حذف سیلیس در تصفیه آب

حذف سیلیس در تصفیه آب می‌تواند به چندین روش انجام شود. سیلیس معمولاً به صورت ذرات ریز در آب وجود دارد و وجود آن می‌تواند باعث کدر شدن آب یا مشکلات در تجهیزات صنعتی شود.

بیشتر بخوانید: مواد شیمیایی تصفیه آب و فاضلاب

فیلترهای شنی در حذف سیلیس:

استفاده از فیلترهای شنی یکی از روش‌های موثر برای حذف ذرات سیلیس از آب است. این فیلترها معمولاً شامل لایه‌هایی از شن و ماسه با اندازه‌های مختلف هستند که می‌توانند ذرات بزرگ‌تر سیلیس را به دام بیندازند.

1-1-ساختار فیلتر: فیلتر شنی معمولاً شامل چندین لایه شن و ماسه با اندازه‌های مختلف است. لایه‌های شنی به تدریج از لایه‌های بزرگ‌تر به لایه‌های ریزتر چیده می‌شوند.

1-2-جذب و تصفیه: هنگام عبور آب از فیلتر، ذرات سیلیس و سایر ناخالصی‌ها در بین ذرات شن و ماسه به دام می‌افتند. این فرآیند به طور طبیعی ذرات بزرگ‌تر را نگه می‌دارد و به تصفیه آب کمک می‌کند.

بیشتر بخوانید: تصفیه فاضلاب صنعتی

1-3-زمان و سرعت جریان: سرعت جریان آب در فیلتر شنی مهم است. جریان بیش از حد سریع ممکن است باعث شود که ذرات به طور کامل فیلتر نشوند، بنابراین کنترل سرعت در فرآیند تصفیه بسیار حیاتی است.

1-4-پشتیبانی و نگهداری: فیلترهای شنی نیاز به تمیزکاری و نگهداری دوره‌ای دارند، زیرا با گذشت زمان ممکن است کثیف شوند و کارایی خود را از دست بدهند. شستشوی معکوس (backwashing) معمولاً برای پاکسازی فیلتر انجام می‌شود.

بیشتر بخوانید: سپتیک تانک چربی‌ گیر

مزایا

• بازیافت و استفاده مجدد: فیلترهای شنی معمولاً قابل بازیافت هستند و با شستشو و تمیز کردن مناسب می‌توانند برای مدت طولانی مورد استفاده قرار گیرند.
• هزینه کم: هزینه نصب و نگهداری فیلترهای شنی معمولاً کمتر از سایر فناوری‌های تصفیه آب است.
• سازگاری: این سیستم‌ها به راحتی در سیستم‌های تصفیه معمولی و صنعتی گنجانده می‌شوند و می‌توانند به طور مؤثری با دیگر روش‌ها ترکیب شوند.

بیشتر بخوانید: اسکرابر پلی اتیلن

فیلترهای کربنی در حذف سیلیس

: این فیلترها معمولاً برای حذف مواد آلی و کلر به کار می‌روند، اما می‌توانند به کاهش غلظت سیلیس نیز کمک کنند.

2-1-ساختار فیلتر: فیلترهای کربنی معمولاً از کربن فعال ساخته می‌شوند که دارای سطح ویژه بالایی است. این سطح بالا به کربن اجازه می‌دهد تا با موارد آلی و دیگر مواد موجود در آب واکنش نشان دهد.

بیشتر بخوانید: پکیج واحد ته نشینی ( زلال ساز ) فاضلاب

2-2-جذب مواد: کربن فعال به طور مؤثری می‌تواند مواد آلی و ترکیبات شیمیایی مختلف را از آب جذب کند. این فرایند با استفاده از جذب فیزیکی و شیمیایی انجام می‌شود، اما این فیلترها به طور خاص برای حذف ذرات ریز مانند سیلیس طراحی نشده‌اند.

