در خواست مقالهمقدمه:
آب اين ماده حياتی و با اهميت در دنيا نقش بسيار مهمی را درشکل گيری تمدنها و استمرار آنها داشته است مروری بر سوابق تمدنهايی که در طول تاريخ شکل گرفته اند و شکوفا شده اند نشانگر اين واقعيت است که وجود آب و امکان دسترسی به آن يکی از کليدی ترين عوامل فراگيری و استمرار آنها بوده است . افزايش تقاضا برای آب و اوجگيری رقابت بين مصرف کنندگان مختلف موجب شده انسان برای ايجاد موازنه وتعادل بين توزيع نيازها و منابع آب موجود مستقيما در وضعيت طبيعی رودخانه ها دخالت کند و با ايجاد تاسيسات گوناگون ذخيره و توزيع آب شرايط طبيعی را به منظور تامين نيازهای خود تغيير دهد .
آب معدنی و آب شرب بعنوان يکی از نيازهای اساسی روزمره انسان و استمرار حيات ميباشد . ميزان نياز روزمره هر فرد ۱ تا ۲ ليتر ميباشد که بستگی به شرايط آب و هوايی و سن و سال دارد . استفاده از آب آشاميدنی سالم و گوارا يکی از مهمترين فاکتورهای مصرف آب ميباشد که از ساليان بسيار دور به آن توجه شده است . منشا حدود ۸۰٪ از بيماريهای انسان عدم دسترسی به آب سالم است . ۷۵٪ از مردم جهان سوم از امکانات آب برای مصارف بهداشتی محرومند بنابر اين زمان اين تصور نادرست که آب سالم به هر ميزان که مورد نياز باشد به وفور در دسترس است ديگر سپری شده است واقعيت آن است که آب سالم و گوارا کمياب و گرانبها ميباشد آلودگيها با ايجاد تغييرات نامطلوب در خواص فيزيکی ، شيميايی و بيولوژيکی کيفيت آب را تنزل ميدهند و در مراحلی آب را از حيطه انتقاع ساقط مينمايند . برخی از آلودگی ها زوال پذيرند و به آسانی تجزيه و يا تقليل داده ميشوند نظير مواد زائد کشاورزی و حيوانی و فاضلابهای انسانی بعضی از آلاينده ها نيز انحطاط ناپذيرند مانند جيوه و سرب و برخی از ترکيبات پلاستيکها که از افزايش آنها در آب بايد جدا جلوگيری شود .
v آب معدنی:
تعريف : آب معدنی محصول بسته بندی شده آب گوارا و قابل شربی است با ويژگيهای فيزيکوشيميايی و ميکرو بيولوژی و ارگانو لپيتيکی تعريف شده که مستقيما از چشمه و يا نقاط حفر شده از طبقات زير زمينی به دست ميآيد و دارای خواص بهداشتی و درمانی باشد و در معرض هيچگونه پالايش خارج از استانداردهای مربوطه قرار نگيرد و در محل چشمه و يا منابع آبی مربوطه در شرايط خاص بهداشتی بسته بندی ميگردد .
v انواع آب معدنی :
الف : ۱- گازدار ۲- بدون گاز ۳- گاز دار شده
آب معدنی گازدار : آبی است که پس از تصفيه های لازم و بسته بندی مقدار گاز آن برابر با مقدار گازی ميباشد که آب در مظهر چشمه دارد .
آب معدنی بدون گاز : آب معدنی است که پس از تصفيه و بسته بندی فاقد گاز کربنيک مازاد بر مقدار لازم جهت نگاهداری املاح بی کربنات موجود و يا گازهای ديگر باشد .
آب معدنی گازدار شده : آب معدنی است که پس از تصفيه های لازم از منبع ديگری گازکربنيک به آن اضافه شود .
ب : ۱- قليايی ۲- اسيدی ۳- نمکين ۴- فلئوردار ۵- آهن دار
v تعريف و منشا آبهای معدنی :
آبهای معدنی طبيعی و گازهای معدنی طبيعی ،آبها و گازهايی هستند که از تشکيلات زمين شناسی خارج و دارای خواص درمانی بوده که توسط مجمع علمی پزشکی شناخته و دارای اجازه رسمی دولتی برای بهره برداری می باشند .
v منشاء آبهای معدنی :
1) سطحی یا ژئوترمال :
این دسته آبها دارای منشاء خارجی یا جوی بوده که به داخل زمین نفوذ کرده و حتی تا عمق زياد پايين رفته و در اين جريان تغييراتی در ترکيب شيميايی آب حاصل و در يک شاخه صعودی به طرف بالا جريان پيدا کرده است . آب دو حرکت پايين رو سرد و حرکت صعودی گرم را دارا است . در صورتيکه ستون آبگرم در نزديک زمين به يک منطقه بسته برخورد کند سفره آبدار محصور را بوجود ميآورد در اين صورت ميتوان از اين آبها به مقدار فراوان با حفر چاههای عميق بهره برداری کرد و گاهی ترکيب شيميايی اين آبها مشابه آبهای خوراکی ميباشد .
