تصفیه پاک کننده ها (detergent ها)

[مهندس شیمی]

سلام . دارم رو پروژه تصفیه فاضلاب کار میکنم . راجبه انواع روش های تصفیه که دترجنتها رو تصفیه کنه اطلاعات میخام .
مثلا اگر از اسمزی استفاده کنم نسبت فاضلابش به ابی که تصفیه میکنه چقدره ؟ و ایا روش بهتری هم هست یا نه . 

این عبارت waste treatment که سرچ میکنم بیشتر راجبه درمان بیماری هایی که در اثر الودگی اب ایجاد شده مطلب میاد . میشه کلید واژه دیگه ای پیشنهاد کنید ؟

[M1KE]

به جای waste یا waster water می تونید contaminant هم بگذارید چون به هر حال اینها آلاینده هم هستند. منتهی یک نکته ای که باید بهش توجه داشته باشید اینه که روش های تصفیه بیشتر از اونکه بر اساس اسم آلاینده ها باشه (شوینده ها، داروها، حشره کش ها و غیره)، بیشتر بر اساس ساختار شیمیایی اونها هست.

برای نمونه چهار گروه اصلی از آلاینده ها عبارتند از:

Aliphatic and Alicyclic Hydrocarbons -1
2- Monocyclic and Polycyclic Aromatic hydrocarbons
3- Halogenated Aromatic Compounds
4- Halogenated Aliphatic Compounds

برای نمونه DDT که یک حشره کش معروف هست که در گذشته استفاده میشده نوعی ترکیب آروماتیک هالوژنی هست (گروه سوم). شما در منابع بیشتر روش های مواجه با این گروه های شیمیایی رو می بینید و نه اسم موادی رو که به این گروه ها تعلق داره چون تعداد اونها خیلی زیاد هست. همچنین بسته به ساختار اون محصول ممکنه برخی از اونها به یک گروه و برخی به گروه دیگه ای تعلق داشته باشند. برای نمونه در برخی شوینده ها مثل صابون از هگزاکلروفن استفاده میشه که به گروه سوم تعلق داره. از این دید، روش های مواجه با گروه سوم هم برای DDT که یک حشره کش هست کاربرد پیدا می کنه و هم برای این شوینده.

به نظرم ابتدا می بایست ببینید چه نوع شوینده هایی مدنظرتون هست و به چه گروه هایی تعلق دارند بعد ببینید برای اون گروه چه روش هایی استفاده میشه. بیشتر شوینده ها به خانواده alkylbenzenesulfonate ها تعلق دارند که یک نوع ترکیب آلی هستند و نقش اونها هم بیشتر surfactant هست. با دونستن ماهیت شوینده ها می تونید روش های مختلفی که برای تصفیه اونها به کار برده میشه رو پیدا کنید. برای نمونه در این مقاله روش های بیولوژیکی هوازی برای تجزیه چهار نوع surfactant مورد بررسی قرار گرفتن.

اینها مباحثش خیلی گسترده هست. یک فایلی رو به پیوست گذاشتم که در مورد Detergent ها و خصوصیات و ساختار شیمیایی شون توضیح داده. به نظرم اون رو مطالعه کنید که یک دید کلی پیدا کنید به این شکل با اصطلاخاتش هم آشنا میشین.

[مهندس شیمی]

سلام . تصفیه اسمزی متاسفانه فاضلاب زیادی تولید میکنه . حالا اگر همین فاضلاب دوباره برگرده توی دستگاه چی میشه ؟
راندمان به چه شکلی درمیاد ؟
با تشکر

[M1KE]

