ویسکوزکننده های سلولزی (غلظت دهندههای سلولزی) به طور موفقیتآمیزی در بسیاری از زمینههای مهندسی نفت به ویژه در سیال حفاری بازیافت نفت، شکستگی و سیمان سازی استفاده شدهاند.
در اینجا به کاربرد ویسکوز کنندههای سلولزی (غلظت دهندههای سلولزی) در سیمان چاه نفت اشاره خواهیم کرد. این غلظت ویسکوز کنندههای سلولزی به عنوان افزودنی چند منظوره در دوغاب سیمان عمل میکنند که مقدار افزودنیها را کاهش داده و هزینه عملیاتی عملیات سیمانکاری را کاهش میدهد.
انواع ویسکوز کنندههای سلولزی شامل هیدروکسی اتیل سلولز (HEC)، متیل سلولز (MC)، کربوکسی متیل سلولز (CMC) و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) میباشند.
HEC (هیدروکسی اتیل سلولز) – پلیمر سلولز اصلاح شده به دلیل ویژگیهای نسبتاً تمیز و محلول در اسید، به طور گسترده در سیالات تکمیل و کار برای کنترل ویسکوزیته و اتلاف سیال استفاده میشود. ساختار HEC به گونهای است که جامدات را به طور مؤثر معلق نمیکند.
به ویسکوز کنندههای سلولزی، اترهای سلولزی نیز میگویند که به عنوان ویسکوزکننده، ضخیمکننده، چسباننده، عامل تعلیق، تشکیل دهنده فیلم، کلوئیدهای محافظ و تثبیتکننده تقریباً در تمام زمینههای صنعتی مانند صنایع غذایی، ساختمان، سرامیک، حفاری، نساجی، مواد شوینده و صنایع آرایشی استفاده میشود. به دلیل تطبیقپذیری آنها، اترهای سلولزی یک بازار جهانی دائما در حال رشد هستند.
ویسکوزکننده ها در صنعت حفاری
کربوکسی متیل سلولز گرید حفاری نفت در شکستگی، حفاری و سیال چاه سیمان به عنوان کنترلکننده اتلاف سیال و چسبنده استفاده میشود. CMC می تواند از دیواره شفت محافظت کند و از هدر رفتن گل جلوگیری کند، بنابراین؛ کارایی بازیابی را افزایش میدهد.
کربوکسی متیل سلولز دارای ویژگیهای زیر است:
گل حفاری حاوی CMC میتواند دیواره خوب را به یک کیک فیلتر نازک و محکم با نفوذپذیری کم تبدیل کند و از دست دادن آب را کاهش دهد.
پس از افزودن CMC به گل حفاری، دکل حفاری میتواند نیروی برشی اولیه کم را به دست آورد تا گل بتواند به راحتی گاز پیچیده شده در آن را آزاد کند و زبالهها به سرعت در گودال گل دور ریخته میشوند.
گل حفاری مانند سایر پراکندگیهای تعلیق دارای دوره معینی است و افزودن CMC میتواند آن را تثبیت کرده و عمر آن را طولانی کند. گل حفاری حاوی CMC به ندرت تحت تأثیر کپک قرار میگیرد، بنابراین؛ نیازی به حفظ مقدار pH بالا و استفاده از مواد نگهدارنده نیست.
CMC عامل تصفیه گل حفاری و سیال خوب شستشو است که میتواند در برابر آلودگی نمکهای محلول مختلف مقاومت کند. گل حاوی CMC پایدار است و میتواند از دست دادن آب را حتی اگر دمای بیش از 150 درجه سانتیگراد باشد کاهش دهد.
CMC با ویسکوزیته بالا و درجه جایگزینی بالا برای گل با چگالی کم مناسب است. در مقابل، CMC با ویسکوزیته کم و درجه جایگزینی بالا برای گل با چگالی بالا ایده آل است. انتخاب CMC باید با توجه به نوع گل، مساحت، عمق چاه و سایر شرایط تعیین شود.
نقش CMC در سیالات حفاری
کربوکسی متیل سلولز (CMC) نقشی اساسی در صنعت حفاری ایفا میکند، جایی که کارایی و پایداری در اولویت قرار دارد. CMC به عنوان یک عامل چند منظوره عمل میکند که عملکرد کلی سیالات حفاری را افزایش میدهد.این امر با پرداختن به چالشهای مختلف در عملیات حفاری به دست میآید و در نهایت به فرایندهای روانتر و کارامدتر کمک میکند. برای درک واقعی اهمیت آن، بیایید به چگونگی تأثیر مثبت CMC بر عملیات حفاری بپردازیم.
افزایش خواص رئولوژیکی
یکی از نقشهای اصلی CMC در سیالات حفاری، کنترل خواص رئولوژیکی آنها است. رئولوژی به رفتار جریان و ویسکوزیته سیال حفاری مربوط میشود. CMC را میتوان دقیقاً برای دستیابی به مشخصات رئولوژیکی مورد نظر دوز کرد و از جریان بهینه سیال حفاری اطمینان حاصل کرد. این کنترل بسیار حیاتی است، زیرا حفظ ویسکوزیته مناسب برای جلوگیری از مشکلاتی مانند گیرکردن لوله و از دست رفتن گردش خون بسیار مهم است.
جلوگیری از ته نشین شدن جامدات
CMC همچنین در معلق کردن ذرات جامد در سیال حفاری برتری دارد. بدون CMC، قلمه های حفاری و سایر مواد جامد به سرعت در کف چاه تهنشین میشوند که منجر به مسدود شدن و مانع از پیشرفت حفاری میشود. با تعلیق مؤثر این جامدات، CMC تضمین میکند که سیال حفاری به خوبی مخلوط شده و جریان آزاد باقی میماند.
کنترل از دست دادن مایعات
یکی دیگر از عملکردهای کلیدی CMC کنترل از دست دادن مایع در سازند است. در حین حفاری، این خطر وجود دارد که سیال حفاری بتواند به سازند زمین شناسی اطراف حمله کند و منجر به چالشهایی مانند آسیب سازند و افزایش هزینهها شود. CMC به عنوان یک سازنده کیک فیلتر قابل اعتماد عمل میکند و یک مانع محافظ روی دیواره چاه ایجاد میکند. این مانع اتلاف سیال را به حداقل میرساند، سیال حفاری را حفظ میکند و خطر آسیب سازند را کاهش میدهد.
افزایش پایداری چاه
کربوکسی متیل سلولز به طور قابلتوجهی به پایداری چاه کمک میکند. با تشکیل کیک فیلتر ارتجاعی روی دیواره چاه، از نفوذ سیال به سازند جلوگیری میکند و یکپارچگی چاه را حفظ میکند. این پایداری برای جلوگیری از ریزش چاه، فوران و سایر خطرات حفاری که میتواند پیامدهای ایمنی و مالی جدی داشته باشد، بسیار مهم است.
جلوگیری از آسیب سازند
فراتر از پایداری چاه، CMC در جلوگیری از آسیب سازند در حین حفاری نیز نقش دارد. نفوذ سیال به سازند میتواند منجر به مسائلی مانند تورم خاک رس، مهاجرت ریزهها و کاهش نفوذپذیری شود. توانایی CMC برای به حداقل رساندن تهاجم سیال به حفظ یکپارچگی سازند و افزایش کارایی حفاری با جلوگیری از تلاشهای پرهزینه بهسازی کمک میکند.
