مرجع تخصصی آب و فاضلاب

این فرایند می‌تواند به ساخت افزاره‌های نمک‌زدایی کوچک‌مقیاس و قابل‌حملی منجر شود که می‌توانند آب شرب ضروری در مناطق حادثه‌دیده یا آن دسته از نواحی را که دچار خشک‌سالی هستند، تهیه کنند.
استفاده از غشاهای نیمه‌تراوا برای تبدیل آب دریا به آب شرب، به‌عنوان راه‌حلی برای مشکل جهانی کمبود آب شرب، به‌ طور روزافزونی در حال افزایش است.
در حال حاضر دو روش معمول برای نمک‌زدایی آب دریا وجود دارد: یکی اسمز معکوس که در آن آب دریا را برای فیلتر ‌کردن نمک موجود در آن، با فشار از سراسر یک غشای غربالی عبور می‌دهند و روش دیگر الکترودیالیز است که برای دفع یون‌های نمکی در سراسر یک غشا، از جریان الکتریکی استفاده می‌کند.
در دو حالت، مواد آلی و نمک روی غشا تجمع کرده،و باعث گرفتگی سیستم می‌شوند. اکنون این محققان با توسعه‌ یک روش جایگزین، بر این مشکل غلبه کردند.

این فرایند می‌تواند به ساخت افزاره‌های نمک‌زدایی کوچک‌مقیاس و قابل‌حملی منجر شود که می‌توانند آب شرب ضروری در مناطق حادثه‌دیده یا آن دسته از نواحی را که دچار خشک‌سالی هستند، تهیه کنند.
استفاده از غشاهای نیمه‌تراوا برای تبدیل آب دریا به آب شرب، به‌عنوان راه‌حلی برای مشکل جهانی کمبود آب شرب، به‌ طور روزافزونی در حال افزایش است.

در حال حاضر دو روش معمول برای نمک‌زدایی آب دریا وجود دارد: یکی اسمز معکوس که در آن آب دریا را برای فیلتر ‌کردن نمک موجود در آن، با فشار از سراسر یک غشای غربالی عبور می‌دهند و روش دیگر الکترودیالیز است که برای دفع یون‌های نمکی در سراسر یک غشا، از جریان الکتریکی استفاده می‌کند.
در دو حالت، مواد آلی و نمک روی غشا تجمع کرده،و باعث گرفتگی سیستم می‌شوند. اکنون این محققان با توسعه‌ یک روش جایگزین، بر این مشکل غلبه کردند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

استفاده از نانو فیلتر جهت تصفیه باقیمانده آفت کشها در آب

یک تصفیه خانه محلی در هند از قطعات نانو برای حذف باقیمانده آفت کشها در آب استفاده کرد.
این برنامه در موسسه فن آوری هند(IIT) به عنوان اولین تولید تجاری این نوع فیلتر در جهان مورد استفاده قرار گرفت. همچنین این دستگاه در مدت شش ماه به طور آزمایشی مورد مطالعه قرار گرفت. این دستگاه از تکنولوژی نانو سیلور یا نانوگلد استفاده می ‌کند. این دستگاه می تواند سموم ارگانو کلره و ارگانو فسفره را تصفیه ‌کند.
مکانیسم این دستگاه جذب و تخریب آفت کش است. نتایج این تحقیقات نشان میدهد که ذرات طلا از ذرات نقره بهتر عمل می‌کند. اما به دلیل گران بودن طلا استفاده از ذرات نقره با صرفه تر است. اندازه این ذرات بین 60 تا 80 نانومتر است. این دستگاه سالیانه می ‌تواند سالیانه 6000 لیتر آب را تصفیه کند که برای مصرف یکسال یک خانواده کافی است و بعد از یکسال باید فیلتر را تعویض کرد. استفاده از ذرات نانو برای کاهش خطرات زیست محیطی بسیار لازم به نظر می رسد. ذرات نانو آهن نشان داده است که باعث از بین رفتن باقی مانده آفت کشهایی مانند DDT، آرسنیک، فلوراید و فلزات سنگین می شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تری هالومتانها از جمله آلاینده های موجود در آب می باشد که در نتیجه واکنش بین مواد آلی طبیعی آب و کلر آزاد حاصل می گردد و بر حسب تعریف تری هالومتانها معرف ترکیبات مختلفی هستند که از جایگزینی اتم های هالوژن (I,CI,BR,F) به جای هیدروژن ملکول متان حاصل می شود . بر اساس استاندارد وضع شده توست EPA حد مجاز آنها در آب آشامیدنی100 میکروگرم در لیتر(0/1 میلیگرم در لیتر) می باشد.

