www.ind.clinicab.ir

تصفیه آب به روش الکترودیونیزاسیون  EDI

همچنان که در مطالب قبلی نیز قید شد یکی از مهمترین نیازهای صنایع مادر : مانند صنعت هسته ‌‌ای، صنعت داروسازی، صنعت قطعات نیمه رسانا و …. داشتن آبی با خلوص بسیار زیاد می‌‌باشد.

برای تولید آب ‌‌خالص ابتدا آب خام بسته به غلظت املاح موجود در آن توسط یکی از روش‌‌ های پیشرفته مانند اسمز معکوس،نانوفیلتراسیون، EDR و یا تقطیر مورد تصفیه قرار می‌‌گیرد.

خروجی چنین تصفیه‌‌ هایی آبی با خلوص بالای µs/cm 25 می‌‌باشد و هنوز با استاندارد آب فوق خالص فاصله دارد.

لذا آب خروجی در یکی از سیستم‌‌های تبادل یونی مورد تصفیه مجدد قرار می ‌‌گیرد تا آب با خلوص بسیار بالا را تولید نماید.

معایب سیستم ‌‌های رزینی مصرف زیاد مواد شیمیایی جهت احیاء و همچنین اشغال فضای زیاد با توجه به حجم آب تولیدی می‌‌باشد.

سیستم EDI ترکیبی از فرآیند تبادل یونی و فیلتراسیون غشایی می‌‌باشد که خروجی آن آبی بدون املاح و با هدایت الکتریکی کمتر از µs/cm 2/0 است.

در سیستم EDI نیز املاح از طریق فرآیند تبادل یونی از آب جدا می شوند. با این تفاوت که ممبرین‌‌ها به طور پیوسته با جریان برق احیاء می‌‌شوند که این امر نیاز به استفاده از مواد شیمیایی جهت احیاء ممبرین ‌‌ها را از بین می برد.

هر واحد EDI متشکل از تعدادی سلول است که بین دو الکترود قرار گرفته اند.

---

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه سیستم های تبادل یونی رزینی,فیلتراسیون پیشرفتهUFوNF, اسمز معکوسRO, الکترودیونیزاسیونEDIو....در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

---

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب صنعتی و تصفیه پساب صنعتی ، تولید کننده پیشرو سیستم های تصفیه آب شامل : اسمز معکوس RO ، نانوفیلتراسیون NF ، اولترافیلتراسیون UF ، الکترودیونیزاسیون EDI ، سیستم های تصفیه و ضدعفونی آب شامل : ضدعفونی آب با ازن ، ضدعفونی آب با UV ، ضدعفونی آب با کلر ، تجهیزات واتصالات تصفیه آب ، مواد شیمیایی تصفیه آبمفتخر به ارائه خدمات تصفیه آب در صنایع مختلف ازجمله: تصفیه آب صنایع داروسازی (شامل: آب خالص PW آب قابل تزریق WFI  ، بخار خالص PS ، سیستم ذخیره سازی و توزیع loop و مستندسازی Documentation)، تصفیه آب صنایع غذایی ، تصفیه آب تاسیسات ،تعمیرو نگهداری سیستم های تصفیه آب ، نوسازی وارتقا سیستم های تصفیه آب و پکیج های تصفیه پساب (پکیج های تصفیه فاضلاب) و نیز خدمات آزمایشگاهی تصفیه آب و پساب شامل : پایش آب ( آنالیز آب ) و پایش پساب( آنالیز پساب ) است.

مواد شیمیایی تصفیه آب ارائه شده توسط این مجموعه شامل: آنتی اسکالانت ( ضدرسوب) ، سدیم بی سولفیت ، مواد شیمیای سیستم های حرارتی و تبریدی ، هیپوکلریت کلسیم ، مواد شوینده ممبران ،انواع رزین ها و...

تجهیزات واتصالات تصفیه آب شامل: انواع فیلتر های تصفیه آب و پساب ( فیلتر های دیسکی ، فیلتر های کارتریجی ، فیلتر های پکیج های تصفیه پساب..... و تجهیزات واتصالات استنلس استیل ( لوله واتصالات 316L ، تانک استیل ، شیر های دیافراگمی استیل Burkert و Gemu ، اسپری بال ، تی سی و کلمپ استیل ).

ابزار دقیق تصفیه آب  نیز شامل: PH متر آنلاین ، ORP متر آنلاین ، کلریمتر آنلاین ،  TDS متر آنلاین ، EC متر آنلاین (هدایت سنج آنلاین) ، DO  متر آنلاین ، BOD متر آنلاین ، COD متر آنلاین ، SDI متر و کیت های تصفیه آب و پساب می باشد.

این مجموعه با اتکا به کارشناسان مجرب در اجرای پروژه های خالص سازی آب قادر به همکاری با کارفرمایان محترم می باشد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

تصفیه آب به روش سیستم نانو فیلتراسیون

در همه روش های پیشرفته تصفیه آب مهمترین هدف تصفیه، حذف املاح محلول در آب می باشد ولی نکته مهمی که وجود دارد این است که برای کاربردهای مختلف، آب با درجه خلوص متفاوتی مورد نیاز می باشد برای مثال در صنعت داروسازی و یا تولید سوخت هسته ای آب مورد نیاز، آب فوق خالص (Ultra Pure) می باشد لذا طبیعی است برای تولید آب با درجه خلوص بیشتر باید هزینه بیشتری صرف شود، ولی برای برخی دیگر از کاربردها آب با خلوص بسیار زیاد مورد نیاز نمی باشد.

برای مثال آب استفاده شده در برج های خنک کننده (Cooling Tower ) باید صرفاً از لحاظ حذف سختی آب مورد تصفیه قرار گیرد.

در چنین کاربردهایی می توان از سیستم‌ هایی با درصد حذف پایین تر و به تبعِ آن هزینه کمتر استفاده نمود.

یکی از این روش های تصفیه مرسوم در دنیا، روش نانو فیلتراسیون می باشد.

یکی از کاربردهای فناوری نانو استفاده از نانوفیلترهاست که گام مؤثری در حفظ محیط زیست و صرفه جویی در انرژی نهاده است. نانوفیلترها براساس منافذشان طبقه بندی شده اند.

نانوفیلتراسیون نسبت به اسمز معکوس و اولترا فیلتراسیون مزایای ویژه‌ای دارد، از جمله آن ‌که در اولترا فیلتراسیون مقدار آلاینده های مصرفی نسبت به حد مجاز بالاتر بوده و در اسمز معکوس میزان خلوص آب حاصله بیشتر از حد معمول است که پیامد آن افزایش قیمت این روش است.

از دیگر مزایای استفاده از نانوفیلتراسیون در تصفیه آب و پساب عبارتند از: حذف نمک‌های چند ظرفیتی (از قبیل آهن، منگنز، اورانیم و برخی آفت کشها)، امکان تولید میزان آب تصفیه شده در مقیاس وسیع، از بین بردن انواع باکتری، ویروس و میکروارگانیزم ها، حذف آلاینده های آلی، حفظ مواد معدنی مورد نیاز سلامت انسان، از بین بردن اثرات مخرب زیست محیطی، حذف کدورت آب، سختی و شوری آب، پایین بودن هزینه تصفیه آب و در مجموع همانگونه که اشاره شد عدم نیاز به افزودن مواد شیمیایی زیان آور برای محیط زیست و انسان.