به طور خلاصه، کربوکسی متیل سلولز (CMC) به دلیل توانایی آن در کنترل خواص رئولوژیکی، جلوگیری از تهنشین شدن جامدات، به حداقل رساندن اتلاف سیال، افزایش پایداری چاه و جلوگیری از آسیب سازند، یک افزودنی ضروری در سیالات حفاری است. این عملکردها در مجموع کارایی و پایداری حفاری را بهبود میبخشد و CMC را به یک جزء حیاتی در صنعت نفت و گاز تبدیل میکند.
بهبود ویسکوزیته و تعلیق سیال
کنترل ویسکوزیته سیال
کربوکسی متیل سلولز (CMC) نقشی اساسی در حفظ ویسکوزیته سیال بهینه در حین عملیات حفاری ایفا میکند. ویسکوزیته به مقاومت سیال در برابر جریان اشاره دارد و در حفاری، کنترل دقیق این ویژگی ضروری است.
CMC به عنوان یک اصلاح کننده ویسکوزیته
CMC به عنوان یک اصلاح کننده ویسکوزیته مؤثر در سیالات حفاری عمل میکند. میتوان آن را در غلظتهای مختلف اضافه کرد تا ویسکوزیته سیال را با توجه به نیازهای خاص حفاری تنظیم کند. این کنترل به چند دلیل حیاتی است:
جلوگیری از گیر کردن لوله
در حفاری، اگر ویسکوزیته سیال حفاری بیش از حد بالا باشد، رشته حفاری ممکن است گیر کند. این میتواند منجر به تاخیرهای پرهزینه و آسیب تجهیزات شود. از طرف دیگر، اگر ویسکوزیته خیلی کم باشد، قلمهها ممکن است تهنشین شوند و باعث از دست رفتن مایع و ناکارآمدی آن شوند. CMC تضمین میکند که ویسکوزیته سیال در محدوده بهینه باقی میماند و خطر گیرکردن لوله را کاهش میدهد.
تعلیق برش های حفاری
علاوه بر کنترل ویسکوزیته، CMC در تعلیق قلمههای حفاری در سیال حفاری برتری دارد. بدون تعلیق مؤثر، قلمهها در پایین چاه نشسته میشوند و باعث انسداد میشوند و مانع پیشرفت حفاری میشوند.
مکانیسم ایجاد ویسکوز کننده
ویسکوزکنندههای زیادی در زمینههای مختلف نفت استفاده شده است. پلیمرها در افزایش بازیافت نفت، سیال حفاری، کاربرد شکستگی و سیمان کاری چاه نفت استفاده میشوند.
سلولز پلیمرهای طبیعی است که می تواند به عنوان لایهبردار، ضخیم کننده و عامل ویسکوزیزه کننده در کاربردهای مختلف صنعت نفت استفاده شود. ویسکوزکنندههای سلولزی انواع مختلفی دارد مانند زانتان، صمغ گوار، هیدروکسی پروپیل گوار، گروه هیدروکسی اتیل، کربوکسی اتیل و گروه کربوکسی متیل.
این ویسکوزکنندههای از نوع سلولزی، در زمینههای مختلفی استفاده میشوند. علاوه بر کاربردهای دیگر، کاربرد بسیار خوبی در عملیات سیمان کاری چاه نفت دارد. سیمان ماده کلیدی است که در حین عملیات حفاری برای ایجاد جداسازی ناحیهای، محافظت از رشته پوشش و ایجاد استحکام برای نصب سر چاه استفاده شده است.
سیمان چاه نفت با آب و سایر مواد افزودنی مانند پخش کننده، تسریع کننده، تغییر شکل دهنده، کندکننده، افزودنی اتلاف سیال و مواد در گردش اتلاف به دلیل خواص ویژه آنها در دوغاب سیمان مخلوط میشود.
ویسکوزیته پلاستیک و نقطه بازده از خواص رئولوژیکی مهم دوغاب سیمان برای کنترل افت فشار و ایجاد جریان آشفته برای حذف کیک گل در نظر گرفته میشود. از آنجایی که سلولز یک پلیمر با زنجیره بلند است، ویسکوزیته را در دوغاب سیمان افزایش میدهد که آب روی گروه سلولز را جذب میکند.
از آنجاییکه HPMC و CMC تخریب دما و سرعت برشی کمتری نسبت به محلول HEC نشان دادند، در دوغاب سیمان ویسکوزیته پلاستیک و نقطه تسلیم این هر دو محلول بالاتر از دوغابهای مبتنی بر HEC بود. از طرف دیگر، ویسکوزیته افزایش یافته بر افت فشار تأثیر میگذارد.
از آنجایی که سولفات آلومینیوم یک ترکیب بسیار اسیدی است، برای متعادل کردن ph خاک استفاده میشود. هنگامی که سولفات آلومینیوم با آب تماس پیدا میکند، هیدروکسید آلومینیوم و محلول اسید سولفوریک بسیار رقیق شده را تشکیل میدهد که اسیدیته خاک را تغییر میدهد.
بسیاری از گیاهان اسید دوست هستند یعنی برای رشد در خاکهای اسیدی سازگارترند. برای پرورش این گیاهان به pH خاک کمتر از 6 نیاز دارید. برای این منظور از ترکیب آلومینیوم سولفات که به اسم زاج سفید نیز شناخته میشود، در صنعت کشاورزی و پرورش گیاهان استفاده میشود.
سولفات آلومینیوم یک نمک اسیدی است که از کاتیونهای آلومینیوم (Al+3) و آنیونهای سولفات (SO42-) تشکیل شده است. سولفات آلومینیوم به سه شکل گرانول خشک، مایع و مایع اسیدی شده به بازار عرضه میشود.
در ادامه این مقاله به انواع کاربردهای سولفات آلومینیوم در کشاورزی و نحوه استفاده از آن میپردازیم.
کاربردهای سولفات آلومینیوم در کشاورزی چیست؟
به طور کلی باید گفت که سولفات آلومینیوم برای پیادهسازی استانداردهای عملی در کشاورزی استفاده میشود. آلومینیوم سولفات یا همان زاج سفید در کشاورزی به منظور کاهش اسیدیته خاک استفاده میشود.
اسیدیته خاک را میتوان با افزودن مواد شیمیایی مانند گوگرد، سولفات آلومینیوم یا اسید سولفوریک به طور مؤثر کاهش داد. انتخاب ماده مورد استفاده بستگی به این دارد که میخواهید PH چقدر سریع تغییر کند و نوع / اندازه گیاهی که کمبود را تجربه میکند، چیست.
سولفات آلومینیوم مادهای است که حتی افراد غیر حرفهای نیز میتوانند با خیال راحت از آن استفاده کنند. سولفات آلومینیوم سریعتر از گوگرد عنصری عمل میکند، زیرا بسیار محلول در آب است.
برخی از پرورشدهندگان گیاهان زینتی از این ماده شیمیایی برای تغییر رنگ گلهای خود نیز استفاده میکنند. این ماده به عنوان حشرهکش نیز در باغها کاربرد دارد.
شوری خاک نیز یکی دیگر از تهدیدات بزرگ کشاورزی و زراعت است. آلومینیوم سولفات به رفع شوری خاک نیز کمک میکند. به خصوص استفاده از این ماده برای کشت برنج در خاکهایی که با مشکل شوری مواجه هستند، توصیه میشود.