راندمان اين سيستم ها به غلظت پساب, فشار اعمال شده و دبي آب عبوري بستگي داره. طبيعتا وقتي شما پسابي كه از فيلتر عبور نكرده رو دوباره به سيستم برگردونيد غلظت پساب بيشتر ميشه و راندمان فيلتر پايين مياد. در اين حالت شما مي تونيد دوباره بخشي از پساب رو تصفيه كنيد ولي زمان تصفيه بيشتر ميشه. بنابراين يك تحليل سود به زيان بايد انجام بشه كه ببينيد ارزش اون رو داره كه دوباره پساب رو به چرخه وارد كنيد يا خير. مثلا اگر غلظت پساب 10 درصد باشه ممكنه در عرض 1 دقيقه به شما 1 ليوان آب تصفيه شده بده ولي اگه اون 10 درصد پساب رو بخواهيد به طور مستقل تصفيه كنيد 10 دقيقه زمان ببره و اگر هم با جريان ورودي تركيبش كنيد كه به هر حال با گذر زمان حجم آب پشت سيسام افزايش پيدا مي كنه و شدني نيست و بنابراين دبي بايد ثابت نگه داشته باشه كه در اين حالت غلظت دبي ورودي با گذر زمان بيشتر ميشه و راندمان تصفيه پايين و پايينتر ميره. جداي از اين بسته به مشخصات فيلتر يا ممبران به كار رفته ممكنه يك سري ملكولها يا مواد نتونند به هر روي ازش رد بشن. در مجموع در عمل براي اينكه دبي خروجي از سيستم خوب و قابل قبول باشه مجبوريد يا اندازه مثلا منافذ فيلتر رو بزرگتر كنيد كه باعث عبور پساب نامطلوب ميشه يا هم كه بايد با بيرون فرستادن پساب توليدي از چرخه, غلظت پساب پشت فياتر رو ثابت نگه داريد كه سيستم با يك راندمان ثابت به كارش ادامه بده. شايد بشه با افزايش تعداد فيلترها و مخزنها مشكل رو حل كرد كه به هر حال اون هم هزينه رو بيشتر مي كنه. اينها كلياتي بود كه همين طوري به ذهنم رسيد خودتون هم يك مقدار تحقيق كنيد شايد راه حل بهتري به ذهنتون برسه. ولي تا جايي كه ميدونم تقريبا در همه روشهاي تصفيه اگر بخواهيد چندبار تصفيه رو تكرار كنيد زمان تصفيه بالاتر ميره و يك جايي بايد ببينيد بيشتر از اون ارزشش رو داره يا نه.

[مهندس شیمی]

سلام . الکترولیز اب باعث تبدیل شدن بعضی مواد محلول در اب به یونها میشه . اگر همون لحظه مواد منعقد کننده یا لخته ساز اضافه کنیم ، بعد از قطع جریان برق چه اتفاقی میوفته ؟
ممنون

[مهندس شیمی]

سلام . اگر کسی بتونه توضیحات قانع کننده ای راجبه این ادرس و مطالبش بده ممنون میشم .
من با توضیحات خود مطلب قانع نشدم . اسم علمی اون لجن چیه و مواد تشکیل دهنده ش چین ؟
http://khabarfarsi.com/ext/9264457
کیفیت اب بعد از پایان الکترولیز چطوره ؟
بجز هزینه برق چرا استفاده از الکترولیز برای تصفیه اب خوب نیست ؟
ممنون

[M1KE]

نتیجه گیری ایشون از آزمایش یک مقدار عامیانه هست. قبل از پرداختن به ماهیت اون ماده باید اشاره کنم که در حالت کلی فلزات به دو دسته کلی فلزات پایه و فلزات کمیاب یا نادر تقسیم بندی میشن. فلزات پایه (Base Metals) اونهایی هستند که وقتی در معرض رطوبت و اکسیژن قرار می گیرند به راحتی اکسید میشن و خوردگی بالایی دارند مثل آهن، سرب، نیکل، روی و خیلی از فلزات دیگه. دسته دوم که فلزات نادر (Nobel Metal) هستند به عکس اولی ها در مقابل اکسید شدن و خوردگی مقاومت بالایی از خودشون نشون میدن مثل پلاتین، طلا و ایریدیوم. به خاطر همین ویژگی شون هم این فلزات معمولا دارای بهای بیشتری هستند و در صنایع خاصی که فلز موردنظر نباید به راحتی زنگ بزنه مورد استفاده قرار می گیرند مثلا در جواهرآلات یا ایمپلنت های داخل بدن انسان. این ویژگی از عدد اکسایش بالایی نشات می گیره که این فلزات برای اکسید شدن نیاز دارند.

الکترودهایی که در این فیلم مورد استفاده قرار گرفته همونطور که خودشون هم اشاره کردن آهن و آلومینیوم هستند که وقتی به برق وصل میشن و الکترولیز صورت می گیره نقش فلز فدا شونده (Sacrificed Metal) رو پیدا می کنند و بخشی از اونها اکسید میشه. اکسید فلزاتی مثل آهن و مس به رنگ های قهوه ای مایل به سبز هست. در واقع بخش زیادی از ماده موردنظر Fe2O3 یا همون اکسید آهن هست.