۲) عمقی يا ژوونيل:
آبهای عمقی يا سنتز شده يا بکر دسته آبهايی هستند که از اعماق بسيار زياد زمين منشاء گرفته و ميتوانند حاصل بخار آخرين مرحله ماگمای مذاب درون زمين بوده که با تظاهرات آتشفشانی در ارتباط ميباشند . غالب آبهايی که در طبيعت وجود دارد از دسته آبهای با منشا خارجی ميباشند و مقدار کمی عمقی هستند .
v تقسيم بندی چشمه ها بر اساس املاح محلول - گازهای محلول و درجه حرارت :
۱) چشمه های معدنی
به آبی گفته ميشود که مقدار املاح محلول در آن حداقل يک گرم در ليتر باشد . به چشمه ای که املاح محلول در آن به ميزان مذبور باشد چشمه آب معدنی گويند که در سطح زمين از راههای مختلف ظاهر ميشود بسته به اينکه کداميک از يونهای موجود در آب نسبت به يونهای ديگر برتری داشته باشد آبها را تقسيم بندی ميکنند .
- آبهای سديک کلروره : ميزان يونهای سديم و
کلسيم بيشتر از ساير يونها ميباشد .
- آبهای کلسيم کلروره : مقدار کلسيم و کلر بيشتر از ساير يونها ميباشد .
- آبهای سديک هيدروژن کربنات : يون سديم و هيدروژن کربنات بيشتری دارند .
- آبهای منيزيم - هيدروژن کربنات : يون منيزيم و هيدروژن کربنات بيشتری دارند .
- آبهای سديک - سولفات : يون سديم و سولفات بيشتری دارند .
- آبهای منيزيم - سولفات : يون منيزيم و سولفات بيشتری دارند .
- آبهای کلسيم سولفات : يون کلسيم و سولفات بيشتری دارند .
- چشمه های آهن دار چشمه هايی هستند که ميزان آهن آن حداقل ۱۵ ميلی گرم در ليتر باشد .
۲) چشمه های گاز دار :
در اين گونه چشمه ها گازهای متعددی مانند اکسيژن و هيدروژن و ازت و انيدريد کربنيک و هيدروژن و سولفوره و متان و ..... وجود دارد .
منشا اکسيژن آبهای جوی است که هوا به داخل آب منتقل ميکند هيدروژن در چشمه های آب فشان که منشاء عميق و آتشفشانی دارد يافت ميشود .
گاز هيدروژن سولفوره که در چشمه های گوگردی يافت ميشود منشا آن عمدتا آتشفشان است . اندريد سولفوره و متان اغلب با هيدرو کربنها مرتبط است و همچنين در اثر احياء سولفاتها به وجود ميآيد .
۳) چشمه های طبی :
نقش درمانی دارند و بيماريهای جلدی را از بين ميبرند .
۴) چشمه های آبگرم :
در صورتی که با حرارت سنج معمولی درجه حرارت آب چند دهانه چشمه را اندازه بگيريم متفاوت خواهد بود . اين دما در فصول مختلف و با توجه به گرمای زمين و فعاليت آتشفشانی در مناطق مختلف متفاوت است .
v اختصاصات آبهای معدنی :
اختصاصات ظاهری :
املاح موجود در آب عموما سازنده اختصاصات ظاهری آب نيز ميباشند . آبهای گوگردی ميتوانند دارای کدورتی کم و بيش زياد بوده که ممکن است از محل مظهر و يا پس از قرار گرفتن در مقابل هوا و يا بالاخره پس از رسوب گوگرد کلوئيدی ظاهر شده باشد همينطور هيدروژن سولفوره نيز ممکن است در مراحل مختلف از آب خارج گردد . غالبا آبهای معدنی بدون رنگ بوده ولی در برخی مواقع مانند آبهای آهن و يا گوگرددار به رنگهای قرمز و يا شيری ميتوانند باشند . مزه آبهای معدنی نيز در رابطه با املاح موجود در آنهاست چنانچه آبهای کلرورسديک شور و آهن دار قابض و منيزيم دار تلخ ميباشد و بالاخره آبهای سيليس دار دارای لمس چسبنده هستند .