---

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه فیلتراسیون پیشرفتهUFوNF, اسمز معکوسRO, الکترودیونیزاسیونEDI, سیستم های ضد عفونی کننده آب, تجهیزات واتصالات و.. در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

www.ind.clinicab.ir

آلودگی آب در اثر فعالیت صنایع تولیدی

از میان فعالیتهای انسان، صنایع تولیدی بیشترین سهم را در ایجاد آلودگی آب دارند و از طرفی تنوع این نوع آلودگی نیز بسیار زیاد است. به طور کلی خصوصیات آلودگی آب صنایع تولیدی به شرح ذیل است:

1- بر خلاف صنایع معدنی و کشاورزی، شرایط تخلیه پساب از صنایع تولیدی نسبتاً ساده بوده و علت اصلی این امر آن است که پساب صنایع تولیدی تحت تأثیر شرایط پیچیده محیط طبیعی قرار نمی گیرد. به عبارت دیگر پساب صنایع تولیدی از یک نقطه مشخص تخلیه می گردد که اصطلاحاً به آن منبع آلودگی نقطه ای می گویند.

 چنین پسابهایی صدرصد مصنوعی محسوب می شوند و به دلیل آن که به عنوان منابع آلودگی نقطه ای شناخته شده اند، کنترل آلودگی آنها ساده است.

2- تعیین و تشخیص منابع آلودگی صنایع تولیدی از طریق روشهای علمی ساده است اماکنترل این آلودگیها همیشه آسان نیست و مشکلات پیچیده اجتماعی و سیاسی را به وجود می آورند.

3- گرچه تخلیه پسابهای صنایع تولیدی نسبت اً ساده است اما تعیین ترکیب و کمیت آنها بسیار دشوار بوده و بستگی تام به نوع صنعت دارد.

4- تاثیر پساب بر محیط زیست به شدت به موقعیت جغرافیایی صنعت بستگی دارد. به عنوان مثال:

الف – اگر تعداد و تراکم صنایع بزرگ در یک ناحیه زیاد باشد احتمال آلودگی وجود دارد اما اگر تعداد صنایع محدود باشد می توان پساب آنها را با بکار گیری روشهای ایده آل کنترل کرد.

ب – استقرار صنایع در مناطق تجاری و مسکونی موجب بروز مشکلات زیست محیطی خواهد شد. به هر حال به دلیل مزایایی از قبیل موقعیت جغرافیایی، حمل تولیدات و به طور کلی دسترسی سریعتر به بازار مصرف، در پاره ای از موارد صنایع در جوار مناطق تجاری و مسکونی استقرار می یابند.

ج – موقعیت جغرافیایی صنایع (کوهستانی ، دشتی و یا ساحلی ) نیز نقش حساسی را در ایجاد آلودگی محیط زیست ایفا می کند. در نهایت، توان خود پالایی منابع پذیرنده آلاینده ها (رودخانه ، دریا . یا دریاچه ) نیز در کنترل آلودگی و یا گسترش آن باید در نظر گرفته شود.

5- روش تصفیه پساب صنایع تولیدی نیز در مسائل زیست محیطی موثر است. در پاره ای از کاخانجات ، پساب به صورت مجزا پالایش می شود و در حقیقت هر صنعت،واحد تصفیه خانه مطلوب را بکار می گیرد. پاره ای از موارد، چند صنعت یک واحد تصفیه خانه مشترک دارند که پس از پالایش اولیه پساب هر صنعت، پساب برای پالایش نهایی به تصفیه خانه مشترک هدایت می شود.

1-4-1-  آلودگی آب در اثرصنایع غذایی

در صنایع غذای کیفیت و حجم پساب بسیار متغیر است . به طور کلی پساب این نوع صنایع دارای خصوصیات ذیل است:

الف – کثرت مواد آلی

ب – کثرت مواد زائد نیمه جامد در مواد شناور

ج  - تابعیت از تغییرات شدید فصلی

به دلیل آن که در چنین صنایعی از فلزات سنگین و سمی در خط تولید استفاده نمی شود بنابراین پساب این صنایع سمی نیست . حجم آب پساب صنایع مذکور را می توان از طریق تبخیر کاهش داد و زائدات باقیمانده را یا به عنوان غذای دام و طیور و یا کود به مصرف رسانید. به طور کلی پساب صنایع غذایی به سه دسته پروتئینی، روغنی و هیدراتهای کربن قابل تقسیم است. از شاخصهای دیگر پساب صنایع مذکور، غلظت زیاد روغن ، نیتروژن و فسفردرآنها است. اکسیژن خواهی بیوشیمیایی صنایع ‏(‏BOD)‏نشاسته و تولید نوشابه بسیار زیاد است.

1-4-2- آلودگی آب در اثر فعالیت صنایع نساجی

طبیعی و مصنوعی بسیار متفاوت است. در پساب صنایع پشم ریسی BOD مقدار چربی و مواد قلیایی بسیار زیاد است. ‏. پساب صنایع رنگرزی پارچه حاوی انواع مواد آلاینده از جمله رنگ، مواد افزودنی و مواد شیمیایی مختلف می باشد. کیفیت و کمیت پساب صنایع نساجی بسیار متغیر بوده و با توجه به روند بازار، تغییر می کند.

1-4-3- آلودگی آب در اثر فعالیت صنایع کاغذ و خمیر کاغذ

در فرآیند تولید صنایع کاغذ و مقوا، حجم زیادی آب به مصرف می رسد. در صنایع تولید خمیر کاغذ، گیاهان طبیعی به عنوان مواد خام مورد استفاده قرار می گیرند که درطی این فرآیند، مواد شیمیایی به گیاهان طبیعی افزوده شده و مخلوط به دست آمده در دمای خاص پخته می شود. در نهایت از مخلوط مذکور فقط مواد سلولزی استخراج می شود و مابقی ناخالصی ها به صورت پساب دفع می گردند . بنابراین بار آلودگی چنین پسابهایی و میزان اکسیژن خواهی شیمیایی‏(‏COD)‏ آنها نیز بسیار زیاد  است. در صنایع کاغذ سازی که عمدتا موادی چون کائولین و رس به خمیر کاغذ اضافه می شود بار آلودگی زیاد نبوده و پساب چنین صنایعی بیشتر حاوی مواد شناورفیبری و کاغذی می باشد.

1-4-4- آلودگی آب در اثر فعالیت صنایع پالایش نفت

آلایند های اصلی این صنعت شامل نفت است اما آلاینده های دیگر نظیر سولفید هیدورژن و دیگر سولفیدها به همراه فنل و آمونیاک نیز در پساب این صنایع وجود دارند.

1-4-5- آلودگی آب در اثر فعالیت صنایع آهن و فولاد

صنایع آهن و فولاد نیز آب زیادی را در تولیدات خود به مصرف می رسانند. در این صنایع، پساب فرآیند خنک سازی و پاک سازی کوره ، حاوی آمونیاک ، سیانور، فنل و غیره است. پساب بخش جمع آوری گرد و غبار، دارای مقادیر متنابهی ذرات معلق جامد است که این مواد با روغن، آهن و اسید همراه هستند. قسمت اعظم پساب صنایع آهن و فولاد از بخش خنک سازی ، تولید می شود. تکنولوژی نوین امروز قادر به بازیافت بیش از 90 % از آب مصرفی از پسابهای مذکور است.

1-4-6-  آلودگی آب در اثر فعالیت صنایع غیر فلزی

سنگ معدن مس ، طلا و نقره غالباً دارای مقادیر قابل توجهی آرسنیک ،سرب و کادمیم (به عنوان ماده ناخالص) است که قبل از استخراج مس، طلا و نقره باید این ناخالصیها از سنگ مادر جدا شود. در مورد صنایع غیر فلزی بایستی به بارندگی و ایجاد آلودگی آبهای سطحی و زیر زمینی توجه زیادی مبذول شود.

