مواد شیمیایی مورد استفاده در تصفیه آب

تصفیه آب یک فرآیند اساسی برای تضمین ایمنی و کیفیت آب در مصارف شرب، صنعتی و محیط زیست به شمار می‌آید.

1. کلر
2.آلوم (سولفات آلومینیوم)
3. هیپوکلریت سدیم
4. آهک (اکسید کلسیم)
5. فریک کلرید
6. هیدروکسید سدیم (سودا سوز آور)
7. کربن فعال
8. پلی فسفات ها
9. پراکسید هیدروژن
10. اوزون

در اینجا به بررسی دقیق 10 ماده شیمیایی برتر که در فرآیند تصفیه آب به کار می‌روند، خواهیم پرداخت و به مزایا و کاربردهای هر یک از آن‌ها اشاره خواهیم کرد.

1. کلر

کلر یکی از پرکاربردترین مواد ضدعفونی کننده در تصفیه آب است. این به طور موثر طیف گسترده ای از عوامل بیماری زا را از بین می برد و تضمین می کند که آب برای مصارف انسانی و مصارف صنعتی ایمن است. علاوه بر ضد عفونی کردن، کلر برای اکسید کردن آهن، منگنز و سولفید هیدروژن نیز استفاده می شود و حذف آنها از آب را تسهیل می کند.

مزایا:

• ضد عفونی موثر: خواص قوی ضدعفونی‌کنندگی کلر، به حذف میکروارگانیسم‌های مضر کمک کرده و خطر ابتلا به بیماری‌های ناشی از آب را کاهش می‌دهد.
• اکسیداسیون آلاینده ها: کلر می‌تواند ناخالصی‌های مختلف را اکسید کرده و فرآیند فیلتر کردن یا رسوب دادن آن‌ها را تسهیل کند.

برنامه های کاربردی:

• تصفیه آب شهری: برای تضمین ایمنی آب شرب و جلوگیری از شیوع بیماری‌ها، کلر به منابع آب عمومی افزوده می‌شود تا عوامل بیماری‌زا حذف شوند.
• استخرها: کلر به منظور نگهداری آب تمیز و سالم در استخرهای شنا، با کنترل رشد جلبک‌ها و باکتری‌ها به کار می‌رود.
• سیستم‌های آب صنعتی: در محیط‌های صنعتی، کلر به منظور کنترل رشد میکروبی در برج‌های خنک‌کننده و دیگر سیستم‌های آبی به کار می‌رود تا عملکرد بهینه را تضمین کرده و از تشکیل رسوب‌های

زیستی جلوگیری کند.

2. آلوم (سولفات آلومینیوم)

آلوم به طور عمده به عنوان یک منعقدکننده در فرآیندهای تصفیه آب به کار می‌رود. این ماده به تجمع ذرات معلق کمک کرده و حذف آن‌ها را از طریق ته‌نشینی یا فیلتراسیون آسان‌تر و مؤثرتر می‌سازد.

مزایا:

• انعقاد و لخته سازی: آلوم به تجمع ذرات ریز کمک کرده و باعث افزایش شفافیت آب می‌شود و فرآیند فیلتر کردن آن را تسهیل می‌کند..
• کاهش کدورت:زاج با تجمع ذرات به طور موثر کدورت را کاهش می دهد و در نتیجه آب شفاف تری به دست می آید.

برنامه های کاربردی:

• تصفیه آب آشامیدنی: آلوم در فرآیند تصفیه آب به منظور حذف ذرات معلق و کاهش کدورت به کار می‌رود تا آب آشامیدنی سالم و پاکیزه تأمین شود.
• تصفیه فاضلاب: آلوم به پاکسازی آلاینده‌ها از فاضلاب‌های صنعتی و شهری یاری می‌رساند و بهبود کلی در فرآیند تصفیه را به ارمغان می‌آورد.
• تولید کاغذ: در صنعت کاغذ، زاج به منظور تصفیه آب مورد نیاز در فرآیند تولید به کار می‌رود و این امر به تضمین کیفیت بالای محصولات کاغذی کمک می‌کند.

3. هیپوکلریت سدیم

هیپوکلریت سدیم یک ترکیب شیمیایی چندمنظوره است که به عنوان ماده‌ای برای ضدعفونی و سفید کردن به کار می‌رود. این ماده معمولاً در فرآیند ضدعفونی آب و تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرد و به تأمین ایمنی و کیفیت آب تصفیه شده کمک می‌کند.

مزایا:

• ضد عفونی قوی:هیپوکلریت سدیم در از بین بردن باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌ها مؤثر است و به تأمین ایمنی آب تصفیه شده کمک می‌کند.
• اکسیداسیون آلاینده ها:ناخالصی‌های گوناگون را اکسید کرده و فرآیند حذف آن‌ها از آب را آسان‌تر می‌سازد.

