رفتن به محتوا

IranWT

We provide Technology

فهرست

  • خانه
  • تجهیزات و خدمات
  • پروژه های انجام شده
  • مقالات
  • ارتباط با ما

WTP

زلالساز پولساتور (Pulsator) در تصفیه آب

تجهیزات_مکانیکی٬ فرآیند clarifier٬ Pulsator٬ Superpulsator٬ WTP٬ انعقاد٬ پولساتور٬ زلال ساز٬ سوپر پولساتور٬ لخته سازی
زلالساز پولساتور (Pulsator) در تصفیه آب

در تصفیه آب پس از اختلاط آب با مواد شیمیایی در واحد انعقاد و لخته سازی لخته های تشکیل شده را باید حذف نمود برای جداسازی لخته های تشکیل روشهای مختلفی وجود دارد یکی از این روش ها استفاده از زلالساز پولساتور pulsator است. در این روش، آبی که از واحد انعقاد و لخته سازی گذر کرده از درون بستر لجن عبور می‌کند. به دلیل خاصیت چسبندگی لجن، لخته‌های آب، جذب بستر شده و آب زلال به طرف بالا جریان می‌یابد و به این ترتیب زمان ته‌نشینی کاهش می‌یابد. جابجایی لجن به تبعیت از سرعت تنظیم شده‌ی جریان آب، مانع متراکم شدن لجن‌های ته‌نشینی در کف حوض می‌گردد و تخلیه‌ی قسمتی از لجن که در اثر جذب مواد معلق، سنگین شده و ته‌نشین شده است به راحتی مقدور است. در زلال‌سازهای پولساتور آب مخلوط شده با مواد منعقدکننده از زیر بستر لجن و از طریق لوله‌های مشبکی وارد حوض می‌شود که در سرتاسر حوض تعبیه شده‌اند. بر روی روزنه‌ها نیز بفل هایی جهت کنترل سرعت آب قرار می‌گیرند. جهت کنترل میزان لجن نیز، قیف های در قسمت بستر وجود دارد که در صورت زیاد شدن حجم لجن، لجن به داخل قیف سرریز می‌کند و خارج می‌شود. آب زلال‌ شده نیز در قسمت سطحی این واحد توسط کانال‌های مشبک جمع‌آوری می‌گردد. پمپ خلاء موجود در این نوع زلال‌سازها نیز با عمل خلاء و رفع خلاء خود سبب نوسانات بستر لجن گشته و سبب سهولت در امر حرکت آب از بین بستر خواهد شد.

برخی از مهم‌ترین مزایای پولساتور

– زمان ته‌نشینی کوتاه است بنابراین حجم این واحد کم می‌باشد.
– حجم لجن اضافی کم می‌باشد.
– زمین کمتری نیاز دارد.
– قدرت جداسازی مواد معلق آن از آب زیاد است.
– سرمایه‌گذاری اولیه در این زلال‌ساز کمتر است.
– تجهیزات مکانیکی کمتری نسبت به مخزن ته نشینی دارد.
برخی از مهم‌ترین معایب پولساتور نیز به شرح زیر هستند:
– انبساط لایه‌ی لجن نمی‌تواند از حد معینی تجاوز کند که در غیر این صورت باعث پراکندگی لجن می‌گردد.
– بهره‌برداری از آن نیاز به دقت و تجربه‌ی فراوان دارد.
– بهره‌برداری این گونه زلال‌سازها نیاز به تشکیل ابر لجن دارد. ایجاد این ابر نیازمند 7 تا 20 روز است بنابراین در صورت‌که کدورت تنها در مواقع خاصی از سال بالا می‌رود به دلیل عدم تشکیل پتوی لجن در اغلب مواقع سال، به محض بالا رفتن کدورت آب، این واحدها عملکرد خوبی نخواهند داشت. همچنان که برخی از تصفیه‌خانه‌های موجود کشور که با این سیستم ساخته شده‌اند همواره با مشکل مواجه هستند.
– بهره‌برداری و نگهداری این نوع‌زلال‌سازها، همکاری دائمی بخش آزمایشگاه و واحد شیمیایی محلول‌ساز و نمونه‌برداری‌های مداوم از لجن‌آب را می‌طلبد و از این جهت بهره‌برداری آن دارای مشکلات عدیده‌ای است.
– در صورت وجود گازهای فرار در آب، خصوصا آبی که مرحله‌ی هوادهی را طی نکرده باشد و آزادشدن این گازها از آب، ممکن است باعث پراکندگی پتوی لجن گردد.

زلالساز پولساتور (pulsator) در تصفیه فاضلاب

تصفیه آب با استفاده از زلال سازی با روش پولساتور:

در سیستم های تصفیه شیمیایی آب،پس از تزریق مواد منعقد کننده ، نیاز به استفاده از زلال سازی یا ته نشینی مواد بوده که یکی از سیستم های زلال سازی ، زلال ساز های پولساتور می باشد.

زلال سازهای پولساتور و ته صاف ( pulsator & flat bottomed clarifier )دراین نوع زلال‌سازها ، آب مخلوط شده با مواد منعقدکننده از زیر بستر لجن و از طریق لوله‌های مشبکی وارد حوض می‌شود که در سرتاسر حوض تعبیه شده‌اند.آب در عبور از بستر لجن کف پولساتور, مواد جامد خود را در آن جا می گذارد. بر روی روزنه‌ها نیز پالونک‌هایی جهت کنترل سرعت آب قرار می‌گیرند. جهت کنترل میزان لجن نیز، هاپرهایی در قسمت بستر وجود دارد که در صورت زیاد شدن حجم لجن، لجن به داخل هوپر سرریز می‌کند و خارج می‌شود. آب زلال‌شده نیز در قسمت سطحی این واحد توسط کانال‌های مشبک جمع‌آوری می‌گردد. پمپ خلاء موجود در این نوع زلال‌سازها نیز با عمل خلاء و رفع خلاء خود سبب نوسانات بستر لجن گشته و سبب سهولت در امر حرکت آب از بین بستر خواهد شد.

زلال ساز سوپر پولساتور SPC) Superpulsator Clarifier)

Superpulsator Clarifier با استفاده از اصول اولیه شیمیایی و فن آوری زلال سازی تماس با مواد جامد و سرعت بالا حداکثر بهره وری را ارائه می دهد.

طراحی منحصر به فردی از ترکیب عملکرد لخته سازی و زلال سازی را در یک حوضه برای استفاده بهینه از فضا ایجاد می کند. پالس های جریان تولید شده توسط خلاء ، پتو لجن هموژنی ایجاد می کنند که منجر به کیفیت عالی پساب با حداقل هزینه های عملیاتی می شود.

Superpulsator Clarifier قادر به از بین بردن رنگ ، کدورت و مواد آلی است. این سیستم دقیقاً کارکردهای افزودنی های شیمیایی منعقد کننده، لخته ساز و جداکننده ی مواد جامد را که برای زلال سازی مطمئن و سازگار مورد نیاز است ، انجام می دهد. یک پتو لجن همگن برای لخته سازی بهینه در زلال ساز ایجاد می کند.
Superpulsator Clarifier با استفاده از اصول اولیه شیمیایی و فن آوری زلال سازی تماس با مواد جامد و سرعت بالا حداکثر بهره وری را ارائه می دهد. طراحی منحصر به فردی از ترکیب عملکرد لخته سازی و زلال سازی را در یک حوضه برای استفاده بهینه از فضا ایجاد می کند. پالس های جریان تولید شده توسط خلاء ، پتو لجن هموژنی ایجاد می کنند که منجر به کیفیت عالی پساب با حداقل هزینه های عملیاتی می شود.

آب، که از قبل تحت انعقاد سازی قرار گرفته است ، از پایین دستگاه وارد می شود و از پتوی لجن عبور می کند تا به سطح بالای زلال ساز برسد. بستر لجن با کمک عمل پالس در حالت انبساط قرار می گیرد. مواد جامد آب توسط پتوی لجن گرفته می شود و آب زلال به سمت بالا حرکت می کند. در صورت ازدیاد حجم لجن، قسمتی از آن از سیستم خارج می شود. عمل انبساط و انقباض لجن و نوسانات مورد نیاز برای عبور آب از بستر لجن توسط پمپ خلا ایجاد می شود.


شرح سیستم SPC:

1- ورودی آب خام
آب منعقد شده سریع به محفظه خلاء سیستم منتقل می شود.

2- توزیع آب
آب منعقد شده به طور یکن.اخت به سیستم وارد می شود.

3- صفحه های ته نشینی
لجن به سمت پایین در قسمت جلوی صفحات ته نشینی هدایت می شود. ذرات سبک تر بین صفحات گردش می کنند و باعث افزایش تماس با مواد جامد داخلی می شوند. مواد جامد سبک به طور مداوم توسط دوغاب در حال حرکت به سمت پایین جاروب می شوند.

4- حذف و خروج لجن
لجن در طی انبساط توسط پمپ خلا، توسط گرانش از طریق لوله ها تخلیه می شود.

5- جمع آوری
آب تصفیه شده به طور یکنواخت در طول قسمت ته نشینی جمع آوری می شود وآب شفاف در یک مجموعه مرکزی جمع آوری می شود.

6- پمپ ایجاد کننده ی نوسان
قلب سیستم یک پمپ خلاء و دریچه هوا است. فرکانس و مدت زمان مشخص شده ، دریچه منافذ را در بالای محفظه، کنترل می کند و باعث ایجاد پالس های ظریف پتو لجن در منطقه ته نشینی می شود.

ویژگی های سیستم SPC:

* اختلاط و شفاف سازی در یک حوضچه صورت می گیرد و نیاز به اشغال فضا را محدود می کند.
* کاملاً خودکار ، به حداقل عملکرد اپراتور نیاز دارد.
* هیچ قسمت متحرک در زیر آب وجود ندارد و تمام اجزای زیر آب با مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته می شوند.
* مصرف انرژی کارامد، در مقایسه با سایر فرآیندهای شفاف سازی ، Superpulsator انرژی بسیار کم مصرف می کند.


مزایای سیستم SPC:

*کاهش کدورت تاNTU 2-1
* قابلیت حذف مواد جامد با میزان بالا
* حذف TOC تا 60٪
* نیاز کم انرژی
* قطعات متحرک مستغرق وجود ندارد
* لخته سازی / زلال سازی یکپارچه در یک واحد

کاربرد:

* زلال سازی آب های سطحی
* پیش تصفیه های غشایی
* صنایعی که نیاز به حذف بالای مواد معلق دارند

مصرف برق دستگاههای تصفیه آب صنعتی

تجهیزات برقی٬ تجهیزات_مکانیکی٬ فرآیند ro٬ Water Treatment٬ WTP٬ تصفیه آب صنعتی٬ مصرف برق
مصرف برق دستگاههای تصفیه آب صنعتی

مصرف انرژی آب شیرین کن

مصرف برق یا انرژی الکتریکی در دستگاه های تصفیه آب صنعتی یا واحدهای آب شیرین کن به عنوان یکی از عوامل موثر در هزینه های بهره برداری حایز اهمیت است. مصرف انرژی ویژه واحدهای آب شیرین کن از ۸ کیلووات ساعت به ۳ کیلووات ساعت به ازای هر مترمکعب در سه دهه اخیر کاهش یافته است.

میزان مصرف برق در دستگاه تصفیه صنعتی به عنوان یک عامل کلیدی بر هزینه های تولید آب شیرین تاثیرگذار است. به همین جهت، امروزه بازیابی و استفاده مجدد از انرژی در صنعت آب شیرین کن بسیار مورد توجه است. اما دستیابی به حداقل میزان مصرف انرژی برای بازیابی آب به دلایل پلاریزاسیون غلظت، رسوب غشاء های اسمز معکوس و مقاومت هیدرولیک نفوذ، امکان پذیر نیست. با توجه به محدودیت های موجود بازیابی انرژی به همراه بازچرخانی آب، عامل بهبود مصرف انرژی و هزینه های ناشی در انواع دستگاه های تصفیه صنعتی است.

مصرف انرژی فرایند شیرین سازی آبهای شور

به طور کلی دستیابی به آب شیرین بدون صرف هزینه، تقریبا غیر ممکن خواهد بود. حتی اگر آب شیرین در زیر سطح زمین قابل دسترس باشد نیاز به پمپاژ و صرف انرژی جهت بهره مندی از آن هستیم. به عنوان مثال برای برداشت آب از منابع زیر زمینی و پمپاژ آن در حدود ۱۰۰ الی ۲۰۰ فوت به ازای هر متر مکعب، ۰٫۲۴ کیلووات ساعت انرژی مورد نیاز است. اخیراً به دلیل رشد بیش از حد جمعیت و افزایش فناوری های صنعتی برای جبران میزان عرضه و تقاضا در مصرف آب، فرایندهای آب شیرین کن برای شیرین سازی آبهای شور توسعه پیدا کرده اند. آب شیرین کن ها به دسته ای از فناوری تصفیه آب اطلاق می شود که جهت دستیابی به آب شیرین، از آب های سطحی و زیرزمینی با میزان بالا ذرات جامد حل شده مورد استفاده قرار می گیرد. در اوایل سال ۱۹۵۰ سیستم های آب شیرین کن غالبا با بهره گیری از فناوری های حرارتی مانند فرایند های تقطیر چند مرحله ای MED، MSF و MVC با صرف میزان قابل توجه ای از انرژی حرارتی مورد استفاده قرار گرفتند. با ظهور فناوری اسمز معکوس و پیشرفت چشمگیر آن در زمینه عملکرد غشایی و مصرف انرژی، این فناوری رقیب سرسخت فرایندهای حرارتی نمک زدایی شد.

فرایند های غشایی دارای چندین مزیت در بخش نمک زدایی آبهای شور هستند. مصرف انرژی کمتر، کاهش هزینه های عملیاتی، سرمایه گذاری اولیه پایینتر، بهره برداری و نگهداری آسان تر، تشکیل شدن از واحد های فشرده تر و همچنین قابلیت افزایش ظرفیت در این واحد ها در مدت زمان کوتاه، کاهش مدت زمان راه اندازی و تحویل پروژه، جدا شدن نیروگاه ها و سیستم های آب شیرین کن، انجام فرایند در دمای محیط و کاهش تاثیرات زیستت محیطی از جمله مواردی است که امروزه باعث علاقه مندی جهت استفاده از فرایند های غشایی در واحدهای نمک زدایی شده است.

انرژی لازم جهت نمک زدایی با استفاده از غشاء

دو محفظه را که به وسیله یک غشاء از هم جدا شده باشند را در نظر بگیرید. با این فرض که غشاء فقط توانایی نفوذ آب را داشته باشد و همچنین دو سمت غشاء حاوی آب دریا و آب شیرین با دمای ۲۵ درجه سانتی گراد باشد؛ طبیعی است که آب شیرین به دلیل پتانسیل غلظت به وجود آمده از طریق غشاء نفوذپذیر به سمت آب دریا نفوذ کند و باعث رقیق شدن آن شود. در صورتیکه با بهره گیری از عامل فشار خارجی به سیستم باعث ایجاد پدیده معکوس و یا تعادل در آن شویم، به مقدار فشار مورد نیاز جهت حفظ تعادل داخل سیستم فشار اسمزی می گویند.

