حذف گازها از آب

مهمترین گازهایی که در آب ممکن است وجود داشته باشند عبارتند از : دی اکسیدکربن، کلر، اکسیژن، آمونیاک و هیدروژن سولفوره. حذف گازها از آب بسیار مهم است.

دسته ای از گازها چون اکسیژن و نیتروژن همواره به صورت گاز در آب هستند در حالی که دسته دیگر چون دی اکسیدکربن، آمونیاک و هیدروژن سولفوره هم می توانند به صورت گازی باشند و هم در اثر یونیزاسیون به صورت یون در آیند که بستگی به pH آب دارد. واضح است آن قسمت از گازهای محلول که در آب به صورت یونی درمی آیند جز ناخالصی گازی در آب محسوب نمی شوند و باید با آنها همچون یک یون رفتار کرد.

در حالی که حذف گازها از آب های صنعتی پیش از ورود به واحدهای تعویض یونی، بویلر و حتی لوله های انتقال مطلوب است ولی در تصفیه آب های آشامیدنی و فاضلاب ها، افزودن هوا و یا اکسیژن لازم می آید ( هوادهی ).

اما گاهی حذف یک گاز پر دردسر مثل دی اکسیدکربن با هوادهی، امکان پذیر می شود.

در هوادهی، گاز از خارج از فاز مایع ( آب ) وارد آن می شود ولی در هوازدایی، گاز از داخل آب خارج می شود.

حلالیت گازها در آب

اگر آب در تماس با گازی قرار داشته باشد مقداری از گاز در آب حل می شود که مقدار گاز حل شده به دمای آب، جنس گاز و فشار جزیی آن گاز بستگی دارد .

از حلالیت گازها در آب میتوان به نتیج زیر رسید:

  1. چون آب در تماس با هوای حاوی گازها مختلف قرار می گیرد از این رو در آب همه آن گازهای موجود در هوا حضور دارند ولی با غلظت های مختلف که بستگی به دما، جنس گازها و نیز فشار جزیی آنها در هوا دارد.
  2. فشار کل گاز برابر است با مجموع فشارهای جزیی گازها، بنابراین با افزایش دمای آب، فشار بخار آب بیشتر شده و در نتیجه با افزایش فشار جزیی بخار آب، فشار جزیی گازهای ناخالصی کاهش یافته، پس مقداری از گازهای ناخالص با افزایش دما باید از آب خارج شود.
  3. در یک دمای معین، هرچه فشار گاز را بیشتر کنیم به همان نسبت گاز بیشتری در آب حل می شود.
  4. در دمای نقطه جوش، همه گازهای ناخالص از آب خارج می شوند به شرط اینکه فرصت کافی وجود داشته باشد.

ناخالصی های گازی آب

چون هوای طبیعی حاوی 21%اکسیژن و 79% ازت است بنابراین دو گاز اکسیژن و ازت در آب طبیعی وجود دارند ولی چون حلالیت آنها ( به ویژه ازت ) خیلی کم است مقدار اکسیژن و ازت آب کم است. ازت چون گاز فعالی نیست از این رو مشکل چندانی را باعث نمی شود.

حذف اکسیژن برای سلامتی رزین ها و نیز جلوگیری از خوردگی بخار آب اهمیت زیادی دارد. علاوه بر هوا، گیاهان آبزی سبزینه دار مثل جلبک ها در روزهای آفتابی در اثر فتوسنتز اکسیژن تولید می کنند از این رو باعث افزایش اکسیژن محلول در آب می شوند.

هر چند در هوا غلظت دی اکسیدکربن در مقایسه با ازت خیلی کمتر است اما غلظت دی اکسیدکربن در آب خیلی بیشتر از ازت است. چون هم به خاطر آنکه جلبک ها در شب ها تولید دی اکسیدکربن می کنند و هم به خاطر تجزیه مواد آلی آب توسط باکتری های هوازی، گاز دی اکسیدکربن تولید می شود.

کلر به طور طبیعی در آب نیست ولی معمولا در فرآیند کلرزنی به آب تزریق می شود. با توجه به قدرت اکسیدکنندگی شدید کلر، وجود آن باعث صدمه زدن به غشا و نیز رزین های یونی می شود. آمونیاک و هیدروژن سولفوره نیز می توانند به طور طبیعی در آب وجود داشته باشند چون در اثر تجزیه غیرهوازی مواد آلی نیتروژن دار و گوگرددار تولید می شوند.

حذف گازها

گازها را می توان هم به روش شیمیایی و هم به روش فیزیکی ( مکانیکی ) از آب حذف کرد. به طور کلی هر چه حجم آب تصفیه شده  و نیز غلظت گاز ناخالص بیشتر باشد توجیه اقتصادی بهتری در استفاده از روش فیزیکی برای حذف گازها است.

روش معمول برای حذف فیزیکی گازها عبارتند از هوادهی ، هوازدای سرد و هوازدای گرم

روش های شیمیایی حذف گازها

حذف هیدروژن سولفوره

مقدار هیدروژن سولفوره آزاد ( گازی ) بستگی به pH آب دارد. برای حذف فیزیکی هیدروژن سولفوره از روش هوادهی استفاده می کنند. برای حذف هرچه بیشتر هیدروژن سولفوره با روش فیزیکی، قبل از هوادهی، pH آب را با اسید سولفوریک یا اسیدکربنیک تا حد امکان کاهش می دهند.

با روش هوادهی، غلظت هیدروژن سولفوره را می توان به حدود 1ppm کاهش داد. برای حذف شیمیایی هیدروژن سولفوره باقیمانده، از کلر استفاده می کنند. کلر، هیدروژن سولفوره را اکسید کرده و به اسید سولفوریک تبدیل می کند. اسید حاصل توسط قلیاییت آب خنثی می شود. برای اکسیداسیون هر ppm هیدروژن سولفوره به 8ppm کلر احتیاج است.

حذف کلر

حذف کلر باید قبل از واحد تعویض یونی انجام شود چون کلر به خاطر داشتن قدرت اکسیدکنندگی زیاد باعث صدمه زدن به رزین های تعویض یونی می شود. برای حذف کلر از چند روش استفاده می شود:

  1. پودر ذغال فعال
  2. محلول سولفیت سدیم

حذف آمونیاک

آمونیاک در آب خیلی محلول است از این رو یک فشار جزیی کم آمونیاک، کافی است که مقدار زیادی آمونیاک محلول در آب داشته باشیم. از این رو حذف آمونیاک با هوازدا کار مشکلی است و در مورد آب های صنعتی که مقدار آمونیاک کم است کمتر از روش های فیزیکی استفاده می کنند ولی در مورد فاضلاب ها که مقدار آمونیاک قابل توجه است با هوادهی مقدار آمونیاک را کاهش می دهند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
برای ادامه، شما باید با قوانین موافقت کنید

فهرست
error: Alert: Content is protected !!