روش‌های مختلف تصفیه آب آرشیو مقالات

تقطیر  Distillation

احتمالا قدیمی‌ترین روش تصفیه آب، تقطیر باشد. ابتدا آب تا دمای جوش گرما می‌بیند، سپس بخار آب به یک کندانسور condenser افزایش می یابد که خنک کننده دمای آب را کاهش می دهد، بنابراین بخار متراکم، جمع آوری و ذخیره می شود. بیشتر آلاینده‌ها پشت مجرای فاز مایع می‌مانند.

با این حال گاهی ممکن است موادی در آب تقطیر شده که به آن مقطر می گویند، پیدا شود. ارگانیسم هایی مانند علف‌کش‌ها و آفت‌کش‌ها، در دمای زیر 100 درجه سانتیگراد بطور موثر از بین نرفته و در واقع می‌توانند در آب حاصل متراکم شوند. یکی دیگر از معایب تقطیر، هزینه آن است. تقطیر به مقدار زیاد انرژی و آب نیاز دارد و برای تولید آب تمیز بسیار کند است.

همچنین آب مقطر می تواند بسیار اسیدی باشد (pH پایین)، در نتیجه باید در شیشه قرار گیرد. از آنجایی که پس از تقطیر مواد زیادی در آب باقی نمی‌مانند، آب تقطیر شده اغلب آب «hungry» به معنای گرسنه، نامیده شده است. فاقد اکسیژن و مواد معدنی بوده و طعمی بی مزه دارد، به همین دلیل است که بیشتر در فرایندهای صنعتی استفاده می شود.

مزایای تصفیه آب به روش تقطیر

• طیف وسیعی از آلاینده ها را حذف می کند.
• قابل استفاده مجدد

معایب تصفیه آب به روش تقطیر

• برخی آلاینده ها می‌توانند وارد آب محصول شوند.
• برای اطمینان از تمیزی آب نیازمند نگهداری دقیق است.
• مقادیر زیادی انرژی مصرف می‌کند.
• این سیستم تصفیه آب معمولا فضای زیادی می‌گیرد.

تبادل یون Ion Exchange

فرایند تبادل یون، آب را از میان رزین کروی مهره ای مانند (رزین تبادل یون) عبور می‌دهد. یون‌های آب با سایر یون‌های ثابت در مهره‌ها تبادل می‌شوند. دو روش رایج تبادل یونی، سختی‌گیری آب Softening  و دیونیزاسیون Deionization هستند.

سختی‌گیری آب (نرم کردن آب) اصولا به عنوان یک روش پیش تصفیه برای کاهش سختی‌ آب پیش از اسمز معکوس (RO) مورد استفاده قرار می گیرد. سختی‌گیرها دارای مهره‌هایی هستند که برای هر یون کلسیم یا منیزیم حذف شده از آب سختی‌گیری شده، دو یون سدیم را جایگزین می‌کنند. مهره‌های دیونیزاسیون، یون‌های هیدروژن را با کاتیون یا یون‌های هیدروکسیل را با آنیون مبادله می‌‌کنند.

رزین‌های تبادل کاتیونی، ساخته شده از استایرن و دیوینیل بنزن حاوی گروه‌های اسید سولفونیک، یک یون هیدروژن را برای هر کاتیونی که با آن روبرو می‌شود (مثل +++Na+، Ca++، Al) مبادله می‌کند. بطور مشابه، رزین‌های تبادل آنیونی که از استایرن ساخته شده‌اند و حاوی گروه‌های آمونیوم چهارگانه می‌باشند، یون هیدروکسیل را با هر آنیونی (مثل -Cl) تبادل می‌کنند. یون هیدروژن از مبدل کاتیونی با یون هیدروکسیل مبدل آنیونی متحد شده و آب خالص را تشکیل می‌دهد. 

این رزین‌ها ممکن است در مبدل های جداگانه‌ با واحدهای جداگانه برای بسترهای تبادل کاتیونی و آنیونی بسته‌بندی شوند. یا آنها ممکن است در مبدل های مخلوط، حاوی ترکیبی از هر دو نوع رزین بسته‌بندی شوند.

در هر صورت، پس از آنکه رزین تمام یون‌های هیدروژن و یا هیدروکسیل خود را با آلاینده های آب مبادله کرد، باید احیاء (بازتولید) شود. بازتولید، فرایند تصفیه  آب را معکوس کرده، آلوده کننده‌های متصل به رزین‌های دیونیزاسیون را با یون‌های هیدروژن و هیدروکسیل جایگزین می‌کند.

دیونیزاسیون در ترکیب با روش های دیگر تصفیه آب از جمله تصفیه آب اسمز معکوس و جذب سطحی کربنی، می‌تواند جزء مهمی از یک سیستم تصفیه آب کامل باشد. سیستم های دیونیزاسیون به طور موثر یون ها را حذف می کنند، اما در حذف بیشتر ارگانیسم ها یا میکروارگانیسم ها موثر نمی باشد. میکروارگانیسم ها می توانند به رزین ها متصل شوند و محیط کشت را برای رشد سریع باکتری ها و تولید نسل بعد از آن فراهم کنند.

مزایا تصفیه آب به روش دیونیزاسیون

• حذف موثر موادغیرارگانیک محلول
• قابل بازتولید (دیونیزاسیون سرویس)
• سرمایه گذاری اولیه نسبتا ارزان

معایب تصفیه آب به روش دیونیزاسیون

• ذرات، پیروژن‌ها یا باکتری‌ها را به طور موثر حذف نمی‌کند.
• بسترهای دیونیزاسیون می‌توانند ذرات رزین و محیط کشت میکروب را فراهم کنند.
• هزینه‌های عملیاتی بالا در طولانی مدت

 در ادامه مقاله معمول‌ترین آلوده کننده‌های آب را مورد بررسی قرار می دهیم. برای مطالعه ادامه مقاله روی لینک قبل کلیک نمایید.

**ن