آب تصفیه شده و روش های تولید آن آرشیو مقالات

آب تصفیه شده چیست؟

آب تصفیه شده ، آبی است که با استفاده از فیلتر تصفیه آب و روش های مکانیکی تصفیه شده و ناخالصی­ های آن حذف گردیده اند. در واقع آب تصفیه شده برای داشتن کیفیت بالاتر، طی فرایندهایی پردازش می شود.

آب تقطیر شده، رایج ­ترین فرم آب تصفیه شده است. اما در سال های اخیر، آب توسط فرایندهای دیگری نظیر : دیونیزه خازنی ، اسمز معکوس ، فیلتراسیون کربنی ، میکروفیلتراسیون ، اولترافیلتراسیون ، اکسیداسیون ماوراء بنفش یا الکترو دیونیزاسیون، طی دفعات بیشتری تصفیه می­ شوند. ترکیبی از یک یا چند مورد از این فرایندها برای تولید آب با خلوص بالا استفاده می­ شود.

مقدار آلاینده آب به صورت قسمت در میلیارد (ppb) یا قسمت در تریلیون (ppt)  اندازه ­گیری می شود. آب تصفیه شده به طور عمده در تولید داروها، در صنایع و آزمایشگاه های علوم و مهندسی استفاده شده و میزان خلوص آب تولید شده با توجه به نوع مصرف متفاوت است.

 آب تصفیه شده در انگلیسی محاوره ­ای به عنوان آبی که جهت برخی مصارف خالص سازی شده است، گفته می شود. اما لزوما حذف آلاینده­ های مضر برای انسان و حیوانات در نظر گرفته نشده است.

پارامترهای تصفیه آب

آب تصفیه شده معمولا از طریق خالص­ سازی آب قابل شرب (آب شهری) یا آب طبیعی تولید می­ شود.

ناخالصی­ هایی که نیاز است تا حذف شوند عبارتند از :

• یون­ های معدنی (غیر آلی) ( معمولا به عنوان رسانایی الکتریکی، یا مقاومت و یا تست ­های خاصی نظارت می ­شوند)
• ترکیبات آلی (معمولا به عنوان TOC یا به وسیله آزمون­ های خاصی نظارت می­ شوند)
• باکتری­ ها (از طریق شمارش کل زنده یا میکروسکوپ epifluorescence نظارت می شوند)
• Endotoxin ها و نوکلئازها (به وسیله LAL و یا تست­ های آنزیمی ویژه نظارت می ­شوند)
• ذرات (که معمولا توسط فیلتراسیون کنترل می شوند)
• گازها (معمولا از طریق گاز زدایی، زمانی که مورد نیاز است مدیریت می ­شوند)

روش های تصفیه (خالص سازی)

• تقطیر   Distillation : آب مقطر (تقطیر شده) توسط یک فرایند تقطیر، تولید شده و دارای رسانایی الکتریکی (Electrical Conductivity) بیش از 11 میکرو ثانیه بر سانتی متر µS/cm  بوده و کل مواد جامد حل شده در آن کمتر از 10 میلی گرم بر لیتر mg/litre می­ باشد.

تقطیر شامل جوشاندن آب و سپس متراکم کردن (تغلیظ) بخار آب در داخل یک ظرف تمیز می باشد که در نتیجه آن آلاینده های جامد جا گذاشته شده و از آب جدا می­ شوند. تقطیر، آب بسیار خالصی را تولید می­ کند. معمولا مقداری مواد معدنی مایل به زرد و سفید در دستگاه تقطیر باقی می­ مانند که در نتیجه این نیاز به وجود می ­آید که دستگاه به طور منظم تمیز گردد.

آب مقطر مثل همه آب های خالص اغلب در یک مخزن تصفیه آب استریل شده به منظور تضمین عدم وجود و ورود باکتری در آب، ذخیره می شوند. بسیاری از تولید کنندگان از گزینه­ های اقتصادی تری نظیر دیونیزه کردن آب به جای فرایند تقطیر آب استفاده می­ کنند .       

