زئوليت در تصفيه آب و فاضلاب
زئوليت (Zeolite) يكي از قوي ترين فيلترهاي طبيعي مي باشد كه در تصفيه آب و فاضلاب، كشاورزي و غيره كاربرد داشته و به دليل عدم ثبات يوني و قدرت بالا در جذب آب مي توانند در حذف آلاينده ها كمك موثري داشته باشند.
اين ماده معدني كه داراي ساختاري متخلل مي باشد، مي تواند جايگزين مناسبي براي دانه هاي شن در فيلتر شني به شمار رود. گروه صنعتي هفت؛ توليدكننده تجهيزات آب و فاضلاب، در ادامه به معرفي كامل اين ماده معدني پرداخته و كاربرد كاتاليزوري، جذب و تبادل يوني آن را بررسي نموده و به كاربرد آن در تصفيه فاضلاب صنعتي و بهداشتي و آب آشاميدني مي پردازد.
زئوليت چيست؟
زئوليت يكي از مواد معدني خانواده آلومينوسيليكات هيدارته مي باشد كه داراي ساختاري چهارضلعي بوده و توسط اكسل فردريك كرونستد؛ كاني شناس سوئدي در سال 1756 ميلادي نام گذاري شد. اين گروه از مواد معدني قدرت كاتاليزوري بالايي داشته و مي توانند با تبادل يوني و قدرت جذب بالا، فلزات سنگين و مواد آلي و آلاينده هاي موجود در آب و فاضلاب را حذف كنند.
اين مواد معدني داراي سطحي سرشار از بار مي باشند و به همين دليل به عنوان مبدل هاي كاتيوني در برخي از صنايع از جمله تصفيه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار ميگيرند. بار روي سطح Zeolite در اثر جايگزيني ايزومورفيك سيليكون با آلومينيوم در ساختار اين ماده معدني بدست آمده است.
اساس كار زئوليت
كاربرد گسترده زئوليت در صنايع مختلف، وجود خواص كاتاليزوري، تبادل يوني و جاذب اين مواد مي باشد كه مي توانند تاثير بسيار زيادي در حذف فلزات سنگيني مانند آهن، منگنز، روي و مس داشته باشند. اساس كار اين مواد به شرح زير مي باشد:
خاصيت كاتاليزوري
از مهم ترين خواص زئوليت ها مي توان به قدرت بالاي آنها در تسريع واكنش هاي شيميايي بر پايه اسيد و داراي مواد آلي اشاره نمود. به همين دليل است كه اين مواد در پالايشگاه هاي نفت و پتروشيمي كاربرد گسترده اي داشته و در تسريع واكنش هاي آنها به صورت موثري عمل مي كند.
قدرت جذب بالا
از ديگر ويژگي هاي بسيار مهم زئوليت مي توان به قدرت جذب بالاي آنها اشاره نمود. متخلل بودن سطح رويي Zeolite يك نقطه مثبت براي غربال گري مولكول هايي با اندازه هاي مختلف به شمار مي رود. علاوه براين، اين مواد قدرت بالايي در جذب آب و برخي از مواد آلي فرار در هوا دارند.
تبادل يوني
يكي از بزرگترين مشكلات در تصفيه آب، سختي گيري و حذف فلزات باردار معلق مي باشد كه به روش هاي مختلفي از قبيل تبادل يوني مي توان اين مشكل را برطرف نمود. ساختار متخلل زئوليت داراي كاتيون هاي هيدراته مي باشند كه مي توانند نقش موثري در تبادل يوني ايفا نمايند. لازم به ذكر است كه Zeolite قدرت بالايي در حذف آلومينيوم و يون ساير فلزات سنگين با تبادل يوني داشته و به همين دليل است كه در تصفيه آب آشاميدني كاربرد زيادي دارد.