این ماده شیمیایی علاوه بر کشاورزی در پرورش دام و طیور هم کاربرد دارد. سولفات آلومینیوم در مرغداریها به منظور کاهش pH بستر طیور استفاده میشود و در نتیجه تبخیر آمونیاک را کاهش میدهد.
این امر کیفیت هوا را برای پرندگان بهبود بخشیده و بار بیماریزا را کاهش میدهد و در نتیجه افزایش وزن و سلامت گله را بهبود میبخشد. البته علاوه بر موارد ذکر شده افزودن آلوم به بستر دام و طیور مزیتهای دیگری نیز دارد.
اگر از بستر دام و طیور پس از تخلیه به عنوان کود استفاده شود، این کود حاوی مقادیر بالاتر نیتروژن و مقادیر کمتری فسفر خواهد بود. به دلیل تشکیل کمپلکس آلومینیوم و فسفات، در نهایت پسماند حاوی فسفات کمتر است.
همانطور که میدانیم فسفر یک آلاینده محیطی خطرناک است که وجود آن در محیطهای آبی باعث شکوفایی جلبک میشود. در نتیجه با استفاده از آلومینیوم سولفات آلودگی فسفر در روانابهایی که از مزارع کشاورزی و محل پرورش دام و طیور جاری میشوند، کاهش مییابد.
میزان استفاده از سولفات آلومینیوم در کشاورزی
درباره میزان استفاده از سولفات آلومینیوم در کشاورزی باید گفت که به طور کلی، به ازای هر 0.5 نقطه pH که میخواهید کاهش دهید، به 0.45 کیلوگرم سولفات آلومینیوم در هر متر مربع خاک نیاز دارید.
طبق مطالعاتی که در دهههای اخیر صورت گرفته میتوان از زاج در پیشگیری و کنترل بیماریهای گیاهی استفاده کرد. در این روش، زاج را به صورت محلول آبی با غلظت جرمی 4-5.9 درصد آماده میکنند. میزان مصرف آلومینیوم سولفات در بستر دام و طیور به میزان نیتروژن دفع شده بستگی دارد.
اما به طور کلی این میزان مصرف بین ۵ تا ۱۰ درصد وزن بستر طیور متغیر است. به طور کلی میتوان گفت سولفات آلومینیوم به عنوان یک افزودنی شیمیایی ایمن و بدون اثر سمیت شناخته میشود.
البته به عنوان یک قاعده کلی، غلظت آلومینیوم در خاک در بازه 2-5 ppm برای ریشه گونههای گیاهی حساس، سمی است و بالاتر از 5ppm برای اغلب گونهها سمی خواهد شد.
به عنوان مثال، فرض کنید PH اولیه خاک شما 7.4 است و میخواهید در آن زغال اخته بکارید که به pH بالاتر از 5.5 نیاز ندارد. شما باید حدود 16 تا 24 فنجان سولفات آلومینیوم در محل کاشت هر بوته بریزید و به خاطر داشته باشید که حتماً کاشت را حدود یک ماه پس از مصرف به تعویق بیندازید تا از سوختگی ریشه جلوگیری شود.
نتیجه گیری
به طور کلی طبق مطالب بررسی شده در این مقاله میتوان گفت که سولفات آلومینیوم یک ماده بسیار کاربردی و بی خطر در صنعت کشاورزی و پرورش دام و طیور است.
این ماده شیمیایی کاربردهای گستردهای از جمله کاهش اسیدیته خاک، بهبود شوری خاک، جلوگیری از بیماری گیاهان و بهبود عملکرد آفتکشها دارد. به طور کلی باید گفت که استفاده از آلومینیوم سولفات در کشاورزی باعث افزایش حاصلخیزی خاک و بهرهوری خواهد شد.
امولسیونهای صنعتی در فرایندهای مختلف صنعت اعم از تولید و تصفیه صنعتی ایجاد میشوند. ایجاد این امولسیونها یا به صورت تفکیکناپذیر در حین فرایند تولید بدلیل اختلاط آب و روغن میباشد و یا در انتهای فرایند تولید در بخش تصفیه شیمیایی مانند پسابها و تصفیهخانه رخ میدهد.
امولسیونها را میتوان بر اساس عوامل مختلف به چند دسته تقسیم کرد.
3 نوع رایج امولسیون موجود است
امولسیون آب در روغن (W/O)
امولسیون روغن در آب (O/W)
امولسیون چندگانه
امولسیون چندگانه امولسیون پیچیده نیز نامیده میشود. به مواد نرمی اطلاق میشود که از قطرات پراکنده تشکیل شدهاند که از قطرات کوچکتری در داخل تشکیل شدهاند. امولسیونهای دوگانه رایج عبارتند از امولسیونهای روغن در آب در روغن (O/W/O) و امولسیونهای آب در روغن در آب (W/O/W).
امولسیونهای نفت – آب یا (O/W) از بسیاری از فرایندهای صنعتی مختلف، از جمله تولید نفت (فراوری بهره برداری، پالایش، ذخیرهسازی و حمل و نقل نفت، لجن نفت و غیره)، ذوب آهن و فولاد (آب نورد فولاد و روان کنندههای خنک کننده و غیره)، تولید زغال سنگ، صنایع غذایی، تولید مواد و… تولید میشوند.
امولسیونهای O/W و W/O در صنعت نفت رایج هستند و امولسیونهای O/W عموماً با بازیافت نفت همراه هستند. قبل از پالایش پایین دست، آب اغلب برای نمکزدایی به نفت خام اضافه میشود که منجر به تشکیل امولسیونهای W/O میشود.
سپس این امولسیونها به دو فاز تبدیل میشوند. حدود 30 تا 50 درصد وزنی روغن، 10 تا 12 درصد وزنی مواد جامد و 30 تا 50 درصد وزنی آب در این امولسیونها وجود دارد. ذرات جامد میتوانند پایداری امولسیون را با جذب روی لایه سطحی بهبود بخشند و جداسازی امولسیونها را بسیار دشوارتر میکنند.
در فرایند صنایع پالایش نفت و گاز، سیال تولید شده از چاههای نفت معمولاً مخلوطی از اجزای هیدروکربنی با کسرهای مختلف، آب و سایر ترکیبات آلی و معدنی است. در طی این فرایند منابع غیر متعارف، گاز طبیعی (NG) حل شده در نفت خام به شکل مایع خالص تحت فشار بالا (فشار بحرانی: 4.58 مگاپاسکال) وجود دارد. در این فرایند امولسیونهای روغن – آب تشکیل میشود.
امولسیونها به طور گسترده در فراوری مواد غذایی، داروسازی یا تولید بالینی، تولید مواد شیمایی، زمینه آرایشی، صنعت نفت و غیره در دسترس هستند.
به عنوان مثال، امولسیونهای روغن – آب در فرایندهای مختلف در طول تولید نفت، از بهره برداری از نفت تا پالایش نفت تولید میشوند.
امولسیون کننده های شیمیایی
امولسیونکنندههای شیمیایی در دسته شیمیایی سورفکتانتها یا مواد فعال سطحی قرار میگیرند، به ویژه مواد فعال سطحی محلول در آب.