برنامه های کاربردی:

• تصفیه آب آشامیدنی: هیپوکلریت سدیم به منظور ضدعفونی کردن آب آشامیدنی به کار می‌رود و ایمنی آن برای مصرف انسان تضمین شده است.
• تصفیه فاضلاب: به کاهش آلودگی میکروبی در فاضلاب تصفیه شده یاری می‌رساند و تضمین‌کننده رعایت استانداردهای زیست‌محیطی است.
• سفید کننده خانگی:هیپوکلریت سدیم به خاطر ویژگی‌های ضدعفونی‌کننده و سفیدکننده‌اش به طور فراوان در محصولات تمیزکننده خانگی به کار می‌رود.

4. آهک (اکسید کلسیم)

آهک به منظور تنظیم pH آب به کار می‌رود و باعث قلیایی‌تر شدن آن می‌شود. همچنین با رسوب کلسیم و منیزیم، به نرم شدن آب کمک کرده و سختی آن را کاهش می‌دهد.

مزایا:

• تنظیم pH: آهک به منظور افزایش pH آب اسیدی به کار می‌رود و بدین ترتیب اسیدیته را خنثی کرده و ترکیب شیمیایی آب را تثبیت می‌کند. این امر برای حفظ pH آب در محدوده‌ای قابل قبول برای کاربردهای مختلف ضروری است.
• نرم کننده آب: آهک نه تنها در تنظیم pH مؤثر است، بلکه در فرآیند نرم کردن آب نیز نقش دارد. این ماده یون‌های کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت را رسوب می‌دهد و آن‌ها را به اشکال نامحلول تبدیل می‌کند که به سادگی می‌توان از طریق فیلتراسیون یا ته‌نشینی از آب جدا کرد.

برنامه های کاربردی:

• تصفیه آب آشامیدنی: آهک به طور معمول در تصفیه‌خانه‌های آب آشامیدنی به منظور افزایش pH منابع آب اسیدی به کار می‌رود. این عمل به کاهش خوردگی لوله‌های توزیع کمک کرده و اطمینان می‌دهد که آب کمتری به وسایل لوله‌کشی و تجهیزات برقی آسیب می‌زند.
• تصفیه آب صنعتی: در صنایع، آهک برای کنترل pH در فرآیند تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین در آب خوراک بویلر به منظور جلوگیری از رسوب ناشی از یون‌های کلسیم و منیزیم به کار می‌رود.
• تصفیه فاضلاب: آهک در فرآیند تصفیه فاضلاب برای تنظیم pH و تسهیل رسوب فلزات و فسفات‌ها استفاده می‌شود و به حذف آلاینده‌ها از جریان‌های فاضلاب کمک می‌کند.

5. کلرید فریک

کلرید آهن یک ماده شیمیایی است که به طور عمده به عنوان منعقدکننده و لخته‌ساز در فرآیندهای تصفیه آب به کار می‌رود.

مزایا:

• انعقاد و لخته‌سازی: کلرید فریک در فرآیند انعقاد ذرات معلق و کلوئیدهای موجود در آب بسیار کارآمد است. این ماده با خنثی کردن بارهای سطحی این ذرات، آنها را ناپایدار کرده و به تجمع و تشکیل لخته‌های بزرگتر و متراکم‌تر کمک می‌کند.
• حذف فلزات سنگین: این ترکیب به حذف فلزات سنگینی مانند آرسنیک، سرب و کروم از آب از طریق مکانیسم‌های بارش و جذب یاری می‌رساند.
• کنترل بو: کلرید آهن همچنین در کاهش بوهای ناخوشایند ناشی از سولفید هیدروژن و ترکیبات آلی موجود در آب مؤثر است.

برنامه های کاربردی:

• تصفیه آب شهری: کلرید فریک به طور گسترده‌ای در تصفیه‌خانه‌های آب شهری به منظور شفاف‌سازی آب خام، کاهش کدورت و پایین آوردن غلظت فلزات سنگین به کار می‌رود.
• تصفیه آب صنعتی: در صنایع، کلرید آهن برای تصفیه فاضلاب به ویژه در فرآیندهایی که نیاز به حذف آلاینده‌های خاصی مانند فلزات سنگین دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• تولید آب آشامیدنی: در فرآیند تولید آب آشامیدنی، کلرید آهن با حذف مؤثر آلاینده‌ها و بهبود کیفیت آب، اطمینان حاصل می‌کند که آب تصفیه‌شده با استانداردهای نظارتی سازگار است.

6. هیدروکسید سدیم (سودا سوزآور)

هیدروکسید سدیم، که به طور معمول با نام سود سوزآور شناخته می‌شود، یک قلیای قوی است که به طور عمده در تصفیه آب برای تنظیم pH و ایجاد رسوب‌های شیمیایی به کار می‌رود.