اختصاصات فيزيکی :
الف ) آبده چشمه ها :
آبده چشمه عبارت از مقدار آب حاصله از چشمه در واحد زمان ميباشد آبده چشمه ها هميشه ثابت نبوده و تحت اثر عوامل مختلفی مانند تغييرات فشار اتمسفر و باران و ذوب برف و يخچال و بسته شدن مجرای خروج گاز در اثر رسوبگذاری توسط خود آب و تغييرات سطح آب در اثر برداشت آب کم و زياد ميشود به هر حال وجود مجرايی ثابت جهت خروج آب معدنی لازم بوده تا بتوان با کاپتاژ مناسب از آب معدنی استفاده کرد .
ب ) درجه حرارت :
حرارت آب معدنی در رابطه با منشا آن ميباشد عمق منشا آب ( در سه هزار متری از سطح زمين حرارت آب به صد درجه سانتيگراد ميرسد ) و سرعت بالا آمدن آب دو عامل اصلی در درجه حرارت آب ميباشند .
درجه حرارت آبهای معدنی با عواملی مانند حرکات ارتعاشی زمين و اختلاط با آبهای خارجی که باعث تغييرات فصلی ميشود در رابطه است تغييرات ناگهانی درجه حرارت ميتواند در اثر وارد شدن آب به سفره آبهای سطحی باشد که احتمالا باعث آلودگی ميگردد . درجه حرارت آب چشمه ها از کم تا حد جوشش ميباشد آبهای معدنی را از نظر درجه حرارت تقسيم بندی کرده اند که در زير به يک نوع آن اشاره ميشود :
آبهای خيلی گرم : بالای ۴۵ درجه سانتی گراد
آبهای گرم : ۳۵ الی ۴۵
آبهای نيمه گرم : ۲۸ الی ۳۵
آبهای معتدل : ۲۳ الی ۲۸
آبهای سرد : زير ۲۳ درجه سانتی گراد
ج) مقاومت الکتريکی
اندازه گيری مقاومت الکتريکی نشان دهنده ميزان املاح موجود در آب ميباشد اين ميزان در آبهای سنگين خيلی کم و برای آبهای سبک زياد ميباشد از اين خاصيت برای کنترل آبهای معدنی استفاده ميشود ( عکس مقاومت الکتريکی هدايت الکتريکی ميباشد که گاهی آنرا محاسبه ميکنند )
ت ) راديو اکتيويته :
راديو اکتيويته آبهای معدنی که يکی از اختصاصات درمانی آنها ميتواند باشد مورد مطالعه فراوان بوده است راديو اکتيويته به دو صورت گازی شکل که معمولا به صورت گاز رادن با نيمه عمر کم ميباشد و يا به سبب عناصر راديو اکتيويته آبها در رابطه با زمينهايی ميباشد که آب از آن عبور کرده که عموما چشمه هايی که بيشتر راديو اکتيو هستند از زمينهای قديمی تر سرچشمه گرفته اند .
اختصاصات شيميايی :
اختصاصات شيميايی در رابطه با املاح و گازهای موجود ميباشد که خود در رابطه با منشا آب است همچنين عواملی چون ترکيب زمينهايی که آب از آنها گذشته و فشار و حرارت و سرعت حرکت و مدت جريان آب در زمين نيز در آن موثر است در آبهای معدنی از نظر ترکيب شيميايی اختلافاتی با آبهای سطحی خوراکی ديده ميشود مانند عدم وجود ترکيبات ازته به طور طبيعی در آنها و چنانچه يافت شوند علامت آلودگی آنها ميباشد ولی ممکن است نمکهای آمونيوم که از منشا آتشفشانی ميباشد در آبها يافت شود پس از خروج از زمين در آبهای معدنی تغييرات سريع رخ ميدهد مانند کم شدن راديو اکتيويته آب و از دست دادن گازها - اکسيداسيون و تعليق و احتمالا رسوب مواد آن .
الف - PH (حالت اسيدی قليايی )
يکی از عوامل مشخص کننده آبهای معدنی است و در تفسير نتايج آزمايش آب به کار ميرود آبهايی با PH کم معمولا دارای اسيد کربنيک آزاد - هيدروژن سولفوره آزاد و اسيد های هوميک ميباشند . آبهای زمينی آتشفشانی داری اسيد کلريد ريک و اسيد سولفوريک هستند آبهای زمينهای سيليسی دارای PH پايينتر از ۷ ميباشند . آبهای آهکی و سولفور سديک دارای PH بالا بين ۸ الی ۱۰ و آبهای سولفوره کلسيک PH بين ۵/۶ تا ۷/۵ دارند . آبهای بی کربنات سديک معمولا داری PH کمی پايينتر از ۷ ميباشند . PH آب پس از خروج از چشمه در طول زمان تغييراتی را به سبب از دست دادن گاز کربنيک و يا اکسيداسيون و غيره حاصل ميکند در اثر اکسيداسيون سولفورهای آب به سولفات تبديل و در نتيجه PHآب کم ميشود و چنانچه اسيد کربنيک آب از دست داده شود PH زياد مي شود .