امولسیونکنندههای شیمیایی که کشش رابط را کاهش میدهند و با بزرگ شدن قطرات مقابله میکنند، به محصولات یونی (بیشتر آنیونی؛ صابونها) و محصولات غیر یونی (اتوکسیلاتها) تقسیم میشوند. روغنهای محلول نیاز دارند که آب و روغن به سرعت امولسیون شوند و امولسیونهای پایداری تشکیل دهند.
امولسیونکنندهها (مانند نمکهای قلیایی) در روانکنندهها برای برش، سنگ زنی و حفاری در ماشین آلات استفاده میشوند. سورفکتانتهای خود امولسیون شونده روانکاری و امولسیون سازی را در یک محصول ترکیب میکنند.
دمولسیفایرها جداسازی آب و روغن را در روانکنندههایی که در معرض آب آلوده هستند، مانند روغنهای صنعتی در سیستمهای گردش خون (روغنهای هیدرولیک، دنده، توربین و کمپرسور) افزایش میدهند. دمولسیفایرها و امولسیونکنندههای شیمیایی از یک دسته از مواد شیمیایی (سورفکتانتها) استفاده میکنند.
کوپلیمرهای O/PO با واکنش اتیلن اکسید و پروپیلن اکسید در ترکیب با یک الکل تولید میشوند. این محصولات به عنوان امولسیونکنندههای شیمیایی غیر یونی با کف کم کاربردهای مختلفی دارند. طیف گستردهای از کوپلیمرهای بلوک EO/PO در صنعت استفاده میشود.
آلکیل فنل اتوکسیلات یک امولسیون کننده شیمیایی ست که از واکنش اتیلن اکسید با آلکیل فنل بدست میآید. آنها شویندههای محلول در روغن / آب، امولسیون کننده / هم امولسیفایر، عوامل مرطوب کننده / تمیز کننده و پراکنده، واسطه برای سولفاته کردن هستند و در صنایع مختلف مانند نساجی، مواد شوینده، مواد شیمیایی کشاورزی، پلیمریزاسیون امولسیونی و رنگ کاربرد دارند.
بهترین امولسیون کننده های شیمیایی این دسته عبارتند از:
نونیل فنل اتوکسیلات (4 تا 50 مول)
اکتیل فنل اتوکسیلات (10 تا 20 مول)
فنل اتوکسیلات استایرن شده (15، 20 مول)
فنل اتوکسیلات کارد (5 تا 30 مول)
امولسیونکنندههای شیمیایی الکل چرب اتوکسیلات از واکنش اکسید اتیلن با الکل چرب تولید میشوند. این امولسیونکنندهها، شویندههای محلول در روغن / آب عالی، به عنوان امولسیونکننده و هم کمک امولسیونکننده، عوامل مرطوب کننده / تمیزکننده و پراکنده کننده و در صنایع مختلف مانند نساجی، شوینده، کشاورزی، مراقبت از افراد, پلیمریزاسیون امولسیونی و رنگ کاربرد دارند.
انواع امولسیون کننده های شیمیایی الکل چرب در زیر ذکر شده است:
تری دسیل الکل اتوکسیلات (3 تا 30 مول)
اتوکسیلات های لوریل الکل (1 تا 40 مول)
اتوکسیلات های Ceto Stearyl الکل (5 تا 80 مول)
Oleyl Cetyl Alcohol اتوکسیلات (2 تا 60 مول)
الیل الکل اتوکسیلات (5 تا 60 مول)
دسیل الکل اتوکسیلات (3 تا 10 مول)
بهنیل الکل اتوکسیلات (5 تا 40 مول)
استریل الکل اتوکسیلات (2 تا 15 مول)
2-اتیل هگزانول اتوکسیلات (2 تا 6 مول)
گلیسیرین اتوکسیلات (3 تا 23 مول)
امولسیونکننده شیمیایی تری گلیسیرید اتوکسیلات از واکنش اکسید اتیلن با تری گلیسیرید مشتق شده طبیعی یعنی روغن کرچک تولید میشود. این امولسیون کننده بنام روغن کرچک اتوکسیله یا PEG 40 Castor oil در بازار شناخته میشود که عامل تسطیح رنگ، کاربرد نساجی آنتی استاتیک، به عنوان دباغی در کاربرد چرم ،حل کننده در کاربردهای دارویی و مراقبت شخصی استفاده میشود.
اتوکسیلات روغن کرچک (5 تا 100 مول)
اتوکسیلات های هیدروژنه روغن کرچک (10 تا 100 مول)
گلایکول اتر اتوکسیلات از دیگر امولسیونکنندههای شیمیایی هستند که کاربردهای وسیعی را به عنوان حلال رزین در پوششهای سطحی و جوهرها پیدا میکنند. این امولسیونکنندهها به عنوان مواد تشکیلدهنده در روغن ترمز هیدرولیک؛ حلالهای رنگ در کاربردهای نساجی و چرم؛ به عنوان حلالهای جفت کننده در انواع فرایندهای شیمیایی و به عنوان واسطه در تولید نرمکنندههایی با ویژگیهای حلالیت بهبود یافته استفاده میشوند.
به دلیل وجود یک الکل و یک گروه اتر در این محصولات، حلالهای عالی بینظیر با محصولات دیگر تولید میکنند. آنها عملاً کاربردهای بی حد و حصری به عنوان حلال پیدا میکنند. آنها به طور کامل در استون، بنزن، تتراکلرید کربن، اتیل اتر و متانول محلول هستند.
آب اسیدی آبی با pH پایین است، به این معنی که احتمال خوردگی لولههای فلزی و شسته شدن فلزات از سطوح در معرض آن بیشتر است. pH یک محلول، معیاری از فعالیت یون هیدروژن (H+) در آن محلول است. از نظر عملی، این اندازهگیری میزان اسید یا بازی یک محلول است. مقیاس pH از 0 تا 14 متغیر است و اعداد پایینتر اسیدیتر هستند.
به طور کلی، آبی با pH کمتر از 7، آب اسیدی در نظر گرفته میشود و اعداد کمتر اسیدی هستند. آب با pH بزرگتر از 7، قلیایی در نظر گرفته میشود و اعداد بالاتر به طور فزایندهای قلیایی هستند.
آب اسیدی معمولاً با یک فیلتر آب pH که شامل یک خنثیکننده آب است تصفیه میشود. دو راه برای خنثی کردن اسیدیته آب وجود دارد: فیلترهای متعادل کننده pH – کلسیت رایجترین مادهای است که به عنوان خنثیکننده آب در این فیلترها استفاده میشود.
در برخی موارد از اکسید منیزیم (که گاهی کورسکس نامیده میشود) نیز استفاده میشود. هنگامی که آب از طریق کلسیت یا اکسید منیزیم موجود در فیلتر آب جریان مییابد، این ماده معدنی در آب حل میشود و باعث کاهش اسیدیته آن میشود.
این نوع فیلتر روی آبی که PH آن 5.5 یا بالاتر است، بهترین کارایی را دارد. استفاده از این نوع فیلتر متعادل کننده pH ساده است، اما سطح pH ممکن است با مدت زمانی که آب در تماس با کلسیت است، متفاوت باشد. کلسیت همچنین آب را سختتر میکند، بنابراین؛ ممکن است به یک نرمکننده آب به عنوان بخشی از سیستم تصفیه خود نیاز داشته باشید.