1-4-7- آلودگی آب در اثر فعالیت صنایع آبکاری

بسیار از مواد مصرفی در صنایع آبکاری حاوی انواع مواد سمی و فلزات سنگین (کادمیم ، روی ، مس و غیره) همچنین سیانور، کروم شش ظرفیتی ، مواد اسیدی و قلیایی است. پالایش پساب این صنایع در دو مرحله جدا سازی کروم  سیانور و اسید  باز صورت می پذیرد.

1-4-8- آلودگی آب در اثر فعالیت صنایع چرم

BOD  پساب صنایع چرم، که عمدتا طی فرآیند دباغی پوست تولید می گردد بسیار زیاد است. علاوه برBOD، پساب صنایع چرم حاوی کروم، رنگ و مواد معلق جامد است.

1-4-9-  آلودگی آب در اثر فعالیت نیروگاههای حرارتی (سوخت فسیلی و اتمی )

نیروگاههای حرارتی حجم عظیمی از آب سیستم خنک کننده را به عنوان پساب، تخلیه می کنند . آن دسته از نیروگاههای حرارتی که از آب دریا به عنوان آب خنک کننده استفاده می نمایند می توانند موجب آلودگی حرارتی در آب دریا شوند. ازدیاد دمای آب می تواند زیست بوم دریایی را مورد تهدید قرار دهد.

1-4-10 آلودگی آب در اثر فعالیتصنایع سرامیک و سیمان

پساب چنین صنایعی قلیایی بوده و اغلب حاوی مواد مواد معلق معدنی است . صنایع سرامیک می تواند دارای مواد سمی خطرناک باشد و از طرفی تخلیه این پسابها در آب باعث تغییر رنگ آب می شود .

1-4-11- آلودگی آب در اثر فعالیت صنایع شمیایی

پساب صنایع شیمیایی بسیار پیچیده بوده و می تواند همزمان حاوی مواد آلی و معدنی خطرناک و سمی باشد. علاوه بر مواد سمی و خطرناک ، بوی نامطبوع، حالت ‏ اسیدی یا قلیایی قوی،  COD زیاد از دیگر خصوصیات پساب صنایع شیمیایی به شمار می آید.

---

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه خدمات آزمایشگاهی آب و پساب به صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

www.ind.clinicab.ir

تصفیه مواد سمی به کمک باکتری در فرایند تصفیه بیولوژیکی فاضلاب

آیا می دانید فنل چیست و چه تاثیری بر محیط زیست و سلامت انسان دارد؟ پاسخ به این سوال برای کسانی که با رشته شیمی آلی آشنایی دارند، مشکل نیست ، چراکه فنل یکی از مواد شیمیایی است که در رشته آلاینده های سمی قرار دارد.

در واقع این ماده و مشتقات آن در صنایع متعددی چون پالایشگاه های نفت، پتروشیمی، معادن و سموم دفع آفات کاربرد دارد که از طریق دفع غیربهداشتی فاضلاب این صنایع منجر به آلودگی محیط زیست و بخصوص منابع آبی می شود.

بر این اساس محققان دانشگاه علوم پزشکی همدان پس از 3 سال تحقیق ، موفق به شناسایی 5میکروارگانیسم تجزیه کننده فنل در فاضلاب شده اند که یکی از این میکروارگانیسم ها نیز اولین بار در دنیا شناسایی شده است.

ما نیز با دکتر رضا شکوهی ، عضو هیات علمی دانشگاه علوم پزشکی همدان ، در این ارتباط به گفتگو نشسته ایم.

فنل چه مخاطراتی برای سلامت انسان دارد؟

اثرات بهداشتی ناشی از مواجه با فنل بستگی به میزان جذب و مدت تماس با آن دارد و از تحریک و سوزش و سوختگی های پوستی تا مسمومیت های سیستماتیک همراه با کاهش فشار خون ، افزایش ضربان قلب و کما متغیر است.

مطالعات انجام شده در امریکا نشان داده است که 2، 4، -6 تری کلروفنل باعث افزایش شیوع تومورهای سرطانی می شود، ولی خاصیت سرطانزایی فنل به طور قطعی اثبات نشده است.

نتایج تحقیقات متعددی درخصوص سرطانزایی فنل ناشی از دود تنباکو صورت گرفته است و تاثیر این ماده در پیشرفت تومورهای سرطانی به اثبات رسیده است.

ضمنا در همین تحقیقات خاصیت سرطانزایی کتکول که یکی از اولین محصولات ناشی از تجزیه فنل است به اثبات رسیده است. نکته دیگر این که حضور فنل و کتکول باعث تقویت خاصیت سرطانزایی بعضی از مواد نظیر بنزوپیرین و سایر هیدروکربن های چندحلقوی می شود.با توجه به اهمیتی که فنل روی سلامت انسان دارد، استاندارد سختگیرانه برای آن وضع شده است.

به طور مثال سازمان جهانی بهداشت توصیه کرده است غلظت فنل در منابع آب ورودی به تصفیه خانه متعارف آب برای استفاده جوامع انسانی کمتر از 2میکروگرم در لیتر باشد.طبق استاندارد سازمان حفاظت زیست امریکا میزان مجاز فنل در منابع آب جوامع انسانی و آب مورد استفاده برای پرورش ماهی به ترتیب 3/0و 6/2میلی گرم در لیتر است و براساس استاندارد کشور ژاپن مقدار مجاز در پسابهای خروجی از تصفیه های صنایع 5میلی گرم در لیتر است.

اصولا برای تصفیه فنل از چه روشهایی استفاده می شود؟

برای تصفیه فاضلاب های حاوی فنل روشهای متعددی وجود دارد که مهمترین آنها عبارتند از: اکسیداسیون شیمیایی ، جذب سطحی ،تصفیه بیولوژیکی و ترکیبی از روشهای مذکور.

در میان روشهای فوق الذکر، سیستم های بیولوژیکی به دلیل مزایای خاصی که نسبت به سایر روشها دارند بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.

یکی از مزایای عمده این روشها این است که سازگاری بیشتری با محیط زیست دارند، به عبارتی از دیدگاه محیط زیست ایمن تر محسوب می شوند. مزیت دیگر این سیستم ها نسبت به روشهای شیمیایی این است که معمولا در آنها هیچ گونه ماده شیمیایی زیان آوری برای محیط زیست مصرف نمی شود، لذا دفع پساب و لجن حاصل از این فرآیندها نسبت به فرآیندهای شیمیایی در منابع پذیرنده ، اثرات سوئ کمتری به دنبال دارد.

با علم به این که در سیستم های تصفیه بیولوژیکی ، میکروارگانیسم ها مسوول تصفیه آلاینده های موردنظر هستند، لذا شناسایی باکتری های تجزیه کننده آلاینده ها گام مهمی در روند تکاملی سیستم های تصفیه فاضلاب بخصوص مواد سمی محسوب می شود.

از طرفی گونه های میکروبی موثر در فرآیند تصفیه متناسب با نوع ماده آلاینده و همچنین نوع سیستم تصفیه متفاوت است ، لذا شناسایی و معرفی این گونه میکروب ها برای استفاده طراحان و بهره برداران سیستم های تصفیه و همچنین محققان مختلف بخصوص متخصصان محیط زیست و بیوتکنولوژی مفید است.