فناوری های غشایی از انرژی های الکتریکی و مکانیکی استفاده می کنند که در اکثر کاربرد ها با بهره گیری از سوخت های فسیلی صورت می گیرد؛ و در آینده با عدم اطمینان در تأمین منابع انرژی مورد نیاز، کاهش و حفظ انرژی های مرسوم در فرایند های تصفیه به عنوان عامل اصلی بهینه سازی فرایندها به شمار می رود؛ جدا از عامل بیان شده کاهش مقدار هزینه مصرف انرژی تا ۷۵% از هزینه کل بهره برداری در سیستم های اسمز معکوس از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. مصرف انرژی در سیستم های نمک زدایی غشایی با روش های مختلف کاهش می یابد و به نظر می رسد که مصرف انرژی در فرایند های غشایی تا نزدیک شدن به حداقل انرژی تئوری به راحتی کاهش می یابد؛ اگر چه کماکان دستیابی به این امر تا کنون به دلایل زیر در صنعت حاصل نشده است:

  1. برای تولید یک حجم ثابت از آب شیرین با کمترین میزان مصرف انرژی نیاز به مقادیر زیادی از آب دریا خواهیم داشت و برای وقوع این امر وجود فرایند های پیش تصفیه قبل از ورود به سیستم اسمز معکوس ضروری است؛ فرایند پیش تصفیه دارای مراحل مختلفی شامل تزریق مواد شیمیایی و عملیات های فیلتراسیون می باشد. در مقایسه با مقدار ظرفیت تولیدی و هزینه های فرایند اسمز معکوس، انرژی مصرفی و هزینه های فرایند پیش تصفیه برای چنین حجم وسیعی از آب دریا بسیار زیاد است.
  2. محدودیت نسبت بازیابی (Recovery) در فرایند اسمز معکوس از جمله عوامل تاثیر گذار بر روی هزینه شیرین سازی آب شور در فرایند اسمز معکوس است. با افزایش نسبت بازیابی می توان افزایش نیاز به انرژی و هزینه های پیش تصفیه آب دریا را بهبود بخشید. افرایش نسبت بازیابی باعث کاهش هزینه های فرایند پیش تصفیه می شود. اما در ادامه باعث افزایش هزینه مرتبط با غشاء های فرایند اسمز معکوس شده و همچنین کاهش نسبت بازیابی باعث کاهش هزینه انرژی در غشاء فرایند می شود. بنابراین برای دستیابی به نقطه بهینه بهره برداری از فرایند اسمز معکوس باید طراحی های صورت گرفته شده بر اساس ایده ال ترین حالت از دو عامل بیان شده صورت گیرد.

کیفیت آب تولیدی نیز در تعیین شرایط بهینه طراحی موثر است و مستقیما بر روی هزینه های کلی سیستم نمک زدایی تاثیر گذار است. لذا باید قبل از انجام طراحی سیستم های نمک زدایی به آن توجه کرد.

مصرف انرژی ویژه آب شیرین کن ها

مصرف انرژی ویژه(SEC) در فرایندهای مختلف به عنوان انرژی مصرف شده به ازای تولید واحد محصول گفنه می شود. انرژی ویژه واحدهای آب شیرین کن به انرژی مصرف شده برای تولید آب شیرین بر حسب KJ/Kg گفنه می شود. کمترین میزان انرژی تئوری لازم جهت تولید آب شیرین از مقدار بسیار زیاد آب دریا و حذف ذرات، به میزان ۰٫۷۱ کیلووات ساعت بر متر مکعب ( میزان شوری ۳٫۴۳% و دمای ۲۵ درجه سانتی گراد) می باشد و همچنین حداقل میزان انرژی ویژه تئوری لازم جهت تولید آب شیرین با افزایش میزان بازیابی آب به ۲۵%، ۵۰% و ۷۵%  به ترتیب در حدود ۰٫۸۱، ۰٫۹۷ و ۱٫۲۹ کیلووات ساعت بر متر مکعب که در شکل زیر هم اشاره شده، افزایش پیدا می کند. ایجاد انرژی لازم جهت غلبه بر فشار اسمزی آب دریا به وسیله پمپ های فشار قوی تامین می شود و با به کار گیری از این تجهیز انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود و باعث روانه سازی جریان ورودی به سیستم اسمز معکوس و تولید آب شیرین می شود؛ و به طور معمول ۵۰ الی ۷۵ درصد از انرژی مصرفی در سیستم های آب شیرین کن آب دریا، صرف راه اندازی پمپ فشار قوی موجود در ورودی این سیستم می شود که در حدود ۳۵% از هزینه کلی راه اندازی سیستم نمک زدایی را در بر می گیرد.

مقدار هزینه انرژی مصرفی به ازای حجم آب تصفیه تولیدی در فرایند اسمز معکوس از اهمیت بالایی بر خوردار است و مستقیما مرتبط با مقدار فشار مورد نیاز جهت غلبه بر فشار اسمزی، وابسته به نوع آب برداشتی بوده و برای آب دریا در حدود ۸۰-۱۰۰ بار و آب لب شور در محدوده (bar 15-40) است. دو امکان برای کاهش میزان انرژی مصرفی در فرایند اسمز معکوس وجود دارد. مسیر اول مربوط به توسعه و رشد غشاهای اسمز معکوس و تولید غشاء با مصرف انرژی پایین است. راه دوم نیز ترکیب سیستم های نمک زدایی با دستگاه های بازیاب انرژی که با توجه به این دو عامل می توان در راستای بهینه سازی انرژی اقدامات مورد نیاز را صورت گرفته شود.

در اواخر دهه ۱۹۷۰ میزان مصرف انرژی ویژه(SEC) فرایند شیرین سازی آب دریا با استفاده از سیستم اسمز معکوس در حدود ۲۰ کیلووات ساعت گزارش شده است. اما با پیشرفت مداوم در تولید غشاهای اسمز معکوس، افزایش راندمان پمپ فشار قوی سیستم RO و بازیابی انرژی در فرایند، مصرف انرژی ویژه در اواسط دهه ۱۹۸۰ به حدود ۸ کیلووات ساعت به ازای هر مترمکعب آب شیرین کاهش پیدا کرده است. اگرچه پیشرفت های چشمگیری در زمینه بهینه سازی فرایند نمک زدایی به وجود آمده است اما کماکان میزان مصرف انرژی در این سیستم، ۴۰ تا ۷۵ درصد از کل هزینه بهره برداری سیستم های آب شیرین کن دریایی را شامل می شود. با معرفی فناوری های جدید بازیابی انرژی، میزان راندمان سیستم ها در حدود ۹۳ الی ۹۷ درصد افزایش پیدا کرده و همچنین طبق نمودار زیر باعث کاهش SEC به حدود ۳ کیلووات ساعت بر متر مکعب شده است.

مصرف خاص انرژی

انرژی مصرفی فرایند اسمز معکوس

میزان مصرف انرژی در اجزای اصلی فرایند اسمز معکوس طبق شکل زیر نمایش داده شده است که شامل: ۱- برداشت آب ۲- سیستم پیش تصفیه ۳- پمپ های فشار قوی (مجهز به سیستم بازیاب انرژی و یا بدون این عامل) ۴- غشاء (ممبران) اسمز معکوس ۵- تصفیه ثانویه و ۶- ذخیره جریان تولیدی می باشد. میزان کیفیت آب ورودی و همچنین نوع سیستم پیش تصفیه به کار گرفته شده قبل از ورود به سیستم اسمز معکوس نقش اساسی در انتخاب و چگونگی قرار گیری غشاء های آن ایفا می کند؛ در بعضی از موارد انتقال آب دریا از محل برداشت تا سیستم تصفیه مورد نظر دارای مسافت بالا است که همین عامل باعث صرف انرژی و هزینه قابل توجهی جهت انتقال می باشد. به طور خلاصه انرژی مورد نیاز در فرایند اسمز معکوس به صورت معادله زیر بیان می شود:

ET = Ein + Ept + Ehp + EA – EERD

ET معرف کل انرژی مورد نیاز در سیستم، Ein برابر با مقدار انرژی مورد نیاز برای انتقال جریان به سیستم از منابع برداشت آب، Ept معرف مقدار انرژی لازم جهت انجام فرایند های پیش تصفیه و تصفیه ثانویه (میکروفیلتراسیون و پمپاژ)، Ehp نشانگر میزان انرژی مورد نیاز پمپ فشار قوی، EA معرف میزان انرژی مورد نیاز سایر لوازم جانبی دستگاه (تزریق شیمیایی، سیستم CIP و پمپاژ محصول تولیدی) و EERD میزان انرژی بازیابی شده با استفاده از سیستم های بازیاب انرژی معرفی می شود. شکل زیر نشان دهنده الگوی مصرف انرژی در فرایند  اسمز معکوس و همچنین هزینه های به کار رفته در سیستم های آب شیرین کن است.

انرژی مصرفی فرایند اسمز معکوس

جدول زیر نیز میزان انرژی مصرفی یک واحد آب شیرین کن را به تفکیک مصرف کننده های مختلف برای تولید ۱ متر معکب بر ساعت و ریکاوری ۴۵ درصد نشان می دهد. جدول زیر نمایش دهنده مصرف انرژی در بخش های پیش تصفیه، تزریق مواد شیمیایی، پمپ فشار قوی، تصفیه ثانویه و سیستم شستشو آب شیرین کن می باشد و محاسبات موجود در جدول بدون بهره گیری از از سیستم بازیاب انرژی صورت گرفته شده است.

انرژی مصرفی تجهیزات آب شیرین کن

چگونگی تصفیه و حذف نیترات و روشهای آن

فرآیند BAC٬ Biological Active Carbon Filter٬ N٬ ro٬ Waste Water Treatment٬ Water Treatment٬ WTP٬ WWTP٬ آزمایش٬ اسمز معکوس٬ اکتیو کربن فعال بیولوژیکی٬ الکترودیالیز٬ حذف نیترات٬ روشهای حذف٬ مبادله یونی٬ نیترات زدایی با احیای کاتالیتیکی٬ نیترات زدایی بیولوژیک٬ نیترات زدایی شیمیایی
چگونگی تصفیه و حذف نیترات و روشهای آن

اشكال معمول نيتروژن در فاضلاب، نيتروژن آلي، آمونياك، نيتريت و نيترات هستند. تجزيه تركيبات آلي درون فاضلاب نيز منجر به افزايش غلظت آمونياك ميگردد. در شرايط بي هوازي، رشد باكتريهاي نيتريت ساز، منجر به مصرف آمونياك و توليد يون نيتريت و پس از آن نيترات خواهد شد. نيتروژن موجود در فاضلابها ناشي از فضولات انساني، شيرابه زباله و فاضلابهاي صنعتي خصوصا فاضلاب صنايع غذايي است.

به طور تقريبي، ميزان چهل درصد از نيتروژن فاضلات خام در قالب آمونياك و الباقي ماهيتي آلي دارد. متوسط غلظت نيتروژن در فاضلاب خام انساني در حدود ۳۵ ميليگرم بر ليتر است. حدود پانزده درصد از نيتروژن درون فاضلاب خام، با ته نشيني اوليه در قالب لجن اوليه از فاضلاب حذف ميگردد. با توجه به محتواي كربن و فسفر درون فاضلاب نیز حدود ده درصد از ميزان غلظت نيتروژن طي فرايند بيولوژيكي قابل حذف مي باشد.

ميزان باقيمانده نيتروژن كه بالغ بر ۲۵ ميلي گرم در ليتر است ميبايست طي فرايند نيتريفيكاسيون، از حالت آمونياكي به حالت نيتريت و متعاقب آن نيترات تبديل گردد.

حضور نيترات نيز در درون فاضلاب و متعاقب آن وارد شدن به آبهاي زيرزميني و منابع آّب شرب خطرات بهداشتي زيادي به دنبال دارد. در فرايند دنيتيريفيكاسيون با حضور باكتريهاي هتروتروفيك در يك راكتور قالبي بي هوازي داراي همزن در كف مخزن، نيترات موجود درون فاضلاب به گاز نيتروژن تبديل شده و دفع ميگردد. فرايند توليد گاز نيتروژن به صورت كنترل نشده درون كلاريفايرهاي ثانويه منجر به پديده معروف توده اي شدن و شناور شدن مجدد لجن ته نشين می شود كه يكي از مشكلات رايج در تصفيه خانه هاي فاضلاب به دلیل بهره برداري ضعيف و غير اصولي است و منجر به افزايش كدورت در خروجي است.

Benefits of Calcium Nitrate Dosing for Wastewater Facilities ...

مخاطرات نیتریت ونیترات در آبهای آشامیدنی وعوارض آن

سیار ی از مردم دررابطه با وجود نیترات در آب های آشامیدنی سؤالاتی را مطرح میکنند،نتایج پایش کیفی آبهای زیرزمینی پنسیلوانیا حاکی از غلظت کم نیترات درآبها میباشد، اما درمناطق کشاورزی غلظت نیتروژن –نیترات بیشتر از حد مجاز اعلام شده توسط EPA ،۱۰ ميلي گرم درليترمیباشد ( حد مجاز نيترات بر حسب نيتروژن- نيترات ۱۰ ميلي گرم درليتر و برحسب يون نيترات ۵۰ ميلي گرم در ليتر ميباشد.). بعلاوه محل های دفع فاضلاب ، دفع مواد زائد جامد ، سپتیک ،دفن زباله ،‌میتواند از علل غلظت بالای نیتروژن – نیترات در آبهای آشامیدنی باشد.نیتروژن یکی از اجزاء اصلی پروتئین مورد نیاز موجودات زنده است ، در محیط زیست به فرم های مختلف درآب وجود دارد و فرم آن نیز در چرخه ازت تغییر می کند، به هر حال افزایش غلظت نیترات و نیتریت در آب های آشامیدنی خطراتی را از نظر سلامتی بالاخص برای کودکان و زنان بار دار دارد.

منابع نیترات در آبهای آشامیدنی :

نیتروژن بعنوان یک ماده مغذی ( کود) به مقدار زیاد در چمنزار وباغات و محصولات کشاورزی کاربرددارد علاوه بر کود، نیتروژن ،در خاک به فرم آلی از تجزیه گیاهان و حیوانات بوجود می آید . فرمهای مختلف نیتروژن درخاک توسط باکتریها به نیترات (یون NO۳)تبدیل میشود. مطلوب این است که نیتروژن به فرم نیترات جذب گیاهان شود.به هر حال نیترات ، به راحتی با عبور آب از لایه های خاک به زمين نفوذ پیدا کرده و در اثر بارش ياآبیاری های شدید ، به ریشه گیاهان و نهایتاً به آبهای زیر زمینی می رسد. نیترات در آبهای زیر زمینی يا از منابع نقطه ای مانند دفع فاضلاب ، دامداریها و یا منابع غیر نقطه ای مانند مصرف کود کشاورزی در پارک ها ، زمین های گلف ،‌چمن زارها و باغات نشا ت ميگيردو یا طبیعی اتفاق ميافتد. حفر چاه آب در محل مناسب و بهسازی آن میتواند در کاهش بار آلودگی به نیترات مؤثر باشد.