گازها :
گازهايی که در آبهای معدنی يافت ميشوند عبارتند از اکسيژن که به ندرت به مقدار قابل تشخيص بوده و اگر در آب پيدا شود بيشتر دارای منشا خارجی ميباشد . هيدروژن در آبهای آب فشانها که دارای منشا عميق هستند يافت ميشود . ازت دارای منشا خارجی بوده و در آبهای معدنی غالبا وجو دارد ولی اين گاز ميتواند دارای منشا آتشفشانی نيز باشد هيدروژن سولفوره که در آبهای سولفوره وجود دارد غالبا از هيدروليز سولفورهای قليايی خاکی و يا احيا سولفاتها حاصل ميشود اندريد کربنيک که دارای منشا عميق است تشکيل آن در رابطه با کربنات ها و خصوصا کربنات کلسيم ميباشد . متان نيز از زمينهايی که دارای منابع هيدروکربور هستند مانند برخی از نقاط ايران از زمين خارج شده و يا از منشا تخميری مواد عالی که باعث احيا سولفاتهای آبهای سولفاته کلسيک شديد ميشوند منشا ميگيرد در آبهای معدنی علاوه بر گازهای فوق گازهای کميابی چون هليم - نيون - آرگون - کریپتون و گزنون نيز به مقدار متفاوت يافت ميشود .
املاح محلول :
۱- املاح تام
املاح تام آب که به وجود آورنده هدايت الکتريکی آب است يکی از عوامل مشخص کننده آبهای معدنی ميباشد تغييرات آن نشان دهنده اختلاط آب معدنی با آبهای نافذ ميباشد .
۲- هالوژنها
فلئور در آبهای معدنی به مقدار کم و بيش يافت ميشود .
کلرورها که از زمينهای دوران سوم که نمکی ميباشند گرفته ميشود در آبهای معدنی با منشا سطحی به مقدار فراوان يافت ميشود .
برم ويد که در آبهای معدنی يافت ميشود غالبا دارای منشا مردابی هستند .
گوگرد به صور مختلف در آبهای معدنی وجود دارد سولفات که به صورت املاح مختلف در آبهاست از زمينهای دوره ترياس و يا از اکسيداسيون آبهای زمينهای پيريتی حاصل ميشود گوگردی که از نظر درمانی حائز اهميت است به صورت تيوسولفات - پلی سولفور و سولفيت که از انواع سولفورها ميباشند يافت ميگردد .
ترکيبات ازته :
دارای اهميت خاصی از آبهای مشروب ميباشند و در آبهای معدنی هيچگونه اهميتی نداشته و وجود آنها در آبهای معدنی ميتواند نشان دهنده آلودگی با آبهای سطحی باشد . در موارد استثنايی در آبهای معدنی با منشا آتش فشانی نيترات و نمکهای آمونيوم يافت ميشود .
آرسنيک :
در برخی از آبهای معدنی يافت ميشود که در زمين به صورت ۳ ظرفيتی و پس از خروج اکسيده شده به ظرفيت های بالا تبديل ميشود .
کربن و کربناتها :
در آبهای معدنی کربن به صورت انيدريدکربنيک - کربنات و اسيدهای هوميک يافت ميشود . انيدريدکربنيک نقش تنظيم کننده کربناتهای آب را دارا است پس از خروج از زمين يه سبک کم شدن فشار خارجی از آب خارج شده و باعث به هم زدن تعادل کربناتهای آب و در نتيجه عمل رسوبگذاری کربناتهای مختلف را در اطراف چشمه ميشود .
سيلسيم :
غالب آبهای معدنی دارای مقداری سيليس به صورت يونی يا کلوئيدی آزاد ميباشند . سيليکاتها در جريان تماس با آبها به صورت محلول در آمده که به سادگی در اثر عمل هيدروليز به سبب کم قليايی بودن آب تجزيه ميشوند انيدريد کربنيک که در اين عمل نقش مهمی را دارد باعث تجزيه آن در آب و ايجاد رسوبات کلوئيدی سيليس ميگردد .
بور :
در آبهای معدنی بطور پراکنده وجود دارد . منشا آن ميتواند از سطح زمين و بيشتر از کانيهای براته يا عمقی باشد .