در مورد باکتری شناسایی شده وکاربرد آنها در تجزیه فنل ، در تحقیق ارائه شده بیشتر توضیح دهید؟

تاکنون کسی در خصوص توانایی نوعی باکتری (برواندیوموناس ویسیکالریس ) در تجزیه فنل یا مشتقات آن گزارشی ارائه نکرده است و یکی از دستاوردهای مهم این تحقیق ، شناسایی این موضوع است که برای اولین بار توانایی این باکتری در خصوص تجزیه فنل شناسایی و گزارش می شود.

این باکتری جز خانواده سود وموناس ها محسوب می شود. سود وموناس ها که به نظر می رسد بیشترین توانایی را در تجزیه آلاینده های آلی از جمله فنل دارند، جزو باکتری های میله ای شکل گرم منفی هستند که هرگز به صورت تخمیری عمل نمی کنند.

بعضی از باکتری های مربوط به این گونه قادرند بیش از 100نوع ماده آلی مختلف را به عنوان منبع کربن مصرف کنند. توانایی زیاد سود و موناس ها در تجریه مواد آلی صرفا به دلیل توانایی آنها در تولید آنزیم های کاتابولیکی نیست ، بلکه به قابلیت های آنها در تنظیم مسیرهای متابولیکی هم بستگی دارد.

اصولا شناسایی میکروارگانیسم ها و تاثیرات شان در تجزیه ترکیبات آلی از چه روی اهمیت دارد؟

شناسایی میکروارگانیسم های تجزیه کننده مواد مختلف بخصوص مواد شیمیایی سمی از جنبه های مختلف حائز اهمیت است ، اول این که با جداسازی و تکثیر آنها می توان انواع مواد شیمیایی خطرناک را به مواد ساده تر و بی خطر تبدیل کرد، به طور مثال می توان با استفاده از همین میکروارگانیسم ها فنل را که یک ماده سمی است به آب و دی اکسید کربن تبدیل کرد.

این موضوع در مورد بسیاری از مواد شیمیایی نظیر سوختهای فسیلی مانند نفت و بنزین هم قابل کاربرد است و در حال حاضر از انواع خاصی از باکتری ها برای از بین بردن لکه های نفتی در دریاها و همچنین آبهای زیرزمینی استفاده می شود، از طرفی محققان بسیاری تلاش می کنند تا میکروارگانیسم هایی را شناسایی کنند که توانایی بیشتری برای این کار داشته باشند، یا این که در شرایط مختلفی بتوانند این گونه مواد را تجزیه کنند.

علاوه بر آن می توان بعد از شناسایی میکروارگانیسم ها، با استفاده از دانش بیوتکنولوژی و روشهای مهندسی ژنتیک ، توانایی آنها را برای تجزیه مواد مختلف از جمله فنل و مشتقات آن که یکی از آلاینده های منابع آب محسوب می شوند افزایش داد.

این موضوع از نظر حفظ منابع آب ، سلامت جوامع انسانی و توسعه پایدار در خور توجه است.

این تحقیق علاوه بر کشف یک گونه جدید باکتری تجزیه کننده فنل چه دستاورد های دیگری داشته است؟

این تحقیق دستاوردهای دیگری نیز داشته است که مهمترین آنها که برای اولین در جهان گزارش شده به طور خلاصه عبارتند از :

1-شناسایی باکتری های غالب در حضور غلظت های مختلف گلوکز به عنوان ماده رقابتی و تاثیر آنها بر بازده حذف فنل در سیستم مورد مطالعه.

2-دستیابی به رکوردی معادل 5/1برابر حداکثر میزان پذیرش بار آلی که برای سیستم های بیولوژیکی ترکیبی با بازده بالای 99درصد در خصوص حذف فنل گزارش شده است.

3-این موضوع از نظر فنی و اقتصادی بسیار حائز اهمیت است ، زیرا با استفاده از این سیستم، ضمن کاهش قابل توجه زمان مورد نیاز به منظور تصفیه فاضلاب ، به همین نسبت حجم تصفیه خانه و هزینه اجرایی آن کاهش می یابد.

تهیه کننده : پونه شیرازی

---

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

www.ind.clinicab.ir

تصفیه آب به روش سیستم اسمز معکوس ( RO )

اسمز معکوس چیست :

اسمز معکوس، تکنولوژی مدرنی است که آب را برای مصارف متعددی از جمله نیمه رساناها، خوراک پزی، تکنولوژی زیستی، داروها، تولید برق، نمک زدایی آب دریا و آب خوردنی شهری، تصفیه می نماید.

از اولین آزمایشاتی که در سال 1950 انجام شد طی آن هر ساعت چند قطره آب تولید می شد، امروزه نتیجه صنعت اسمز معکوس در تولید مشترک جهانی به بیشتر از 7/1 میلیون گالن در هر روز رسیده است.

با افزایش روز افزون تقاضاها برای آب خالص (تصفیه شده) ، رشد صنعت اسمز معکوس در قرن اینده با افزایش روبه رو خواهد شد.

پیشینه تاریخی اسمز معکوس :

تحقیق در مورد اسمز معکوس در سال 1950 در دانشگاه فلوریدا، جائیکه رید و بوتون که توانستند خاصیت نمک زدایی ممبرین استات سلولز را شرح دهند، آغاز شد.

لوب و سوریرجان، گسترش تکنولوژی اسمز معکوس را با ایجاد نخستین ممبرین استات سلولز نا متقارن ادامه دادند.

تحقیق در مورد این پیشرفت خوب و امیدوار کننده منجر به ایجاد پیکربندی بهتر و جدیدتر اجزای اسمز معکوس شد، به طوریکه امروزه این صنعت اکثرا اجزای مارپیچ فنری و در برخی موارد اجزای فیبر توخالی را تولید می کنند. دراوایل سال 1980 تحقیق و بررسی در لابراتوارهای دولتی آمریکا، منجر به تولید نخستین ممبرین پلی آمیر مرکب شد. این ممبرین ها عمدتاً نسبت به ممبرین های سلولزیک، از جریان تراوش و نمک زدایی بالاتری برخوردارند.

امروزه با معرفی ESPA3 توسط هیدراناتیک ها، این صنعت با ترتیب کاهش بزرگی در مسیر نمک، به افزایش 20 دفعه ای در جریان هر فشار بر روی ممبرین های سلولزیک اصلی رسیده است.

نیمه تراوا چیست :

نیمه تراوا به ممبرینی اشاره می کند که به طور انتخابی به اقسام خاصی اجازه عبور می دهد در حالیکه الباقی گونه ها باقی می مانند.

در واقع بیشتر گونه ها از ممبرین خواهند گذشت اما با سرعت متفاوت و قابل توجه.

در اسمز معکوس، محلول (آب) با سرعت بیشتری نسبت به ذرات نامحلول (نمکها) از ممبرین ها عبور می کنند، با توجه به اینکه آب خالص تولید می شود، پیامد نهایی این است که تفکیک حلال حل شده روی می دهد. در برخی موارد عدم آبیاری باعث غلیظ شدن نمک می شود.

اسمز چیست :

اسمز یک روش و شیوه نرمال(طبیعی) شامل عبور یک محلول غیلظ از میان مانع ممبرین نیمه تراوا می باشد. یک مخزن آب خالص را با ممبرین نیمه تراوا که به دو قسمت تقسیم شده، تصور کنید. آب خالص در مقایسه با دو قسمت یک ممبرین نیمه تراوا ایده آل در فشار و دما برابر از میان ممبرین ها عبور نمی کند، زیرا اختلاف سطح شیمیایی دو قسمت برابر است.