مزایا:

• تنظیم pH: سود سوزآور به منظور افزایش pH آب‌های اسیدی و کاهش اسیدیته به کار می‌رود. این کار برای حفظ تعادل شیمیایی آب و جلوگیری از خوردگی لوله‌ها و تجهیزات توزیع بسیار حیاتی است.
• رسوب شیمیایی: این ماده به تسهیل رسوب فلزاتی نظیر آهن، منگنز و فلزات سنگین از آب کمک کرده و امکان حذف آن‌ها را از طریق فرآیندهای فیلتراسیون یا ته‌نشینی فراهم می‌آورد.
• خنثی‌سازی: سود سوزآور به خنثی‌سازی پساب‌های اسیدی و صنعتی کمک کرده و آن‌ها را برای محیط زیست کمتر مضر می‌سازد.

برنامه های کاربردی:

• تصفیه آب آشامیدنی: در تصفیه‌خانه‌های آب آشامیدنی، هیدروکسید سدیم به منظور تنظیم سطح pH و کنترل خوردگی در سیستم‌های توزیع به کار می‌رود. این ماده همچنین به حذف فلزات و آلاینده‌های محلول کمک می‌کند.
• تصفیه آب صنعتی: در زمینه‌های صنعتی، سود سوزآور برای تنظیم pH در فرآیندهای مختلفی مانند تکمیل فلز، فرآوری مواد غذایی و تولید مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• تصفیه فاضلاب: سود سوزآور نقش مهمی در فرآیندهای تصفیه فاضلاب ایفا می‌کند و به رسوب‌گذاری فسفات‌ها، خنثی‌سازی فاضلاب‌های اسیدی و افزایش کارایی تصفیه بیولوژیکی کمک می‌کند.

7. کربن فعال

کربن فعال یک جاذب چندمنظوره است که در فرآیند تصفیه آب به منظور حذف آلاینده‌های آلی، کلر و سایر ناخالصی‌ها به کار می‌رود.

مزایا:

• ظرفیت جذب: کربن فعال به دلیل داشتن سطح و ساختار منافذ بالا، قادر است انواع مختلفی از ترکیبات آلی، آفت‌کش‌ها و محصولات جانبی ضدعفونی را از آب جذب کند.
• حذف طعم و بو: این ماده به طور مؤثر طعم، بو و ترکیباتی که باعث رنگ‌آمیزی آب می‌شوند را از بین می‌برد و کیفیت ظاهری آب تصفیه شده را بهبود می‌بخشد.
• حذف کلر: فیلترهای کربن فعال برای حذف کلر و کلرامین از آب به کار می‌روند و آن را برای نوشیدن و سایر مصارف مناسب می‌سازند.

برنامه های کاربردی:

• تصفیه آب آشامیدنی: کربن فعال در سیستم‌های تصفیه آب به عنوان نقطه ورودی و نقطه استفاده برای بهبود طعم، بو و کیفیت کلی آب به کار می‌رود. همچنین در تصفیه‌خانه‌های آب شهری برای حذف آلاینده‌های آلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• تصفیه فاضلاب: کربن فعال با جذب آلاینده‌های آلی و مواد شیمیایی خطرناک قبل از تخلیه، نقش کلیدی در تصفیه فاضلاب صنعتی ایفا می‌کند.
• تصفیه هوا: علاوه بر تصفیه آب، کربن فعال در سیستم‌های تصفیه هوا نیز برای حذف ترکیبات آلی فرار (VOCs)، بوها و آلاینده‌های موجود در هوا به کار می‌رود.

8. پلی فسفات ها

پلی فسفات‌ها دسته‌ای از ترکیبات شیمیایی هستند که به طور عمده برای جلوگیری از رسوب و کنترل خوردگی در سیستم‌های آبی به کار می‌روند.

مزایا:

• مهار رسوب: پلی فسفات‌ها با جدا کردن یون‌های سختی مانند کلسیم و منیزیم، از ایجاد رسوب در لوله‌ها، بویلرها و مبدل‌های حرارتی جلوگیری می‌کنند.
• کنترل خوردگی: این مواد یک لایه حفاظتی بر روی سطوح فلزی ایجاد می‌کنند و از خوردگی ناشی از اکسیژن محلول و شرایط اسیدی در آب جلوگیری می‌نمایند.

برنامه های کاربردی:

• تصفیه آب صنعتی: پلی فسفات‌ها به طور گسترده‌ای در محیط‌های صنعتی به منظور جلوگیری از تشکیل رسوب در برج‌های خنک‌کننده، بویلرها و سیستم‌های آب فرآیندی به کار می‌روند. این مواد به حفظ کارایی سیستم و افزایش عمر تجهیزات کمک می‌کنند.
• تصفیه آب آشامیدنی: در فرآیند تصفیه آب شهری، پلی فسفات‌ها به منظور جلوگیری از رسوب در لوله‌های توزیع و کاهش خطر خوردگی به آب اضافه می‌شوند.
• کاربردهای خانگی: پلی فسفات‌ها در نرم‌کننده‌های آب خانگی و دستگاه‌های تصفیه آب به کار می‌روند تا از وسایل لوله‌کشی و لوازم خانگی در برابر رسوب و خوردگی محافظت کنند.