كاربرد زئوليت در تصفيه آب
يكي از بزرگترين مشكلات موجود در صنعت تصفيه آب آشاميدني، وجود يون هاي فلزات سنگين از قبيل كلسيم، منيزيم، روي و آلومينيوم در آب مي باشد كه اصطلاحا باعث افزايش درجه سختي اب ميشود.
اين مواد منجر به آسيب وارد شدن به دستگاه گوارشي شده و همچنين بدن را در توليد سنگ مثانه و كليه مستعد مي كند. به همين دليل با روش هاي مختلف لازم است درجه سختي آب كاهش پيدا كند كه يكي از روش هاي كاربردي در اين زمينه، استفاده از زئوليت در تصفيه آب آشاميدني مي باشد.
قدرت بالاي زئوليت ها در تبادل يوني و حذف يون هاي فلزات سنگين مي تواند تاثير بسيار مطلوبي در افزايش كيفيت آب و حذف رنگ و بو و كدورت آن ايجاد كند. البته لازم به ذكر است كه قدرت اين مواد در حذف آلاينده هاي موجود در آب به نوع آلاينده ها و مقدار آنها و همچنين phو مقدار آمونياك و همچنين دماي آب بستگي دارد.
كاربرد زئوليت در تصفيه فاضلاب
[caption id="attachment_3945" align="alignnone" width="1024"] زئوليت[/caption]از ديگر كاربردهاي بسيار مهم زئوليت ها مي توان به تصفيه فاضلاب بهداشتي و صنعتي اشاره نمود. وجود مواد آلاينده بسيار مضر از قبيل نيتروژن و فسفر و ساير مواد آلي در فاضلاب بهداشتي يا انساني يكي از نگراني هاي بزرگ مي باشد كه با روش هاي مختلف بايد از ورود آنها به طبيعت جلوگيري نمود.
با استفاده از زئوليت و انجام تبادل يوني مي توان اين مواد را حذف نمود. البته لازم به ذكر است كه به منظور افزايش قدرت آن براي تصفيه فاضلاب با روش هاي مختلف از قبيل اسيدشوي سورفكتانت اين مواد اصلاح ميشوند.
زئوليت اصلاح شده همچنين قدرت بالايي در حذف مواد سمي و آرسنيك و ذرات راديواكتيو موجود در فاضلاب هاي صنعتي دارند. همان طور كه اشاره شد، Zeolite داراي قدرت جذب بالايي نيز مي باشد كه مي توان از آن براي جذب گازهايي از قبيل فرمالدئيد و مونواكسيد كربن موجود در فاضلاب هاي صنعتي استفاده نمود. همچنين لازم به ذكر است كه زئوليت قادر به حذف كلينوپتيلوليت و شابازيت ها از فاضلاب هاي صنعتي مي باشد.
عليرغم قدرت بسيار بالاي Zeolite در تصفيه فاضلاب و حذف مواد آلاينده موجود در آنها، از ساير روش هاي شيميايي و تصفيه بيولوزيكي در فرايند تصفيه استفاده ميشود تا كيفيت پساب هاي خروجي تا حد زيادي افزايش پيدا كنند.