اگر نمک قابل حل به یک قسمت اضافه شود، اختلاف سطح شیمیایی این محلول نمک کاهش پیدا می کند. استمراراً قسمت آب خالص از میان ممبرین به سمت قسمت محلول نمک حرکت می کند تا تعادل اختلاف سطح شیمیایی احیاء گردد.

در شرایط علمی، دو قسمت مخزن از لحاظ اختلاف سطح شیمیایی شان تفاوت دارند و محلول، از طرف اسمز، اختلاف سطح شیمیایی اش را در کل سیستم همسان می سازد. تعادل زمانی برقرار می شود که ناهمسانی و تفاوت فشار هیدرواستاتیک ناشی از تغییرات گنجایش حجم در قسمت، با فشار اسمزی برابر می شود. فشار اسمزی، یک تناسب خاصیت محلول به غلظت نمک و استقلال ممبرین است.

اسمز معکوس چیست

در مخزن، آب به سمت قسمت نمک دار ممبرین حرکت می کند تا تعادل برقرار شود. به کارگیری فشار خارجی برای همسان سازی قسمت محلول نمک با فشار اسمزی همچنین باعث برقراری تعادل خواهد شد.

فشار مضاعف باعث افزایش اختلاف سطح شیمیایی آب موجود در محلول نمک می شود و سبب عبور حلال به سمت قسمت آب خالص می گردد. زیرا در آن حالت دارای اختلاف سطح شیمیایی پائین تری می باشد.

این پدیده اسمز معکوس نامیده می شود.

نیروی محرک شیوه اسمز معکوس، فشار کاربردی است. مقدار انرژی مورد نیاز برای تفکیک اسمزی مستقیماًً به میزان شوری حلال مربوط می شود. بنابراین، انرژی بیشتری برای تولید مقدار یکسان آب از حلال با غلظت بالای نمک لازم است.

اسمز معکوس چگونه کار می کند:

برای درک اسمز معکوس بهتر است با اسمز نرمال شروع کنیم. بر طبق دیکشنری وبستر هریام، اسمز به معنای حرکت و جنبش حلال از ممبرین نیمه تراوا (مثل سلول زنده) به داخل محلول بسیار غلیظ شده ای است که تمایل به همسان سازی غلظت حل شده روی دو طرف ممبرین دارند. این یک تعریف صحیح محسوب می شود.

در سمت چپ، بشر پر از آب قرار دارد و مخزنی که در آب نیمه غوطه ور است. همانطور که انتظار دارید سطح آب در مخزن به اندازه سطح آب در بشر است.

در آنجا، انتهای مخزن به ممبرین نیمه تراوا چسبیده است و مخزن با محلول نمکی نیمه پر است و در آن غوطه ور است. در ابتدا سطح محلول نمک و آب برابر است اما با گذشت زمان، وقایع غیر منتظره ای روی می دهد.

آب داخل مخزن افزایش می یابد. این افزایش را به فشار اسمزی نسبت می دهند.

ممبرین نیمه تراوا ممبرینی است که برخی از اتم ها یا مولکول ها را عبور می دهد، اما مانع عبور بقیه می گردد.

ممبرین است اما تقریبا برای هر چیزی که ما معمولاً از آن عبور می دهیم، ناتراوا می باشد.

مثال ممبرین نا تراوا، آستر روده های شما یا دیوار سلول است gore-tex از یک ممبرین نیمه تراوا معمول دیگر است.

ساختار gore-tex شامل لایه نسبتاً نازک پلاستیکی است که در داخل آن میلیون ها روزنه کوچک ایجاد کرده اند. روزنه ها برای عبور بخار آب از آن به اندازه کافی بزرگ هستند اما برای جلوگیری از عبور آب مایع به اندازه کافی کوچکند.

ممبرین به غیر از مولکول های نمک به مولکول های آب اجازه عبور میدهد.

یک روش برای درک فشار اسمزی این است که مولکول های آب را بر روی دو طرف ممبرین تصور کنید.

این تصور در تضاد با Brownian motion است.

بر روی قسمت نمکی، بعضی از روزنه ها با اتم های نمک مسدود شده اند اما در قسمت آب خالص چنین چیزی وجود ندارد.

بنابراین آب بیشتری از قسمت آب خالص عبور می کند، چون روزنه های بیشتری برای عبور آب خالص در قسمت آب خالص وجود دارد.

آب موجود در قسمت نمکی افزایش می یابد تا یکی از این دو حالت روی دهد:

1. غلظت نمک در دو طرف ممبرین مساوی شود، البته در این مورد این حالت روی نمی دهد، چون آب خالص در یک قسمت و آب شور در طرف دیگر وجود دارد.

2. همانطور که ارتفاع ستون آب شور افزایش می یابد فشار آب نیز افزایش پیدا می کند تا اینکه فشار اسمزی برابر شود. در این نقطه اسمز متوقف خواهد شد.

به هر حال، اسمز دلیل این مسئله است که نوشیدن آب شور (مثل آب اقیانوس) شما را خواهد کشت. زمانی که آب شور وارد معده تان می شود، فشار اسمزی، آب را به بیرون بدنتان هدایت می کند، تا نمک در داخل معده شما رقیق شود، بنابراین شما آب بدنتان را از دست می دهید (آب بدنتان خشک می شود) و می میرید.

در اسمز معکوس، هدف این است که از ممبرین به گونه ای استفاده شود که شبیه فیلتری برای تولید آب قابل نوشیدنی آب شور (یا آب آلوده دیگر) عمل نماید.

آب شور روی یک طرف ممبرین گذاشته می شود و فشار برای متوقف کردن اعمال می شود.

سپس وارونه می شود، یعنی جریان اسمزی روی می دهد، در مجموع این کار فشار زیادی می گیرد و نسبتاً کند پیش می رود اما به هر حال این کار انجام می شود.

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه سیستم های اسمز معکوسRO,و.. در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

---

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب صنعتی و تصفیه پساب صنعتی ، تولید کننده پیشرو سیستم های تصفیه آب شامل : اسمز معکوس RO ، نانوفیلتراسیون NF ، اولترافیلتراسیون UF ، الکترودیونیزاسیون EDI ، سیستم های تصفیه و ضدعفونی آب شامل : ضدعفونی آب با ازن ، ضدعفونی آب با UV ، ضدعفونی آب با کلر ، تجهیزات واتصالات تصفیه آب ، مواد شیمیایی تصفیه آبمفتخر به ارائه خدمات تصفیه آب در صنایع مختلف ازجمله: تصفیه آب صنایع داروسازی (شامل: آب خالص PW آب قابل تزریق WFI  ، بخار خالص PS ، سیستم ذخیره سازی و توزیع loop و مستندسازی Documentation)، تصفیه آب صنایع غذایی ، تصفیه آب تاسیسات ،تعمیرو نگهداری سیستم های تصفیه آب ، نوسازی وارتقا سیستم های تصفیه آب و پکیج های تصفیه پساب (پکیج های تصفیه فاضلاب) و نیز خدمات آزمایشگاهی تصفیه آب و پساب شامل : پایش آب ( آنالیز آب ) و پایش پساب( آنالیز پساب ) است.

مواد شیمیایی تصفیه آب ارائه شده توسط این مجموعه شامل: آنتی اسکالانت ( ضدرسوب) ، سدیم بی سولفیت ، مواد شیمیای سیستم های حرارتی و تبریدی ، هیپوکلریت کلسیم ، مواد شوینده ممبران ،انواع رزین ها و...