آب اسیدی میتواند به طور طبیعی وجود داشته باشد یا در اثر سطح بالای اکسیژن محلول ایجاد شود. آبهای اسیدی معمولاً دارای مواد معدنی بافری کلسیم هستند، اما دی اکسید کربن محلول زیادی دارند که میتواند باعث pH یا اسیدیته پایین شود.
اسیدیته فاضلاب در مراحل مختلف تصفیه آن عمدتاً به تعادل اسید کربنیک بستگی دارد. بنابراین؛ روابط بین pH و غلظت دی اکسید کربن، بی کربنات و کربنات میتواند فرموله شود. چندین فرایند (بیولوژیکی) شیمیایی و فیزیکی که در تصفیه بیولوژیکی رخ میدهد بر غلظت دی اکسید کربن و (بی) کربنات تأثیر میگذارد. عوامل مؤثر بر اسیدیته آب را میتوان شامل عوامل طبیعی و انسانی دانست.
یکی از عوامل طبیعی مؤثر بر pH آب، مواد معدنی هستند. آبهای زیرزمینی در نواحی دارای سنگ بستر سنگ آهک معمولاً سطح pH بالاتری نسبت به مناطقی که آب باران یا سنگهای یخ زده باشد، دارند. سنگ آهک به طور کلی دارای pH بین 7.5 تا 8.6 است.
کربنات کلسیم موجود در سنگ میتواند اسیدیته آب را خنثی کند و یا pH را افزایش دهد و آن را قلیاییتر کند (کربنات کلسیم با یونهای هیدروژن واکنش میدهد.)
به عنوان یک مثال دیگر از عوامل طبیعی میتوان به تجزیه برگهای سوزنی درختان کاج در جنگل اشاره کرد. این فرآیند با افزودن اسیدیته به خاک، میتواند بر pH جریانهای آب مجاور تأثیر بگذارد و آن را اسیدیتر کند. همچنین هنگامی که بارش باران یا برف، گازهایی مانند دی اکسید کربن را در هوا حل شده و اسید ضعیفی را تشکیل میدهد.
باران یا برف طبیعی غیرآلوده کمی اسیدی است و معمولاً دارای pH بین 5 تا 6 است. این موضوع میتواند با اسیدیتر کردن آن بر PH آب در منطقه تأثیر بگذارد.
حتی تغییر فصول نیز میتواند بر اسیدیته آب تأثیر داشته باشد. در برخی از فصول فشار باد افزایش دارد که منجر به کاهش فشار اتمسفر میشود. این کاهش فشار اتمسفر میتواند بر توانایی گازها برای حل شدن در آب تأثیر بگذارد و باعث شود که آب قلیاییتر شود یا افزایش دمای آب میتواند با اسیدی شدن بیشتر بر PH نیز تأثیر بگذارد.
با افزایش دما، یونهای بیشتری در دسترس هستند. گازها نمیتوانند در آب حل شوند، اما نمکهای قلیایی هنوز هم حل میشوند. با افزایش 25 درجه سانتیگراد دما، pH حدود 0.45 کاهش مییابد.
فتوسنتز و تنفس گیاهان هم بر اسیدیته آب تأثیر دارد. در طی فتوسنتز، گیاهان دی اکسید کربن را از آب حذف میکنند. با حذف دی اکسید کربن، pH آب افزایش مییابد. از آنجایی که گیاهان زمانی که نور خورشید در دسترس باشد، فتوسنتز را انجام میدهند، pH آب در اواسط بعد از ظهر که نور خورشید زیادی در دسترس است، بالاترین مقدار و درست قبل از طلوع خورشید کمترین مقدار خواهد بود.
باران اسیدی یکی از عوامل انسانی مؤثر بر ph آب است. اسید سولفوریک (که توسط صنایع زغالسوز تولید میشود) و اسید نیتریک (که در اثر آلودگی خودرو تولید میشود) عوامل اصلی باران اسیدی هستند. باران اسیدی مسئول اسیدی شدن بسیاری از جریانهای آب هستند.
باران اسیدی میتواند یک مشکل جدی باشد. انسان آلایندههای صنعتی (مانند شویندههای شیمیایی و محصولات پاککننده) را مستقیماً در آب میریزد و قطعاً میتواند تأثیر زیادی بر سطح pH آب در منطقه داشته باشد. هنگامی که آب با این محصولات آلوده میشود، معمولاً به عنوان فاضلاب شناخته میشود.
از آنجایی که این آلایندهها قلیایی هستند، این فاضلاب باعث افزایش pH آب میشود. استخراج معادن نیز ممکن است سنگها را در معرض آب باران قرار دهد و رواناب اسیدی تولید کند. زهکشی معدن میتواند اسیدها را وارد آبراهه کند و آب آشامیدنی منطقه را تحتتأثیر قرار دهد. بهطوریکه در این شرایط اگر بافر ضعیف باشد، pH آب میتواند به سطوح سمی برسد.
سطح استاندارد pH آب
سطح استاندارد pH در سیستمهای آب های سطحی 6.5 تا 8.5 و برای سیستمهای آب زیرزمینی 6 تا 8.5 است. قلیاییت اندازهگیری ظرفیت آب برای مقاومت در برابر تغییر pH است که میتواند آب را اسیدیتر کند. اندازهگیری قلیائیت و pH هر دو برای تعیین خورندگی آب مورد نیاز است.
برای درک اهمیت pH، به یاد داشته باشید که مقیاس pH لگاریتمی است. آب با pH 8.0 ده برابر قلیاییتر از آب با pH 7.0 است و آب با pH 9.0 100 برابر قلیاییتر از محلول با pH 7.0 است.
اگر آب شما PH پایینی دارد، به این معنی که اسیدیته آب بالایی دارید، ممکن است لکههای سبز مایل به آبی را روی وسایل لولهکشی، شیرآلات و فاضلاب و همچنین روی وان حمام و سینک مشاهده کنید. اسید موجود در آب حتی میتواند باعث نشتی سوراخ در لوله کشی مسی شود.
آبی که دارای pH کمتر از 6.5 است میتواند اسیدی و خورنده باشد. آب اسیدی پتانسیل شسته شدن یونهای فلزی از جمله آهن، منگنز، مس، سرب و روی را از سفرههای زیرزمینی، وسایل لولهکشی دارد. این آب به دلیل ماهیت خورندهاش میتواند حاوی سطوح بالایی از فلزات سمی باشد و به لولههای فلزی آسیب برساند.
بسیاری از مردم همچنین متوجه میشوند که آب با pH پایین طعم ترش یا فلزی دارد (به دلیل فلزات محلول). همچنین میتواند لباسهای شسته شده و همچنین وسایل لولهکشی را تغییر رنگ دهد.
بزرگترین مشکل بهداشتی آب اسیدی مربوط به لولههای مسی است. اسید موجود در آب میتواند مقداری از مس لولهها را حل کند و در آب آشامیدنی مصرف شود.در حالی که همه ما در رژیم غذایی خود به مقدار کمی مس نیاز داریم، قرار گرفتن طولانی مدت در معرض مقادیر زیاد مس میتواند باعث مشکلات سلامتی جدی از جمله آسیب کبد یا کلیه شود.