Xylem Analytics | determine Nitrate, Nitrite and NOX with WTW

نشانه های نیترات :

نیترات بدون رنگ ،‌بدون بو و بدون طعم بوده و در آبهای آشامیدنی بدون آزمایش قابل تشخیص نميباشد لذاپیشنهاد می گردد، آب مصرفی گروه سنی کودکان ، زنان باردار،‌مادران شیرده و سالمندان آزمايش ونيترات آن محاسبه گردد.گروه ها ي مذكور جز ء گروه هاي در معرض خطرآلودگی آب به نیترات و نیتریت هستند.نیترات بطور طبیعی در حدغلظت کمتر از حد مجاز ، در آبهای آشامیدنی و آبهای زیرزمینی وجود دارد . آزمایش اولیه ، برای تعیین میزان نیترات منابع آب ضروری است ، بنا براین اگر تا کنون نیترات منابع آبی آزمايش نگردیده ، لازم است آزمایش اوليه انجام گیرد . هر نوع فعالیتی در نزدیک چاه هاي آب میتواند سبب آلودگي شود.در صورت وجود منابع نقطه ای آلوده کننده مانند محل زندگی دام ها، محل دفع فاضلاب درمجاورت چاه هاي خانگی ، لازم است حداقل سالی یک بار آزمایش نیترات انجام و با پایش کیفی آن تغییرات غلظت نیترات بررسی گرددودر صورتیکه چاه درمعرض منابع غیر نقطه ای مانند کاربرد کودهای کشاورزی قرار گرفته باشد ، پایش کیفی برای بررسی تغییرات غلظت نیترات کمتر مورد نیاز میباشد ، حداقل هر دو یا سه سال يكبار،‌بمنظور بررسی ضریب افزایش غلظت نیترات باید آزمایش شوند ( نیتریت،نیترات،آمونیاک،TKN) و اگر کودیا فضولات حیوانی در اطراف منابع آب پراکنده شده باشد باید هر چه سریعتر نسبت به جمع آوری و دفع آن اقـدام و آب چاه ( منبع آب) آزمایش گردد. متاسفانه ، نیترات ناشی از پراکندگی کود یا فضولات حیوانی دراطراف منابع آب ،ممکن است نتواند به سرعت در لایه های خاک حرکت و به آب نفوذ پیدا کند ، بنا بر این بمنظور بررسی اثرات آلوده کننده ها ، آزمایش سالیانه نیترات جهت پایش کیفی آن توصيه ميگردد.

Wastewater Is Key to Reducing Nitrogen Pollution - Scientific American

اثرات زیان بار بر سلامتی :

خطر اولیه نيترات در آبهای آشامیدنی زمانی اتفاق میافتد که در دستگاه گوارش فرم نیترات به نیتریت تبدیل شود .نیتریت باعث اكسيد شدن آهن موجود در هموگلوبين گلبولهاي قرمز شده ونهايتا نمي تواند اكسيژن را با خود حمل كند،به اين حالت متهموگلوبینميا گویند (بعضی آن را بعنوان سندرم کودکان آبی شناخته اند) در صورت عدم حضور اكسيژن ، سلولهای بدن ممکن است بميرند ويا‌ پوست کبود شود. در افراد بالای یکسال ،توانایی سریع تبدیل متهموگلوبین به هموگلوبین وجود دارد و علی رغم سطح بالای نیترات و نیتریت ، مقدار متهموگلوبین در سلولهای قرمز خون کمتر باقی می ماند، به هر حال در کودکان زیر شش ماه ، سیستم آنزیمی آنها به دلیل عدم تكامل ، توانایی کاهش متهموگلوبین به هموگلوبین را ندارند و متهموگلوبینميا اتفاق میافتد. همچنین در افراد سالمند که به دلایلی سیستم آنزیمی آنها صدمه دیده ممکن است ، همين اتفاق بیافتد.درسال ۱۹۶۲ ، انجمن بهداشت عمومی امریکا: حد مجاز نیترات درآب آشامیدنی را بر حسب نيتروژن ۱۰ ميلي گرم در ليتر( بر حسب نيترات ۵۰ ميلي گرم در ليتر)توصیه نمود .این استاندارد بمنظور حفظ سلامت کودکان، براساس دانسته هاي قابل دسترس تعيین شد ، عامل بالقوه خطرناک دیگر برای سایر افراد بستگی به واکنش های فردی و دریافت نیتریت و نیترات از همه منابع دارد. در طی دوره سال های ۱۹۹۲-۱۹۷۰ ایالات متحده ، دربررسي زمین شناسی ، میزان نیتروژن – نیترات ۹% از چاههای خصوصی را بیشتر از حد مجاز ۱۰ ميلي گرم درليتر بر حسب نيتروژن اعلام نمود. از آن زمان به بعد سازمان حفاظت محیط زیست (EPA) حداکثر سطح مجاز نیترات در آب آشامیدنی را بر حسب نيتروژن نيترات ۱۰ ميليگرم درليتر( برحسب يون نيترات ۵۰ ميلي گرم درليتر)و سطح مجاز نيتروژن- نیتریت ۱ ميلي گرم درليتر( بر حسب يون نيتريت ۳ ميلي گرم در ليتر) پذیرفت .در بررسي های بعدی برای تغییر استانداردها ، دلایلی برای تغییر آن وجود نداشت ، به هر حال تعیین سطح دقیق غلظت نیتروژن در آب برای اعلام سالم یا ناسالم بودن آن مشکل است. مسئله اي كه باید مورد توجه قرار گیرداين است كه نیتروژن ممکن است از غذا و یا سایر منابع دیگر نيز دریافت گردد .علي رغم اينكه حداکثر سطح مجاز ( MCL)) نیتروژن _ نیترات در آب آشامیدنی ۱۰ ميليگرم درليتر( برحسب نيترات ۵۰ ميلي گرم درليتر)تعیین شده ، موارد ی از تماس كودكان با آبهاي آشاميدني بالاتر از حد مجاز وجود داشته كه متهموگلوبینميا در بين آنان مشاهده نشده است .راهنمای قطعی برای اینکه در يك محدوده خاص متهموگلوبینما رخ دهد ،تعیین نشده است. بنا بر این بهتر است در صورتیکه نیترات آب بیشتر از حدمجاز باشد ، برای تهیه غذا و شیر کودکان از سایر منابع آبی دیگر استفاده نمود، همچنین ، گزارشاتي مبنی بر نقص هایي در هنگام زایمان به دلیل مصرف آب آشاميدني آلوده به نيترات وجود دارد .بنابر این توصیه میگردد ، مادران باردار از آب آشامیدنی که نیترات آن بالاتر از حد مجاز است مصرف ننمایند. همچنین توصیه میگردد مادران شیر ده نیز به دلیل انتقال نیترات از راه شیر به بچه ، از آبهای دارای نیترات بالاتر از حد مجاز مصرف ننمایند.در افراد بزرگسال که در معرض محدوده بالاتر از میزان تعیین شده ،قرار گرفته اند اثرات سوء بر سلامت آنان کمتر مشاهده شده است و بدون اینکه اثرات سمی داشته باشند میتوانند آبهای آشامیدنی با غلظت بالاتر رامصرف نمایند .اما چون ممکن است درمدت زمان طولانی مصرف آبهای دارای نیترات بالا ، اثرات مزمن بر جای بگذارد ،توصیه می شود که کمتر مصرف شود .اگر به استناد نتایج آزمایشات ، سطح نیترات آب بالاتر از حدمجاز اعلام شدو فقط بزرگسالان يا بچه های بزرگتراز آن آب مصرف می کنند لازم است با پزشک محل مشورت وتوصیه های درمانی را مد نظر قرارداد.خطر بروز سرطان درآبها و یا غذاهایی که نیترات ونیتریت داشته اند ،گزارش شده است ،احتمالاً نیترات در بدن با آمین ها یا آمیدها واکنش نشان داده ونیتروز آمین تشکیل می شود که عامل شناخته شده سرطان میباشد. قبل از تشکیل نیتروز آمین ،نیترات باید به نیتریت تبدیل شود.اهمیت خطربروز سرطان به دلیل وجود نیترات در آبهای آشامینی شناخته شده نیست .آلودگی باکتریولوژیکی در آب ممکن است بطور خاصی به قابلیت حضور نیترات در آب کمک کند منابع آبهای آشامیدنی که نیترات آن بر حسب نيتروژن بالاتر از ۱۰ ميليگرم درليتر( برحسب نيترات ۵۰ ميلي گرم درليتر) می باشد ،باید از نظر آلودگی باکتریولوژیکی نیز آزمایش شوند .وجود هم نیترات و هم آلودگی باکتریولوژیکی ،در چاههای غير بهسازي، ممکن است به دلیل نفوذ آبهای سطحی، مواد زائد جامد، فاضلاب يا منابع دیگر باشد

Product Focus: New nitrification technology helps WWTP reduce ...

آزمایشات :

آزمایش آب برای تعیین میزان نیترات ، توسط يكي از مراکز پايش کیفی ادارات محیط زیست ، آزمایشگاههای مراكزبهداشت شهر یا استان يا آزمایشگاههای خصوصي ضروری است .آزمایشگاهی باید انتخاب گردد که کیت مناسب راجهت تعیین میزان نیترات داشته باشد ،اين کیت شامل بطری استریل نمونه برداری، فرم ثبت اطلاعات ،دستورالعمل نمونه برداری و جعبه ارسال نمونه می باشد. دستورالعمل نمونه برداری ، بمنظور نحوه نمونه گیری نيزباید تهیه شود.نمونه برداری بر اساس دستورالعمل مربوطه و با دقت کامل بنحویکه نمونه بدست آمده نماینده کل نمونه باشد، باید انجام گیردو سپس نمونه با مشخصات کامل، فوراً به آزمایشگاه ارسال گردد. از ارسال نمونه در آخر هفته یا تعطیلات اجتناب کنید ،اگر چه کیت های صحرایی برای اندازه گیری میزان غلظت نیترات دردسترس است اما دقت آنها به اندازه روش های آزمایشگاهی نیست چرا كه حضورمواد شیمیایی و یا تغییر درجه حرارت ممکن است در زمان استفاده از کیت ،بر روی نتایج آن تاثیر بگذارد .تستهای آزمایشگاهی ،نتایج دقیق و قابل اعتمادی راارائه میدهند.

A colorimetric method for use within portable test kits for ...

تفسيرنتایج آزمایشگاهی :

غلظت نیترات بر حسب میلی گرم در لیتر یا قسمت در میلیون (ppm) گزارش می گردد . بعضی از آزمایشگاهها نیترات رابر حسب نیتروژن –نیترات ( N-NO۳) بیان می کنند ،که منظور مقدار نیتروژن در نیترات می باشد و بعضی از آزمایشگاهها کل نیترات را (NO۳) گزارش می دهند. .برای اطمینان ،گزارشات را بر اساس میزان نيتروژن- نيترات یا يون نيترات کنترل کنید و آن را در سیستم گزارش دهی مقایسه کنید ، بر حسب نيتروژن –نيترات ۱۰ ميلي گرم درليتر وبر حسب يون نيترات ۵۰ ميلي گرم در ليتر تعيين شده است.سازمان حفاظت محیط زیست آزمایش منظم را برای تعیین نیترات و نیتریت در سیستم آبرسانی عمومی ضروری دانسته و نتایج بایستی در دسترس متوليان امر قرار گیرد .اگر نتایج تست، حاكي از افزایش غلظت نیترات بالاتر از حدمجاز استاندارد باشد، ،به معنی اعلام خطر بوده و تصفیه باید انجام گیرد .اغلب برای تصفیه، آب رابا منبع آب دیگر که میزان نیترات آن کمتر از حد مجاز است مخلوط نموده ( اختلاط) تا به حد متوسط و یا حد استاندارد EPA برسد.

 

روش های حذف نیترات

نیترات یک یون پایدار و محلول در آب است و پتانسیل کمتری برای جذب و یا ترکیب با گونه های دیگر را دارد.
این خصوصیات باعث می شود حذف نیترات از آب به روش سختی زدایی و با کمک آهک و یا فیلتر کردن، با مشکل مواجه شود.
روش هایی که مرسوم هستند، عبارتند از:

  • اسمز معکوس
  • مبادله یونی
  • نیترات زدایی بیولوژیک
  • نیترات زدایی با احیای کاتالیتیکی
  • نیترات زدایی شیمیایی 
  • الکترودیالیز
  • اکتیو کربن فعال بیولوژیکی  – Biological Active Carbon Filter – BACF

 

با توجه به متداول بودن روشهای ذکر شده ما تنها به معرفی روشهای زیر اکتفا می کنیم

اکتیو کربن فعال بیولوژیکی – Biological Active Carbon Filter – BACF

روش نوین دیگری نیز وجود دارد که از باکتری های اتوتروفیک استفاده می شود. این باکتری ها مانند نیترات زداینده های تیوباسیلیوس و نیترات زداینده های تیومیکروسپرا، توانایی احیای نیترات با گاز نیتروژن را دارند. در این شیوه، انرژی لازم برای میگروارگانیسم های زداینده تامین می گردد.
نیترات زداینده های اتوتروفیک به ترکیبات کربنی معدنی به عنوان منبع کربن نیاز دارند. بر خلاف آن ها برای نیترات زدایی هتروفیک هیچ منبع کربنی ای، نیاز نیست. نیترات زدایی اتوتروفیک نیز به 2 دسته برپایه سولفور و هیدروژن تقسیم می شود.
عمده ترین مزیت این روش استفاده از لجن به جای باکتری بی هوازی است که یک روش آسان، سریع و ارزان برای حذف نیترات، از آب های زیرزمینی است.

HUBER Active Carbon Filter CONTIFLOW® GAK - HUBER SE

Biological Activated Carbon Treatment Process for Advanced Water ...

مبادله یونی

مبادله یون، بهترین انتخاب برای حذف نیترات از آب های زیرزمینی که حاوی مقادیر اندکی از ترکیبات آلی محلول هستند، در مقیاس کوچک یا متوسط است. مقادیر بالای ترکیبات آلی محلول در آب باعث پُرشدن ظرفیت مبادله می شود. این مشکل در اسمز معکوس نیز وجود دارد. همچنین اسمز معکوس نیازمند مصرف انرژی بالایی برای غلبه بر جریان طبیعی است و بنابراین هزینه فرآیند در مقایسه با دیگر پروژه ها بیشتر است.

اساس روش تبادل یونی، جایگزین کردن آنیون‌های کلرید با اجزای غیر مطلوب آب مثل آلاینده‌ها، ذرات جامد حل شده و … است. فرایند حذف نیترات به روش تبادل یونی شبیه به روش کاهش سختی آب است و تفاوت اصلی آن در نوع رزین پلیمری مورد استفاده است.

در این روش کلرید جایگزین نیترات آب می‌شود. برای احیاء مجدد رزین کافی است آن را چندین بار با آب نمک (حاوی NaCl) شست و شو دهند تا کلرید دوباره احیاء شود.

پارامترهای مختلفی همچون غلظت نیترات اولیه، میزان TDS، نوع رزین و غلظت سایر یون‌ها مثل سولفات بر روی بازده این روش موثر هستند.