تجهیزات واتصالات تصفیه آب شامل: انواع فیلتر های تصفیه آب و پساب ( فیلتر های دیسکی ، فیلتر های کارتریجی ، فیلتر های پکیج های تصفیه پساب..... و تجهیزات واتصالات استنلس استیل ( لوله واتصالات 316L ، تانک استیل ، شیر های دیافراگمی استیل Burkert و Gemu ، اسپری بال ، تی سی و کلمپ استیل ).

ابزار دقیق تصفیه آب  نیز شامل: PH متر آنلاین ، ORP متر آنلاین ، کلریمتر آنلاین ،  TDS متر آنلاین ، EC متر آنلاین (هدایت سنج آنلاین) ، DO  متر آنلاین ، BOD متر آنلاین ، COD متر آنلاین ، SDI متر و کیت های تصفیه آب و پساب می باشد.

این مجموعه با اتکا به کارشناسان مجرب در اجرای پروژه های خالص سازی آب قادر به همکاری با کارفرمایان محترم می باشد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

حذف آرسنیک از آب آشامیدنی با استفاده از فن آوری اسمز معکوس

دکتر میترا غلامی، حامد محمدی، سید احمد مختاری

1- دکترای تخصصی مهندسی بهداشت محیط، استادیار دانشگاه علوم پزشکی ایران

2- کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، مربی دانشگاه علوم پزشکی زنجان

3- کارشناس ارشد مهندسی بهداشت محیط، معاونت بهداشتی دانشگاه علوم پزشکی تبریز

چکیده

زمینه و هدف: آلودگی آرسنیک در آب آشامیدنی باعث اثرات زیان آور در سلامت انسان می گردد. هدف از این پژوهش، ارزیابی کارآیی فرآیند اسمز معکوس برای حذف آرسنیک در آب آشامیدنی می باشد.

روش بررسی: روش انجام این پژوهش بر اساس داده های آزمایشگاه و از نوع مطالعات تجربی بوده است. پژوهش در یک پایلوت غشایی اسمز معکوس از جنس پلی آمید با مدول مارپیچی مدل TE 2521 ساخت شرکت CSM کره انجام گرفت. پس از آماده سازی محلول ارسنات سدیم در آزمایشگاه، عملکرد سیستم اسمز معکوس در حذف آرسنیک، بررسی شد. تاثیر تغییرات فشار، pH و دماهای مختلف با غلظت ورودی 2/0 میلی گرم در لیتر، و سپس در غلظت های مختلف بر روی کارآیی حذف آرسنیک مورد ارزیابی قرار گرفت. در هر حالت میزان فلاکس عبوری (جریان عبوری در واحد سطح) از غشا اندازه گرفته شد. اندازه گیری مقدار آرسنیک به روش نقره دی اتیل دی تیو کاربامات انجام شد و درصد حذف آن تعیین گردید.

یافته ها: نتایج حاصل نمایانگر شرایط بهینه ی عملکرد سیستم در فشار حدود 190 پوند بر اینچ مربع، غلظت در محدوده ی 2/0 تا 5/0 میلی گرم در لیتر، دما در محدوده 25 تا 35 درجه ی سانتیگراد و pH در محدوده ی 6 تا 8 می باشد. غلظت آرسنیک در آب ورودی به غشا، تاثیر چندانی در عملکرد سیستم و راندمان آن نداشت. افزایش دما موجب بهبود عملکرد سیستم و افزایش نسبی در راندمان آن شد. pH محلول ورودی تاثیر چندانی در فلاکس و عملکرد هیدرلیکی سیستم نداشت، لیکن راندمان حذف در pH های پایین به علت شکل یونهای آرسنات موجود، نسبتاً کم بود.

نتیجه گیری: راندمان حذف آرسنیک در شرایط بهینه ی عملکرد سیستم، تا بیش از 99 درصد می باشد.

واژگان کلیدی: حذف آرسنیک، تصفیه آب آشامیدنی، غشای صاف سازی اسمز معکوس (RO)

مقدمه

آرسنیک سومین عنصر گروه پنجم جدول تناوبی است. عدد اتمی آن 33 و جرم اتمی آن 92/74 می باشد. این عنصر با ظرفیت های مختلف و نیز به صورت معدنی و آلی در طبیعت یافت می شود. میزان آرسنیک در پوسته ی زمین 8/1 میلی گرم در کیلوگرم بوده، معمولاً به صورت ترکیب با گوگرد و یا فلزاتی نظیر مس، کبالت، سرب، روی و غیره یافت می شود. از این عنصر در کشاورزی، دامداری، پزشکی، الکترونیک، صنعت و متالوژی استفاده می گردد (1). آرسنیک از طریق حل شدن کانی ها و مواد معدنی، تخلیه ی پساب های صنعتی وارد منابع آب می گردد. آرسنیک یک ماده ی سمی، تجمعی و بازدارنده ی آنزیم های گروه SH است. نوع آلی آن از شکل معدنی آن بسیار سمی تر است. همچنین آرسنیک سه ظرفیتی ] (آرسنیت)Arsenite [ در اکثر اوقات سمی تر از نوع پنج ظرفیتی ](آرسنات)Arsenate [ آن می باشد (2و19). آلودگی آرسنیک در آب، به خصوص آب های زیر زمینی، به دلیل سمیت و مخاطره آمیز بودن آن، به عنوان یک مشکل اساسی در جوامع مختلف مطرح است. در آب های طبیعی مقدار آن در حد 1 تا 2 میلی گرم در لیتر گزارش شده است (3). مصرف طولانی مدت این عنصر سبب ایجاد سرطان می شود (4). بر اساس تقسیم بندی سازمان بین المللی تحقیقات سرطان ](IARC)[ International Association on Research Cancer ترکیبات غیر آلی آرسنیک در گروه 1 (سرطان زا برای انسان) قرار دارند (5). این عنصر به عنوان آلاینده ی مهم آب آشامیدنی به ویژه در نواحی آسیای جنوبی شناخته شده است. در این نواحی میلیون ها نفر در خطر ابتلا به بیماریهای مرتبط با آرسنیک می باشند (6). USEPA حد مجاز آرسنیک را حدود 5 تا 10 میکرو گرم در لیتر ذکر کرده است (7 و 5). رهنمود WHO برای آرسنیک 01/0 میلی گرم در لیتر می باشد (8 و 1). در حالی که حداکثر مجاز تعیین شده در استاندارد ایران 5 میکروگرم در لیتر است (9). به دلیل اینکه در آبهای طبیعی حذف آرسنیت از آرسنات سخت تر است، بنابراین برای دستیابی به میزان بالای حذف از آب آشامیدنی، طی یک مرحله ی پیش تصفیه قبل از فرآیند اصلی حذف، آرسنیت به آرسنات اکسید شده و سپس نسبت به حذف آرسنات اقدام می شود (10). روش های مختلفی برای حذف آرسنیک و دستیابی به حدود تعیین شده در آب آشامیدنی وجود دارد که از بین آنها می توان به انعقاد، صاف سازی، سبک سازی با آهک، آلومینای فعال، تبادل یون، فرآیندهای غشایی اشاره نمود که هر کدام مزایا و معایب خود را دارند (11). هدف از این پژوهش، استفاده از فرآیند غشایی اسمز معکوس برای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی می باشد. به این منظور تاثیر پارامتر های مختلف، نظیر غلظت آرسنیک، فشار، pH و دمای آب ورودی بررسی شده است.