2Fe + 1.5 O2 ---> Fe2O3

به این موضوع هم توجه داشته باشین که الکترولیز می تونه مواد رو تجزیه کنه و ماده ای هم که تجزیه میشه ماهیت اولیه رو دارا نیست. برای نمونه شما اگر نمک خوراکی (NaCl) رو درون آب (H20) بریزید و اون رو الکترولیز کنید در یکی از الکترودها Cl به صورت Cl2 یعنی همون گاز کلر که سمی هست درمیاد و در الکترود دیگه هم H2 که همون گاز هیدورژن هست آزاد میشه و درون مجلول هم NaOH که در شوینده ها مورد استفاده قرار می گیره باقی می مونه. به صورت زیر:

 

NaCl + H2O ----> NaOH + Cl2 + H2

به عبارتی همون آب نمک معمولی وقتی الکترولیز بشه در کنار یکی از الکترودها گاز سبز رنگ کلر شروع به قل قل کردن می کنه و مشخصا این لزوما به این معنی نیست که درون آب از ابتدا کلر وجود داشته! حالا اگر اکسید شدن الکترود به صورت مثلا اکسید آهن هم به این معجون اضافه بشه یک ماده سبز و قهوه ای رنگ به وجود میاد.

در مصارف صنعتی معمولا فلز فداشونده طوری انتخاب میشه که وقتی با آلاینده موجود در آب ترکیب میشه یا به دلیل سنگینی ماده حاصله ته نشین بشه یا هم که به دلیل سبکی اش به روی سطح آب بیاد و بعد اینها به صورت فیزیکی جدا میشن. در روش های معمولی تصفیه هم معمولا یک موادی به آب آلوده اضافه میشن که با آلاینده ترکیب شده و سبب لخته ای شدن اون یا ته نشین شدن اون میشن.

[مهندس شیمی]

سلام . اگر با اب تصفیه شده اب نمک درست کنیم و بعد الکترولیزش کنیم . اب قابل شرب هست ؟
این تغیرات شیمیایی ماهیت اب رو عوض نمیکنه ؟
ممنون

[M1KE]

نه چنین آبی دیگه قابل شرب نیست. در این وضعیت همونطور که در بالا گفتم در یکی از الکترودها یون های کلر مربوط به نمک (-cl) اکسید میشن و به صورت گاز کلر (cl2) آزاد میشن که به رنگ سبز هست (اگر یون کلر در آب وجود نداشت به جای اون اکسیژن O2 آزاد میشد). در الکترود دیگه هم گاز هیدروژن H2 آزاد میشه. داخل ظرف هم NaOH باقی میمونه که قابل شرب نیست.

2NaCl + 2H2O → Cl2 + H2 + 2NaOH

در صنعت این کار بیشتر برای تولید گاز کلر استفاده میشه و هیدروژن یکی از محصولات جانبی این فرآیند هست که یا سوزونده میشه و دوباره به صورت H2O که همون آب هست درمیاد یا هم که در مصارف دیگه مورد استفاده قرار می گیره.

حالتی که خود آب به تنهایی الکترولیز بشه گاز هیدورژن H2 و اکسیژن O2 آزاد میشه که از اون بیشتر برای تولید اکسیژن در ایستگاه های فضایی که خارج از جو قرار دارند و همین طور زیردریایی های هسته ای که در اعماق اقیانوس قرار دارند استفاده میشه تا اکسیژن لازم برای فضانوردان یا ملوانان فراهم بشه. برای این کار هم باید از الکترودهای پلاتینی غیر فعال (Inert Platinium) استفاده بشه و نه الکترود آهنی که مثل همون فیلم بالا خودش با آب واکنش بده و اکسید آهن قهوه ای رنگ تولید کنه.

پینوشت: تجزیه آب نمک رو خودتون هم می تونید با استفاده از دو تا الکترود مثلا گرافیتی (مغز مداد) و در ابعاد یک استکان در یک محیط کاملا باز مثل حیاط (چون گاز کلر سمی هست و گاز هیدوژن هم قابل اشتغال) و با باتری 6 تا 12 ولت انجام بدین. خود من یک بار که 17 سال داشتم ابتدا با باتری 12 ولت این کار رو کردم و فکر کنم به دلیل اینکه یکی از سیم ها قطع بود عمل نکرد و به همین دلیل برق 220 ولت رو وصل کردم و کل استکان و آب و الکترود و سیم ها منفجر شدن و برق کل مجتمع قطع شد! [img]images/smilies/smile.gif[/img]​

سلام . اگر با اب تصفیه شده اب نمک درست کنیم و بعد الکترولیزش کنیم . اب قابل شرب هست ؟
این تغیرات شیمیایی ماهیت اب رو عوض نمیکنه ؟
ممنون


 

 

[مهندس شیمی]

[size=12.7272720336914px]سلام . [/size]
[size=12.7272720336914px]این مطلب رو از اینترنت گرفتم . اما رو صحتش اطمینان ندارم[/size]
[size=12.7272720336914px]بر مبنای این متن میشه از الکترولیز برای تهیه اب شرب استفاده کرد و اب بعد از الکترولیز خواص شیمیایش تغیر نمیکنه .[/size]
[size=12.7272720336914px]​[/size]