• حذف سیلیس: فیلترهای کربنی به دلیل ساختار سوراخ‌دار کربن و اندازه ذرات، قادر به حذف ذرات سیلیس نیستند. سیلیس به صورت ذرات جامد وجود دارد و فیلترهای کربنی برای حذف ذرات ریز مانند آنها طراحی نشده‌اند.
• استفاده ترکیبی: برای تصفیه آب، معمولاً از فیلترهای کربنی به عنوان مرحله دوم یا سوم در کنار سایر فیلترها، مانند فیلترهای شنی و غشایی استفاده می‌شود. در این حالت، فیلترهای شنی می‌توانند سیلیس و سایر ذرات بزرگ‌تر را حذف کنند، در حالی که فیلترهای کربنی به تصفیه مواد شیمیایی و آلی ادامه می‌دهند.

بیشتر بخوانید: تصفیه بیولوژیکی به روش BNR

مزایا

1. بهبود کیفیت طعم و بو: فیلترهای کربنی به شکل مؤثری طعم و بوی نامطلوب آب را کاهش می‌دهند.
2. حذف مواد شیمیایی: توانایی آنها در حذف مواد آلی و کلر باعث می‌شود که آب تصفیه شده سالم‌تر و خوش‌طعم‌تر باشد.
3. پیش‌فیلتر: در سیستم‌های تصفیه آب، می‌توان از فیلترهای کربنی به عنوان پیش‌فیلتر برای بهبود کیفیت آب استفاده کرد.

بیشتر بخوانید: پکیج تصفیه فاضلاب صنایع فولاد

غشای نانو فیلتراسیون در حذف سیلیس:

با استفاده از فناوری غشایی، می‌توان به طور موثری ذرات ریز شامل سیلیس را حذف کرد. این روش معمولاً در تصفیه آب‌های صنعتی و فرآیندهای آب شیرین‌سازی استفاده می‌شود.

3-1-ساختار غشا: غشای نانو فیلتراسیون از مواد پلیمر و گاهی سرامیک ساخته شده و دارای حفرات میکروسکوپی و نانومتری است که امکان عبور مولکول‌های آب و یون‌های کوچک‌تر را فراهم می‌کند، اما موانع جدی برای ذرات بزرگ‌تر و آلاینده‌های میکروبی، شیمیایی و کلوئیدی را ایجاد می‌کند.

3-2-حذف ذرات: این غشاها به دلیل اندازه حفرات خود می‌توانند دانه‌های سیلیس و دیگر ذرات معلق بزرگ‌تر را به طور مؤثر حذف کنند. معمولاً، نانو فیلتراسیون می‌تواند ذرات با اندازه 1 نانومتر تا 10 نانومتر را جدا کند.

بیشتر بخوانید: تصفیه فاضلاب صنایع شیمیایی و صنایع پتروشیمی

3-3-فرآیند فشار: در نانو فیلتراسیون، آب تحت فشار از طریق غشا عبور می‌کند. این فشار باعث می‌شود که ذرات بزرگ‌تر و آلاینده‌ها در سمت غشا باقی بمانند و فقط آب تصفیه شده به سمت دیگر غشا عبور کند.

بیشتر بخوانید: پکیج تصفیه فاضلاب کشتارگاه

مزایا

1. حذف مؤثر سیلیس: نانو فیلتراسیون بسیار مؤثر در حذف سیلیس از آب است، این امر به دلیل سایز ذرات سیلیس و کیفیت و ساختار غشای NF است.
2. کاهش هزینه‌های انرژی: نانو فیلتراسیون معمولاً به فشار کمتری نسبت به فرآیندهایی مانند اسمز معکوس (RO) نیاز دارد، بنابراین می‌تواند در صرفه‌جویی انرژی مؤثر باشد.
3. حذف سایر آلاینده‌ها: علاوه بر سیلیس، نانو فیلتراسیون می‌تواند بسیاری از آلاینده‌های محلول، مانند املاح و یون‌های خاص، و همچنین ذرات کلوئیدی را جداسازی کند.
4. کیفیت بهتر آب: استفاده از نانو فیلتراسیون به بهبود کیفیت کلی آب، کاهش کدری و افزایش شفافیت آن کمک می‌کند.