روش بررسی

روش انجام این پژوهش با توجه به ماهیت آن بر اساس داده های آزمایشگاهی و یک سیستم عملی و اجرایی از نوع مطالعات تجربی بوده است. روش آماری مورد استفاده به منظور تعیین تعداد نمونه ها، روش irregular fraction design از طریق نرم افزار Design Expert Ver 7.0.1 بوده است. بر اساس متغیرهای وابسته و مستقل برای آنالیز آماری چند متغیره (فشار، دما، pH و غلظت) برابر با 24 نمونه بوده است، آزمایشات در هر دوره (Run) به صورت سه تایی (Triple) انجام شده است. (در مجموع 72 نمونه بررسی شده است). تست های آماری انجام شده، رگرسیون و همبستگی می باشد.

در مرحله ی اول پایلوت غشایی طراحی و ساخته شد. غشای مورد استفاده غشای مارپیچی اسمز معکوس (RO) (مدل TE 2521)، ساخت شرکت CSM کره می باشد. این غشا اصطلاحاً TFC نامیده می شود و از جنس پلی آمید (PA) با شارژ منفی است. طول غشا 21 اینچ، قطر آن 5/2 اینچ، قطر لوله ی تغذیه 75/0 اینچ، و سطح فعال و موثر آن 1/1 متر مربع است. میزان فلاکس عبوری اسمی غشا، معادل 1/1 متر مکعب در روز می باشد. دیگر اجزای اصلی پایلوت عبارت از غشای اسمز معکوس، پمپ، الکترو موتور، بارومتر، مخزن آب ورودی و خروجی و فیلتر کارتریج می باشد. در شکل شماره ی 1 دیاگرام جریان در پایلوت نشان داده شده است.

پس از نصب و راه اندازی پایلوت، ابتدا فلاکس آب مقطر در فشارهای مختلف تعیین گردید. سپس با توجه به غلظت آرسنیک در آب آشامیدنی مناطق آلوده ی کشور، غلظت 2/0 میلی گرم در لیتر در نظر گرفته شد (12) و از آب شهر، تهیه گردید. با ثابت نگه داشتن سایر پارامترها، میزان فلاکس عبوری از غشا و درصد حذف آرسنیک در فشارهای عملیاتی مختلف 100، 130، 160، 190 و 210 پوند بر اینچ مربع (Psi) اندازه گیری شد. در مرحله سوم، با تعیین فشار بهینه (Psi 190)، تاثیر غلظت، دما و pH در کارایی حذف غشای بررسی شده و pH، غلظت و دمای بهینه تعیین گردید. مقادیر pH محلول های تهیه شده، با استفاده از سود و اسید کلریدریک در pHهای 4، 5/5 ،7، 5/8 و 10 تنظیم و تثبیت گردید. سایر پارامترها ثابت نگهداشته شدند. تغییرات دما با استفاده از هیتر ترموکوپل دار و دماسنج در دماهای 20، 25، 30، 35 و 40 درجه سانتیگراد تنظیم و تثبیت گردید. همچنین با به دست آوردن دبی عبوری و با داشتن سطح فعال غشای ارائه شده توسط کارخانه ی سازنده، میزان فلاکس عبوری (Q/A) از غشا اندازه گیری شد. لازم به ذکر است که برای تعیین دبی ورودی از فلومتر استفاده شد. جهت محاسبه ی دبی خروجی، حجم مشخصی از جریان عبوری از غشا، در یک زمان مشخص توسط کورنومتر و استوانه ی مدرج اندازه گیری شد. راندمان سیستم، پس از تعیین غلظت محلول ورودی به غشا و غلظت خروجی محاسبه شد (13). محلول ورودی با استفاده از آرسنات سدیم (Na2HAsO4.7H2O) در مخزنی از جنس پلی اتیلن به حجم 200 لیتر در غلظت 2/0، 5/0، 1، 5/1 و 2 میلی گرم در لیتر آرسنیک تهیه شد. روش اندازه گیری آرسنیک در نمونه های برداشتی از ورودی و خروجی، روش نقره دی اتیل دی تیو کاربامات می باشد (استاندارد متد AsB-3500). در تمام مراحل، میزان جذب در طول موج 520 نانومتر توسط اسپکتروفتومترپرکین- المر دبل بیم UV-VIS مدل S 550 ساخت آمریکا، خوانده شد و راندمان حذف آرسنیک در شرایط مختلف بدست آمد (14). در مرحله ی آخر، نمودارهای مربوط به کارآیی و فلاکس جریان نسبت به هر یک از شرایط فوق رسم گردید.

یافته ها

با توجه به آزمایشات انجام شده و نتایج بدست آمده، شرایط بهینه سیستم در محدوده ی فشار psi 190 (01/0=α)، غلظت 2/0 میلی گرم در لیتر (05/0=α)، دما در محدوده ی 25 تا 30 درجه ی سانتیگراد، (05/0=α) و pH در محدوده 6 تا 8 بود. در نمودار 1، تاثیر تغییرات فشار بر کارایی غشا در حذف آرسنیک و همچنین فلاکس عبوری از غشا، با توجه به شرایط عملیاتی، آورده شده است. همانطوری که از نمودار مشخص شده است، با افزایش فشار، فلاکس جریان نیز افزایش می یابد. همچنین در فشار حدود 190 تا 210 پوند بر اینچ مربع، ماکزیمم راندمان حذف وجود دارد.

بحث

آرسنیک از سمومی است که از دو راه طبیعی و صنعتی وارد محیط زیست می گردد. در حال حاضر با توجه به استانداردها و رهنمودهای WHO و EPA و پایین آمدن مقادیر استاندارد توصیه شده به میزان 10 میکرو گرم در لیتر، سازمان های تامین کننده ی آب آشامیدنی مجبور به پیروی از رهنمودها و استانداردهای تعیین شده خواهند بود (8و 5، 7). لذا با تکنولوژی های موجود دستیابی به این استانداردهای جدید تا حد زیادی مشکل خواهد بود. یکی از روش های نوین تصفیه آب که امروزه در اکثر نقاط دنیا رو به گسترش بوده و قادر است حدود استاندارد های جدید تعیین شده را تامین نماید، استفاده از فرآیندهای غشائی می باشد که در این پژوهش مورد آزمایش و بررسی قرا گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دهنده ی آن است که فرآیندهای غشائی به خصوص اسمز معکوس، در حذف آرسنیک از آب آشامیدنی به طور قابل ملاحظه ای موثر است و راندمان حذف آن، در حدود 95 تا 99 درصد می باشد. مطالعات مختلفی روی این نوع غشا و انواع دیگر غشاهای صاف سازی انجام شده است. برای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی از غشای اولترافیلتر نیز استفاده شده است، که این نوع غشا، تحت شرایط آزمایشگاهی، تنها قادر به حذف حدود 10 درصد آرسنیک بوده است که برای افزایش کارایی آن، از کیتوسان و ترکیبات اسیدهیومیک برای چیلاته شدن این فلز و در نتیجه بالا رفتن وزن مولکولی آن استفاده شده است، به این ترتیب، راندمان اولترافیلتر تا حدود 65 درصد افزایش یافته است (4). کارایی حذف آرسنات با استفاده از سیستم اولترافیلتراسیون که به آن سورفکتانت های CPC (hexadeclypyridinium chloride)، CTAB (hexadecyltrimethylammonium bromide) و ODA (octadecylamine acetate) اضافه شده است، نیز بررسی شده است، که نتایج نشان دهنده ی درصد حذفی به ترتیب برابر 96، 94 و 80 درصد بوده است (15). روش های الکترواولترافیلتراسیون نیز به کار برده شده است که کارایی حذف برای آرسنات، بسیار بالا بوده و آرسنیت نیز بعد از تنظیم pH، حذف شده است (16). از سایر فرآیندهای با پایه ی غشائی نیز برای این منظور استفاده شده است (17). به عنوان مثال از سیستم نانوفیلتراسیون با فشار پایین استفاده شده است که درصد حذف آرسنیک توسط آن 94 درصد به دست آمده است (18). برای آب آشامیدنی شهرها و صنایع و همچنین آبهای سطحی و زیرزمینی هم از نانوفیلتراسیون استفاده شده، که راندمان قابل قبولی جهت حذف آرسنیک داشته است (19).

