شیمی پیام نور
پروژه پایانی تصفيه آب در پالايشگاه   پروژه پایانی تصفیه آب در پالایشگاهناخالصی های موجود در آب :مواد غیر محلول و معلق :1) ذرات ریز خاک و سنگ و مواد تشکیل دهنده بستر رودخانه ها که در اثر ف

پروژه پایانی تصفيه آب در پالايشگاه 

 

پروژه پایانی تصفیه آب در پالایشگاه
ناخالصی های موجود در آب :
مواد غیر محلول و معلق :
1) ذرات ریز خاک و سنگ و مواد تشکیل دهنده بستر رودخانه ها که در اثر فرسایش زمین ایجاد شده اند.
2) موجودات ریز زنده ( میکروارگانیزم ها) مانند باکتری ها
3) سیلیس کلوئیدی ، کلوئیدها ، سوسپانسون ها و امولسیون ها
1) کم کم در سطح حلال و یا ته ظرف یعنی زیر حلال جمع می شوند.
2) از پرده اسمزی عبور نمی کنند و اکثرا از کاغذ صافی هم عبور نمی کنند.
3) این ذرات با چشم دیده نمی شوند ولی با میکروسکوپ های معمولی قابل مشاهده می باشند.
محلول های حقیقی مانند محلول نمک در آب دارای ویژگیهای زیر می باشند :
1) نه در سطح حلال و نه در زیر حلال جمع می شوند.
2) از هر نوع کاغذ صافی عبور می کنند.
3) از پرده های اسمزی عبور می کنند.
4) با الکترومیکروسکوپ ها هم قابل مشاهده نمی باشند.
1) از کاغذ صافی عبور می کنند ولی از صافی های خیلی ریز ( اولترافیلتر) عبور نمی کنند.
2) از پرده های اسمزی عبور می کنند.
3) ته نشین نمی شوند ولی به هم می پیوندند و توده نیمه جامدی به نام لخـــته تشکیل می دهند.
گازها :
NH3,CH4,H2S,CL2,O2,CO2
خواص آب با توجه به نوع و میزان ناخالی های آن :
انوع سختی :
1) سختی کل (Total hardness-T.H)
2) سختی دائم (Permanent hardness)
3) سختی موقت (Temporary hardness)
- اهمیت قلیائیت و رابطه آن با PH :
- قلیائیت (Alkalinity) :
- اسیدیته (Acidity) :
حلالیت آب (Solubility) :
سنجش مقدار مواد آلی (Measurement of organic component)
- اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی (Biochemical oxygen demand)
- اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (Chemical oxygen Demand)
ماده آلی
- مجموع اکسیژن مورد نیاز (Total oygen Demand)
فرایند نرم سازی به شیوه ته نشینی
(Softening process by sedimentation Method)
حذف سختی موقت (Temporary hardness removal) :
حذف سختی دائم (Permanent hardness Removal) :
تبادل یونی (Ion-exchange) :
رزین های تبادل یونی ویژه بستر مختلط
(Mixed bed colums ion-exchange resins)
مقایسه رزین های ضعیف و قوی :
فرایند بی یون سازی (Demineralisation Process)
الف) الکترودیالیز
ب) اسمز معکــوس
پ) تقطیر
ت) انرژی خورشیدی
ث) فرایند آب آهک زنی
ج) پمپهای حرارتی
انتخاب فرآیند بی یون سازی بر اساس موارد زیر است :
الف) کیفیت آب خام
ب) کیفیت آب مورد نیاز
پ ) هزینه سرمایه گذاری
ت) هزینه بهره برداری
خواص رزین های مبادله کننده یونی :
رزین های تبادل یونی بایستی از ویژگیهای خاصی برخوردار باشند . مهم ترین این ویژگیها عبارتنداز :
الف) بزرگ بودن سطوح تبادل یونی
ب) دارا بودن ظرفیت بالا
پ) بالا بودن ضریب انتخاب
ت) مقاومت در برابر مواد شیمایی
ث) مقاومت در برابر تغییرات PH
ج) مقرون به صرفه بودن
چ) ارزان بودن مواد به کار گرفته شده در فرایند احیای رزین ها
ح) سمی نبودن
خ) دارا بودن مقاومت مکانیکی بالا
مزیت های روش تبادل یونی :
الف) سهولت در نصب و بهره برداری
ب) بالابودن عمر مفید رزین ها ( در شرایط بهره برداری مناسب عمر رزین ها بیشتر از 15 سال است)
پ) قابلیت اجرا در ظرفیت های مختلف
ت) عدم وجود فاضلاب آلوده برای محیط زیست
محدودیت های روش تبادل یونی :
الف) در محدوده T.D.S>700ppm مقرون به صرفه نیست