دوبار تقطیر     Double distillation

آب دوبار تقطیر شده (به طور مختصر ddH2O، آب Bidest یا DDW) حاصل جوشاندن آهسته مجدد آبی است که از متراکم کردن (تغلیظ کردن) بخار آب پاکسازی شده از یک فرایند جوشاندن آهسته اولیه حاصل شده است. از لحاظ تاریخی این روش یک استاندارد عملی برای آب آزمایشگاهی با درجه تصفیه بالا در زمینه بیوشیمی است و برای آنالیزهای دقیق آزمایشگاهی تا روش ­های پاکسازی ترکیبی تصفیه آب که بسیار گسترده شده است، مورد استفاده قرار می ­گیرد.     

روش دیونیزاسیون (یون زدایی کردن) Deionization

آب دیونیزه (آب DI، DIW یا آب یون­زدایی شده) اغلب با آبی که املاح زدایی شده (آب (DM اشتباه گرفته می­ شود. آب دیونیزه آبی است که تقریبا تمامی یون­های معدنی آن (یون­ه ای کاتیونی نظیر سدیم، کلسیم، آهن و مس و یون­ های آنیونی نظیر کلراید و سولفات) حذف شده است.

دیونیزاسیون یک فرایند شیمیایی است که به طور ویژه در رزین­ های تبادل یونی که از طریق تبادل یون­ های هیدروژن و هیدروکسید با املاح محلول در آب و سپس ترکیب این دو یون و تبدیل آنها به مولکول آب عمل می­ کنند، مورد استفاده قرار می­گیرد.

از آنجا که اغلب ناخالصی ­های غیر ذره­ ای آب، نمک ­های حل شده هستند، فرایند دیونیزاسیون موجب تولید آب با خلوص بالا شده که معمولا مشابه آب تقطیر شده است ولی این فرایند سریع و بدون رسوب سازی (نظیر دستگاه تقطیر) است. با این حال، دیونیزاسیون به طور قابل توجهی قادر به حذف مولکول­ های آلی بدون بار، ویروس ­ها یا باکتری ها به جزء از طریق به دام افتادن اتفاقی در رزین نیست.

رزین ­های آنیونی که به صورت ویژه ایجاد می شوند میتواند باکتری­های گرم-منفی را حذف کنند. دیونیزاسیون آب می­تواند به طور مداوم و ارزان به روش الکترو دیونیزاسیون انجام گیرد.

دیونیزاسیون هم­-جریان     Co-current deionization

دیونیزاسیون هم-جریان یک فرایند جریان پایین اصلی است که هم آب ورودی و هم مواد شیمیایی احیاء کننده، هر دو از قسمت بالایی یک ستون تبادلگر یونی داخل شده و از قسمت پایین ستون خارج می­ شوند. به دلیل استفاده بیشتر از بازسازنده­ ها (احیاء کننده) در دیونیزاسیون هم-جریان،  هزینه این روش در مقایسه با روش دیونیزاسیون جریان معکوس نسبتا بیشتر است.

از آنجا که مواد شیمیایی بازسازنده (احیاء کننده) ، هنگام مواجهه با رزین­ های سطح زیرین یا داخل ستون تبادل یونی رقیق و آبکی هستند، کیفیت محصول بدست آمده نسبت به یک ستون جریان معکوس با همان اندازه کمتر است. این فرایند هنوز هم مورد استفاده قرار می­گیرد و می­توان با تنظیم خوب ریجنت­های داخل ستون تبادلگر یون این روش را بهینه ­سازی کرد.

دیونیزاسیون جریان معکوس  Counter-current deionization

دیونیزاسیون جریان معکوس به دو شکل وجود دارد که هر یک مستلزم ساختاری مهندسی شده هستند:

1. ستون های جریان بالا که در آن آب ورودی از پایین و بازسازنده ­ها (احیاء کننده­ ها) از بالای ستون تبادلگر یون وارد می ­شوند.

2. بازسازی (احیاء)  کردن جریان بالا که آب از بالا و بازسازننده­ ها (احیاء کننده­ ها) از پایین وارد می­ شوند.

در هر دو مورد جداسازی قسمت­ های فوقانی (بالادستی) توزیع (آب ورودی، بازسازنده (احیاء کننده) ورودی، آب خروجی و بازسازنده (احیاء کننده) خروجی) باید بر اساس کیفیت و جریان آب ورودی، زمان عملکرد بین ریجنت­ها و تجزیه و تحلیل آب حاصله مورد نظر، تنظیم شود.

