفاده از برج های هوادهی مقدار تری هالومتان محدود می شود، استفاده از بستر کربن فعال دانه ای، استفاده از فرآیند های غشایی مانند نانو فیلتراسیون