بعنوان مثال بازده روش زمانی که غلظت نیترات ۲۵ میلی گرم بر لیتر بوده و میزان TDS 400 میلی گرم بر لیتر باشد، حدود ۸/۹۹% است. در حالیکه اگر غلظت نیترات بین ۱۸ تا ۲۵ میلی گرم بر لیتر بوده و مقدار TDS در حدود ۵۳۰ میلی گرم بر لیتر و غلظت سولفات ۴۳ میلی گرم بر لیتر باشد، بازده بین ۴۵ تا ۶۶% خواهد بود.

Related image

 

حذف بیولوژیکی

حذف بیولوژیکی نیترات به صورت بسیار گسترده در اروپا به کار گرفته شده است. سرعت حذف نیترات در این روش بسیار بالا است و استفاده گسترده ای دارد.
این روش در مقایسه با مبادله کننده های یونی، قابلیت حفظ کیفیت آب را دارد. روش پیشنهادی بر اساس استفاده از لجن به جای کشت نیترات زدا، یک روش بسیار ارزان، مفید و سریع و همچنین غیرآلوده کننده بوده و می تواند برای حذف نیترات از آب های آشامیدنی به کار گرفته شود.

فرايند بيولوژيكي به تنهايي قادر به حذف كامل نيتروژن از پساب نبوده و جهت جداسازي صد در صد اين عنصر، لازم است پساب تصفيه شده پس از پيش تصفيه مناسب، توسط واحد اسمز معكوس و يا در صورت لزوم فرايندهاي تبادل يون مورد تصفيه نهايي قرار گيرد.

اساس روش‌های بیولوژیکی تبدیل نیترات به نیتروژن در شرایط عدم حضور اکسیژن است. در عدم حضور اکسیژن، نیترات بعنوان ترمینال دریافت الکترون توسط باکتری عمل کرده و باعث تشکیل نیتروژن می‌شود.

سرعت کاهش نیترات بسته به نوع و غلظت کربن موجود در سیستم (نسبت C/N) است. بازده حذف نیترات گزارش شده برای روش‌های بیولوژیکی برای نیترات اولیه ۵۰۰ و ۴۶۰ میلی گرم بر لیتر، به ترتیب ۸۶ و ۸۹% است.

Related image

 

اسمز معکوس

روش اسمز معکوس یکی از روش‌های اصلی کاهش مقدار نیترات در آب آشامیدنی شناخته می‌شود. این روش می‌تواند برای حذف انواع آلاینده‌ها به صورت همزمان، استفاده شود. اساس کار اسمز معکوس عبور انتخابی مواد است، به گونه‌ای که در این روش منافذ غشاء اسمز معکوس به گونه‌ای انتخاب می‌شود که فقط اجازه عبور آب را می‌دهد.

میزان بازده روش اسمز معکوس وابسته به مقدار اولیه آلاینده‌های محلول در آب است. مقدار بازده بهینه در حذف نیترات در این روش حدود ۹۳% است. علاوه بر مقدار نیترات اولیه، نوع غشاء مورد استفاده نیز می‌تواند در بازده حذف نیترات موثر باشد. بعنوان مثال افزایش مقدار نیترات اولیه از ۲۵ به ۲۰۰ میلی گرم بر لیتر باعث کاهش بازده حذف از ۵/۹۳ به ۵/۸۲ می‌شود.

Seawater Desalination System, जल उपचार प्रणाली ...

 

الکترودیالیز

اساس حذف نیترات و سایر آلاینده‌های آب در روش الکترودیالیز استفاده از جریان الکتریکی است. در این سیستم از دو غشاء نیمه تراوا کاتدی و آنیونی به همراه دو الکترود استفاده می‌شود. از این روش می‌توان برای کاهش یا حذف آلاینده‌های غیرآلی آب آشامیدنی مثل رادیوم، پرکلرات، بورومید، فلوراید، آهن، منگنز و نیترات استفاده کرد.

بازده این روش بین ۵۰ تا ۹۹% درصد متغیر است که وابسته به مقدار اولیه آلاینده دارد. بعنوان مثال بازده کاهش مقدار نیترات از ۴۲ میلی گرم بر لیتر به کمتر از ۱۰ میلی گرم بر لیتر با استفاده از فرایند الکترودیالیز در حدود ۷۶% است.

حذف نیترات به روش شیمیایی

از مواد شیمیایی مختلفی برای حذف نیترات از آب استفاده می‌شود. در بین این مواد، ترکیبات شیمیایی مثل آهن صفر ظرفیتی، نانو آلومینا و منیزم بیشتر از همه رایج هستند.

اساس روش‌های شیمیایی، انجام واکنش شیمیایی بین عامل شیمیایی و نیترات موجود در آب است. در نتیجه این واکنش، نیترات مضر (NO3) تبدیل به عوامل بی خطری مثل N2، هیدروکسید و NH3 می‌شود.

مقدار بازده روش‌های شیمیایی وابسته به عوامل مختلفی همچون نوع و اندازه ذرات ماده شیمیایی اولیه، pH، مورفولوژی و ساختار مواد نانومتری و زمان واکنش است.

بعنوان مثال میزان بازده حذف نیترات بوسیله آهن صفر ظرفیتی با مقدار نیترات اولیه ۵۰ میلی گرم بر لیتر، زمان تماس ۶۰ دقیقه، با غلظت مواد نانومتری ۱۵ گرم بر لیتر در pH آب ۴، در حدود ۹۵% است.

 

خلاصه عملکرد روش‌های رایج حذف نیترات

 

کلر زنی – Chlorination

تجهیزات_مکانیکی٬ فرآیند Chlorination٬ WTP٬ WWTP٬ کلرزنی
کلر زنی – Chlorination

استفاده از کلر ارزان ترین روش گندزدایی آب و فاضلاب است. کلر برای از بین بردن باکتری ها و سایر میکروب های موجود در ذخایر آب آشامیدنی بکار می‌رود. امروزه حتی به ذخایر کوچک آب همواره کلر افزوده می شود. اولین کاربرد کلر در تصفیه آب آشامیدنی، کنترل طعم و بو بوده است. سایر کاربرد های کلر شامل کنترل جلبک‌ها، حذف آهن و منگنز، حذف سولفید هیدروژن و حذف رنگ می‌باشد. کلر به اشکال مختلف از جمله : ترکیبات جامد هیپو کلریت سدیم و پتاسیم و دی‌اکسید کلر گازی در صنعت آب موجود است.

Related image

ویژگی های استفاده کلر عبارت است از:

  1.  ارزان
  2.  به جای گذاشتن کلر باقیمانده در آب
  3.  کارایی در غلظت‌های پایین
  4.  در دسترس بودن به سه صورت:
  • گاز (گاز کلر)
  • مایع (هیپو کلرت سدیم)
  • جامد (هیپو کلرت کلسیم)
  • Related image

کلر، علاوه براثر میکروب کشی چند ویژگی مهم دیگر ازنظر تصفیه آب دارد، ازجمله : آهن، منیزیم و هیدروژن سولفید را اکسید می کند، بعضی اجزاء مولد بو و طعم بد را از بین می برد، از رشد جلبک‌ها و زیست مندهای مولد لجن لزج جلوگیری می کند و بالاخره به انعقاد آب هم کمک می کند.

طرز کار کلر

پس از افزودن کلر به آب، اسید هیدروکلریک و هیپوکلرو تشکیل می شود. اسید هیدروکلریک به وسیله‌ی قلیایی ‌بودن آب خنثی می شود و اسید هیپوکلرو یون ساز، تبدیل به یون های هیدروژن و هیپوکلریت می شود:

H2O+ Cl2 → HCl + HOCl

HOCl → H+ + OCl-s

اثر گندزدایی کلر عمدتاً به علت اسید هیپوکلرو و به مقدار کمتر مربوط به یون های هیپوکلریت است. اسید هيپوکلرو کار آمد ترین شکل کلر برای گندزدایی آب و از یون های هيپوکلريت بسیار (هفتاد تا هشتاد برابر) موثرتر است. اگر pH آب در حدود هفت باشد بیشترین اثر گندزدایی کلر آشکار می شود زیرا اسید هيپو کلرو بیشتر تولید می شود و اگر مقدار pH از 8.5 بیشتر باشد اثر گندزدایی کلر نامطمئن است زیرا نزدیک به نود درصد اسید هیپو کلرو به یون های هيپوکلريت تبدیل می شود. خوشبختانه بیشتر آب ها pH بین 7.5 – 6 دارند.

اصول کلر زنی

پیش از هر چیز آبی که قرار است کلر زنی شود باید صاف و بدون کدورت باشد، زیرا کدورت از کارایی کلر زنی جلوگیری می کند.
دیگر آنکه باید کلر موردنیاز برای آب برآورد شود. زیرا کلر موردنیاز آب با مقدار کلر که به آب‌زده می شود متفاوت است، مقدار کلر باقی مانده در پایان یک مدت معین (به‌طور معین شصت دقیقه) در یک حرارت معین و pH معین آب هم تفاوت می کند.
زمان تماس با کلر می‌بایست رعایت شود. لازم است حداقل به مدت یک ساعت کلر باقی مانده با میکروب ها و ویروس ها در تماس باشد تا کشته شوند.
حداقل غلظت توصیه شده کلر باقی مانده نیم میلی گرم در لیتر پس از یک ساعت است.


مجموع کلر لازم برای یک نوع آب به اضافه کلر باقی مانده آزاد به مقدار 0.5 میلی گرم در لیتر، مقدار کلری را که باید به کار برود تشکیل می  دهد.
کلر ممکن است به یکی از اشکال زیر در دسترس باشد:

  • الف) گاز کلر Cl2
    کلرامین NH2Cl و NHCl2
    کلر امین NH2Cl و NHCl2

کلر ممکن است به یکی از اشکال زیر در دسترس باشد

  • ب) کلر امین NH2Clو NHCl2

کلر امین NH2Clو NHCl2

  • ج) پر کلرین High Test Hypochlorit) H.T.H)

پر کلرین High Test Hypochlorit) H.T.H)

پرکلرین H.T.H
پرکلرین H.T.H
  • د) دی‌اکسید کلر ClO2
    دی‌ اکسید کلر ClO2
    دی اکسید کلر ClO2

نقطه‌ی شکست کلر

اصطلاح کلر زنی تا نقطه‌ی شکست روشی است که آن‌قدر کلر به آب افزوده می شود تا همه‌ی مواد آلی آب به‌طور کامل اکسید شوند و مقدار ناچیزی کلر آزاد در آب باقی بماند. نقطه‌ی شروع پیدا شدن کلر آزاد نقطه‌ی شکست نامیده می شود و اگر بازهم کلر به آب افزوده شود تنها کلر باقی مانده آزاد در آب زیاد می شود. مقدار کلر آزاد باقی مانده را می توان به وسیله‌ی آزمون اورتولوییدین آرسنیت (OTA) برآورد کرد. کلر زنی تا نقطه شکست یا کلر زنی تا باقی مانده آزاد تنها روش مطمئن کلر زنی است.

نقطه شکست کلر Break point chlorination

قسمت A-B: ترکیب کلر با مواد معدنی که در آب وجود دارد

قسمت B-C: ترکیب کلر با آمونیاک و تشکیل NHCl2 و ياکلروآمين

قسمت C-D: تجزیه کلروآمین ها و آزاد شدن گاز ازت

نقطه D: نقطه شکست، از این به بعد هر چه که کلر اضافه شود

به عنوان کلر باقیمانده محسوب می‌شود.

اصطلاح کلر زنی تا نقطه‌ی شکست روشی است که آن‌قدر کلر به آب افزوده می شود تا همه‌ی مواد آلی آب به طور کامل اکسید شوند و مقدار ناچیزی کلر آزاد در آب باقی بماند. نقطه‌ی شروع پیدا شدن کلر آزاد نقطه شکست نامیده می شود و اگر بازهم کلر به آب افزوده شود تنها کلر باقی مانده‌ی آزاد در آب زیاد می شود.

نقطه شكست كلر
نقطه شکست کلر

چگونگي اثر گندزدايي كلر

كلر افزوده شده به آب، منجر به تشكيل اسيد كلريدريك و اسيد هيپوكلرو مي‌شود. اسيد هيپوكلرو موثرترين تركيب كلردار براي گندزدايي آب مي‌باشد. هرچه قدر PH آب پايين باشد اثر گندزدايي آن بيشتر مي‌شود، زيرا در PH نزديك 7 اسيدهيپوكلرو بيشتر توليد مي‌گردد و در PH حدود 5/8 اثر گندزدايي كلر، ضعيف خواهند شد. خوشبختانه بيشتر آب‌ها داراي PH = 5/7-6  هستند.

مباني كلرزني

براي حصول اطمينان از درستي كلرزني قواعد زير بايستي رعايت شود:

1 ـ  آب مورد گندزدايي، صاف و بدون كدورت باشد.

2 ـ  كلر مورد نياز آب مشخص گردد، نقطه شكست كلر و كلر باقي مانده آزاد حائز اهميت است.

3 ـ  در هر حال زمان تماس حدود يك ساعت براي ازبين بردن زيستوارك‌هاي حساس در مقابل كلر منظور گردد.

4 ـ  حداقل كلر باقيمانده پس از يك ساعت 5/0 ميلي گرم در ليتر پيشنهاد مي‌شود. اين مقدار در همه گيري‌هاي بيماري‌هاي روده تا 1 ميلي گرم در ليتر نيز توصيه شده است.

5 ـ  مقدار كلر مورد نياز هر نوع آب برابر خواهد بود با مقدار كلري كه به آب اضافه مي‌شود تا پس از يك ساعت مقدار 5/0 ميلي گرم در ليتر كلر باقي مانده داشته باشد.

Related image

روش كلرزني

با توجه به حجم آب مورد گندزدايي و وسعت پروژه، روش كلرزني تعيين مي‌گردد. كلر ممكن است به يكي از اشكال زير در دسترس باشد:

الف) گازكلر    Cl2

ب) كلرامين    NH2 Cl  و NHCl2

ج) پركلرين     High Test Hypochlorit) H.T.H)

د) دي اكسيد كلر Clo2

كلر اولين ماده انتخابي در گندزدايي آب است زيرا ارزان، موثر و كاربرد آن بسيار ساده است. براي جلوگيري از آثار سمي آن توسط دستگاه كلرزني به آب اضافه مي‌شود. تركيب آمونياكي كلر نيز براي گندزدايي آب به كار مي‌رود ليكن اثر آن كندتر از اثر كلر است اين امر باعث محدوديت استفاده از آن شده است.

پركلرين يا  H.T.H  يا هيپوكلريت پر قدرت، يكي از تركيبات كلسيم است كه 70ـ60 درصد كلر دارد. محلول ساخته شده از  H.T.H  و تركيبات ديگر كلردار براي گندزدايي آب بكار مي‌رود.

ـ  پركلرين  Ca(OCL)2  به صورت پودر يا كريستال ريز در بسته هايي با وزن مشخص تهيه و توزيع مي‌گردد.

ـ  گرد سفيد كلر CaOCL2 كه كلر قابل استفاده آن 39ـ5/33% است.

ـ  محلول هيپوكلريت سديم  Naocl  كه داراي 5ـ3 و 16ـ10 درصد وزني كلر قابل استفاده است.