حضور این مواد در آب آشامیدنی اولین بار در سال 1974 میلادی توست Rook گزارش شد.

بین ترکیبات تری هالومتان ، کلروفرم در صد بیشتری را تشکیل میدهد (%80-70) که دارای زیانهای بهداشتی شناخته شدهای است . کلروفرم به سرعت از طریق جهاز هاضمه جذب و سپس با co2 یون کلراید –فسژن و سایر عناصر ناشناخته وارد عمل متابولیسم میگردد و باعث تخریب سیستم عصبی و مسمومیت کبد تولید اطفال ناقص الخلقه و ایجاد ایجاد سرطان از جمله اثرات ظاهر شده در حیوانات آزمایشگاهی بر اساس تماس با کلروفرم است.

فاکتور های مؤثر در تشکیل تری هالومتانها شامل:PH , درجه حرارت زمان تماس کلر و غلظت برم در آب میزان و نوع مواد آلی و مقدار کلر آزاد می باشد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فور یا oven وسیله ایست که در عین سادگی ، از کارآمدترین تجهیزاتی است که در اتاقهای عمل ، آزمایشگاهها و دندانپزشکی ها جهت انجام استریلیزاسیون خشک تجهیزات پزشکی ، آزمایشگاهی و دندانپزشکی مورد استفاده قرار می گیرد . اساس کار این وسیله بر مبنای از بین بردن میکرو ارگانیسمهای موجود در وسایل مختلف بوسیله حرارت می باشد .لذا همانطور که حتما می دانید جدای از تنوعی که در نحوه پیاده سازی سیستمهای کنترلی در این وسیله می توان دید ، در مجموع چهار سیستم کلی در آن می توان دید .

1- المنت یا گرمکن الکتریکی که وظیفه ایجاد حرارت لازم برای سیکل حرارتی را به عهده دارد .
2- سیستم تایمر جهت کنترل زمان حرارت دهی مناسب
3- سیستم تنظیم حرارت که وظیفه تامین حرارت ثابت درون فور را به عهده دارد
4- دماسنج یا ترمومتر
البته باید متذکر شد که بسته به نوع فوری که در اختیار دارید ممکن است که دو یا سه مورد از این سیستمها با هم ادقام شده و به صورت یک سیستم واحد دیجیتالی و بر روی یک برد ارائه شده باشد .

عیوب :
در اغلب موارد عیوب زیر در فورها مشاهده می شود
1- سوختن فیوز محافظ دستگاه
2- سوختل المنت دستگاه
3- خراب شدن سنسورهای سیستم تنظیم حرارت
4- خرابی کابل برق دستگاه

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تعریف جلبکها : جلبکها(algae)گروه بزرگی از موجودات ساده هستند که حاوی کلروفیل اند و قادرند با فتوسنتز موادغیر ارگانیک را به مواد ارگانیک تبدیل کنند . آنها در آبهای کم عمق می رویند و برای رشد به نور خورشید  دی اکسید کربن ،آب و مواد معدنی نیازمندند . به دو دسته تقسیم می شوند : تک سلولی(میکرو الگها) و پر سلولی(ماکرو الگها) .

جلبکها برای چه می شکفند؟ پدیده ی شکوفایی جلبکی(algal bloom)

زمانی روی می دهد که بر اثر عوامل گوناگون تعداد فیتوپلانگتونها (گیاهان تک سلولی با قابلیت فتوسنتز که زیر بنای تولید در آبند) در آب و معمولا در اوایل پاییز یا بهار و در صورت مناسب بودن درجه حرارت، بیش از حدود یک میلیون عدد در لیتر شود و رنگ آب به رنگیزه ی غالب(قرمز،صورتی،زرد-سبز،قهوه ای ولی بیشتر اوقات قرمز) درآید. مواردی چون : ریختن فاضلاب به دریا،بروز طوفان و گردوخاک حاوی آهن،ال نینو(پدیده بزرگ اقیانوسی)،کاهش شوری در خلال آرام شدن دریا(در تابستان)،جابجایی پلانگتونها توسط آب،باد،  طوفان،امواج وکشتی های دیگر ویا حتی زمین لرزه در یک منطقه و به طور کلی وجود مواد مغذی+دمای مناسب باعث بروز این پدیده می شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب ژاول محلولی است از ۱۰ تا ۱۶ درصد هیپوکلریت سدیم (NaOCl) در آب. این محلول را برتوله، کشف کرد و چون نخست در محله ژاول پاریس تولید می‌شد، به آب ژاول معروف شد.

