مواد شیمیایی
1400-03-05 1402-03-11 6:48مواد شیمیایی
مواد شیمیایی کارکردهای گسترده‌ای در تصفیه آب دارند. میلیون‌ها نفر بدون عشق زندگی کرده‌اند، اما هیچ کس بدون آب زندگی نکرده است! مولکول آب تشکیل شده از اکسیژن و هیدروژن، پایه و اساس همه موجودات زنده روی زمین را تشکیل می‌دهد. چه برای آشپزی و چه برای نیازهای اولیه بهداشتی، نقش آب سالم و پاکیزه غیرقابل انکار است؛ زیرا کل بقای انسان و دیگر موجودات به آب بستگی دارد.
تخمین زده می‌شود که سالانه حدود 3 میلیون و 400 هزار نفر از جمعیت جهان به دلیل محرومیت از دسترسی به آب آشامیدنی پاک می‌میرند. تأمین آب آشامیدنی سالم و بهداشتی همچنان یک چالش جهانی است که فقط دانش شیمی راه‌حلی برای آن دارد. صنایع شیمیایی به‌عنوان یک نعمت برای بشریت، مواد مختلف تصفیه آب را ارائه کرده‌اند که دسترسی به آب آشامیدنی تمیز را بهبود می‌بخشد.
مواد شیمیایی تصفیه آب چیست؟
در اینجا می‌خواهیم به‌طور مختصر در مورد آنچه ما را بر استفاده از مواد شیمیایی تصفیه آب متکی کرده است آشنا شویم. به‌طور روزافزون، تقاضا برای آب سالم و شیرین به دلیل برآوردن نیازهای انسانی و حمایت از فعالیت‌های صنعتی به‌طور مداوم در حال افزایش است. با افزایش شهرنشینی و توسعه اقتصادی، تأمین آب فعلی تقاضای روزافزون را برآورده نمی‌کند.
از این رو، صنایع شیمیایی از روش‌های نوآورانه تصفیه آب استفاده می‌کنند تا آب را برای استفاده نهایی مانند نوشیدن، آشپزی، آبیاری و مصارف صنعتی قابل قبول کند. روش‌های تصفیه آب از چهار فرایند اساسی استفاده می‌کند که شامل تصفیه آب سیستم دیگ بخار، تصفیه آب سیستم خنک کننده، تصفیه آب و تصفیه پساب فاضلاب است.
موادی که طی فرآیند تصفیه آب حذف می‌شوند شامل جامدات معلق، ویروس‌ها، قارچ‌ها، باکتری‌ها، جلبک‌ها و مواد معدنی هستند. این فرایند شامل دو روش فیزیکی و شیمیایی است. مواد مورد استفاده در این فرایند را مواد شیمیایی تصفیه آب می‌نامند.
شیمیایی‌های رایج برای تصفیه آب
رایج‌ترین شیمیایی‌های مورد استفاده در فرآیند تصفیه آب عبارتند از:
- قارچ کش
- کلر
- دی‌اکسید کلر
- اسید موریاتیک
- خاکستر سودا یا بی‌کربنات سدیم
علاوه بر مواد شیمیایی فوق، بسیاری از موارد دیگر در تصفیه آب مورد استفاده قرار می‌گیرند. مواد منعقد کننده، فلوکولانت‌ها، شفاف کننده‌ها و فیلترهای پاک کننده نیز بخش مهمی از روش‌های تصفیه آب را تشکیل می‌دهند.
توسعه صنعت تصفیه آب در آینده
صنعت تصفیه آب نقش مهمی در تأمین آب پاک در سطح جهانی ایفا می‌کند و از بیماری‌های مختلف مرتبط با آب جلوگیری می‌کند. با استفاده از مواد تصفیه آب دیگ بخار و سایر مواد شیمیایی مرتبط، می‌توان آب دریا، رودخانه‌های آلوده و پساب فاضلاب را برای مصرف انسان ایمن کرد.