به دلیل مزایای متعدد کلرزنی در تحقق سلامت میکروبی آب، سازمان جهانی بهداشت به صراحت اعلام کرده است که”پیامدهای بهداشتی ناشی از فرآورده‌های جانبی کلرزنی، در مقایسه با عدم کفایت انجام آن، بسیار جزیی است و کلرزنی آب بدون توجه به کنترل فرآورده‌های جانبی حاصل از آن باید انجام ‌شود”. مطالعه‌‌های اپیدمیولوژی محققان نیز نشان می‌دهد که احتمال ابتلا به سرطان ناشی از فرآورده‌های جانبی کلرزنی در استخرهای شنا 25 و در آب آشامیدنی، 6 در میلیون است.
در کلرزنی فاضلاب نیز هر چند به اعتقاد سازمان جهانی بهداشت، کلرزنی پساب فاضلاب‌ها به دلایل متعدد دشوار بوده و دستیابی به کیفیتی از پساب کلرینه شده که همواره شاخص‌های بهداشتی را تأمین کند، به تقریب ناممکن و غیراقتصادی است، اما با این حال، در شرایط خاص، موفقیت در کلرزنی پساب فاضلاب را منوط به نیل به شاخص‌های BOD کمتر از 20 و به ترجیح کمتر از 10، COD کمتر از 40 و TSS کمتر از 10 میلی‌گرم بر لیتر دانسته است.
نگاه اجمالی
برای اینکه آبی قابل استفاده باشد، علاوه بر حذف انواع آلاینده‌ها از آب و خارج کردن یونها و مواد رسوبی و کلوئیدی ، باید برای مصارف خانگی و بهداشتی ، عاری از باکتریها و ویروسها‌ی مضر باشد. برای پاک کردن آب از اینگونه آلودگی‌ها معمولاً به یک اکسید کننده قویتر از نیاز داریم.
فرآیند حذف باکتریها و ویروسها از آب توسط یک اکسید کننده را گندزدایی می‌نامند. برای اینکار معمولا از ازن یا ترکیبات کلردار استفاده می‌شود.

 

انواع کلرزن

1.كلرزن گازي:

جهت تزريق گاز كلر استفاده مي‌شود. مزيت آن این است که نياز كمی به نگهداري دارد. شارژ (پر کردن) سيلندرهاي آن در درازمدت و توسط شرکت‌های مربوط انجام می‌گیرد.

2.كلرزن مايع:

جهت تزريق پودر کلر (پركلرين) حل‌شده در آب استفاده مي‌شود.

انتخاب نوع دستگاه كلرزن مايع به عوامل زیر بستگی دارد:

1.تعداد مخزن

2.حجم مخزن

3.نوع پمپ تزريق

4.همزن

Related image

انتخاب تعداد مخزن:

تك مخزن: single tank water softener

داراي يك مخزن بوده و عمل هم زدن و تزريق در مخزن مذكور انجام می‌گیرد. به دليل اينكه رسوبات ناشي از آهك موجود به همراه پركلرين (پودر كلر) باعث رسوب و ايجاد گرفتگي در مسير پمپ تزريق می‌گردد لذا در اين نوع كلرزن ضروری است بعد از انجام عمل اختلاط پودر كلر با آب حداقل يك و نيم ساعت جهت انجام رسوب صبر کنید و بعداً پمپ تزريق را روشن کنید.

دو مخزن: double tank water softener

داراي دو مخزن بوده و عمل هم زدن و تزريق مخازن جداگانه صورت می‌گیرد. در مخزن اول (مخزن همزن) به محلول كلر به‌اندازه كافي فرصت بدهید تا رسوب کند. سپس شير واسط را بازنموده تا محلول مذكور وارد مخزن دوم شده تا عمل تزريق انجام شود. در اين نوع دستگاه به دليل وجود محلول صاف‌شده در مخزن دوم نيازي به خاموش كردن پمپ نيست. فقط با بستن شير واسط مابين دو مخزن عمل اختلاط در يك مخزن و عمل تزريق در مخزن ديگر همزمان می‌تواند انجام گيرد.

انتخاب حجم مخزن:

مخازن و يا مخزن كلرزن را مي‌توانید برحسب مدت‌زمان نياز به پر کردن آن در انواع مختلف زير انتخاب کنید.

مخزن: 50 ليتري، 110 ليتري،220 ليتري،500 ليتري،1000 ليتري

هرچقدر حجم مخزن بزرگ‌تر باشد متصدي مربوطه در مدت‌زمان طولانی‌تری نياز به شارژ (پر کردن محلول) دارد؛ و برعكس در صورت کوچک‌تر انتخاب كردن حجم مخزن مربوطه شارژ بايد در مدت‌زمان كمتري صورت گيرد.

همچنين نبايد حجم مخازن را بیش‌ازحد بزرگ گرفت كه ماند محلول كلر در آن زیاد گردد. زيرا اين امر باعث كاهش درصد كلر محلول می‌گردد.

انتخاب نوع پمپ تزریق:

پمپ‌های تزريق به‌کاررفته در دستگاه كلرزن برحسب دبي و فشار تزريق به انواع زير تقسيم می‌گردند.

پمپ تزريق با فشار 10 بار تا 20 بار و دبي 24 تا 120 ليتر در ساعت

انواع مواد شیمیایی مورد مصرف در RO

تجهیزات_مکانیکی ro٬ WTP٬ مواد_شیمیایی
انواع مواد شیمیایی مورد مصرف در RO

JP CHEM TECH | R.O. Plant chemicals Manufacturers Ahmedabad ...

آنتی اسکالانت (ضدرسوب) جهت مصرف در آب های لب شور (Brackish water)

به دلیل حضور انواع نمک های موجود در آب که سبب رسوب گذاری بر روی سطح ممبرین میشود استفاده از آنتی اسکالانت در فرایند اسمز معکوس امری ضروری است. مواد پایه ای درآنتی اسکالانت ها ترکیبات فسفونات ها, پلی آکریلات ها و سدیم هگزا متا فسفات ها می  باشد. استفاده ازآنتی اسکالانت ها به عنوان یک ماده شیمیایی کارامد در فرایند اسمز معکوس وکاهش شدید پتانسیل رسوب گذاری یون ها می گردد.

شرکت پرسا شیمی اکسیر مطلوب ترین و کارشناسانه ترین آنتی اسکالانت را با توجه به غلظت یونهای موجود در آب خوراک RO به صنایع مربوطه ارايه میدهد.

آنتی اسکالانت PORSA-100 یکی از محصولات شیمیایی ارائه شده در صنعت شیرین سازی آب به روش اسمز معکوس می باشد.

RO Antiscalant - Manufacturers & Suppliers in India

ویژگی های آنتی اسکالانت PORSA-100

کنترل کننده ی قوی و عالی برای رسوبات کلسیم کربنات, کلسیم سولفات, باریم سولفات, استرانسیم سولفات…

سازگاری باالا با تمامی ممبرین ها

کاربرد کارامد در رنج وسیعی از pH

-آنتی اسکالانت (ضدرسوب) جهت مصرف در آبهای شور مانند آب دریا(Salin water)

به دلیل بالا بودن غلظت نمک های موجود در آب دریا که خود باعث افزایش میزان TDS   میشود , شرکت پرسا شیمی اکسیر آنتی اسکالانت مخصوص به آب دریا را عرضه می نماید.

 

ویژگی های آنتی اسکالانت آب دریا

کنترل کننده قوی وعالی برای رسوبات کربناتی و سولفاتی

سازگار با اکثر ممبرین ها

خاصیت پخش کنندگی بالا

کنترل کننده ی میزان یون بر(BORON) در آب دریا

اثربخشی بالا در خصوص خاصیت ضد باکتری

RO Chemicals Manufacturer in India (Call: 8956318060) | U.S. Steriles

مواد ضد باکتری (گندزدا)

ایزوتیازولین ، گلوتال آلدهید , نمکهای چهارتایی آمونیومی , گاز کلر , هیپوکلریت کلسیم , هیپو کلریت سدیم , ازون, سولفات مس و…

ایزوتیازولین ، گلوتال آلدهید , نمکهای چهارتایی آمونیومی یک مایع غلیظ ومخلوط چندین نوع آنتی باکتریال قوی می باشد که برای طیف گسترده ای از باکتری های هوازی, بی هوازی , جلبک و قارچ ها در سیستم های صنعتی کاربرد دارد. این مواد خاصیت گندزدایی بالا و در عین حال غیر اکسنده در صنعت می باشد.

 

مواد کلرزدا

کلر به دلیل خاصیت اکسید کنندگی در سیستم های اسمز معکوس باید حذف شوند , بنابراین جهت حذف کلر از ترکیبات SMBS  و Activated carbon  استفاده میشوند.

Manufacturer of Industrial Acids, Chemicals

مواد شسشتشو دهنده (cleaner)

NLR_303 موادشستشودهنده ممبرین

یک ماده ی شیمیایی فرموله شده جهت شستشوی و خیساندن ممبرین های اسمز معکوس می باشد.

از دست رفتن کارایی ممبرین ها به علت رسوب به وسیله مواد ریزکلوئیدی در بسیاری از سیستم های UF،NF، RO رایج می باشد

این رسوبات تشکیل یافته می تواند به کاهش جریان پرمیت منجر شود و همچنین منجر به افزایش اختلاف فشار در ورودی و خروجی ممبرین ها می گردد ونیز باعث افزایش TDS آب پرمیت میشود.

شستشو دهنده های مایع NLR_303 جهت حذف و شستشوی مواد کلوئیدی و محلول گوناگونی نظیر گل و لای و ترکیبات شیمیایی محلول سنتز شده است و همچنین ذرات ارگانیکی و لکه ها و دیگر مواد هیدروفوبیک را به حالت پخش  مطلق در می آورد.

این شوینده ممبرین ها را به طور وسیع شستشو می دهد که این امر سبب طول عمربیشتر و کارایی مفیدتر سیستم RO می گردد.

 

روش مصرف:

NLR_303 یک مایع تغلیظ شده می باشدکه باید با آب ترکیب شود و همچنین جهت شستشو اعمال گردد.

مقداردوز استاندارد مصرفی تهیه محلول 2% می باشد. برای تهیه این محلول 2 لیتر ازNLR_303 را در 98 لیتر آب مخلوط نمایید.

میزان pH محلول NLR_303 به طور تقریبی بین 9  الی 5/9 می باشد.

در ابتدا سیستم ممبرین را توسط آب دیونایز(DI ) به مدت 10 دقیقه آبکشی نمایید.

سپس محلول 2 % NLR_303راطبق توضیح فوق آماده نمایید. در این مرحله بهتر است اگر از آب گرم استفاده شود(40 ).

عمل سیرکوله شدن سیستمROرا توسط محلول NLR_303 به مدت 45-30 دقیقه انجام دهید و مقدار PH به طور دوره ای در طول سیرکولاسیون چک شود. اگر مقدار PH از مقدار اولیه کاهش پیدا کرد مقداری از محلول ساخته شده NLR_303 را به چرخه محلول اضافه کنید.

بعد از  این مراحل سیستم RO را مجددا توسط آب دیونایز (DI) آب کشی نمایید.

اگر سیستم RO خیلی گرفته و رسوبی شده باشد بهتر است محلول 3 % از NLR_303 ساخته شود و عمل شستشو دوبار انجام گیرد.

 

بسته بندی Packaging

NLR_303 به صورت مایع در ظرف های پلاستیکی با حجم230 و 30  کیلوگرمی قابل عرضه می باشد.

 

موارد احتیاط

NLR_303 یک ترکیب شستشو دهنده قلیایی می باشد که نباید با ترکیبات اسیدی ترکیب شود

در هنگام استفاده از دستکش لاستیکی و عینک استفاده شود.

 

NLR_404مواد شستشو دهنده ی اسیدی ممبرین ها

یک مواد شیمیایی فرموله شده جهت شستشوی اسیدی اسمز معکوس می باشد.

از دست رفتن کارایی ممبرین ها به علت رسوب به وسیله ی مواد ریز کلوئیدی در بسیاری از سیستم های uf، Nf، ROرایج است.

این رسوبات تشکیل یافته می تواندباعث کاهش جریان آب پرمیت شود و همچنین منجر به افزایش اختلاف فشار ورودی  و خروجی ممبرین  و افزایش TDS خروجی گردد.

شستشو دهنده NLR_404 جهت شستشو و حذف نمک های فلزی ، هیدروکسید فلزی و همچنین  رنگ ها ی معدنی سنتز شده است.

این ترکیب شیمیایی باعث افزایش  طول عمر ممبرین های RO و همچنین افزایش راندمان و کارایی آن می شود.

 

روش  مصرف:

NLR_404 یک مایع شستشو دهنده ی اسیدی غلیظ می باشد که باید با آب جهت محلول سازی ترکیب شود.

مقدار دوز استاندارد مصرفی تهیه محلول 2% می باشد . برای تهیه مقدار 2 لیتر از محلول  را در 98 لیتر آب مخلوط کنید.

میزان pH  محلول NLR_404 با غلظت ساخته شده 2% به میزان 3-5/2می باشد.

در ابتدا سیستم ممبرین را توسط آب دیونایز(DI) به مدت10 دقیقه آبکشی نمایید.

سپس محلول2% را طبق استاندارد بالا در آب با دمای  45  تهیه نمایید.

عمل سیرکوله شدن سیستم RO را توسط محلول شستشودهنده ساخته شده به مدت 45- 30 دقیقه انجام داده و به طور دوره ای میزان pH چک شود.

اگر میزان pH از رنج  مورد نظر خارج شد باید توسط NaOHجهت افزایش pH و اسید سولفوریک جهت کاهش pH استفاده می گردد.

بهترین راندمان و کارایی محلول شستشو در 2<pH<3 می باشد.

پس از مراحل فوق سیستم Ro را مجدداً توسط آب دیونایز آبکشی نمایید.

بسته بندی packaging

NLR_303 به صورت مایع در ظرف های پلاستیکی با حجم230 و 30  کیلوگرمی قابل عرضه می باشد.

NLR_404یک شستشو دهنده اسیدی می باشد که نباید با ترکیبات قلیایی وNLR_303 ترکیب و مخلوط شود.چون حالت خنثی ایجاد شده و کارایی خودشان را از دست می دهند.

 

NLR_505 مواد شستشو دهنده ی قلیایی ممبرین ها

 یک مواد شیمیای فرموله شده جهت شستشوی قلیایی اسمز معکوس می باشد.

از دست رفتن کارایی ممبرین ها به علت جرم گرفتگی ترکیبات ارگانیکی و ترکیبات بیولوژیکی در بسیاری از فرایندهای Uf،Nf، Roرایج می باشد. این جرم گرفتگی می توانند باعث کاهش جریان آب پرمیت  و افزایش اختلاف فشار ورودی و خروجی ممبرین ها گردد.

NLR_505 به صورت مایع جهت از بین بردن و شستن ترکیبات بیولوژیکی ارگانیکی ،روغن،گریس، و هر گل و لای دیگر طراحی شده است

شستشو توسط این شوینده باعث افزایش عمر غشا و کارایی بهترآن می شود.

 

روش  مصرف:

NLR_505 یک مایع غلیظ شده قلیایی می باشد که می تواند با آب جهت محلول سازی ترکیب گردد. جهت شستشوی استاندارد میزان محلول سازی 2% انجام می گیرد.جهت ساخت 2 لیتر از محلول را در 98 لیتر آب مخلوط نمایید.میزان pH محلول در حدود 11 تا5/11 می باشد.