آب ژاول ماده‎ای سمی است. رنگ آن نزدیک به زرد و طعم و بوی آن تند است. آب ژاول را برای گندزدایی و بوزدایی به کار می‎برند. از این ماده در صنعت به عنوان رنگ‎زدا و سفید‏کننده پارچه و خمیر کاغد استفاده می‎شود. در خانه‎‏ها برای ضد‏عفونی کردن سبزی‏ها و سفید کردن رخت‏ها به هنگام رختشویی از آب ژاول استفاده می‏کنند. این محلول با نام‏های گوناگون در بازار به فروش می‏رسد. خاصیت ضدعفونی کننده آب ژاول به دلیل تولید کلر آزاد می‌باشد.

آب ژاول را از دمیدن گاز کلر درمحلول سدیم هیدروکسید تهیه میکنند. از جمله تستهایی که روی آب ژاول انجام می‌شود تعیین مقدار کلر آزاد وتعیین مقدار  NaOHاست.

آب ژاول محلولی ناپایدار است ودر اثر حرارت و نور به تدریج خاصیت خود را از دست می‌دهد.

عدد اکسایش کلر در سدیم هیپوکلریت +1 است.با تبدیل آن به یون کلر، عدد اکسایش آن به -1 می رسد.یعنی طی این عمل کلر کاهش پیدا می کند.


با استفاده از تیتراسیون اکسایش کاهش، می توان مقدار کلر فعال موجود در محلول سدیم هیپوکلریت(آب ژاول) را اندازه گیری کرد.

این واکنش در یک محیط اسیدی که شامل مقدار اضافی KI می باشد،انجام می شود.وجود مقدار اضافی KI به این دلیل است که مطمئن شویم تمام یون هیپوکلریت (-ClO ) موجود در آب ژاول به یون کلرید احیا خواهد شد.حجم مشخصی از آب ژاول را می توان در محیط اسیدی و در حضور KI اضافی تیتر کرد.

ClO^- (aq) + 2 H⁺ (aq) + 2 e^- ---> Cl^- (aq) + H₂O (l)

مقدار ید آزاد شده در این واکنش را می توان از طریق تیتراسیون با محلول سدیم تیو سولفات ( با غلظت معلوم)  در حضور شناساگر نشاسته به دست آورد.

 2S₂O₃^2- (aq) + I₂ (aq) ---> 2 I^- (aq) + S₄0₆^-2

mol ClO^- = (1 mol ClO^-/mol I₂)•(1 mol I₂ /2 mol S₂0₃^2- )•(mol S₂0₃^2- )

یعنی مقدار مول سدیم هیپوکلریت برابر خواهد بود با نصف مقدار مول سدیم تیوسولفات.(مول سدیم تیوسولفات با استفاده از رابطه n=MV از روی حجم مصرفی محلول سدیم تیوسولفات و مولاریته ی این محلول قابل محاسبه است.).سپس از روی تعداد مول، جرم را می توان حساب کرد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

در مطالعات جذب سطحی بر روی سیلیکاژل و کربن فعال ، اثرات الک مولکولی با موادی که جرم مولکولی بالایی دارند، مشاهده شده است. جداسازی‌های مبتنی بر الک کردن مولکولی را می‌توان بر روی اجسام بی‌بار در جریان مهاجرت الکترو اسمزی از داخل ژل‌ها انجام داد. این اساس جداسازی‌هایی را که مبتنی بر اندازه‌های نسبی مولکول‌ها هستند، تشکیل می‌دهند و از اصطلاح صاف کردن بوسیله ژل استفاده می‌شود.
سیر تحولی و رشد در سال 1954 ، "مولد وسینچ" نشان دادند که جداسازی‌ها مبتنی بر الک کردن مولکولی را می‌توان بر روی اجسام بی‌بار از داخل ژل‌ها انجام داد. در سال 1959 "پورات" و "فلودین" ، اصل معینی را ارائه دادند و از اصطلاح ، صاف کردن بوسیله ژل برای شرح روش خودشان در مورد جداسازی مواد مولکول‌هایی با منشاء زیستی در سیستم‌های آبی بوسیله ژل‌های پلی‌ساکارید استفاده کردند.