راه های اندازه گیری خاصیت اسیدی آب
از کاغذ pH گرفته تا pH سنجهای رایج، روشهای مختلفی برای اندازهگیری این پارامتر موجود است. pH برای فرایندهای مختلفی از جمله نظارت بر محیطزیست، تولید دارو، تحقیقات علمی، تولید الکترونیک و بسیاری از کاربردهای دیگر اندازهگیری میشود. به عنوان مثال، در فرایندهای نساجی، کنترل pH در نهایت بر کیفیت مواد و هزینهها تأثیر میگذارد.
یکی از روشهای مورد استفاده برای اندازهگیری pH کاغذهای نشانگر یا کاغذ pH است. استفاده از کاغذها یک روش ارزان قیمت است که نشانی از اسیدیته یا قلیاییت دارد، اما اندازهگیری دقیقی ندارد. با استفاده از رنگ، این کاغذ پوشش داده شده تغییر رنگ میدهد تا وجود اسید یا باز را نشان دهد. استفاده از این روش آسان است، اما کاغذهای تورنسل فقط برای اندازهگیریهای غیر بحرانی هستند.
PH متر
دستگاه pH متر، دقیقترین نوع اندازهگیری است و به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد. مترهای جیبی که تستر نامیده میشوند، کوچک هستند، استفاده از آنها برای کارهای میدانی آسان است و هزینه نسبتاً پایینی دارند.
یک پله بالاتر از تسترها کنتورهای دستی و قابل حمل است. اینها اغلب شامل ویژگیهای اضافی هستند و میتوانند در آزمایشگاهها و همچنین در استفاده در مزرعه به کار گرفته شوند. برای کاربردهای آزمایشگاهی ثابت، pH مترهای پیشرفتهتر داده های قابلتوجهتری را ارائه میدهند و خوانشها را روی نمایشگرهای بزرگتر نشان میدهند.
مترهای ISFET (ترانزیستور اثر میدان خاص یونی) به جای الکترودهای لامپ شیشهای، حسگر تراشه سیلیکونی دارند. از این مترها بیشتر در تولید مواد غذایی استفاده میشود. اما دستگاههای دیگری نیز وجود دارد که چند پارامتر را باهم اندازه میگیرند. این ابزارهای کاربردی معمولاً pH، رسانایی، اکسیژن محلول، دما، عمق، کدورت، فشار هوا و شوری را اندازهگیری میکنند.
آنها میتوانند اندازهگیری دقیق بسیاری از مواد را به طور همزمان انجام دهند. به عنوان مترهای کیفیت آب پیشرفته، دارای ویژگیهای اضافه شدهای هستند که باعث راحتی کاربرد هستند.
نتیجه گیری
دی اکسید کربن شایعترین علت آب اسیدی است، اما آلودگی انسانی (ناشی از انسان) که باعث باران اسیدی میشود، میتواند آب را اسیدی کند. هنگامی که آب اسیدی می شود، بسیار خورنده است و زمانی که آب خورنده میشود، میتواند به سیستمهای لولهکشی آسیب برساند و هزینههای تعمیر میلیونها دلار را برای صنایع آب به همراه داشته باشد.
آب اسیدی همچنین میتواند فلزات سنگین را از لولههای فرسایشی شسته و باعث افزایش مس، روی و سرب در آب شود که برای آب آشامیدنی مشکل ایجاد میکند. برای اندازهگیری اسیدیته یا pH آب میتوان از روش سادهتر کاغذهای pH و یا روش پیشرفتهتر دستگاههای pH متر استفاده کرد. pH اکثر آبهای آشامیدنی در محدوده 6.5 تا 8.5 قرار دارد.
درک عوامل ایجاد کدورت آب و چگونگی کاهش یا از بین بردن آن از طریق تصفیه مؤثر فاضلاب ضروری است. حذف کدورت آب اصطلاحی است که معمولاً به صنعت تصفیه آب اختصاص دارد. کدورت آب حاصل از وجود مواد معلق در آب کدر است که میتواند شامل مواد آلی، آلایندهها و موجودات میکروسکوپی باشد و ممکن است به افرادی که از آب استفاده میکنند آسیب برساند.
کدورت به میزان شفافیت یک مایع اشاره دارد. کدورت زیاد به این معنی است که مایع خیلی شفاف نیست. کدورت کم به این معنی است که مایع شفافتر است. همانطور که اشاره شد، کدورت ناشی از معلق بودن ذرات جامد در مایع است. این ذرات نور را پراکنده میکنند که میتواند ظاهری کدر یا مات به مایع بدهد. کدورت اغلب برای سنجش کیفیت آب استفاده میشود. کدورت بیشتر معمولاً به معنای کیفیت پایینتر است.
چگونه کدورت آب را کاهش دهیم؟
کاهش کدورت از طریق نمونهبرداری از آب با ابزار مناسب و سپس استفاده از روشها و مواد شیمیایی تصفیه فاضلاب امکانپذیر است. فیلتراسیون اعمال شده همراه با ضدعفونی ممکن است کدورت را برای جمعیت محلی که آب می نوشند به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
برای کسب مشاوره در خصوص روشهای حذف کدورت آب و خرید مواد شیمیایی تصفیه آب و فاضلاب با کارشناسان دکتر کمیکال تماس بگیرید. با ما همراه باشید تا در ادامه این مقاله به بررسی عوامل و روش های موثر در حذف کدورت آب بپردازیم.
عوامل موثر رفع کدورت آب
شاخص کدورت را میتوان برای اندازهگیری کارایی و عملکرد فرایندهای یک سیستم تصفیه آب مورد استفاده قرار داد. فرایندهای متداول تصفیه آب که برای حذف جامدات معلق و کاهش کدورت در نظر گرفته شده اند عبارتند از: انعقاد، لختهسازی، تهنشینی و فیلتراسیون.
انعقاد فرایندی است که ذرات جامدات معلق را آماده تجمع میکند تا ذرات بزرگتری ایجاد کنند که در مراحل بعدی به راحتی حذف شوند. فرایند تصفیه انعقاد به کمک انواع مواد شیمیایی منعقد کننده و کمک منعقدکنندهها از جمله انواع پلی الکترولیت آنیونی و پلی الکترولیت کاتیونی انجام میشود.
منعقد کننده یکی از اجزای کلیدی برای از بین بردن کدورت در فرایند تصفیه آب است. بسیاری از منعقد کنندهها به طور گسترده در فرایندهای تصفیه آب رایج استفاده میشوند. این مواد را میتوان به منعقد کنندههای معدنی و آلی طبقهبندی کرد. منعقد کنندههای غیر آلی مانند نمکهای آلومینیوم و آهن بیشترین کاربرد را در فرایند انعقاد دارند.
چه عواملی باعث کدورت آب می شود؟
کدورت توسط هر مادهای ایجاد میشود که توانایی جلوگیری از عبور پرتو نور را مستقیماً از طریق آب دارد.
عوامل مختلفی به عنوان عامل ایجاد کدورت در آب وجود دارد. علل کدورت در آب ممکن است شامل فرسایش، رواناب یا زباله، فاضلابی که از ذرات باقیمانده تشکیل شده است یا پوسیدگی مواد گیاهی و جانوری باشد.
رسوبات و سایر مواد زیست آلی ممکن است به دلیل فعالیت ماهیان و سایر موجودات و همچنین جلبکها به سطح آب شناور شوند. فرسایش خاک میتواند به دلیل پروژههای ساختمانی، معدن و حتی آتشسوزی و مشاغل چوب بری وارد آب شده و باعث کدورت آب شود.