ساير كاربردهاي زئوليت
سه ويژگي مهم موجود در زئوليت ها از قبيل كاتاليزور، تبادل يون و جذب باعث شده است تا از اين مواد با اهداف مختلفي استفاده شود. علاوه بر كابرد زئوليت در تصفيه فاضلاب و آب، از آنها در مصارف زير نيز استفاده ميشود:
مكمل مواد غذايي دام و طيور
توليد اكسيژن در استخرهاي نگهداري و پرورش ماهي
تصفيه آب استخر شنا
بهبود خاك كشاورزي و باغباني
حذف آمونياك و آمونيوم در فاضلاب
مزاياي زئوليت در تصفيه آب و فاضلاب
مهم ترين نقاط مثبت و مزاياي استفاده از زئوليت در تصفيه فاضلاب و آب عبارتند از:
قدرت جذب بالا و حذف گازهاي سمي در تصفيه فاضلاب صنعتي
قدرت بالا در كاهش سختي آب و حذف فلزات سنگين از قبيل روي، مس، آهن، منيزيم و آهن موجود در آب
حذف كدورت، رنگ و بو آب
حذف آمونياك در لجن و آب هاي موجود در استخر كه به شدت براي رشد ماهي ها مضر مي باشند
قدرت آبگيري بالا
قيمت ارزان نسبت به رزين
طراحي و توليد انواع فيلترهاي تصفيه آب
گروه صنعتي هفت يكي از بزرگترين و قديمي ترين تيم ها در زمينه طراحي و توليد تجهيزات تصفيه آب و فاضلاب مي باشد كه از جمله محصولات آنها مي توان به فيلتر شني فيلتر كربني اشاره نمود. تمام محصولات اين تيم زير نظر مهندسين حرفه اي و پس از تحقيق و بررسي شرايط تصفيه خانه و نوع مواد آلاينده طراحي و توليد ميشوند.
براي برقراري ارتباط با اين تيم و دريافت مشاوره رايگان قبل از خريد يا سفارش ساخت هر يك از محصولات گروه صنعتي هفت مي توانيد از راه هاي ارتباطي ذكر شده در پايين صفحه استفاده نماييد.
بررسي فرآيند تصفيه آب با زئوليت
صنعت تصفيه آب همواره در حال تحقيق، آزمايش و توسعه روش‌هاي جديد و بهبود يافته براي تصفيه فاضلاب و آب آشاميدني است كه هم كارآمد و هم دوستدار محيط زيست باشد. يك راه حل پايدار و طبيعي ، « تصفيه آب با زئوليت » است.
فرآيند تصفيه آب با زئوليت و ساير كاني ها
زئوليت داراي خواص فيزيكي و شيميايي منحصر به فرد و برجسته اي مي باشد. به همين دليل در كاربردهاي مختلف از جمله كشاورزي، اكولوژي، فرآيندهاي صنعتي، پزشكي – آرايشي و بيوشيميايي موثر واقع مي گردد. اخيراً، يك كاربرد خاص تر از ماده طبيعي زئوليت ؛ « كلينوپتيلوليت » به طور گسترده در تصفيه آب و پزشكي انساني مورد مطالعه قرار گرفته است.
[caption id="attachment_3941" align="alignnone" width="400"] زئوليت[/caption]زئوليت چيست؟
هنگامي كه سنگ يا خاكستر آتشفشاني با آب هاي قليايي واكنش مي دهد، ماده طبيعي « زئوليت » ايجاد مي گردد. در تصفيه آب، رايج ترين آلومينوسيليكات هاي خانواده كلينوپتيلوليت هستند كه از غلظت هاي مختلف آلومينيوم سيليس، اكسيژن و ساير عناصر مانند كلسيم (Ca)، پتاسيم (K) و سديم (Na) ساخته شده اند.
ساختار و تركيب آن ها مي تواند اين مواد را ريز متخلخل و بسيار متمايل به قابليت تبادل كاتيوني كند. زئوليت ها را مي توان به راحتي با محلول گرم شده آلومينا، سيليس و هيدروكسيد سديم به صورت مصنوعي توليد كرد.
مزيت منحصر به فرد كلينوپتيلوليت ؛ خواص فيزيكي، شيميايي، جذب، يونيزاسيون، احيا و كاتاليزوري آن است. كلينوپتيلوليت مي تواند آمونياك، نيترات، نيتروژن، سولفيد هيدروژن، فلزات سنگين، كربن-اكسيژن، مشتقات نفت و غيره را جذب كند. همچنين مي تواند موارد زير را با اثر كاتاليزوري از آب جذب و يا جدا نمايد:
پتاسيم (K)، آهن (Fe)، منگنز (Mn)، استرانسيم (Sr)، سرب (Pb)، مس (مس)، نقره (Ag)، جيوه (Hg) و … .
