سیلیس تصفیه آب

سیلیس یکی از رایج ترین گونه های ماسه ای است که در جهان یافت می شود. سیلیس برای طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شود. ماسه اصطلاح کلی برای دانه های شکسته شده مواد معدنی یا سنگ است که از نظر فنی بین یک شانزدهم میلی متر تا دو میلی متر قطر دارند و در طیف اندازه ها بین سیلت و شن قرار می گیرند. انواع مختلفی از شن و ماسه در جهان وجود دارد که هر کدام ترکیب و کیفیت منحصر به فرد خود را دارند. به طور طبیعی، رایج‌ترین سنگدانه‌ای که هنوز مورد استفاده قرار می‌گیرد، سیلیس است زیرا در سراسر جهان در دسترس است، اندازه ذرات و توزیع مناسب و نقطه ذوب بالای سیلیس این سنگدانه را در صنعت تصفیه آب و فاضلاب بسیار پرکاربرد نموده است.

دی اکسید سیلیکون، همچنین به عنوان سیلیس شناخته می شود، یک اکسید سیلیکون با فرمول شیمیایی SiO2 است که بیشتر در طبیعت به عنوان کوارتز و در موجودات زنده مختلف یافت می شود. در بسیاری از نقاط جهان، سیلیس جزء اصلی ماسه است. سیلیس یکی از پیچیده ترین و فراوان ترین خانواده مواد است که به عنوان ترکیبی از چندین کانی و به عنوان یک محصول مصنوعی وجود دارد. نمونه های قابل توجه عبارتند از کوارتز ذوب شده، سیلیس، سیلیکاژل و آئروژل. در مواد ساختاری، میکروالکترونیک (به عنوان عایق الکتریکی) و به عنوان اجزاء در صنایع غذایی و دارویی استفاده می شود. سیلیس کوارتزی است که در طول سالها، از طریق آب و باد، به دانه های ریز تجزیه شده است. این سیلیس های گرانولی را می توان برای اهداف مختلف استفاده کرد و در اکثر مناطق غیر گرمسیری جهان یافت می شود.

حدود 95 درصد استفاده تجاری از دی اکسید سیلیکون (شن و ماسه) در صنعت ساختمان رخ می دهد، به عنوان مثال برای تولید بتن (بتن سیمان پرتلند).

ذخایر خاصی از ماسه سیلیسی با اندازه و شکل ذرات مطلوب و خاک رس و سایر مواد معدنی مطلوب، برای ریخته‌گری شن و ماسه محصولات فلزی مهم بودند. نقطه ذوب بالای سیلیس آن را قادر می سازد تا در کاربردهایی مانند ریخته گری آهن استفاده شود. ریخته گری شن و ماسه مدرن گاهی اوقات به دلایل دیگری از مواد معدنی دیگر استفاده می کند.

سیلیس کریستالی در شکست هیدرولیکی سازندهایی که حاوی نفت و گاز شیل هستند استفاده می شود.

سیلیس ماده اولیه در تولید بیشتر شیشه ها است. همانطور که سایر مواد معدنی با سیلیس ذوب می شوند، اصل کاهش نقطه انجماد نقطه ذوب مخلوط را کاهش می دهد و سیالیت را افزایش می دهد. دمای انتقال شیشه ای SiO2 خالص حدود 1475 کلوین است. وقتی سیلیسیم دی اکسید مذاب SIO2 به سرعت سرد می شود، متبلور نمی شود، بلکه به صورت شیشه جامد می شود. به همین دلیل، بیشتر لعاب های سرامیکی دارای سیلیس به عنوان ماده اصلی هستند.

هندسه ساختاری سیلیس و اکسیژن در شیشه شبیه به کوارتز و سایر اشکال کریستالی سیلیس و اکسیژن با سیلیس است که توسط چهار وجهی منظم از مراکز اکسیژن احاطه شده است. تفاوت بین اشکال شیشه ای و کریستالی از اتصال واحدهای چهار وجهی ناشی می شود: اگرچه تناوب دوربردی در نظم شبکه شیشه ای وجود ندارد در مقیاس های طولی بسیار فراتر از طول پیوند SiO باقی می ماند. یکی از نمونه های این ترتیب، اولویت تشکیل حلقه های 6 چهار وجهی است. از آنجایی که دی اکسید سیلیکون یک اکسید بومی سیلیکون است، در مقایسه با نیمه هادی های دیگر مانند آرسنید گالیم یا فسفید ایندیم کاربرد بیشتری دارد.