دیونیزاسیون جریان معکوس روش بهتری برای تبادل یون است. ریجنت­های شیمیایی بر خلاف جهت جریان سیستم جریان می­ یابند. در مقایسه با ستون­ های هم- جریان در این روش زمان کمتری برای بازسازی (احیاء) آب مورد نیاز است. کیفیت محصول نهایی می­تواند کمتر از 5 قسمت در هر میلیون ناخالصی باشد. مزیت اصلی دیونیزاسیون جریان معکوس هزینه عملکردی پایین آن است که این به دلیل استفاده کمتر ریجنت در طول فرایند بازسازی (احیاء) آب است.        

دیونیزه بستر مختلط     Mixed bed deionization

دیونیزاسیون بستر مختلط از تلفیق مخلوطی 50/50 از رزین های آنیونی و کاتیونی در یک ستون تبادلگر یونی بدست می ­آید. با پیش تصفیه مناسب، با یکبار عبور دادن آب پاکسازی شده از میان یک ستون تبادلگر یون دارای بستر مختلط، خالص ­ترین آبی که می­توان ساخت تولید می­گردد.

اغلب سیستم­ های دیونیزاسیون با بستر مختلط برای پردازش نهایی آب جهت پاکسازی ناچیزترین یون­های موجود در آب قبل از استفاده، به کار می ­روند. واحدهای دیونیزاسیون دارای بستر مختلط کوچک قابلیت بازسازی (احیاء شدن) ندارند. واحدهای دیونیزاسیون بستر مختلط تجاری دارای سیستم ­های داخلی کارآمد برای توزیع آب و ریجنت جهت بازسازی (احیاء) دارند.

یک سیستم کنترلی عملکرد پمپ­ ها و شیرها را برای بازسازی رزین­ های آنیونی و کاتیونی مصرف شده داخل ستون تبادلگر یون، کنترل می کند. هر یک (رزین کاتیونی و آنیونی) به طور جداگانه بازسازی (احیاء) شده و سپس در طول فرایند بازسازی مجددا مخلوط می­ شوند. به دلیل اینکه  آب حاصل شده کیفیت بالای بدست آورده و از طرفی دیگر به دلیل هزینه و مشکل بازسازی در این روش از این رو املاح زداینده ای بستر مختلط زمانی استفاده می­ شوند که آب با بالاترین خلوص نیاز باشد.

املاح زادیی کردن (زدودن مواد معدنی)     Demineralization

فرایند املاح زدایی اغلب به جای دیونیزاسیون نیز مورد استفاده قرار می­ گیرد. املاح زدایی، اساسا تمامی مواد معدنی (املاح) که می­تواند در آب طبیعی یافت شود را می­زداید. این روش هنگامی انجام می ­شود که آب برای فرایندهای شیمیایی نیاز است و مواد معدنی (املاح) موجود در آب ممکن است با دیگر مواد شیمیایی تداخل کنند.

به این دلیل در ساخت و تهیه تمامی محصولات شیمیایی از آب املاح زدایی شده استفاده می­شود. از طریق روش املاح زدایی، آب نرم شده از جایگزین مواد معدنی نامطلوب با نمک های مختلف (مثل NaCl) تولید می ­شود. آب املاح زدایی شده خاصیت هدایت بالاتری از آب دیونیزه دارد.  

فرایندهای دیگر     Other processes

فرایندهای دیگری که برای پاکسازی آب می­توان نام برد نظیر : اسمز معکوس ، فیلتراسیون کربنی، فیلتراسیون با منافذ میکروپروس، اولترافیلتراسیون، اکسیداسیون ماوراء بنفش یا الکترولیز.

این روش­ ها به جا و یا به همراه روش ­های ذکر شده در بالا به کار می روند. این فرایندها آب قابل شرب (آشامیدنی)  و نه لزوما آب کاملا خالص H2O ( ترکیب یون های هیدروکساید و هیدرونیوم) ارائه می ­دهند که این آب حاوی هیپوکلریت سدیم رقیق، ازن، مخلوط اکسیدان (الکتروکاتالیز H2O+NaCl) و ید می­ باشد. 

در صورت هرگونه سوال و یا سفارش تلفنی می توانید از طریق شماره تلگرام تصفیه آب 09129418377  و یا ایمیل info@wfiltration.com با کارشناسان تصفیه آب بهاب در ارتباط باشید.  

**ن