در ابتدا سیستم ممبرین را توسط آب دیونایز(DI) به مدت 10 دقیقه آبکشی نمایید.

سپس محلول 2% را طبق استاندارد بالا در آب با دمای 45  تهیه نمایید.

عمل سیرکوله شدن سیستمRO را توسط محلول ساخته شده به مدت 45-30دقیقه انجام دهید.میزان pH  را در طول عمل شستشو ،کنترل و چک کنید.

در صورت خروج  pH از بازه 5/11-11 می توان توسط NaOH جهت افزایش و سولفوریک اسید جهت کاهش pHاستفاده کرد.

بهترین بازه ی  pH برای افزایش کارایی محلول 5/11-11می باشد.

پس از مراحل فوق سیستم ROرا مجدداٌ توسط آب دیونیاز آبکشی نمایید

 

بسته بندی packaging

NLR_505 به صورت مایع در ظرف های 5 یا 55 لیتری حمل می شود.

موارد احتیاط:

NLR_505 یک مایع شستشو دهنده قلیایی می باشد که نباید با ترکیبات اسیدی و همچنین NLR–404 مخلوط گردد.

در صورت مخلوط شدن با اسید امکان خنثی سازی و تشکیل رسوب دارد.

این ترکیب نباید با محلول های کلرین ترکیب شود.(به دلیل ایجاد گاز سمی).

در هنگام استفاده از دستکش لاستیکی و عینک استفاده شود.

آب خاکستری – grey water

فرآیند grey_water٬ WTP٬ WWTP٬ آب_خاکستری
آب خاکستری – grey water

آب خاکستری

آب خاکستری یا پساب خاکستری به فاضلاب ایجاد شده توسط افراد در خانه ها یا ساختمان های اداری اطلاق می شود که دربرگیرنده ی تمام جریان ها به استثنای فاضلاب خروجی از سرویس های بهداشتی (فاضلاب مدفوعی که به آن آب سیاه می گویند) است. منابع تولید کننده آن عبارنتد از سینک ها، دوش ها، حمام ها، ماشین های لباسشویی و ماشین های ظرفشویی. از آنجا که این آب ها نسبت به فاضلاب خانگی دارای پاتوژن های کمتری است، تصفیه و استفاده مجدد از آن در محل برای مصارفی مانند فلاش تانک های توالت، آبیاری، استفاده در آب نماها و هر نوع مصرف غیرشرب دیگری ساده تر و مطمئن تر خواهد بود.

آب خاکستری

فرآیند استفاده مجدد از آب خاکستری در شبکه آب شهری مزایای قابل توجهی را هم برای شبکه تامین آب از طریق کاهش تقاضا برای آب تمیز و هم برای شبکه فاضلاب از طریق کاهش حجم فاضلاب تولیدی که نیازمند به انتقال و تصفیه می باشند، ایجاد می نماید.

کیفیت

در اغلب مواقع آب خاکستری دارای مقادیر کمی فضولات می باشد که ممکن است در هنگام استحمام یا شستن البسه وارد آن شود، لذا این آب عاری از پاتوژن ها نخواهد بود. از آنجا که معمولا این آب ها گرم هستند و حاوی مقادیری مواد آلی و مغذی و هم چنین پاتوژن ها می باشد، ممکن است در هنگام ذخیره سازی کیفیت خود را به سرعت از دست بدهد. هم چنین ذخیره نمودن آن منجر به تولید بوی نامطبوع می گردد.

کمیت

بالغ بر ۶۵ درصد فاضلاب تولید شده توسط خانه هایی که دارای فلاش تانک های معمول هستند، آب خاکستری می باشد و این می تواند منبع مناسبی برای استفاده مجدد باشد چرا که رابطه ی مستقیمی میان آب خاکستری تولید شده و آب مورد نیاز برای استفاده در فلاش تانک ها وجود دارد.

فرآیند تصفیه

تصفیه و جداسازی آب خاکستری تحت مفهوم جداسازی از منبع قرار دارد و یکی از اصلی ترین روش ها در بهداشت محیط زیست است. یکی از مهم ترین فواید جداسازی آب خاکستری از فاضلاب سرویس های بهداشتی کاهش میزان پاتوژن ها در آب خاکستری و ساده نمودن فرآیند تصفیه و استفاده مجدد از آن می باشد.

زمانی که این آب با فاضلاب سرویس بهداشتی مخلوط می شود، به آن فاضلاب شهری یا آب سیاه می گویند و باید در تصفیه خانه های فاضلاب یا توسط تجهیزاتی مانند سپتیک تانک در محل تصفیه شود. اما زمانی که آب خاکستری از فاضلاب شهری جدا شود روش های متنوعی برای تصفیه و استفاده مجدد از آن وجود خواهد داشت.

به دلیل پایین تر بودن میزان آلودگی در اغلب آب های خاکستری نسبت به آب سیاه تصفیه و بازگشت مجدد آنها به سیستم امری به مراتب ساده تر و ارزان تر می باشد. با استفاده از سیستم لوله کشی جداگانه برای آب سیاه و آب خاکستری می توان پس از جمع آوری آب خاکستری خانگی آن را به خانه، باغ یا محل کار خود بازگرداننده و یا در صورت تمایل آن را برای استفاده های آتی ذخیره نمود.

در صورتی که اقدام به ذخیره آن نمودید بایستی در کوتاهترین زمان ممکن از استفاده کنید، در غیر این صورت به دلیل وجود مواد آلی در آن، شروع به فاسد شدن و گندیدن خواهد نمود. آبی که به این صورت به سیستم بازگردانده شده است هرگز برای آشامیدن مناسب نبوده اما با انجام چند مرحله تصفیه می توان از آن برای شستشو یا تامین آب فلاش تانک ها استفاده نمود.

فرآیندهای تصفیه مورد استفاده در مورد آب خاکستری اصولی یکسان با فرآیندهای تصفیه فاضلاب دارند با این تفاوت که در مقیاسی کوچکتر (به صورت غیر متمرکز) مورد استفاده قرار می گیرند:
– سیستم های بیولوژیکی مانند تالاب های مصنوعی (Constructed Wetlands) یا دیوارهای سبز (Living walls) و بیوراکتورها یا سیستم های فشرده تری مانند بیوراکتورهای ممبرانی که نوعی فرآیند لجن فعال هستند و در تصفیه فاضلاب نیز کاربرد دارند.
– سیستم های مکانیکی (فیلتر شنی و سیستم های مبتنی بر اشعه UV)
در تالاب های مصنوعی، گیاهان از آلاینده های موجود در فاضلاب خاکستری مانند ذرات باقی مانده مواد غذایی به عنوان مواد مغذی برای رشد خود استفاده می کنند. هرچند پسماندهای نمک و صابون می توانند برای گیاهان و باکتری ها سمی باشند اما می توان توسط تالاب های مصنوعی و گیاهان آبی مانند علف های آبی و گیاهان خانواده سمار آنها را جذب و غلظتشان را کاهش داد.

استفاده مجدد

مزایا
استفاده از آب خاکستری باعث کاهش نیاز به استفاده از منابع آبی موجود و کم کردن فشار بر روی سیستم های تصفیه فاضلاب می گردد. هم چنین بازیابی آب های خاکستری (خانگی) موجب کاهش حجم فاضلاب های ورودی به جریان های آب مانند رودخانه ها شده که این امر از لحاظ زیست محیطی بسیار حائز اهمیت می باشد.

در مواقع خشکسالی به خصوص در مناطق شهری، بازچرخانی آب خاکستری برای مصارفی مانند آبیاری یا سرویس های بهداشتی کمک شایانی به دستیابی به اهداف توسعه پایدار زیست محیطی خواهد نمود.
مزایای بالقوه ی زیست محیطی بازیابی آب خاکستری عبارتند از :
– کاهش میزان برداشت آب از رودخانه ها و سفره های زیرزمینی
– کاهش نیاز به استفاده از تصفیه خانه ها و سپتیک تانک ها
– کاهش مصرف انرژی و آلودگی های شیمیایی ناشی از فرآیند تصفیه
– شارژ آب های زیرزمینی
– احیای مواد مغذی
در مناطقی مانند خاورمیانه و جنوب غربی ایالات متحده که منابع آبی در دسترس بسیار محدود و نرخ رشد جمعیت بالا است، نیاز به استفاده و جایگزینی فناوری های جدید برای حفظ منابع آبی بسیار مهم و ضروری می باشد.

سلامت

استفاده از آب خاکستری برای آبیاری، راه حلی سالم و بی خطر می باشد. در یک مطالعه اپیدمیولوژیک که در سال ۲۰۱۵ انجام گرفت، هیچ گونه بار اضافی ای از بیماری برای افرادی که از آن برای آبیاری در مناطق خشک استفاده می کردند، یافت نشد. سلامت استفاده مجدد از آب خاکستری به عنوان آب شرب نیز مورد مطالعات فراوانی قرار گرفته است. چند نوع مولیبدن آلی مانند بنزن با غلظت قابل توجهی یافت شد اما اکثر آلاینده ها دارای غلظت پایین بودند.

آب خاکستری

آبیاری

بیشتر آب های خاکستری دارای ترکیباتی از آب سیاه مانند پاتوژن ها می باشند. از آب خاکستری باید تا حد ممکن پایین و نزدیک سطح زمین (مانند خطوط آبیاری قطره ای روی سطح خاک، زیر مالچ) استفاده نمود و از اسپری نمودن آن خودداری کرد چرا که خطر استنشاق آن وجود دارد.

در سیستم های آب خاکستری توجه به مواد سمی ای مانند سفیدکننده ها، نمک حمام، رنگ های مصنوعی، شوینده های بر پایه کلر، بازها و اسیدهای قوی، حلال ها، محصولات حاوی بور (Boron) که مقادیر زیاد آنها برای گیاهان بسیار مضر است، مهم و ضروری می باشد. اغلب مواد پاک کننده حاوی نمک های سدیم که می توانند باعث قلیاییت بیش از حد خاک گردند، موجب جلوگیری از جوانه زدن بذرها و تخریب ساختار خاک با پراکنده کردن رس موجود در خاک می شوند.

برای تقویت و کاهش PH خاک هایی که توسط این سیستم ها آبیاری می شوند می توان از گچ (سولفات کلسیم) استفاده نمود. استفاده از تمیزکننده های حاوی آمونیاک بلامانع است چرا که گیاهان می توانند از آن برای استحصال نیتروژن بهره ببرند. نتایج مطالعه ای در سال ۲۰۱۰ نشان داد که آبیاری با آب خاکستری تاثیری بر سلامت کلی گیاه نداشته و افزایش سدیم تا حدود زیادی وابسته به میزان حرکت عمودی آب خاکستری در خاک است.

در برخی موارد آب خاکستری مستقیما از سینک به باغ وارد می شود و تصفیه های مورد نیاز توسط خاک و ریشه ی گیاهان روی آن صورت می گیرد.

در مواردی که هدف از بازیابی آب خاکستری استفاده برای آبیاری می باشد، توصیه می شود که برای حفاظت از سلامت گیاهان از صابون ها و محصولات آرایشی بهداشتی غیر سمی و کم سدیم استفاده گردد.

استفاده مجدد از آب خاکستری در مصارف خانگی

از آب خاکستری بازیابی شده از دوش و حمام می توان در فلاش تانک های سرویس های بهداشتی استفاده نمود، کمااینکه این کار در بسیاری از نقاط اروپا و استرالیا صورت گرفته و در ایالات متحده نیز به صورت قانونی واحد تصویب گشته است.
استفاده از این سیستم باعث کاهش ۳۰ درصدی مصرف آب خانگی می شود. خطر آلودگی بیولوژیکی با رعایت موارد زیر از بین خواهد رفت :
– استفاده از مخزن پاک سازی برای حذف ذرات و اجسام شناور
– استفاده از یک مکانیزم کنترل هوشمند تا در صورت ذخیره طولانی مدت آب خاکستری و از دست رفتن کیفیت مورد نیاز، آن را تخلیه کند، این مورد تمامی مشکلات فیلتراسیون و تصفیه شیمیایی را برطرف می نماید.

استفاده مجدد از آب خاکستری بدون انجام تصفیه در مواردی که نیاز به آب خوراکی نمی باشد (باغ ها و آبیاری زمین، فلاش تانک ها) بلامانع است. هم چنین ممکن است در مواردی که آب خاکستری (مانند آب باران) هنوز نسبتا تمیز بوده و با مواد شیمیایی غیرقابل تجزیه مانند صابون های غیرطبیعی آلوده نشده است نیز قابل استفاده باشد (در نتیجه استفاده از شوینده های طبیعی در این موارد جایگزین مناسبی می باشند).

استفاده از آبی که بیش از ۲۴ ساعت در سیستم فیلتراسیون آب خاکستری قرار داشته است به هیچ وجه توصیه نمی شود، چراکه پس از گذشت این مدت باکتری هایی تشکیل می شوند که در کیفیت آب مصرفی تاثیرگذار خواهند بود.

احیاء گرما

در حال حاضر دستگاه هایی وجود دارند که گرمای حاصل از آب های خاکستری خانگی و صنعتی را توسط فرآیندهایی تحت عنوان بازیابی گرمای زهکشی، بازیابی گرمای آب خاکستری یا بازیابی گرمای آب گرم، بازیابی می کنند. به جای آنکه جریان مستقیما وارد یک دستگاه گرم کن آب شود، آب سرد ورودی ابتدا درون یک مبدل حرارتی توسط جریان آب خاکستری خروجی حاصل از فعالیت هایی مانند شستن ظروف یا استحمام پیش گرم خواهد شد. دستگاه های معمولی خانگی که دریافت کننده ی آب خاکستری حاصل از استحمام می باشند، توانایی بازیابی تا ۶۰ درصد گرمای حاصل از این آب ها را داشته که در غیر این صورت هدر خواهد شد.

