آب مایه حیات

آب تصفیه شده و با کیفیت بالا یکی از اصلی ترین نیازهای زندگی امروز بشر است. بر این اساس واحدهای زیاد جهت تصفیه آب ساخته شده و می بایست با استانداردهای موجود که بر اساس قوانین سخت گیرانه ای بنا شده اند تطابق داشته باشند. فرآیندها و عملیات های زیادی در واحدهای تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرید. یکی از این عملیات ها تزریق گاز درون آب است. از پرکاربردترین گازها در این زمینه میتوان به اکسیژن و دی اکسید کربن اشاره کرد.

انحلال اکسیژن در آب

بصورت طبیعی اکسیژن در آب حل شده و باعث تصفیه آن می شود. اما در آب های زیر زمینی و پشت سدها بدلیل ارتفاع زیاد آب، غلظت اکسیژن در آب نزدیک به صفر است. بنابراین لازم است که در واحدهای تصفیه، اکسیژن در آب حل شود.

آب تصفیه نشده معمولا دارای غلظت بالایی از یون های فلزی سنگین چون آهن، منگنز و آمونیوم و همچنین دیگر مواد شیمیایی با غلظت پایین می باشد. وجود این یون ها هم برای بدن مضر هستند و هم باعث اشکالات زیادی همچون خوردگی در لوله ها می شوند، بوسیله هوادهی به روش های مختلف (فواره ای، آبشاری، برج جذب و…) اکثر یون های فلزی سنگین در آب اکسیده می شوند. اما در صورت وجود مواد اکسید شدنی بیشتری در آب مانند آمونیوم، متان و… غلظت بیشتری از اکسیژن برای اکسیداسیون مورد نیاز است. برای این منظور از فرآیند تزریق اکسیژن خالص در آب استفاده می کنند.

قابل ذکر است که انحلال پذیزی اکسیژن خالص در آب 4.8 برابر انحلال پذیری اکسیژن موجود در هوا می باشد. بنابراین با تزریق مقدار بسیار کمی از اکسیژن خالص در آب می توان تمامی یون ها را اکسیده کرد و همچنین این فرآیند به افزایش طول عمر تاسیسات و فیلترها بسیار کمک می کند.

فواید تزریق اکسیژن خالص در آب

  • افزایش کیفیت آب
  • بهتر شدن طعم آب
  • افزایش کارایی فیلترها
  • کاهش هزینه های عملیاتی
  • از بین بردن یون های فلزی سنگین
  • جلوگیری از خوردگی

انحلال دی اکسید کربن در آب

دی اکسید کربن همواره به صورت طبیعی در آب وجود دارد. مقدار کمی از آن با آب واکنش داده و باعث تشکیل کربنیک اسید ( HCO3) می شود. سپس این اسید طی یک واکنش تعادلی به یون های خود یعنی HCO3 منفی  و CO3 دو منفی تجزیه می شود.

مقدار خوردگی و بافر بودن آب به واکنش تعادلی بین کاتیون کلیسوم ( CaCO3)  و آنیون های کربنیک اسید بستگی دارد. این واکنش باعث رسوب نمک کم محلول کلسیم کربنات (کلسیت) می شود.این واکنش به صورت زیر می باشد:

 

با توجه به واکنش، در صورت تزریق دی اکسیدکربن اضافی به آب واکنش به سمت حذف دی اکسیدکربن (CO2) و کلسیت (CaCO3) رفته بنابراین غلظت آنیون های اسیدی و کاتیون کلسیم در آب افزایش می یابد. همچنین در صورت وجود دی اکسیدکربن با غلظت کمتر از مورد نیاز واکنش تعادلی، سیستم به سمت تولید دی اکسید کربن و کلسیت رفته بنابراین با تشکیل رسوب در آب مواجه می شویم. به طور کلی می توان گفت:

دی اکسیدکربن اضافی = انحلال کلسیت (افزایش سختی آب و خوردگی در سیستم انتقال)

دی اکسیدکربن کم = رسوب کلسیت (ایجاد رسوب)

با توجه به مطالب ارائه شده نه وجود دی اکسید کربن اضافی در آب مطلوب است و نه کمبود آن، بنابراین غلظت دی اکسیدکربن تزریق شده در آب باید بدقت اندازه گیری شود تا نه سیستم دچار خوردگی  و افزایش سختی  شود و نه رسوب در خطوط انتقال بوجود آید.

فواید تزریق دی اکسیدکربن در آب

  • تنظیم دقیق سختی آب براساس حالت ایده آل
  • افزایش خاصیت بافری
  • بهتر شدن طعم آب
  • به حداقل رساندن خوردگی آب
  • جلوگیری از تشکیل رسوب در لوله ها و شیرآلات

منبع: مقاله برگه سبز، شماره اول مجله GASTEC