9. پراکسید هیدروژن

پراکسید هیدروژن یک اکسیدکننده قوی به شمار می‌آید که در زمینه‌های گندزدایی، اکسیداسیون آلاینده‌ها و تصفیه فاضلاب کاربرد دارد.

مزایا:

• ضد عفونی: پراکسید هیدروژن به طور مؤثر باکتری‌ها، ویروس‌ها و سایر عوامل بیماری‌زا را در آب از بین می‌برد و آن را برای نوشیدن و استفاده‌های تفریحی ایمن می‌سازد.
• اکسیداسیون: این ماده به اکسید کردن آلاینده‌های آلی و معدنی مانند سولفید هیدروژن، آهن و منگنز کمک کرده و فرآیند حذف آن‌ها از آب را تسهیل می‌کند.

برنامه های کاربردی:

• تصفیه آب آشامیدنی: پراکسید هیدروژن به عنوان یک ضدعفونی‌کننده جایگزین در تصفیه‌خانه‌های آب آشامیدنی به کار می‌رود، به ویژه در مناطقی که پاتوژن‌های مقاوم به کلر وجود دارند. این ماده همچنین به حذف طعم و بوهای نامطبوع کمک می‌کند.
• تصفیه فاضلاب: در فرآیند تصفیه فاضلاب، پراکسید هیدروژن با اکسید کردن آلاینده‌های آلی، به کاهش نیاز بیوشیمیایی اکسیژن (BOD) و نیاز شیمیایی اکسیژن (COD) کمک می‌کند و همچنین کارایی فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی را افزایش می‌دهد.
• کاربردهای صنعتی: پراکسید هیدروژن در صنایع مختلف برای سنتز شیمیایی، سفید کردن و تصفیه پساب به منظور بهبود کیفیت آب و رعایت استانداردهای زیست‌محیطی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

10. ازن

ازن یک عامل اکسید کننده قوی است که برای ضد عفونی کردن، اکسیداسیون آلاینده ها و حذف بو در تصفیه آب استفاده می شود.

مزایا:

• ضد عفونی: ازن به طور مؤثری باکتری‌ها، ویروس‌ها و سایر میکروارگانیسم‌های موجود در آب را از بین می‌برد و به عنوان یک مانع مطمئن در برابر بیماری‌های ناشی از آب عمل می‌کند.
• اکسیداسیون: این فرآیند ترکیبات آلی و معدنی را اکسید کرده و طعم، بو و مواد رنگی را از آب حذف می‌نماید.

برنامه های کاربردی:

• تصفیه آب آشامیدنی: ازن به عنوان یک ضدعفونی‌کننده اولیه یا در مرحله دوم ضدعفونی در تصفیه‌خانه‌های آب آشامیدنی به کار می‌رود. این روش کیفیت آب را با کاهش غلظت محصولات جانبی ضدعفونی (DBPs) که در فرآیند کلرزنی ایجاد می‌شوند، بهبود می‌بخشد.
• تصفیه فاضلاب: ازن در فرآیند تصفیه فاضلاب برای حذف آلاینده‌های آلی، پاتوژن‌ها و ترکیبات مقاوم به تجزیه استفاده می‌شود. این روش به افزایش کارایی کلی درمان کمک کرده و استانداردهای دقیق تخلیه را تأمین می‌کند.
• آبزی‌پروری: ازن در صنعت پرورش ماهی و آبزی‌پروری به منظور حفظ کیفیت آب، کنترل عوامل بیماری‌زا و بهبود سلامت ماهی‌ها به کار می‌رود.

نتیجه گیری

تصفیه مؤثر آب شامل مجموعه‌ای از فرآیندهای شیمیایی است که با هدف تأمین ایمنی، کیفیت و انطباق با استانداردهای نظارتی انجام می‌شود. هر یک از مواد شیمیایی به کار رفته در این فرآیند وظیفه خاصی را بر عهده دارد، از جمله ضدعفونی، انعقاد، تنظیم pH، اکسیداسیون و حذف آلاینده‌ها.

با استفاده از مواد شیمیایی و استراتژی‌های مناسب در تصفیه، کارشناسان می‌توانند به چالش‌های مختلف مرتبط با کیفیت آب پاسخ دهند و دسترسی به منابع آب پاک، ایمن و پایدار را برای جوامع در سرتاسر جهان فراهم کنند.