تصفيه آب با زئوليت
مزيت اصلي فناوري زئوليت ، جذب فيزيكي/شيميايي، تبادل يوني و خواص كاتاليزوري آن است كه مي تواند به صورت زير باشد:
ساختار يكنواخت و حجم منافذ زياد
قطر منافذ 0.1-1.0 نانومتر (nm)
فيلتر ذرات بزرگتر از يك ميكرون
محدوده جذب زياد
كاهش فلزات سنگين، آمونيوم و تركيبات هيدروژن از طريق قابليت جذب منحصر به فرد خود
جذب مواد شيميايي و نفتي
چه چيزي محيط تصفيه آب با زئوليت را به يك فيلتر خوب تبديل مي كند؟
وقتي صحبت از فيلترها مي شود، هرچه منافذ داخل محيط آن بيشتر باشد، عملكرد فيلتراسيون كارآمدتر است. زئوليت‌ها و به‌ويژه محيط‌هاي كلينوپتيلوليت داراي منافذ زيادي هستند، بنابراين نه تنها ذرات را بين دانه‌هاي خود جذب مي‌كنند، بلكه مي‌توانند آن ها را روي سطح محيط نيز بكشانند.
اين فرآيند يك اثر فعال است كه در آن ذرات به جاي گيركردن غيرفعال بين دانه‌ها به سطح محيط مي‌چسبند.
اين تا حدي توسط ظرفيت كاني‌هاي زئوليت براي تبادل كاتيوني انجام ميشود، به اين ترتيب كه يون‌هاي مثبت آب (يعني فلزات محلول، سديم، آمونياك) را مي‌گيرد و آنها را با چيز ديگري جايگزين مي‌كند كه قبلاً به دستگاه تبادل يوني متصل شده بود.
زئوليت به دليل چگالي بالاي منافذ خود ، سطح بسيار موثري دارد به اين معني كه مي تواند غلظت بالايي از آلاينده هاي فيزيكي را قبل از نياز به شستشوي معكوس جذب كند.
كاربردهاي عمومي زئوليت در تصفيه آب و فاضلاب
حذف ذرات كدورت سه تا پنج ميكرون
جايگزين مستقيم براي دستگاه فيلتر شني با ظرفيت بارگيري رسوب 2.8 برابر
حذف كاتيون هاي فلزات سنگين
جداسازي هيدروكربن هاي خاص و ساير آلاينده ها
تصفيه آب
كاربردهاي خاص
نرم كننده آب
مواد معدني سختي مانند كلسيم و منيزيم اگر در غلظت‌هاي كافي وجود داشته باشند، مي‌توانند باعث ايجاد مشكلاتي در سيستم‌هاي لوله‌كشي توزيع شوند. با اين حال در يك نقطه خاص، غلظت آن ها در منبع آب به سطح اشباع بيش از حد مي رسد و شروع به رسوب خارج از محلول مي كند كه باعث محدود شدن جريان به لوله ها و شيرها شود.
زئوليت قادر به تبادل يون هاي كلسيم و منيزيم در آب است، به اين معني كه اگر با محلول آب نمك سديم/پتاسيم بازسازي شود، مي تواند به عنوان يك نرم كننده آب عمل كند. (بازدهي دو برابر)
حذف آهن در تصفيه آب با زئوليت
اگر پس از باز كردن شير آب با رنگ قهوه اي آب در جريان مواجه شده ايد ، به احتمال زياد آهن موجود در آن بيش از حد نرمال است. آهن بيش از حد مي تواند براي سلامتي انسان خطرزا باشد. بنابراين كاهش سطح آهن در آب آشاميدني نيز ضروري است. زئوليت سديم به واسطه خواص جذب و تبادل يوني خود قادر به كاهش سطح آهن تا حد زيادي مي باشد.