عملکرد فرآیند نانوفیلتراسیون با صافی های ماسه ای تند نیز برای حذف آرسنیک به کار رفته است که نتایج نشان دهنده ی آن است که در غلظت زیر 50 میکرو گرم آرسنیک، بدون توجه به کدورت، این فرآیند قادر به کاهش آن تا حد رسیدن به رهنمود WHO است. از طرف دیگر، نانوفیلتر می تواند تا 95 درصد آرسنات و 75 درصد آرسنیت را حذف کند، در حالیکه صافی ماسه ای تند قادر به حذف آرسنیت نمی باشد (8). از انواع دیگر نانوفیلتراسیون با قطر منافذ مختلف نیز استفاده شده است و در آن تغییرات pH، غلظت آرسنیک ورودی و حضور الکترولیت بررسی شده است. نتیجه بدست آمده نشان دهنده ی راندمان حذف بالای 80 درصد است (20). به منظور حذف آرسنیک، از غشاهای رسی (مونتموریلونیتو کائولینیت) استفاده شده، در آن توانایی این نوع غشا، برای حذف آرسنیک در غلظت های مختلف و قدرت یونی کنترل شده با کلرید سدیم مورد ارزیابی قرار گرفته، راندمان به دست آمده، بیش از 90 درصد بوده است (21). غشای مورد استفاده دیگر جهت این منظور، مدول غشائی ZW-1000 همراه با پیش تصفیه ی اکسیداسیون با پرمنگنات و انعقاد بوده است که برای تصفیه آب چاه با میزان آرسنیک 200 تا 300 میکروگرم در لیتر استفاده شده است. با کمک این روش، میزان حذف به حد استانداردهای موجود رسیده است. با کمک این روش، میزان حذف به حد استانداردهای موجود رسیده است (22). از روش های دیگر حذف آرسنیک، استفاده از روش انعقاد اصلاح شده با یون های آهن و کلسیت درشت دانه، و متعاقب آن حذف لخته توسط غشای میکروفیلتراسیون بود. با این روش سرعت ته نشینی افزایش یافته، و راندمان حذف تا بیش از 99 درصد افزایش می یابد (24 و 23). با توجه به نتایج به دست آمده در نمودار 1، با افزایش فشار نمونه ی ورودی به غشا، میزان فلاکس جریان عبوری از سطح غشا، و همچنین درصد حذف آرسنیک افزایش می یابد (01/0 = α، 878/0 = r). دلیل افزایش فلاکس با افزایش فشار، غلبه ی فشار اعمال شده بر فشار اسمزی محلول ورودی می باشد. همچنین دلیل افزایش میزان حذف با افزایش فشار، کاهش قطر منافذ سطح غشا به واسطه ی تجمع آرسنیک نسبت به زمان است.

لازم به ذکر است که TDS آب ورودی هر چه بالاتر باشد، نیروی مولکولی بالایی را خواهد داشت و پیش از آنکه مولکولهای آن شروع به جدا شدن از آب نموده و از مقطع غشا عبور کنند، این نیروهای مولکولی باید توسط فشار محلول ورودی شکسته شوند. هر 100 میلی گرم در لیتر از TDS نیازمند psi 1 فشار برای غلبه بر فشار اسمزی می باشد (25). با توجه به نمودار2و3، افزایش غلظت تاثیر چندانی در افزایش فلاکس جریان و درصد حذف ندارد (05/0= α،307/0 =r). از طرف دیگر، غلظت ورودی به طور معمول باعث کاهش فلاکس نفوذی در فرآیند صاف سازی غشا می گردد و در برخی موارد رفتار تغییرات فلاکس با غلظت همانند پیش بینی های اغلب مدل های پلاریزاسیون غلظتی به صورت لگاریتمی می باشد. به عبارت دیگر، بین فلاکس و لگاریتم غلظت ورودی رابطه ی خطی مشاهده می شود. چنین رابطه ای عمدتاً در شرایطی حاصل می گردد که سرعت جریان ورودی از روی سطح غشا نسبتاً کم باشد. در سرعت های زیاد افزایش غلظت، تاثیر زیادی بر میزان فلاکس نفوذی و راندمان حذف نداشته و ثابت باقی می ماند (13). همانطوری که در نمودار 4 مشاهده می شود، pH تاثیر چندانی در راندمان حذف ندارد. تغییرات مختصر ملاحظه شده، مربوط به تغییر شکل آنیون های آرسنیک موجود در محلول و بار آنهاست. در محدوده ی pH 4 تا 10، یون های 5 ظرفیتی آرسنات به اشکال H2AsO4- و HAsO42- می باشند. به طوری که تا pH 7/6 به شکل H2AsO4- و بعد از آن به صورت HAsO42- می باشد (26). از طرفی با توجه به اینکه غشای RO مورد استفاده دارای شارژ منفی می باشد، لذا طبیعی است که در محدوده ی pH پایین تر از 77/6، نسبت به pH های بالاتر به مقدار کمتری حذف گردد. در ضمن باید به این مسئله توجه داشت که میزان بار سطحی غشا، تابع جنس غشا و نیز pH و قدرت یونی محلول مجاور با غشا است. بیشترین میزان فلاکس نفوذی و نیز بیشترین میزان قدرت نگهدارندگی غشا را زمانی می توان انتظار داشت که بار الکتریکی سطح غشا با بار الکتریکی مولکول های حل شده همنام باشد (13). در رابطه با تاثیر دما، با توجه به نمودار 5، با افزایش دمای محلول ورودی به غشا در ابتدا میزان فلاکس عبوری افزایش می یابد. البته تغییرات فلاکس جریان تا محدوده ای ادامه می یابد، سپس منحنی به صورت خط افقی در می آید. به عبارتی جنس غشا، عامل محدود کننده ی تاثیر دما روی افزایش فلاکس می باشد. از طرف دیگر، افزایش دما به طور معمول باعث کاهش ویسکوزیته ی سیال و افزایش نفوذپذیری می گردد و این امر به افزایش فلاکس نفوذی کمک می کند (25 و 13)

نتیجه گیری

با توجه به مطالعه ی حاضر می توان نتیجه گیری نمود که از بین غشاهای مختلف، اسمز معکوس بهترین راندمان را برای حذف آرسنیک دارا می باشد و راندمان حذف آرسنیک در شرایط بهینه ی عملکرد سیستم بافشار psi 190، دمای 25 درجه سانتیگراد و pH 9/6 تا بیش از 99 درصد می باشد.

---

کلینیک تصفیه آب صنعتی ایران ارائه دهنده خدمات تصفیه آب و تصفیه پساب مفتخر به ارائه سیستم های تصفیه اسمز معکوسRO در صنایع مختلف است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.