در هلند غشایی طراحی و توسعه داده شده که برخلاف غشاهای سنتی، فیلتراسیون پیشرفته آب را ارائه می‌دهد. در همین حال، فناوری‌های جدید با راه‌حل‌های تصفیه آب منحصر به فرد در تلاش برای کاهش بحران‌های جهانی آب است. این فناوری‌ها شامل تبادل یونی معلق، کاربردهای غشای سرامیکی و اکسیداسیون پیشرفته می‌شود.
ضدعفونی کننده‌های شیمیایی
در این قسمت به برخی از ضدعفونی کننده‌های شیمیایی اشاره می‌شود:
نرم کننده‌های pH
آب شهری اغلب به منظور جلوگیری از خوردگی لوله‌ها و جلوگیری از انحلال سرب در منابع آب، با pH تنظیم می‌شود. در طول تصفیه آب نیز ممکن است نیاز به تنظیم pH باشد که از طریق افزودن مواد اولیه یا اسید بالا یا پایین می‌رود.
یک مثال برای کاهش pH افزودن کلرید هیدروژن و یک مثال برای افزایشpH ، افزودن هیدروکسید ناتریوم، به صورت مایع اسیدی است. پس از افزودن غلظت‌‌های خاصی از اسیدها یا مواد اولیه، pH تقریباً به هفت تا هفت و نیم می‌رسد. غلظت ماده و نوع افزوده شده بستگی به کاهش یا افزایش pH دارد.
پاک کننده‌های رزینی
رزین‌های تبادل یونی پس از استفاده نیاز به بازسازی دارند، پس از آن می‌توان از آن‌ها مجددا استفاده کرد. اما هر بار که از مبدل‌های یونی استفاده می‌شود رسوب جدی رخ می‌دهد. آلودگی‌هایی که وارد رزین‌ها می‌شوند از طریق بازسازی حذف نمی‌شوند؛ بنابراین رزین‌ها باید با شیمیایی‌های خاصی تمیز شوند.
مواد شیمیایی مورد استفاده عبارتند از: کلرید سدیم، کلرید پتاسیم، اسید سیتریک و دی‌اکسید کلر. پاکسازی دی‌اکسید کلر به حذف آلاینده‌های آلی روی رزین‌های تبادل یونی کمک می‌کند. قبل از هرگونه تمیز کردن رزین‌ها باید بازسازی شوند. پس از آن، در صورت استفاده از دی‌اکسید کلر، دی اکسید کلر در محلول از بستر رزین عبور کرده و آلاینده‌ها را اکسید می‌کند.
از بین برنده رسوب
بازدارنده‌های رسوب پلیمرهایی با بار منفی فعال در سطح هستند. وقتی مواد معدنی از حلالیت خود فراتر رفته و ادغام شده، پلیمرها بهم متصل می‌شوند. ساختار بلوری مختل شده و از تشکیل رسوب جلوگیری می‌شود. ذرات رسوب شده همراه با بازدارنده پراکنده شده و به صورت معلق درمی‌آیند. نمونه‌هایی از مواد شیمیایی مهار کننده رسوب عبارتند از استرهای فسفات، اسید فسفریک و محلوله‌ای اسید پلی اکریلیک با وزن مولکولی کم.
اکسیدان‌ها
در فرآیندهای اکسیداسیون شیمیایی از اکسیدان‌ها برای حذف اجزای معدنی آلی و اکسید کننده استفاده می‌شود. این فرایندها می‌توانند مواد آلی را به‌طور کامل به دی‌اکسید کربن و آب اکسید تبدیل کنند، اگرچه اغلب لازم نیست که فرایندها در این سطح انجام شوند. طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی اکسیداسیون در دسترس است. نمونه‌هایی از آن‌ها شامل موارد زیر می‌شوند:
- آب اکسیژنه؛
- ازن؛
- ترکیبی ازن و پراکسید؛
- اکسیژن.