کاتيونهای قليايی :
سديم و پتاسيم که در طبيعت تقريبا بصورت مساوی وجود دارند در آبها نسبت آنها متفاوت و سديم ۱۰ تا ۲۰ برابر پتاسيم ميباشد . سديم غالبابه همراه آنيون کلرور در آبهای معدنی وجود دارد . در کنار اين دو عنصر روبيديم و سزيم نيز به مقدار کمی در آبهای معدنی يافت ميشوند . کلسيم در غالب آبهای معدنی وجود دارد و ميزان آن با ازدياد انيدريد کربنيک آزاد آب بالا رفته و عموما به صورت کربنات يا سولفات يا سولفور ميباشد به همراه کلسيم و استرانسيم و باريم به مقدار کمی در آبهای معدنی وجود دارد . منيزيم و ليتيم نيز به مقدار ناچيز يافت ميشوند .
آلومينيوم :
در آبهای معدنی به مقدار کمی وجود دارد .
آهن :
در غالب آبهای معدنی به مقدار کم يا زياد آهن يافت ميشود . آهن از انحلال اکسيدها يا کربناتهای آهن در اثر زيادی اسيد کربنيک يا اسيد سولفوريک حاصل از تجزيه پيريت در آب حاصل ميشود . وجود آهن در آبهای معدنی مساله فلوکوله شدن آنرا پس از خروج از زمين يا در بطری کردن مطرح ميسازد که برای جلوگيری از آن مقداری از آهن را از آب حذف ميکنند منگنز نيز به مقدار کم همراه آهن وجود دارد در آبهای معدنی علاوه بر عناصر فوق عناصر کمياب نيز يافت ميشود مانند روی - کادميم - موليبدن - تنگستن - ژرمانيم - تلور - نيکل - کبالت - مس و نقره .
- بررسی اجمالی تکنولوژی توليد آب معدنی و روش های آن و عرضه محصول در کشور و مقايسه با ساير کشورها
تکنولوژی و روش های توليد آب معدنی را ميتوان بدوبخش عمده تقسيم نمود :
۱) آماده سازی و سالمسازی و پر کردن آب معدنی يا ( filling)
۲) توليد ظروف مورد نياز جهت بسته بندی آب .
۱- آماده سازی و سالم سازی آب :
در اين قسمت آب معدنی هدايت شده از منابع آب معدنی طی مراحل زير جهت انتقال به خط پرکن آماده ميگردد ازآنجائی که بر اساس تعاريف انجام شده - محصول آب معدنی - آب طبيعی خارج شده از منابع آب (چشمه يا چاه) ميباشد که بدون هيچگونه تغييری در ترکيبات شيميايی آن پر شده باشد لذا جهت آماده سازی صرفا از مراحل زير استفاده ميگردد .
الف ) انتقال آب از منابع آب : در اين مرحله با توجه به محل استقرار چشمه و يا آب زير زمينی آب از منابع مذکور به صور ت کاملا بهداشتی به منابع ذخيره آب هوايی يا زير زمينی واحد منتقل ميگردد . طی اين مرحله ضمن ته نشينی مواد خارجی سنگين سعی ميگردد از هر گونه آلودگی جنبی آب جلوگيری بعمل آيد .
ب ) مخازن ذخيره آب : جهت هدايت آب به داخل واحد از منابع هوايی يا زير زمينی بايد با توجه به ظرفيت خط توليد استفاده گردد و اين منابع از هرگونه آلودگی شيميائی و ميکروبيولوژيک به دور باشند .
ج ) فيلتراسيون آب : جهت حذف مواد معلق و شناور در آب از فيلترهای شنی مناسب در اين مرحله استفاده ميشود اين فيلترها طوری طراحی ميشود که آب با فشار معينی از يک بستر شنی با سايزهای متفاوت عبور داده ميشود و مواد معلق در آن حذف ميگردد اين فيلتر ها با مکانيسم يکسان به صور مختلفی ساخته ميشود که صرفنظر از نوع آلودگی همگی دارای مکانيسم يکسان و مشابه هستند .
د ) تعديل طعم - رنگ و بوی آب (puriffication) :
جهت حذف هرگونه بو احتمالی در آب و همچنين حذف رنگهای احتمالی آن در اين مرحله آب را از يک بستر کربن اکتيوعبور ميدهند که طی آن از هر گونه بو و رنگ غير طبيعی عاری ميگردد .
ه ) مرحله فيلتراسيون نهايی آب (polishing) : طی اين مرحله آب از يک فيلتر کارتريجی به نام پوليشر عبور داده ميشود با توجه به اينکه اين فيلترها بسيار ريز است ( در حدود ۱۳۰ تا ۱۴۰ ميکرون ) آب از هرگونه مواد معلق که با چشم غير مسلح قابل رويت نميباشد عاری ميگردد اين فيلترها با مکانيسم يکسان ولی به اشکال مختلف ساخته ميشوند .