اندازه گیری کدورت آب
کدورت در آب با واحدهای کدورت نفلومتری (NTU) اندازهگیری میشود. برخی از کارشناسان کدورت را در واحدهای نفلومتری Formazin یا FNU اندازهگیری میکنند. بهترین راه برای اندازهگیری دقیق کدورت، سنسور کدورت یا کدورت متر (نفلومتر) است.
این روش اندازهگیری کدورت، نور پراکنده در آب را اندازهگیری میکند. روشهای ارزانتر دیگری برای اندازهگیری کدورت وجود دارد، مانند لولههای شفاف و دیسکهای secchi، که اغلب در برنامههای نظارت بر دریاچهها و رودخانهها استفاده میشوند. همچنین میتوان از تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی برای اندازهگیری کل جامدات معلق در آب استفاده کرد که با کدورت مرتبط هستند.
تاثیر کدورت آب بر سلامتی و محیط زیست چیست؟
کدورت زیاد اثرات زیستمحیطی دارد و بر کیفیت آبی که برای آشامیدن استفاده میشود تأثیر میگذارد.
کدورت ممکن است به دلیل باران، فرسایش و زیست گیاهی و جانوری در آب افزایش یابد. با این حال، اهمیت کدورت در تصفیه آب زمانی افزایش مییابد که ماسه، سیلت و مواد آلی در آب آشامیدنی یک جامعه باقی میمانند. کدورت و کیفیت آب تأثیر قابل توجهی بر جوامع محلی دارد.
در حالی که کدورت لزوماً به جمعیت یک جامعه آسیب نمیزند، میتواند مشکلات عفونی را در حین انجام روشهای تصفیه فاضلاب ایجاد کند. مواد معلقی که به اندازه کافی فیلتر نشدهاند ممکن است برای سلامتیانسان خطراتی داشته باشند.
کدورت بیش از حد میتواند باعث اضافه شدن فلزات سنگین به منبع آب شود. این فلزات ممکن است شامل سرب، جیوه و کادمیوم باشد که برای انسان سمی هستند. در 95 درصد آب روزانه در دسترس یک جامعه، کدورت نباید بیش از 1 NTU باشد.
برای منابع طبیعی نیز، باید زیر 5 NTU باقی بماند. کدورت میتواند با کاهش عرضه غذا، تخریب بسترهای تخمریزی و تأثیر بر عملکرد آبششهای ماهی، به زندگی آبزیان آسیب برساند.
نتیجه گیری
کدورت یک مشخصه مربوط به غلظت ذرات جامد معلق در آب است و به عنوان معیاری آسان و نسبتاً دقیق برای کیفیت کلی آب پذیرفته شده است. پرکاربردترین فرایندهای تصفیه آب، از جمله انعقاد، لختهسازی، تهنشینی و فیلتراسیون برای کاهش یا حذف کدورت و بهبود کیفیت آب استفاده میشوند.
کدورت بیش از حد استاندارد هم برای محیطزیست و هم سلامت انسانها مضر است. سازمان بهداشت جهانی (WHO) میگوید که حداکثر میزان کدورتی که باید در آب وجود داشته باشد 5 NTU است، اما در حالت ایدهآل، کدورت اندازهگیری شده در آب باید حداکثر 1 NTU باشد.
همانطور که همه میدانیم گیاهان آب، مواد معدنی و سایر مواد مغذی و عناصر ضروری برای رشد را از خاک دریافت میکنند که توسط بافتی به نام آوند چوبی به قسمتهای دیگر گیاه منتقل میشود. مواد معدنی زیادی در خاک وجود دارد که توسط موهای ریشه جذب شده و به سایر قسمتهای گیاه منتقل میشود.
در ادامه این مقاله به بررسی انواع مواد مورد نیاز برای رشد گیاهان و علائم کمبود این عناصر در گیاهان میپردازیم.
عناصر ضروری گیاهان
گیاهان بیشتر عناصر ضروری را از خاک جذب میکنند. هر عنصر نقش خاصی در رشد گیاه دارد که هیچ عنصر دیگری نمیتواند جایگزین آن شود. معیارهای ضروری بودن یک عنصر برای گیاه شامل موارد زیر است:
این عنصر برای حمایت از رشد طبیعی و تولید مثل گیاه ضروری است. در صورت عدم وجود چنین عناصری، رشد طبیعی و متابولیسم گیاه تحتتأثیر قرار میگیرد.
عنصر به طور مستقیم یا غیر مستقیم در متابولیسم گیاه نقش دارد.
عنصر ضروری، مولکولی ساختاری و کاربردی است.
عدم وجود آن عنصر معین میتواند علائم خاصی از کمبود را ایجاد کند.
برخی عناصر دیگر نمیتوانند علامت کمبود ناشی از کمبود یک عنصر را جبران کنند.
علاوهبر عناصر معدنی ضروری، عناصر مفید دیگری نیز هستند که باعث رشد گیاه در بسیاری از گونههای گیاهی میشوند، اما برای تکمیل چرخه زندگی گیاه کاملاً ضروری نیستند. برخی از این عناصر مفید شناخته شده عبارتند از: سیلیکون، سدیم، کبالت و سلنیوم. گروه دیگری عناصر غیر معدنی ضروری هستند، عناصری که به صورت گاز یا آب جذب میشوند که عبارتند از: هیدروژن، اکسیژن و کربن.
همه عناصر ضروری طبق تعریف برای رشد گیاه و تکمیل چرخه زندگی گیاه موردنیاز هستند. برخی از عناصر ضروری در مقادیر زیاد و برخی دیگر در مقادیر بسیار کمتر موردنیاز هستند. با این حال، از نقطه نظر عملی، سه مورد از شش عنصر مغذی ضروری اغلب با افزودن کود به خاک تأمین میشوند، در حالی که بقیه اغلب به مقدار کافی در بیشتر خاکها یافت میشوند و برای تأمین منابع کافی نیازی به اصلاح خاک نیست.
دسته بندی عناصر مورد نیاز گیاه
در این بخش عناصر ضروری گیاهان را به دو شکل دستهبندی کردهایم:
الف) بر اساس کمیت موردنیاز برای گیاهان، دو نوع عنصر ضروری وجود دارد:
درشت مغذی ها که حداقل 10 میلی مول به ازای هر کیلوگرم وزن بدن مورد نیاز هستند. سدیم، پتاسیم، گوگرد، منیزیم، نیتروژن، کلسیم درشت مغذی ها هستند.
ریزمغذی ها که کمتر از 10 میلی مول به ازای هر کیلوگرم وزن بدن مورد نیاز هستند. بور، مس، مولیبدن، آهن، روی، کلر، نیکل، منگنز عناصر ریز مغذی هستند.
ب) بر اساس عملکردهایی که عنصر در بدن گیاه انجام میدهد:
عناصر ساختاری که اجزای مهم زیست مولکولها هستند. کربن، اکسیژن، هیدروژن و… از این دسته هستند. نیتروژن نیز در این دسته قرار میگیرد؛ زیرا بخش عمدهای از پروتئین است.
فعالکنندههای آنزیمی که عناصر کوفاکتور فلزی یا غیرفلزی هستند، شامل: مولیبدن، مس، آهن و منگنز.