زئوليت، يك ماده معدني بسيار مهم و پر كاربرد است كه جاذب رطوبت بوده و حرارت توليد مي كند. اين ماده از آلومينوسيليكات تشكيل شده و به نوبه خود انواع مختلفي دارد. هر نوع ويژگي ها و مصارف خاص خود را داشته و به دسته هاي گوناگوني قابل تقسيم است. كلينوپتيلوليت يكي از ارقام پركاربرد اين كاني معدني مي باشد.
اين ماده در بسياري از بايگاني هاي فروش مواد معدني عرضه مي شود. قيمت زئوليت كلينوپتيلوليت بر اساس عوامل گوناگوني تعيين مي گردد.
زئوليت، نوعي كاني معدني با ويژگي هاي جالب توجه است؛ كه نخستين بار در سال 1756 توسط يك كاني شناس سوئدي كشف و نامگذاري گرديد. اين واژه، حاصل تركيب دو كلمه يوناني به معناي جوش و سنگ مي باشد. بخش عمده مصارف تجاري آن به جاذب سطحي بودن آن مربوط مي شود.
از ميان نمونه هاي طبيعي آن، نه گونه كلي آن در طبيعت يافت مي شوند؛ كه كلينوپتيلوليت يكي از آنهاست. كلينوپتيلوليت از جمله كاني هايي است؛ كه شكستگي هاي ناصاف دارد. به طور كلي كلينوپتيلوليت از نظر كاني شناسي، شبيه ساير زئوليت ها مي باشد.
در ادامه به ذكر مهم ترين ويژگي هاي اين ماده معدني خواهيم پرداخت:
بلورهاي پهن و كوتاه
طيف رنگي آن بين سفيد و قرمز است.
شفاف يا نيمه شفاف است.
در گروه سيليكات ها قرار مي گيرد.
انواع زئوليت مصنوعي
[caption id="attachment_3946" align="alignnone" width="250"] زئوليت[/caption]به طور كلي بيش از چهل نوع زئوليت در طبيعت شناخته شده است. اما در يك دسته بندي بسيار كلي همه آنها را به نه گروه اصلي تقسيم مي كنند. در ادامه مهم ترين نوع طبيعي انها را نام مي بريم:
clinoptilolite
analcime
chabazite
erionite
faujasite
ferrierite
laumontite
mordenite
pillipsite
كاربرد انواع زئوليت در ايران را بايد بر اساس نوع و مشخصات آن بيان كرد. مثلاً به طور معمول خريد نانوزئوليت جهت استفاده در مصارف زير انجام مي شود:
بخش هاي مختلف صنعت كشاورزي
حذف يون هاي فلزات سنگين موجود در محلول هاي مختلف
جهت فيلترهاي نانويي
به عنوان كاتاليزور اف سي سي
تبديل متانول به بنزين
اما مهم ترين و اساسي ترين كاربردهاي انواع مختلف زئوليت را مي توان به دسته هاي كلي زير تقسيم نمود:
مصارف كشاورزي
محصولات صنعتي
محصولات خانگي
محيط زيست
تصفيه انواع آب
راديواكتيو و رآكتور
بيشترين مصرف زئوليت در ايران به بخش كشاورزي و همچنين تصفيه آب و فاضلاب مربوط مي شود. در اينجا مهم ترين كاربردهاي كشاورزي آن را بيان مي كنيم:
كنترل بو
ماده جذب كننده رطوبت در زراعت
حاصل خيزي را افزايش مي دهد.
به عنوان ماده افزدوني در خوراك دام و طيور
پرورش انواع گل و گياه
در گلخانه ها
پرورش درخت
اصلاح خاك (به خصوص براي خاك چمن)
احداث جنگل ها و مراتع
محوطه سازي
در سيستم هاي آبكشت كاربرد دارد.
جداسازي آمونياك از استخرها يا حوضچه هاي پرورش آبزيان
تماس با ما:
تماس باما
برچسب:
امتیاز دهید:
رتبه از پنج:
<~PostRate~>
بازدید: <~PostViwe~>