بیشتر بخوانید: پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی

چالش‌ها

1. رسوب‌گذاری: مانند دیگر سیستم‌های غشایی، رسوب‌گذاری ممکن است در غشای نانو فیلتراسیون اتفاق بیفتد. بنابراین، نیاز به برنامه‌های منظم شستشوی معکوس برای حفظ کارایی سیستم وجود دارد.
2. هزینه نصب: هزینه اولیه نصب سیستم‌های نانو فیلتراسیون ممکن است بیشتر از سایر روش‌های تصفیه آب باشد، اما در طول زمان با کاهش هزینه‌های عملیاتی و انرژی جبران می‌شود.
3. انتخاب مناسب غشا: برای هر کاربرد، انتخاب نوع و مشخصات غشای نانو فیلتراسیون بسیار مهم است تا بهترین عملکرد را در حذف آلاینده‌ها داشته باشید.

بیشتر بخوانید: پکیج صفیه فاضلاب آبکاری

رزین‌های تبادل یون در حذف سیلس

: این رزین‌ها می‌توانند برای حذف یون‌های سیلیس در آب مورد استفاده قرار بگیرند. این روش معمولاً در تصفیه آب‌های با کیفیت بالا و صنایع خاص کاربرد دارد.

4-1-ماده اصلی: رزین‌های تبادل یون معمولاً شامل دانه‌های کوچک، پلیمرهای مصنوعی یا طبیعی هستند که دارای گروه‌های فعال سطحی هستند. این گروه‌ها می‌توانند با یون‌های مختلف موجود در آب تبادل کنند.

4-2-تبادل یون: هنگامی که آب از میان این دانه‌های رزین عبور می‌کند، یون‌ها یا ذراتی که در آب وجود دارند، با یون‌های موجود در سطح رزین جابه‌جا می‌شوند. برای مثال، اگر آب حاوی کاتیون‌های خاص یا انیون‌های ناپسند باشد، این یون‌ها با یون‌های مثبت یا منفی موجود در رزین تبادل می‌شوند.

بیشتر بخوانید: پکیج تصفیه فاضلاب صنایع لبنی

4-3-حذف سیلیس: اگرچه رزین‌های تبادل کاتیون معمولاً برای حذف کاتیون‌ها (مثل کلسیم و منیزیم) استفاده می‌شوند و رزین‌های تبادل انیونی برای حذف آنیون‌ها (مثل کلر، نیترات، و بی کربنات)، در برخی شرایط خاص و با طراحی مناسب، می‌توانند به کاهش غلظت سیلیس در آب نیز کمک کنند. به‌ویژه نوعی از رزین‌های خاص وجود دارند که ممکن است به دلیل ویژگی‌های شیمیایی خود در جداسازی سیلیس موفق‌تر باشند.

بیشتر بخوانید: پکیج حذف فلزات سنگین از فاضلاب

مزایای

1. حذف مؤثر آلاینده‌ها: این فرآیند می‌تواند به حذف مقادیر قابل توجهی از آلاینده‌ها و یون‌های ناخواسته کمک کند و کیفیت آب را بهبود بخشد.
2. کاهش سختی آب: با استفاده از رزین‌های تبادل کاتیونی، می‌توان به‌طور مؤثر سختی آب را کاهش داد، که این امر خود می‌تواند به جلوگیری از رسوب سیلیس در سیستم‌ها و تجهیزات کمک کند.
3. عملکرد سریع و مؤثر: این روش می‌تواند در مدت زمان کوتاهی عمل کند و نیازی به فرآیندهای زمان‌بر دیگری ندارد.
4. قابلیت بازیابی: رزین‌ها معمولاً می‌توانند پس از اشباع با استفاده از محلول‌های شستشو (مانند محلول نمکی) بازسازی شوند، که این ویژگی باعث می‌شود این روش از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد.

بیشتر بخوانید: پکیج تصفیه فاضلاب بی هوازی

چالش‌ها

1. انتخاب نوع رزین: برای دستیابی به بهترین نتایج باید نوع مناسب رزین برای شرایط خاص مورد استفاده قرار گیرد، که ممکن است نیاز به آزمایشات دقیق داشته باشد.
2. رزین‌های خاص برای سیلیس: رزین‌های معمولی تبادل یون ممکن است به تنهایی برای حذف سیلیس مناسب نباشند و برای این کار ممکن است نیاز به رزین‌های خاص و طراحی شده داشته باشید.
3. تغییر در pH: استفاده از رزین‌های تبادل یون ممکن است بر pH آب تأثیر بگذارد، که باید در طراحی سیستم به این نکته توجه شود.
4. هزینه اولیه: نصب سیستم‌های رزینی ممکن است شامل هزینه‌های بالایی باشد، هرچند که می‌توان انتظار داشت هزینه‌های عملیاتی و نگهداری این سیستم‌ها در طول زمان کاهش یابد.