و ) مرحله استريليزاسيون آب : جهت حذف هرگونه آلودگی احتمالی ميکروبی در آب و بهداشتی کردن آن از يک سيستم uv استفاده ميگردد در اين مرحله آب با دبی و فشار معينی از يک بستر نور uv عبور داده ميشود که طی زمان مذکور هرگونه آلودگی ميکروبيولوژيکی آن از بين رفته و آب ۱۰۰٪ استريل و آماده پر کردن ميباشد .
۲- تصفيه آب :
- شفاف کردن آب : ( clarification)
ساده ترين راه برای جدا کردن مواد معلق آب وارد کردن در حوضچه های بزرگ ميباشد که به اين حوضچه ها اصطلاحا شفاف کننده (clarifier) گويند . اين حوضچه ها بدودسته تقسيم ميشوند :
۱) ته نشين کننده های ساکن : آب وارد شده به اينها چندين ساعت راکد ميمانند تا مواد معلق آن ته نشين شوند .
۲) ته نشين کننده های مداوم : اين ته نشين کننده ها که به فرم های مختلف ساخته ميشوند آب را دائما تصفيه و شفاف ميسازند . ته نشين کننده های ساکن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نيستند و بيشتر ته نشين کننده های با جريان مداوم مورد مصرف دارد .
- مراحل شفاف سازی :
۱- برای خنثی کردن کاتيونهايی مثل Al وFe که جذب يونهای منفی ذرات سطحی ميشوند از يونهای ساده يا کمپکس های هيدراته قوی استفاده ميشود .
۲- استفاده از ماده عالی محلول در آب که يونيزه شده و توليد يون مثبت نمايد . اين کاتيونها بار منفی ذرات آب را جذب کرده و مانع دفع بارهای هم نام ذرات آب ميشود .
۳- استفاده از کاتيونهای معدنی که پس از جذب کدورت آبها هيدروليز شده تا رسوب نامحلول بوجود آورند که در حين رسوب کردن سايز ذرات را با خود ته نشين نمايند . بعنوان نمونه ميتوان از املاح Al يا آهن نام برد که بصورت هيدروکسيد رسوب ميکنند .
جداسازی مواد معلق در سه مرحله انعقاد - لخته شدن و ته نشين سازی انجام ميشود .
- انعقاد ( Cogaulation)
انعقاد عملی است که طی آن با خنثی سازی بار ذرات آنها را به حالت ناپايدار و فاقد بار کرده و مانع دفع ذرات شده در نتيجه ذرات در کنار هم مجتمع ميشوند .
- لخته شدن ( Flocculation)
لخته شدن ذرات مرحله ای است که طی آن ذرات ناپايدار به يکديگر متصل شده و لخته ايجاد مينمايد .
- ته نشين سازی ( Sedaimentation)
مرحله ای است که مواد معلق لخته شده ته نشين ميشود . در سالهای اخير روش های ته نشين مداوم بر پايه روشهای بالا متداول گرديده و به منظور بالا بردن راندمان شفاف سازی آب به آن موا شيميايی يا پلميری بعنوان مواد منعقد کننده اضافه ميکنند .
v کلاويفاير (Clarifier)
معمولا ۴ عمل بطور همزمان در دستگاه کلاويفاير صورت ميگيرد :
۱- منعقد کردن مواد معلق کلوئيدی
۲- لخته کردن مواد منعقد شده
۳- ته نشينی لخته تشکيل شده
۴- سرازير شدن آب از حوضچه ته نشينی
- فيلتراسيون ( Filteration)
با انجام عمل انعقاد ته نشين سازی مواد معلق آب برای اکثر مصارف صنعتی مناسب ميشود . چنانچه آب برای آشاميدن - استفاده در ديگهای بخار - برج های خنک کننده مصرف شوند بايد مواد معلق آن را جدا کرد . ميتوان اين مواد معلق را با عبور دادن آب از فيلترهايی با درجه تخلخل متوسط فيلتر شنی عبور داد .
شن کواترز - شن سيليس - زغال آنتراسيت - کلسيت - مگنتيت يا ساير مواد ممکن است برای فيلترها مورد استفاده قرار گيرد . معمولا در صنايع شنی - سيليس و انتراسيت بيشتر مصرف دارد .
- انواع فيلتر ها :
فيلتر ها بدو دسته گراويتی و فشاری تفسيم ميشوند :
الف - فيلتر های گراويتی : جريان آب در اين فيلتر با وزن ( سنگين ) آن انجام ميشود . در فيلتر های شنی يا زغالی آب با استفاده از وزن خود و با سرعت نسبتا بالا که حدو 4-2 GPM است عبور مينمايد .
قسمتهای اساسی اين فيلترها عبارتند از :
۱- پوسته فيلتر که ممکن است از جنس سيمان - استيل يا چوب و به شکل مربع - مستطيل يا کروی باشد نوع مستطيل شکل که با بتون مسلح ساخته شده رايج تر است .