ولی "دترمان" در سال 1964 پیشنهاد کرد که کروماتوگرافی ژلی ( Gel Cromatography ) ، عمومی‌ترین اسم برای این شیوه است.
نکات قابل توجه این روش در کروماتوگرافی ژلی ، فاز ساکن از یک قالب بسپار متخلخل تشکیل شده است که منفذهای آن بوسیله حلالی که به عنوان فاز متحرک بکار می‌رود، کاملا پر شده است. اندازه سوراخ بسیار مهم است چون اساس جدایی بر این است که مولکولی‌های بزرگتر از یک اندازه معین اصلا وارد سوراخ‌ها نشوند و تمام یا قسمتی از سوراخ‌ها برای ورود مولکول‌های کوچکتر آماده است. جریان فاز متحرک موجب می‌شود که مولکول‌های بزرگتر بدون برخورد با مانعی ، بدون نفوذ در قالب ژل از ستون عبور کنند، در حالی‌که مولکول‌های کوچک‌تر بر حسب شدت نفوذ آنها در ژل در ستون نگه داشته می‌شوند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تعریف نانوفیلتراسیون

به طور معمول جداسازی نمک های تک ظرفیتی، دو ظرفیتی و حل شده های غیریونی با وزن مولکولی کمتر از 2000 گرم بر مول، عامل اصلی در انتخاب غشاهای جدید با خواص و ویژگی های فی مابین غشاهای اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون می باشد. محدوده ویژگی ها و مشخصات فرایند جداسازی غشاهایی که از طریق این تعریف پوشش داده می شود به تازگی به عنوان غشاهای نانو مطرح شده است.

این فرایند در سال های 1980 نیز تحت عنوان هیپرفیلتراسیون (Hyperfiltration) از آن نام برده شده و همیشه همراه با فرایند اسمز معکوس و مشابه آن معرفی شده است. امروزه نانوفیلتراسیون به صورت یک فرایند به طور کامل مجزا با خواص کاربردی ویژه به کار گرفته می شود و با دو فرآیند اسمز معکوس و اولترافیلتراسیون اختلاف های اساسی دارد. به عبارتی غشاهای به کار رفته در فرایند نانوفیلتراسیون دارای ساختار متخلخل از نوع میکرو با قطر روزنه های کمتر از 2 نانومتر بوده و از مواد پلیمری، که در بیشتر حالت ها دارای بار یونی می باشند، ساخته شده اند.

شهرت تجاری نانوفیلتراسیون از اوایل سال های 1980 آغاز شده و در سال 1988 اولین نانوغشاها از جنس مواد سرامیکی به صورتتجاری و کاربردی مورد استفاده قرار گرفت. بعدها نانوغشاهایی از جنس مواد پلیمری آلی جهت کاربردهای خاص به بازار عرضه شد.

در حال حاضر غشاهای نانو در بخش های مختلف صنایعی چون بیوتکنولوژی، صنایع غذایی و کشاورزی، تولید آب آشامیدنی و حفاظت محیط زیست به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. برای مثال، می توان به جداسازی مواد معدنی از لاکتوز در صنایع شیر، بازیابی و استفاده مجدد از آب مصرفی در پساب های رنگی و تصفیه آب شرب در یک مقیاس بزرگ اشاره کرد.

کاربردهای ممکن فرایند نانوفیلتراسیون در صنایع مختلف

غذایی:

- نمک زدایی از محلول پنیر
- نمک زدایی از محلول شکر
- بازیابی مواد غذایی در فرایند تخمیر
- تصفیه پساب
- خالص سازی اسیدهای آلی

نساجی، چرم و کاغذ:

- جداسازی اسیدهای آمینه
- بازیابی رنگینه ها از پساب
- بازیابی آب و نمک از پساب
- بازیابی مواد آهاری از پساب آهارگیری
- بازیابی و استفاده مجدد از یون های کروم
- تصفیه پساب

شیمیایی:

- بازیابی محلول سفیدگری
- حذف گاز دی اکسیدکربن در فرایند گازی
- تهیه برومید
- بازیابی قلیا در فرایند تولید سلولز و ویسکوز
- رسوب سولفات کلسیم

الکترونیک و آّبکاری:

- جداسازی فلزات سنگین از محلول اسیدها
- حذف سولفات های فلزی از پساب
- حذف نیکل

تولید آب:

- بازیابی هیدروکسید لیتیم در تصفیه پساب باتری سازی
- حذف مواد روغنی از آب
- حذف سختی از آب
- حذف مواد آلی طبیعی
- حذف سموم دفع آفات از آب
- حذف فلزات سنگین، آهن، مس، روی و سیلیکا
- تصفیه آب های شور

کشاورزی:

- حذف فسفات، سولفات، نیترات و فلوراید

- حذف سلنیوم از آب زهکشی

مرجع تخصصی آب و فاضلاب