بیشتر بخوانید: چربی گیر فاضلاب به روش DAF و CPI

روش‌های شیمیایی در حذف سیلیس:

افزودن مواد شیمیایی خاص می‌تواند به پرهیز از پایداری سیلیس در آب کمک کند و در نهایت منجر به رسوب آن شود.

5-1-استفاده از مواد شیمیایی منعقدکننده

• منعقدکننده‌ها: افزودن مواد منعقدکننده مانند کلرور آهن (FeCl3) یا سولفات آلومینیوم (Al2(SO4)3) می‌تواند به ایجاد فلک‌ها (ذرات بزرگ‌تر) کمک کند که سیلیس و سایر ذرات معلق را جذب کرده و جدا کنند.
• فرآیند: در این روش، مواد منعقدکننده به آب اضافه می‌شوند تا ذرات کوچکتر به یکدیگر متصل شده و به صورت ذرات بزرگ‌تر (فلک) درآیند که به راحتی از طریق رسوب‌گذاری یا فیلتراسیون حذف می‌شوند.

بیشتر بخوانید: ایستگاه پمپاژ آب و فاضلاب

5-2- پیش‌اکسیداسیون

• اکسیداسیون: اضافه کردن مواد شیمیایی مانند ازن (O3) یا پرمنگنات پتاسیم (KMnO4) می‌تواند به اکسیداسیون مواد آلی و بهبود فرایند حذف کمک کند. این ترکیبات ممکن است به رسوب سیلیس کمک کنند.
• نتیجه: این روش معمولاً باعث بهبود کیفیت آب و کاهش نسبت سیلیس در آن می‌شود.

بیشتر بخوانید: ابزار دقیق

5-3- تبدیل سیلیس به سیلیس آمورف

• نانو سیلیکون: در این روش، با استفاده از مواد شیمیایی خاص، سیلیس تصفیه آب را به شکل نانوسیلک تبدیل می‌کنند. این نوع سیلیس به راحتی در سیستم‌های دیگر تصفیه قابل حذف است.
• ترکیبات شیمیایی: ترکیباتی مانند نیترید آمونیوم می‌توانند برای تبدیل سیلیس به فرم‌های دیگر استفاده شوند.

بیشتر بخوانید:‌ پکیج تزریق مواد شیمیایی

5-4-روش‌های گاز زدایی و pH

• تنظیم pH: با تغییر سطح pH آب، می‌توان رفتار سیلیس را تحت تأثیر قرار داد. افزودن اسیدها (مانند HCl یا H2SO4) می‌تواند به کاهش pH و بهبود انحلال‌پذیری سیلیس کمک کند.
• گاز زدایی: گازهایی مانند دی‌اکسید کربن (CO2) می‌توانند برای کاهش pH آب و کمک به حذف سیلیس استفاده شوند.

بیشتر بخوانید: قطره گیر تیغه ای

5-5-استفاده از رزین‌های شیمیایی خاص

• رزین‌های خاص: برخی از رزین‌ها می‌توانند با سیلیس واکنش نشان دهند و آن را حذف کنند. این نوع رزین‌ها می‌توانند به طور خاص برای حذف سیلیس از آب طراحی شده باشند.

بیشتر بخوانید: زباله سوز

• روش‌های بازسازی: این رزین‌ها معمولاً نیاز به بازسازی دوره‌ای دارند تا عملکرد خود را حفظ کنند.

بیشتر بخوانید: بگ فیلتر

5-6-روش‌های نانوکنگره‌گذاری (Nanoconfinement)

• نانو ذرات: استفاده از نانو ذرات، به‌ویژه نانو ذرات بیس سولفات یا نانو ذرات کربن، به جذب و حذف سیلیس و مواد دیگر کمک می‌کند.

بیشتر بخوانید: تصفیه فاضلاب بهداشتی