ب ) این روش برای واحدهای صنعتی متداول می باشد و معمولا برای آب آشامیدنی مورد استفاده قرار نمی گیرد.
پ ) مواد شیمیایی مصرفی از همه روش ها بیشتر و آب تولیدی پرهزینه تر است.
ت ) بر اساس نوع رزین و پوشش ستون های تبادل یونی ماکزیمم دمای فرایند تبادل یونی محدودیت دارد.
ج ) اجسام غیر یونیزه قابلیت تبادل یونی ندارند.
چ ) حد مجاز آهن ، منگنز و فلزات سنگین در مجموع باید کمتر از ppm 1/0 باشد.
ح ) آب عبوری از رزین های تبادل یونی باید فاقد املاح معلق ، اجسام کلوئیدی ،چربی و مواد آلی باشد.
فرایند تبادل یونی با بستر ثابت (Fixed bed process)
1) شست و شوی معکــوس به منظور شکوفا شدن رزین ها
2) عبور از ماده احیا کننده از بستر به منظور احیای رزین ها
3) آبکشی آهسته برای بیرون راندن آرام ماده احیا کننده از ستون تبادل یونی
4) آبکشی سریع برای بیرون راندن آخرین ذرات ماده احیا کننده از بستر تبادل یونی
اطلاعات تکمیلی (Supplimentary information)
الکترو دیالیز (Electrodialysis) :
نکات مهم در طراحی و بهره برداری از سیستم های الکترودیالیز :
فرآیند تقطیری :
1) تولید بخار با حرارت دادن به آب و رسانیدن دمای آب به نقطه جوش
2) جمع آوری بخار
3) میعان بخار و بازیافت حرارت
سیستم تقطیر چند مرحله ای (Multistage Distillation) :
سیستم های تقطیری چند مرحله ای دارای انواع گوناگونی می باشند که عبارتند از :
1) تقطیر کننده با لوله های درون آب
2) تبخیر کننده با لوله های بلند عمودی
3) تبخیر کننده های عمودی بالایه پایین رونده
4) تبخیر کننده های عمودی بالایه بالا رونده
5) تبخیر کننده های افقی
کاربرد پمپ حرارتی در تصفیه آب :
اجزاء اصلی یک پمپ حرارتی عبارتند از :
1) کمپرسور برای افزایش فشار سیال کاری
2) شیر انبساط به منظور کاهش و افت فشار سیال کاری
3) چگالنده به منظور دفع انرژی سیال کاری به محیط گرم
4) تبخیر کننده برای جذب انرژی از محیط سرد به سیال کاری
گاز زدایی (Degasification) :
اثرات ناخالصی های گازی آب :
روش های حذف گازها :
به طور کلی برای حذف ناخالصی های گازی آب دو شیوه عمده وجود دارد :
الف) روش های فیزیکی حذف گازها
ب) روش های شیمایی حذف گازها
برخی از روشهای فیزیکی حذف گاز عبارتند از :
1)حذف گاز هیدروژن سولفوره و ترکیبات آلی
2) حذف گاز کربنیک
4) هوازدائی سرد (Cold dearation) :
5) هوازدایی گرم (Hot Dearation) :
تصفیه بیولوژیکی :
1) تصفیه بیولوژیکی هوازی
2) تصفیه بیولوژیکی غیر هوازی
تصفیه بیولوژیکی هوازی :
سلولهای جدید پروتوپلاسم سنتز
هوادهی و تولید لجن فعال :
1) تامین اکسیژن کافی برای میکروارگانیزم ها
2) همزدن و مخلوط کردن پساب با لجن فعال و ایجاد سطح تماس بیشتر
تصفیه بیولوژیکی غیر هوازی :
امتیازات تصفیه به روش غیر هوازی :
1) تولید کم سلول های بیولوژیکی به عنوان لجن
2) احتیاج کم به مواد غذایی معدنی
3) عدم احتیاج به اکسیژن و وسایل هوادهی
4) تولید گاز متان به عنوان محصول نهایی
معایب تصفیه به روش غیر هوازی :
حذف موجودهای زنده در آب (گندزدایی) :
1) ضدعفونی با مواد شیمایی که شامل افزودن کلر و ترکیبات آن ، برم ، ید و ازن می باشد.
2) ضدعفونی با عوامل فیزیکی از جمله گرما ، اشعه ماوراء بنفش و اشعه گاما.
کلر زنی :
کلرزدایی :
هیپوکلریت اسید حاصل از هیدرولیز طبق واکنش زیر یونیزه میشود :
1) استفاده از دی اکسید گوگرد
2) استفاده از کربن فعال
رسوب گذاری و خوردگی در دیگ های بخار
(Scaling and corrosion of boiler) :
1) تشکیل رسوب بر جداره دیگ بخار (Scaling)
2) خوردگی سطح دیگ بخار (Corrosion)
3) حمل قطرات مایع توسط بخار (Carry over)
4) کف کردن (Foaming)
5) غلغل کردن (Priming)
6) شکنندگی قلیایی فلز دیگ بخار (Coustic embrittle ment)
مکانیسم تشکیل رسوب :