۲- ته بستر را قلوه سنگ های درشت تشکيل ميدهد و مانع از اين ميشود که شن و آنتراسيت از بستر بگذرد و در عين حال پخش کننده مناسبی برای آب است .
۳- محفظه پايين فيلتر که بدومنظور در نظر گرفته ميشود :
جمع آوری آب تصفيه شده و توزيع آب شستشوی معکوس
۴- قسمتی (trough) به منظور فرِآوری و جمع آوری آب شستشوی معکوس که معمولا از جنس استيل - چدن و يا سيمان ميباشد .
۵- از وسايل کنترل کننده جريان آب که روی فيلتر نصب ميشود نيز ميتوان استفاده کرد .
ب ) فيلتر فشاری : نسبت به نوع قبلی کاربرد وسيعتری دارد يکی از مزايای اين فيلتر ها اين است که ميتوان آنرا مستقيما در مسير توليد و ارسال به واحدهای فرآيند قرار داد و از پمپاژ مجدد جلوگيری نمود .
فيلترهای فشاری ممکن است عمودی يا افقی باشد و پوسته آن از جنس استيل به شکل استوانه ای باشد .
محدوديت روش فيلتراسيون در اين است که فقط ذرات درشت را جدا ميکند .
- کلر زنی ( Cloronization )
کلر از مهمترين عناصری است که در ميکروب زدايی آبها به کار ميرود ترکيبات کلر همانند هیپوکلريت سديم و کلسيم و کلرآمين ها نقش ميکرب زدايی را ايفا ميکنند . چناچه کلر به آبهای طبيعی اضافه نمايند ايجاد واکنش شيميايی ميکند برخی از کاربردهای مهم کلر به شرح زير است :
۱- ميکرب زدايی
۲- جداسازی آمونياک و ديگر ترکيبات عالی ازت دار
۳- کنترل بو و طعم
۴- جداسازی هيدروژن سولفوره
۵- جداسازی آهن و منگنز
۶- تخريب تجمع های آلی
۷- برطرف نمودن جلبک
۸- از بين بردن رنگ
۹- کنترل آهن منگنز و باکتريهای احيا کننده سولفات و ....
۱۰- کمک به انعقاد آب
- استفاده از اشعه ماورابنفش:
گرايش به کاربرد اشعه ماورابنفش بعنوان گندزدا درتصفيه آب وفاضلاب را ميتوان به اين دليل نسبت داد که کاربرد کلر و ترکيبات آن در آب توليد محصولات جانبی ( DBPs) بخصوص تری هالو متان ها ( THMs) ميکنند که با توجه به مطالعات انجام گرفته خواص سرطان زائی برخی از آنها مورد بحث است .
برای توليد اشعه uv ميتوان از لامپهای بخار جيوه با فشار کم که بطور تجارتی در بازار است استفاده کرد . برای گندزدايی آب و فاضلاب اين لامپها را در يک پوشش شيشه ای از جنس کوارتز قرار ميدهند ( جهت محافظت و جلوگيری از صدمه ) و آنها را در آب غوطه ور کرده يا در بالای محل عبور جريان آب نصب ميکنند .
- مزايای استفاده از اشعه ماوراء بنفش :
۱- عدم نياز به مصرف مواد شيميايی و در نتيجه کاهش هزينه های خريد و جابجائی و حمل و نقل و ذخيره سازی مواد شيميائی .
۲- زمان تماس کوتاه باعث ميشود که به گندزدائی نيازی نباشد و نتيجه آن کاهش مساحت لازم برای تاسيسات است .
۳- عدم توليد محصولات جانبی مضر مثل (THMs)
۴- بالا بودن ضريب اطمينان سيستم
۵- کم بودن مصرف انرژی
- معايب اين روش :
از ايرادات اساسی وارد به اين سيستم عدم توليد باقی يون پايدار در آب است . در مورد بهره برداری از سيستم گندزدائی با اشعه ماوراء بنفش هميشه نيروی برق بايد در دسترس باشد .
- استفاده از ازن در تصفيه آب :
تصفيه آب و فاضلاب با گاز ازن در CIP X طی بيست سال اخير عموميت يافته و بتدريج جايگزين کلر ميشود . علت آن است که ازن عامل اکسيد کننده ای است که از کلر قوی تر و ايمن تر است .