دی اکسید سیلیکون بیشتر از طریق استخراج معدن از جمله استخراج شن و ماسه و تصفیه کوارتز به دست می آید. کوارتز برای بسیاری از اهداف مناسب است، در حالی که پردازش شیمیایی برای ساختن یک محصول خالص تر یا مناسب تر (مثلاً واکنش پذیرتر یا ریزدانه) مورد نیاز است.

سیلیس در تصفیه آب آشامیدنی، فرآوری فاضلاب و تولید آب از چاه ها استفاده می شود. ماسه سیلیسی طبیعی شکلی زیر زاویه ای تا گرد دارد که آنها را به محیط فیلتراسیون ایده آلی تبدیل می کند تا بتواند مواد جامد معلق در آب را جذب کند.

سیلیس برای تصفیه آب و ساخت شیشه، کاتالیزورهای ریخته گری مصنوعی، دی سدیم اولترامارین و غیره استفاده می شود. سیلیس همچنین برای سرامیک های مقاوم در برابر حرارت اسید، دیرگدازها، لعاب سفال، مینا و غیره استفاده می شود. همچنین در شیشه روکش و سنگ مرمر صیقل دهنده، گرانول های سیلیس برای سند بلاست استفاده می شود و همچنین سیلیس به عنوان پرکننده در رنگ های “خمیر چوب” محصولات لاستیکی سخت قالب گیری شده، گچ گچ، پلاسترهای آکوستیک اکسی کلراید و صابون استفاده می شود.

سیلیس از قدیم برای تمیز کردن و تصفیه آب استفاده می شده است. اولین استفاده ثبت شده از فیلتر شنی به سال 1804 باز می گردد که جان گیب یک فیلتر آزمایشی را طراحی و نصب کرد. این روش تصفیه در طول دو دهه بعد اصلاح شد و با نصب اولین منبع آب تصفیه شده عمومی جهان توسط جیمز سیمپسون برای شرکت آبرسانی چلسی در سال 1829 به اوج خود رسید.

پس از اینکه پزشک جان اسنو، ارتباطی بین کیفیت آب و بروز وبا در سال 45/1844 برقرار کرد، عمل تصفیه آب رایج شد. قانون آب کلان شهر معرفی شد و برای اولین بار حداقل استانداردهایی برای کیفیت آب وجود داشت که از 31 دسامبر 1855 باید “عملکرد فیلتر” آب انجام شود. امروزه تامین آب آشامیدنی با کیفیت خوب در بسیاری از کشورهای توسعه یافته امری مسلم تلقی می شود.

سیلیس تصفیه آب چگونه کار می کند؟

سیلیس درجه یک معمولاً به صورت رسوبات تثبیت نشده در زیر لایه های نازک خاک و روباره یافت می شود. پس از استخراج، شن و ماسه به طور معمول قبل از فروش تحت پردازش قرار می گیرد. فرآوری سیلیس ممکن است شامل شستشو و تمیز کردن دانه‌ها، اندازه‌گیری برای حذف بخش‌های درشت و بسیار ریز، و فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی برای حذف آهن، کروم و سایر مواد معدنی مضر، مانند جداسازی مغناطیسی باشد. پس از پردازش، سیلیس ممکن است خشک شود و برخی از کاربردها نیاز به آسیاب آن در آسیاب گلوله ای برای تولید مواد بسیار ریز دارد.

سیلیس تصفیه آب  طبیعی گرید فیلتراسیون شکل گرانولی تا گرد دارند که آن‌ها را به یک محیط فیلتراسیون ایده‌آل برای جذب مواد جامد معلق در آب تبدیل می‌کند. به دلیل محتوای سیلیس بالا، شن و ماسه بسیار بادوام و سخت است و به آن اجازه می دهد تا به طور دقیق درجه بندی شود تا فیلتراسیون کارآمد آسان شود.

شرکت دکتر کمیکال 4 درجه سیلیس درجه یک برای تصفیه آب ارائه می دهد که عبارتند از:

سیلیس درجه یک با مش 0.5 -1.5

سیلیس درجه یک با مش 0.5 -1.5

سیلیس درجه یک با مش 1-3

سیلیس درجه یک با مش 1-3

سیلیس درجه یک با مش 3-5

سیلیس درجه یک با مش 3-5

سیلیس درجه یک با مش 5-8

سیلیس درجه یک با مش 5-8

سیلیس تصفیه آب معمولاً در بالای یک لایه پشتیبان شن در ظرف فیلتر قرار می گیرد. آب ورودی وارد فیلتر شده و از طریق ماسه سیلیسی عبور می کند و هر گونه مواد جامد یا زباله را با موفقیت از آب خارج می کند.