آب خاکستری

مقایسه ظاهری آب پاک، آب خاکستری و آب سیاه

آب خاکستری

چند نمونه سیستم بازیابی آب خاکستری

حوضچه تغلیظ – thickener tank

تجهیزات_مکانیکی٬ قرارداد Thickener٬ WTP٬ WWTP٬ تغلیظ
حوضچه تغلیظ – thickener tank

تیکنر به منظور تصفیه پساب معادن همچون آهن، مس، آلومینیوم، سنگبری ها، کارخانجات کاشی و سرامیک و ماسه شویی ها طراحی و ساخت می گردد. از آنجایی که پساب این صنایع حاوی ذرات معلق و TSS بالایی می باشد، می توان با طراحی و ساخت تیکنر، از آب تصفیه شده در خط تولید استفاده نمود و در هزینه های بهره برداری واحدهای تولیدی صرفه جویی بالایی ایجاد نمود.
در طراحی و ساخت تیکنر، پساب ورودی دارای جامدات بالایی می باشد و به دلیل اختلاف دانسیته بین ذرات و مایع، این ذرات ته نشین گردیده و به صورت جریان تغلیظ یا Under flow از کف مخزن جدا می گردد. آب تصفیه شده در جریان سر ریز Over flow خارج می گردد. در مجموع در طراحی و ساخت تیکنر با استفاده از مدلسازی ریاضی و نرم افزارهای مهندسی می توان قطر و ارتفاع را محاسبه نمود.
تیکنر ﻫـﺎ ﺣﻮﺿﭽﻪ ﻫـایی ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ عملیات ﺗﻪ نشینی ﻳﺎ ﺟﺪاﺳﺎزی ﻣﺤﻠﻮل از ﺟﺎﻣﺪ در آﻧﻬﺎ ﺑﺮ اﺳﺎس نیروهای گرانش و ﮔریز از ﻣﺮﻛﺰ اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﮔیرد. مایع زلال شده از ﺑﺎﻻی تیکنر و ﺑﺨﺶ پالپ ته نشین ﺷﺪه از ته ریز تیکنر ﺧﺎرج ﻣﻲ ﮔﺮدد.
تیکنرﻫﺎ اﻧﻮاع ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ دارﻧﺪ که از ﻣﻬﻤﺘﺮﻳﻦ آﻧﻬﺎ ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑه انواع زیر اشاره کرد:

تیکنر ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ

ﺗیکنرصفحه ای

Related image
تیکنر پارویی

تیکنر پارویی شامل یک محفظه ی استوانه ای شکل است که پالپ با استفاده از لوله های انتقال پساب به مرکز آن وارد می شود. به منظور جلوگیری از ایجاد اغتشاش در جریان آب تمیز، تا حد امکان محل ورود پالپ در پایین ترین سطح ممکن انجام خواهد شد. در این نوع تیکنرها، فلوکولانت و آب تمیز در داخل محفظه ای با یکدیگر مخلوط شده و آماده تزریق به پساب می شوند که به آن مرحله ساخت پلیمر می گویند. مرحله ساخت پلیمر معمولا دارای سه مخزن می باشد که یکی از آنها مخزن آب تمیز و دیگری مخزن مخلوط کن و سومی مخزن پلیمر آماده نام دارد. یکی از مهمترین نکته های کلیدی که اکثر سازندگان تیکنر به آن بی توجه هستند دور پروانه همزن در مخزن مخلوط کن است، چرا که دور بالا و سرعت زیاد پروانه همزن باعث ایجاد شکست مولکولی فلوکولانت خواهد شد و کارایی آن را کاهش خواهد داد.

از دیگر موارد مهم این است که انتقال پلیمر آماده تزریق به سمت پساب باید از کف مخزن پلیمر آماده صورت پذیرد. استفاده ی مناسب و اثربخش از فلوکولانت موجب افزایش کارایی تیکنر می شود.

آب تصفیه شده از محیط جانبی استوانه به شکل سرریز خارج شده و ذرات جامد نیز در ته استوانه ته نشین می شوند، تا در نهایت از انتهای استوانه خارج شوند. در داخل استوانه بازوهایی وجود دارند که به صورت شعاعی حرکت می کنند. از هریک از این بازوها مجموعه صفحاتی آویزان است تا هدایت فاز جامد به مرکز محفظه راحت تر صورت بگیرد. در تیکنرهایی که از فناوری های جدید بهره می برند، در صورت افزایش میزان گشتاور پیچشی از میزانی مشخص، به صورت خودکار طول این بازوها بیشتر شده تا از صدمات ناشی از اضافه بار جلوگیری شود. همچنین این مجموعه صفحات علاوه بر هدایت جریان به سمت ته ریز تیکنر، به فشرده شدن فاز جامد ته نشین شده نیز کمک می کنند. ذرات جامد در این نوع تیکنرها به صورت مستمر به سمت پایین و ته ریز تیکنر هدایت می شوند تا نهایتا از تیکنر خارج شده و به سمت دپوی باطله پمپاژ شوند.

همه چیز درباره خرید و مشخصات تیکنر | پارسا سنگ شکن

ﺗیکنر ﻻﻣﻼ

Controlling Sludge in Lamella Clarifiers - Partech
 تیکنرﻣﺨﺮوﻃﻲ عمیق

Related image
تیکنر جریان بالا

High Rate Thickener - Outotec

 

Conventional thickener tree

 

Bridge Thickener
Column thickener

 

 

 

تئوری غلیظ کردن

مبنای بیشتر مطالعات ته نشین شدن مواد در تیکنرها، مدل ساده ای است که در آن محیط داخلی تیکنر به سه ناحیه ی مجزا و متمایز در جهت قائم تقسیم می شود. هریک از این نواحی دارای مشخصات خاصی هستند. در این مدل ترکیب پالپ در هر سطح افقی ثابت در نظر گرفته می شود و از تغییرات احتمالی پالپ در سطوح افقی صرفنظر می شود.

چنانچه تیکنر در شرایط تعادل باشد، حجم و ترکیب نواحی یک، دو و سه ثابت باقی می ماند. در ناحیه ی یک، آب زلال به سمت بالا در حرکت است که از لبه ی فوقانی تیکنر سرریز می شود. در ناحیه ی دو، مواد جامد در حال ته نشین شدن هستند. چگالی پالپ در این ناحیه ثابت و معادل چگالی بار اولیه است. در ناحیه ی سه، مواد ته نشین شده به تدریج فشرده شده تا در نهایت با غلظت مورد نظر از ته ریز تیکنر تخلیه شوند. بین نواحی یک و دو فصل مشترک مشخصی وجود دارد که به آن خط گل (mud line) گفته می شود. اما بین نواحی دو و سه فصل مشترکی وجود ندارد، بلکه بین این نواحی به جای یک فصل مشترک مشخص، یک ناحیه ی باریک انتقال وجود دارد.در اثر ته نشین کردن دانه های جامد در یک پالپ، مایع زلال و پالپ غلیظ شده ای به دست می آید. سرعت ته نشینی دانه های جامد در یک سیال را می توان بسته به ابعاد دانه ها با استفاده از قوانین Stokes و Newton بدست آورد. سرعت ته نشینی دانه های خیلی کوچک در حد میکرون تحت تاثیر نیروی وزن آنها، بسیار کم است بنابراین ممکن است لازم باشد با استفاده از نیروی گریز از مرکز سرعت سقوط آنها را افزایش داد. همچنین می توان شرایط محیطی را به گونه ای تنظیم کرد که مواد ریزدانه به یکدیگر بچسبند (تحت تاثیر نیروی Van der Waals) و با سرعت بیشتری ته نشین شوند (کوآگولاسیون Coagulation) و یا از پلیمرهایی (فلوکولانت Flocculants) استفاده کرد که با سرعت بیشتری ته نشینی صورت بگیرد. به این فرآیند فولوکولاسیون (Flocculation) گفته می شود.

تیکنر پیوسته، از یک حوضچه ی استوانه ای تشکیل شده است که بسته به ظرفیت آن دارای قطری بین 2 تا 200 متر و عمقی بین 1 تا 7 متر است. پالپ اولیه از طریق لوله ای که در قسمت مرکزی قرار دارد و انتهای آن تا حدود چندی دسیمتر به داخل پالپ موجود در حوضچه ی تیکنر فرو رفته است، وارد می شود تا به این ترتیب حتی المقدور تلاطم کمتری در محیط ایجاد شود. مایع صاف شده از طریق کانالی که در پیرامون بخش فوقانی تیکنر پیش بینی شده است، خارج می شود. حال آنکه دانه های جامد به صورت پالپی غلیظ شده از مجرایی که در بخش مرکزی قسمت تحتانی تعبیه شده است، به خارج هدایت می شوند. برای سهولت در تخلیه ی دانه های ته نشین شده، قسمت تحتانی تیکنر دارای شیب ملایمی به سمت مرکز آن است. به علاوه یک یا تعدادی بازوی گردان مجهز به یک سری پره در قسمت تحتانی قرار داده شده است تا مواد ته نشین شده را به سمت مجرای مرکزی هدایت می کنند. در تیکنرهای جدیدتر، این بازوها به نحوی طراحی شده اند که در صورت اعمال نیرویی بیش از حد مجاز به آنها، به صورت اتوماتیک به سمت بالا حرکت کرده تا از آسیب دیدن در امان باشند.

 

جهت مدلسازی عملیات واحد در طراحی تیکنر چند فرض عمده در نظر گرفته شده است:

1- فرض می شود که تمامی ذرات ریز هستند و دارای دانسیته یکسانی می باشد.
2- فرض می شود که هیچ گونه انتقال جرمی بین ذرات و سیال وجود ندارد.
3- دوغاب ورودی کاملاً سوسپانسیون شده و ذرات به طور کامل فلوکولانت شده اند.
4- تمامی ذرات دارای شکل همگن هستند.
5- از استرس سیال – سیال در مقابل استرس سیال – جامد صرفنظر می کنیم.
6- سیال را الاستیک در نظر می گیریم.
اساس طراحی تیکنر استفاده از نیروی جاذبه جهت جداسازی ذرات جامد از آب می باشد. به صورت کلی هر ذره در داخل تیکنر تحت تاثیر سه نیرو قرار دارد.
الف) نیروی جاذبه زمین که ذرات را به سمت پایین می کشد. هرچه جرم ذرات بزرگتر باشد، نیروی جاذبه بیشتر خواهد بود.
ب) نیروی شناوری که بر اساس اصل ارشمیدس ذرات را به سمت بالا هدایت می کند.
ج) نیروی Drug که عبارت است از اصطکاک حرکت یک ذره در درون یک سیال.
بنابراین تیکنر باید به نحوی طراحی و ساخت گردد که نیروی جاذبه Gravity از مجموع نیروهای Drug و شناوری بیشتر باشد و در نتیجه ذرات در کف تیکنر ته نشین شود.

 

نرم افزار طراحی و ساخت تیکنر

مشابه با آنچه در آزمایش اندازه گیری سرعت ته نشینی روی می دهد، در تیکنر سیال به دو بخش تقسیم می شود یکی لایه تحتانی می باشد (Hindered settling) که در آن غلظت ذرات جامد از غلظت بحرانی بیشتر می باشد و استرس جامد سیال وجود دارد. خروجی این قسمت که در کف مخزن تیکنر می باشد حاوی جامدات با درصد بالا هستند که به عنوان دور ریز تخلیه می گردد.
لایه بالاتر که Free settling نامیده می شود دارای غلظت به مراتب پایین تری می باشد و در نهایت در بالای این لایه سریز Over flow جریان به وجود می آید. خروجی این قسمت همان پساب تصفیه شده واحد تیکنر می باشد که درصد جامدات آن کاهش یافته است.
با مدلسازی ریاضی در طراحی و ساخت تیکنر می توان ارتفاع و قطر را محاسبه نمود.

اجزا واحد تیکنر در طراحی و ساخت

مهمترین اجزا و سازه های یک تیکنر که پیش از عملیات ساخت بایستی به دقت طراحی گردند شامل موارد ذیل می باشد:
1) سازه نگهدارنده وزن کل تیکنر (Thickener) که با توجه به برآوردهای اقتصادی و ابعاد سازه و وزن سیال به صورت فلزی یا بتنی طراحی و ساخته می شود.
2) استوانه اصلی به همراه قیف کف که مهمترین جز تیکنر می باشد.
3) مخزن خوراک ورودی (Feed well) که وظیفه توزیع یکنواخت جریان ورودی به داخل تیکنر را دارد.
4) مجموعه پارو و همزن که در طراحی و ساخت تیکنر وظیفه انتقال لجن یا همان پساب تغلیظ شده در کف مخزن را بر عهده دارد.
5) سر ریز یا Over flow که به وسیله شیارهایی طراحی و ساخت می گردد تا جریان آب تصفیه شده به آرامی از تیکنر خارج گردد.

 

 

 


The Conventional Thickener

 

DescriptionConventional Thickeners are generally incorporated in heavy duty applications when the underflow density is high and substantial torques are required to convey the settled solids from the periphery to the central outlet for pumping away. Likewise, thickeners are often used for storage to facilitate the continuous feeding of downstream filters or centrifuges.

Historically thickeners were introduced to the mining industry in 1905 when the beneficiation of ores by froth flotation was invented in Australia.

In 1964 there was a project to reprocess the huge piles of tailings that accumulated over the years and recover the remaining copper . At that time I was employed by Eimco in Salt Lake City, Utah and participated in a team that conducted test work checking the suitability of large diameter thickeners for both concentrate and tailings of the reprocessed ore.

The picture on the right shows a 6 meter diameter wooden tank “Dorr” thickener installed back in 1908 in the Kennicott Copper Mill in McCarthy, Alaska and in 2011 I had the thrilling opportunity to fly from Chitina to McCarthy in a six seater plane to visit the abandoned mill.

 

 

 

Basically there are two groups of thickeners which differ in their rake driving mechanisms:

  • Centrally driven
  • Peripherally driven

The following tree shows the two main thickener groups and their various configurations:

Conventional thickener tree

The Central Drive Mechanisms

There are two methods of supporting the heavy drive with its shaft and raking arms:

Bridge Thickener
  • The bridge type
  • The column type

In the bridge type a structure spans across the tank and is subjected vertically to the weight of the mechanism plus any solids that accumulate within the arms truss and horizontally to the twin forces imposed by the density of the raked underflow.

Column thickener

In the column type a central steel or concrete column takes vertically the reaction to the weight of the mechanism and horizontally the torque load.

 

There is a rule of thumb as to the break even between bridge type and column type mechanisms. For tanks up to 25-30 meter diameter the former type is selected and for larger diameters the later type. However, in many instances other considerations determine the selection such as the local cost of steel versus concrete. Also selection may be influenced by process consideration such as the handling of the dense underflow through a central discharge cone, as in the bridge type, or in a circular trough as in the column type thickeners.

 

The Drive Head

The drive head, together with the raking arms, are the heart of the mechanism since the entire operation of the thickener depends on their ability to convey continuously the dense underflows from the periphery of the tank to the center. Hence, they are always of a robust design to meet the most difficult duties such as metallurgical, potash or phosphate applications where densities may reach 55-60% solids by weight.

Another important factor is reliability since unlike many other types of equipment, thickeners have no stand-bys so if one goes out of commission it cannot be by-passed. Consequently, if this happens other thickeners have to take the extra load but if the plant incorporates just one thickener then the entire production line must stop. Likewise, to take a thickener out of commission for internal repairs such as repair of damaged blades, or rubber lining may take days since it requires to empty the tank, wash out with hoses the underflow bed, refill the tank and find a suitable storage or disposal site for the very large volumes of liquid.

To view the components move the mouse pointer over the menu

Floating Worm
Worm Wheel
Torque Control
Precision Bearing
1st Reduction
2nd Reduction
Final Reduction
Pinion
Main Gear
Bridge mounted drives
The majority of the drive heads are mechanically driven however hydraulically driven units are also in use.

 

Typical bridge type drive heads for small thickeners consist of a worm gear as shown on top and for larger units spur gears as may be seen at the bottom. The drives are always mounted directly on the bridge.

The drive head below is designed for column type thickeners. The main gear consists of a rim with internally machined teeth so that the space in the center is left free for a post that is bolted to the top of the column and supports the walkway. It should be noted that the structure that spans radially on a column type thickener is not subjected to any operational load and serves merely as the inner support for the walkway.

To view the components move the mouse pointer over menu

2 Balanced Drives
1st Reduction
2nd Reduction
Final Reduction
Pinion
Internal Spur Gear
Precision Bearing
Cage Structure
Column mounted drive Column erection

Drive heads for both bridge and column type thickeners may be driven by up to 4 electric motors of hi-slip design which can reach 5-8 percent slip without loss of power nor overheating. This special design is required to ensure that the load on the main gear is balanced so that each primary reducer, and subsequently the entire reduction train, is subjected to an equal strain.