خصوصيت ناپايداری ازن اين گاز را برای عمليات مربوطه به تصفيه ضايعات مناسب ساخته است . پايين بودن درجه حرارت تجزيه اجازه ميدهد تا ازن در محيط هم بتواند تجزيه شود دليل ديگر استفاده عام از ازن آن است که از کلر ايمن تر است . معمولا کلر مايع در مخازن فشار بالا نگاهداری ميشود ( atm ۳۰ و بالاتر ) . بدليل سمی و فرار بودن کلر نشت کردن آن از محل آب بندی نشط خطر ناک است . ازن به دليل عمر کوتاهش بلافاصله پس از توليد مصرف ميشود . لذا اگر نشتی در دستگاههای سازنده باشد مقدار آن بسيار کم است .
فشار عملياتی ساختی ازن بين ۱ الی ۲ atm است بوی ازن باعث شناخته شدن سريع ميشود تنفس آن نيز تا محدوده خاصی زيان آور نيست . ازن بر خلاف کلر ميتواند Mo های فاضلاب را بکشد همچنين مواد عالی و غير آلی را اکسيد و بی رنگ و بو کند . بار سطحی مواد جامد معلق را نيز خنثی ميکند .
۳- پر کردن آب معدنی در بطری ،شامل مراحل زير است :
الف ) مرحله رديف کردن بطری : طی اين مرحله بطری های خالی جهت هدايت به دستگاه فيلتر به صورت دستی و يا ماشينی رديف ميگردند و در صورتی که اين عمليات دستی انجام گيرد توسط نيروی انسانی بطری خالی به روی نوار نقاله انتقال بطری خالی قرار داده ميشود در اين روش احتمال آلودگيهای ثانويه محصول بالا ميباشد و در روش ماشينی با استفاده از يک دستگاه unsereambla بطری به صورت خودکار بر روی نوار نقاله مربوطه قرار گرفته و توسط يک نوار نقاله بادی ( Airsonveyer ) به طف دستگاه پرکن هدايت ميگردند .
ب ) شستشوی بطری - پرکردن و دربندی :
طی اين مرحله بطريها توسط يک دستگاه Rinser روتاری شستشو ميگردند و سژس بطريها جهت پر شدن بدستگاه پر کن هدايت شده و پر ميشوند . بدين ترتيب که آب گاز دار پس از عبور از رابط های لوله ای در دستگاه فيلتر به سرشير فيلتر ميآيد بطری های خالی پس از قرار گرفتن در دايره دستگاه فيلتر توسط يک پايه به سمت بالا حرکت ميکنند و فنر بالای شير فيلر را فشرده ميکنند و سر شير فيلر روی دهانه بطری قرار ميگيرد و در اثر مکش هوای داخل بطری و باز شدن شير بطری در طول مسير خلقه ای فيلتر پر ميشود سرعت فيلر بايد مطابق با سرعت پر شدن بطريها در طول مسير باشد بطريهای پر شده بعد از اينکه به انتهای حلقه فيلر رسيدند در اثر ضربه زدن تيغه ای شير بسته ميشود و در اثر پايين آمدن پايه زير بطری و فشار به قسمت بالای فنر شير بطريهای پر شده از مسير حلقه ای فيلتر جدا ميشوند و به قسمت در بندی ميروند و توسط دستگاه دربندی روتاری در آنها بسته ميشود در دستگاههای جديد عمل پر کردن و در بندی به طور همزمان انجام ميشود فيلتری که در اينجا برای آب گاز دار مورد استفاده قرار ميگيرد بايد سربسته باشد .
ج ) مرحله برچسب زنی : بطريهای پر و دربندی شده توسط يک نوار نقاله به اين دستگاه هدايت شده و برچسب زده ميشود اين مرحله نيز صرفنظر از نوع ماشين آلات انتخابی و ميزان اتوماسيون آن دارای مکانيسم کار يکسان ميباشد .
د ) مرحله چاپ مشخصات توليد (jet printing ): در اين مرحله بطريها ضمن عبور از دستگاه اطلاعات مورد نظر از قبيل تاريخ توليد و انقضا و ساير اطلاعات روی قسمتی از بطری يا در چاپ ميشود .
ه ) مرحله Shirink wrapper : طی اين مرحله بطريها در رديفهای مورد نظر که معمولا ۲ در ۳ تايی است شيرينگ ميگردد اين ماشين آلات نيز صرف نظر از نوع و اتوماسيون همگی داراری مکانيسم يکسانی هستند .
و ) Pallate shirink wrapper : طی اين مرحله بنا به خواست بازار و مشتريان در صورتی که نياز به شيرينگ کردن Pallate محصول باشد بسته های شيرينگ شده توسط يک نوار نقاله به اين دستگاه هدايت ميشود و پس از پالت شدن شيرينگ ميشوند در صورتی که محصول جهت صادرات باشد عمليات شيرينگ پالتها يکی از مراحل لازم و ضروری توليد محصول ميباشد.
روشھای تجزیه ای در ژئوشیمی