کاربرد سیلیس تصفیه آب

سیلیس به دلیل خواص منحصر به فرد خود برای تصفیه آب در کاربردهای مختلف از جمله تصفیه آب آشامیدنی و فاضلاب، استخر، پردازش کاغذ، فرآیندهای شیمیایی و تولید برق استفاده می شود.

فیلتر سیلیس به دلیل توانایی آن در جلوگیری از رسوبات حاوی ناخالصی در فیلترهای شنی چاه های آب صنعتی، یک محیط فیلتر بسیار موثر است. اندازه سیلیس فیلتر، زاویه و سختی ویژگی های مهم سیلیس فیلتر برای اطمینان از فیلتر مناسب هستند.

انواع فیلتر های تصفیه آب

فیلتر فشاری

فیلترهای فشار معمولاً با فشار تغذیه 2 تا 5 بار کار می کنند و معمولاً در برنامه های اوقات فراغت استفاده می شوند. آب تغذیه وارد فیلتر شده و (تحت فشار) از بستری از سیلیس عبور می کند. اکثر ذرات جامد ذرات بالاتر در بستر فیلتر جذب می شوند، این نوع فیلتر قادر به جذب ذرات بسیار کوچک است. تجمع ذرات جامد باعث افزایش افت فشار در سطح بستر برای یک نرخ جریان معین می شود. هنگامی که افت فشار یا سرعت جریان غیرقابل قبول است، بستر مجدداً شسته می شود تا ذرات انباشته شده حذف شوند. ممکن است در فرآیند شستشوی پشتی مقادیر کمی سیلیس از بین برود و ممکن است نیاز باشد که به طور دوره‌ای بستر را پر کنید.

فیلتر گرانش سریع

فیلترهای گرانشی سریع اغلب برای تصفیه آب استفاده می شود، که معمولاً در کارهای تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود. RGFها در مقایسه با فیلترهای شنی آهسته به زمین های کوچک تری نیاز دارند و از سیلیس و سایر رسانه های دانه ای برای حذف ذرات و ناخالصی ها استفاده می کنند، معمولاً با افزودن یک لخته ساز. RGF باید مرتباً تمیز شود تا سرعت جریان را حفظ کند، اغلب چندین بار در روز، با شستشوی معکوس. در حین شستشوی معکوس، بستر با آب و هوای فشرده سیال می شود، باید مراقب بود که در طول این فرآیند، محیط فیلتر شسته نشود.

RGF ها معمولاً بخشی از سیستم های تصفیه آب چند مرحله ای هستند و توسط سیستم های بزرگ آب استفاده می شوند. این سیستم ها نرخ جریان بالایی را ارائه می دهند، اما برای کار و نگهداری پیچیده و گران هستند.

فیلتر شنی آهسته

فیلترهای شنی آهسته در تصفیه آب برای تصفیه آب خام برای تولید یک محصول قابل شرب استفاده می شود. عمق آنها معمولاً 1 تا 2 متر است و اندازه آنها با دبی مورد نظر از فیلتر تعیین می شود. فیلترهای شنی آهسته به دلیل نرخ پایین فیلتراسیون، به مساحت وسیعی نیاز دارند، در نتیجه، بسیاری از شهرها به دلیل افزایش تقاضا برای آب آشامیدنی و دسترسی محدود به زمین، اکنون از فیلترهای شنی آهسته به فیلترهای گرانشی سریع تغییر کاربری داده اند.

فیلترهای شنی آهسته با سایر فیلترهای مورد استفاده برای تصفیه آب آشامیدنی تفاوت دارند زیرا با استفاده از یک فیلم بیولوژیکی پیچیده که به طور طبیعی روی سطح سیلیس رشد می کند، کار می کنند. شن و ماسه به خودی خود هیچ عملکرد فیلتراسیونی را انجام نمی دهد بلکه به عنوان یک بستر عمل می کند.

از آنجایی که فیلترهای شنی آهسته به نیروی مکانیکی کم یا بدون نیاز به مواد شیمیایی یا قطعات قابل تعویض و حداقل آموزش اپراتور نیاز دارند، اغلب یک فناوری مناسب برای مناطق فقیر و منزوی هستند و توسط سازمان بهداشت جهانی و سازمان ملل متحد به عنوان ارزان‌ترین، ساده‌ترین و ارزان‌ترین فیلترها شناخته می‌شوند. همچنین کارآمدترین روش تصفیه آب است.

مقالات مرتبط