The torque capability of a thickener drive is specified as Duty Rating being the maximum mechanism design strength or the 100% setting on the Torque Control Box. The torque, in turn, depends on a K factor and the thickener diameter based on the following formula:

Torque (in Nm) = 14.6*K*D2 (in meters)

The following table specifies the K factors for different Duty Ratings:

Machine Duty K Factor
Light 3-7
Medium 7-12
Standard 12-19
Heavy 19-20
Extra Heavy 21-40

 

In general terms the type of thickener and its drive torque rating ranges between the following values:

Type of Thickener Drive Torque Rating
Bridge with Worm Gear Drive 3000-140000 Nm
Bridge with Spur Gear Drive 20000-1440000 Nm
Column with Spur Gear Drive 27000-3270000 Nm

 

The Lifting Device and Torque Control

The lifting device is the element that raises and lowers the raking arms during operation so that the blades follow the interface of the settled solids by monitoring the torque. This ensures that the torque is maintained within set limits so that the arms are raised when the torque increases or lowered when the torque decreases. The control box is mounted on the primary reducer and generally contains 4 microswitches set to the following sequence:

  • 30% to lower the raking arms
    Central lifting device
  • 50% to raise the raking arms
  • 60% to sound an alarm
  • 90% to cut-out the power supply and close the slurry feed

There are two types of lifting devices for bridge type thickeners:

  • Small and medium diameter thickeners will normally incorporate a Centrally Mounted Lifting Device supported by the drive head that is fixed to the bridge structure. A screw is attached to the shaft of the raking arms which are raised or lowered depending on the monitored torque. The power to the rotating lifting motor and its control from the microswitches is supplied by a slip ring housing that is stationary and mounted on the lifting screw cover.

 

Platform lifting device
  • Larger thickeners incorporate a Platform Mounted Lifting Device. They are normally designed for high torque ratings and consist of a construction with two platforms. A lower platform that carries the entire drive head train and moves up or down and an upper platform that is stationary, supported by the bridge, and carries the lifting motor. The motor turns both ways depending on the torque that is monitored by the control box.

The two platforms are connected by two heavy screws that turn clockwise or counter-clockwise and move the lower platform up or down.

 

Also column thickeners have two types of lifting devices:

  • The Telescopic Cage type where the drive head remains stationary on the column. This device consists of

    two cages, an internal cage that is bolted to the rotating drive rim to transmit the torque and an external cage that is raised together with the raking arm by 4 screws driven by a chain and sprockets.

  • The Telescopic Column where the drive head is mounted on a base so that both are raised or lowered by two screws that are actuated by an electric motor from an upper platform. The torque is transmitted to the raking arms by the reaction between the telescopic column and the main column.

The lifting height of the raking arms depends largely on the application and can vary from 30 cm for feeds with a steady slurry inflow up to 120 cm for thickeners that facilitate storage.

 

The Raking Arms

The duty of the raking arms is to convey the settled solids from the entire area to the discharge cone of bridge type thickeners or the circumferential trough that surrounds the column of column type thickeners.

The are two configurations of raking arms:

  • Arms that rake the entire tank floor twice per revolution
  • Arms that rake the outer circle tank floor twice per revolution and the inner circle four times and on extra heavy application six times per revolution

The difference is in the number of times that the tank floor is raked.

In this arrangement and when the volume of solids to be conveyed is low there are two long arms and the blades of each arm overlap so they move the solids twice per revolution.

In this arrangement and when the volume of solids to be conveyed is high two short arms are added in 90 degrees to the two long arms so that the inner circle of the thickener’s floor is raked four times per revolution. Rarely also six short arms in 30 and 60 degrees are added to the long arms and rake the inner circle of tank floor six times per revolution.

  

Thixo raking arms

On light duty applications straight blades are used however curved blades are always attached to arms that are designed for heavy duty applications. On certain heavy duty applications with thixotropic slimes the blades are not directly attached to the arm truss but connected through posts to avoid an effect called “doughnutting” in which the entire mass of solids rotates without being conveyed to the center. The thixo blades as they channel through the slime help in reducing this effect and promote the release of liquid to increase the density of the underflow.

On abrasive applications the rakes and blades are subjected to a significant wear so it is good practice to increase their thickness for corrosion allowance.

 

The Scum Skimmer

Scum Skimmer
Scum Box
Scum Baffle
Overflow Weir
To view the components move the mouse pointer over the menu Scum skimming
 

On some applications, such as thickening downstream froth flotation, a thick scum layer floats on the surface of the liquid. This layer finds its way into the overflow launder and contaminates the clear overflowing liquid with fines. This problem is solved by incorporating a scum baffle that retains the scum layer so that a special rotating scum skimmer pushes the scum into a box for disposal.

 

The Tank and Roof

Thickener tanks may be constructed either from steel or concrete and may reach diameters of 120 meters and in earthen basins up to 180 meters. Most of the chemical process industries prefer the steel tanks construction since they may be elevated above ground level, allow inspection of the tank’s floor for leakages and bring the underflow slurry pumps nearer to the outlet of the discharge cone. Another consideration in selecting steel tanks is their ready adaptation to corrosive processes by a rubber covering the wetted parts of the tank.

The bottom of the tanks are sloped and on smaller thickeners, there is one continuous slope of 13/4:12. On larger thickeners, there are normally two slopes with the external circle at 1:12 and the internal 2:12. The discharge cone’s slope is always 1:1.

Shelled tank bottom

A great deal of engineering was done on elevated tanks to optimize floor design for steel weight to vertical load ratio and the density of the supporting structure. For many years the floor was constructed of flat steel plates cut in sectors to form the round shape of the thickener’s bottom. In this design the each sector was subjected circumferentially to bending stresses and required sufficient thickness to take the vertical load. In the mid 60’s the Japanese have proposed for an Alumina Plant in Queensland to form shelled sectors in a Catenary curve that resemble power lines. This curve subjects the sectors to tension without bending and results in a substantial saving in floor weight.

Roofs that cover the entire tank are sometimes used for process conditions that require to preserve slurry temperature or to avoid the hazard of corrosive gases emitting from the surface. Such roofs are usually made from fiberglass plates that are supported in the outer circumference by the tank’s wall and internally by the bridge. A hydraulic inverted cup seal between the central shaft and the roof ensures that no gases are leaving to the atmosphere. For thickeners with lifting devices the seal should by long enough to retain the gases regardless of the arms position. In another technique that saves the cost of the roof plastic balls are spread to float on the surface to preserve heat but its efficiency is low.

The problem with roofs is that special covers on the circumference of the roof are required for accessing the overflow weir and launder periodic cleaning. Likewise, the roof must be strong enough to carry the maintenance personnel.

 

Overflow weirs

The overflow weir that surrounds the tank ensures that the flow that leaves the thickener is distributed evenly in terms of m3/hr/m weir length. During the first year or so differential settling of the tank foundations may cause an uneven distribution so that the entire flow passes over the lower part of the weir which results in high velocities and drag of fines to the overflow launder. Therefore, it is essential to check from time to time that the weirs are in leveled.

Two of the most common overflow weirs are illustrated on the right and show the adjustable leveling clamps. The “V” notch weir is generally more common since the triangular notches are not so sensitive to slight deviations in the level of the tank.

 

The Feedwell

The purpose of the feedwell is to dampen the turbulence of the incoming feed so that the entry into the thickener will be as laminar as possible and will not interfere with the solids that are already settling inside the tank. This effect is achieved by entering the feedwell tangentially so that the  centrifugal swirl distributes the feed in an even pattern below the liquid level.

It is good practice to connect the tangential pipe so that the introduced stream swirls in an opposite direction to the rotation of the raking arm. This will reduce the risk that slow settling solids may “doughnut” as described in the section on the raking arms.

The Cone Scraper

 

 

Underflow Pumping

Pumping of dense underflows has always been a problem on thickeners that handle slurries such as metallurgical concentrates, potash or phosphate and the position of the pumps in relation to the discharge cone can be very critical. The principle is to position the slurry pumps so that their suction side will be as close as possible to the cone’s outlet and it is also good practice to have two pumps, one in operation and one as stand-by.

Underflow pumps caisson

There are three ways of positioning the pumps:

  • For bridge type thickeners with tanks that are elevated above ground level the positioning is simple since the cone is freely accessible.

  • For bridge and column type thickeners with tanks that are mounted on ground level the access to the slurry pumps is trough a tunnel.

  • For very large column type thickeners the column is constructed as a caisson that is submerged in the slurry so that the pumps are housed at the bottom of the chamber and deliver the underflow upwards.

  • For small thickeners, which are normally of the bridge type, the pumps are positioned at the periphery of the tank and the suction pipe is buried or runs through a pipe sleeve for replacement if necessary.

 

The Peripheral Drive Mechanisms

Traction thickener

Some of the largest thickeners in the world with 200 meters diameter are of the Traction type as seen on the left.

These thickeners incorporate a central column that serves as a pivot to a rotating raking arm that spans radially towards the periphery of the tank. The outer end of the arm has a carriage with motorized wheels that are guided by a circumferential track and move the entire arm structure in a circular trajectory to convey the settled solids towards the center. The bridge is not subjected to any operational loads and serves merely as a walkway for accessing the column and its pivot point from the outside.

Traction thickeners have no lifting devices therefore they cannot be used for storage.

 

استفاده مجدد از آب و پساب – reuse

تجهیزات_مکانیکی٬ فرآیند Reuse٬ WTP٬ WWTP٬ بازچرخانی
استفاده مجدد از آب و پساب – reuse

Water Reuse & Desalination Spring 2018

استفاده مجدد از پساب و بازچرخانی پساب و استحصال پساب آنجایی دارای اهمیت می شود که  با توجه به افزایش روز افزون جمعیت، کاهش نزولات جوی و خشکسالی در سالیان اخیر باعث کاهش سطح آب منابع زیر زمینی و کاهش منابع سطحی گردیده و بشر را مجبور کرده به دنبال استفاده از منابع آبی جدید باشد.
امروزه پساب تصفیه شده حاصل از تصفیه خانه های فاضلاب به عنوان یک منبع جدید و دائمی مورد توجه کارشناسان جهت جبران کمبود آب قرار گرفته است. به روشهای گوناگونی می توان از پساب تصفیه شده استفاده کرد و جلوی هدر رفت آب را گرفت.

Reuse of treated wastewater in agriculture?

روشهای استفاده از پساب های تصفیه شده

1– آبیاری کشاورزی و فضای سبز:

یکی از متداولترین مصارف پساب تصفیه شده است استفاده از آن برای آبیاری فضای سبز و یا آبیاری کشاورزی می باشد. اکثر فرآیندهای هوازی تصفیه فاضلاب مانند فرآیند هوادهی گسترده، فرآیند MBBR، فرآیند SBR و… در صورت طراحی و راهبری اصولی به راحتی به استاندارد خواهند رسید. آبیاری کشاورزی با استفاده از پساب به روشهای گوناگونی صورت می گیرد که شامل قطره ایی، غرق آبی و … می باشد

Generating electricity while microbes clean wastewater – how ...

2– استفاده در صنایع:

یکی دیگر از مصارف پساب تصفیه شده استفاده در خط تولید صنایع به عنوان آب ورودی و یا شستشو می باشد. این روش استفاده در حال حاضر در صنایع زیادی مورد استفاده قرار می گیرد و صنایع از پساب خروجی از تصفیه خانه خود استفاده می کنند. یکی دیگر از مصارف صنعتی پساب تصفیه شده استفاده از آن برای خنک کاری می باشد.

3– پرورش ماهی:

کیفیت پساب تصفیه شده برای پرورش ماهی باید در حد استاندارد تخلیه به آبهای سطحی باشد. برای این منظور باید طراحی و راهبری بصورت دقیق و علمی صورت گیرد.

4– استفاده برای استحمام و یا شرب:

استفاده از پساب تصفیه شده برای استحمام و یا شرب زیاد متداول نمی باشد. برای رسیدن به این کیفیت باید از فرآیند MBR به همراه تصفیه پیشرفته استفاده نمود. بعد از طی مراحل تصفیه و با رعایت موازین بهداشتی می توان از پساب برای استحمام و یا شرب استفاده نمود.

The Year of Wastewater Not — Water Docs

بازچرخانی آب

بازچرخانی آب روند تبدیل فاضلاب به آب است که برای اهداف دیگر استفاده می شود. از این آب می توان در آبیاری فضای سبز، کشاورزی و یا پر کردن سفره های آب زیرزمینی استفاده کرد. همچنین این آب ممکن است مستقیما برای مصارف خاص مانند مصارف تجاری، صنایع، شهری به کار رود. با تصفیه این پساب حتی می توان به استاندارد های آب آشامیدنی نیز دست یافت. هنگامی که آب مصرف شده به منایع آب طبیعی باز می گردد کماکان می تواند برای اکوسیستم، تغذیه گیاهان و تغذیه آبخوان ها مفید باشد.

سازمان بهداشت جهانی در موارد زیر استفاده مجدد از پساب را مجاز دانسته است:

1- افزایش کمبود آب و تنش حاصل از آن

2- افزایش جمعیت و مسائل متبط با امنیت غذا

3- افزایش آلودگی زیست محیطی ناشی از دفع نامناسب فاضلاب

اهمیت بازچرخانی و استفاده مجدد از آب نه تنها در مناطق خشک بلکه در شهرها و محیط های آلوده نیز در حال افزایش است.

مقادیر زیادی از آب آشامیدنی می توانند با استفاده از باز چرخانی آب ذخیره شوند. استفاده مجدد از آب می تواند یک گزینه جایگزین برای منابع آب باشد.

موارد استفاده از پساب در ادامه آمده است:

1- استفاده شهری: آبیاری فضای سبز، امکانات ورزشی، باغ های خصوصی، شستشوی ماشین

2- استفاده کشاورزی: کشت هیدروپونیک، پرورش آبزیان، گلخانه ها، صنعت نوشیدنی

3- استفاده تفریحی: آبیاری زمین های گلف، تفریحات آبی

4- استفاده صنعتی: سیستم های خنک کننده، برج های خنک کننده، ساخت بتن

5- استفاده زیست محیطی: تغذیه آبخوان ها، مرداب ها، باتلاق ها

6- استفاده شرب: تقویت منابع آب های آسامیدنی سطحی، تغذیه آبخوان جهت استفاده آب شرب

در ایران با توجه به بحران آب و خشکسالی و کاهش منابع آب، باز چرخانی آب نیازی اساسی است. به همین جهت تصفیه خانه ها و شبکه های فاضلاب در حال ساخت می باشند. به عنوان مثال در شهر شیراز که شهری سرسبز است. تصفیه خانه شماره 2 این شهر می تواند با تولید پساب با کیفیت آب مورد نیاز برای آبیاری فضای سبز و صنایع را تامین کند.

Wastewater usage set for major global growth - WWT

حق نشر © 2023 IranWT. کلیه حقوق محفوظ است.
پوسته: شتاب کاری از ThemeGrill. طراحی شده توسط وردپرس.
error: Content is protected !!