عناصر نگهدارنده پتانسیل اسمزی که غلظت اسمزی سلول را متعادل میکند. پتاسیم و کلر از این دسته هستند.
عناصر مرتبط با انرژی که شامل مولکولهایی با انرژی بالا هستند و برای متابولیسم هر سلول موردنیازند. فسفر و نیتروژن نمونههایی از این دسته هستند.
علائم کمبود عناصر کلیدی در گیاهان چیست؟
کمبود عبارت است از فقدان چیزی یا شرایطی که نیاز را برآورده نمیکند. مانند انسان و حیوان، گیاهان نیز در فرایند مشابهی کار میکنند. گیاهان نیز برای حفظ خود مانند هر موجود زنده دیگری به مواد مغذی نیاز دارند. آنها بیشتر این مواد مغذی را از خاک دریافت میکنند. اما اگر عرضه این عنصر اولیه کاهش یابد یا ناکافی باشد، رشد گیاه متوقف میشود و به تأخیر میافتد.
اگر گیاه با کمبود مواد درشت مغذی که در قسمت قبل به آن اشاره شد مواجه باشد ممکن است دو حالت به وجود بیاید. اگر عنصر درشت مغذی فعال حرکتی باشد، این عنصر از قسمت مسنتر گیاه گرفته میشود و به قسمتهای جوان و در حال رشد داده میشود. بنابراین؛ علائم کمبود این عناصر ابتدا در بافتهای مسنتر گیاه دیده میشود. عناصری مانند منیزیم، پتاسیم و سدیم جز این دسته هستند.
اما عناصری که به طور فعال حرکت نمیکنند، بیشتر در بافتهای مسنتر حفظ میشود، و کمتر برای بافتهای جوان در دسترس قرار میگیرد. بنابراین؛ علائم کمبود ابتدا در بافت جوانتر ظاهر میشود. گوگرد و کلسیم جز این دسته هستند.
علائم کمبود عناصر ضروری گیاهان متنوع است و شامل توقف رشد گیاه، ریزش زودرس برگها و جوانهها، زرد شدن برگها و غیره میباشد. چند ماده معدنی ضروری برای رشد و نمو گیاه موردنیاز است. از این رو، کمبود چنین مواد معدنی ضروری مانند آهن، نیتروژن، منگنز، پتاسیم، منیزیم، روی و کلسیم منجر به علائم کمبود میشود. همچنین باید در نظر داشت که گیاهان مختلف به کمبودهای مختلف، متفاوت پاسخ میدهند.
نتیجه گیری
گیاهان عناصر ضروری خاصی را از خاک جذب میکنند که برای رشد و نمو گیاه لازم است. این عناصر ضروری بر اساس ضروری بودن دو نوع درشت مغذی و ریز مغذی هستند. شش عنصر درشت مغذی عبارتند از نیتروژن، گوگرد، فسفر، کلسیم، منیزیم و پتاسیم.
ریز مغذیها عبارتند از بور، مولیبدن، روی، آهن، کلر، نیکل، مس و منگنز. همه عناصر نقش بسزایی دارند که به گیاه کمک میکند تا چرخه زندگی خود را از ابتدای جوانه زدن تا گلدهی کامل کند.
جهت دریافت مشاوره در زمینه خرید مواد اولیه کشاورزی با کارشناسان واحد فروش دکتر کمیکال در ارتباط باشید.
تفاوت اصلی بین ایزوپروپیل الکل و اتانول در نحوه تولید آن هاست، اتانول از نیشکر، گندم یا بیشتر منابع گیاهی ساخته شده است که آن را دوستدار محیطزیست میکند، در حالیکه ایزوپروپیل الکل در فرایند شیمیایی تولید میشود. اتانول به 2 روش تولید صنعتی از طریق هیدراتاسیون اتیلن و تولید بیولوژیکی از طریق تخمیر تولید میشود.
در بعضی از کارهای روزمره میتوان از یکی از آنها استفاده کرد، ایزوپروپیل الکل به عنوان الکلی جهت تمیز کردن سطوح یا رابینگ الکل نیز شناخته میشود. ایزوپروپیل الکل و اتانول هر دو برای ضد عفونی کردن و تمیز کردن بسیار خوب هستند و هیچ اثری از خود باقی نمیگذارند.
ایزوپروپیل الکل میتواند اثراتی روی پلاستیک داشته باشد، بنابراین؛ همیشه قبل از استفاده آن را تست کنید، مثلا مقدار بسیار کمی از آن را با دستمال روی وسیلهای که میخواهید تمیز شود تست کنید. اتانول را میتوان در بخاریهای شومینه اتانولی که ایزوپروپیل قابلیت استفاده ندارد، استفاده کرد.
هر دوی آنها را میتوان به عنوان یک پاککننده چند منظوره استفاده کرد، آنها برای تمیز کردن آینهها بدون لکه عالی هستند، حتی به از بین بردن باکتریها روی نیمکتها، سطوح فولادی ضد زنگ و حتی گیاهان کمک میکنند! ایزوپروپیل الکل و اتانول هر دو در تولید شیشه پاککن استفاده میشوند.
هر دو اتانول و ایزوپروپیل الکل حلالهای آلی بیرنگ و قابل اشتعال هستند. اگرچه ترکیب شیمیایی آنها کمی متفاوت است، اما خواص مشابهی با یکدیگر از خود نشان میدهند. مواد دناتورهکننده اضافه شده به اتانول در محصولات ضدعفونیکننده و پاککنندههای صنعتی، آن را برای مصرف سمی میسازد.
تفاوت ساختاری اتانول و ایزوپروپیل الکل
تفاوت ساختاری بین اتانول و ایزوپروپانول این است که اتانول دارای ساختار مولکولی خطی است در حالیکه ایزوپروپانول دارای ساختار مولکولی منشعب است. هر دو اتانول و ایزوپروپانول حاوی گروههای –OH (هیدروکسیل) به عنوان گروه عاملی خود هستند.
اتانول را اتیل الکل نیز مینامند. نام دیگر ایزوپروپیل الکل، ایزوپروپانول و یا 2-پروپانول است. ایزوپروپیل الکل دارای یک گروه ایزوپروپیل (یک گروه آلکیل منشعب) است که به یک گروه هیدروکسیل (-OH) پیوند دارد. این الکل به عنوان الکل ثانویه طبقهبندی میشود؛ زیرا دو اتم کربن دیگر به اتم کربن متصل به گروه –OH متصل است.
اتانول
الکل اتیلیک که با نام اتانول نیز شناخته میشود، شناختهشدهترین الکل است. ساختار شیمیایی اتانول C2H5OH است. اتیل الکل به طور طبیعی توسط مخمرها هنگام تخمیر قند تولید میشود که از نظر پزشکی به عنوان یکضد عفونی کننده استفاده میشود. اتیل الکل افزودنی متداول به سوخت موتور است. بیش از 98 درصد سوختها در ایالات متحده حاوی اتانول است.
ایزوپروپیل الکل به عنوان “الکل رابینگ” شناخته میشود. ساختار مولکولی آن حاوی یک کربن بیشتر و دو مولکول هیدروژن بیشتر از اتانول است. فرمول آن به صورت C3H7OH نوشته شده است. ایزوپروپیل الکل مانند اتانول، معمولاً به عنوان یک ضد عفونی کننده و ضد باکتری استفاده میشود. ایزوپروپیل الکل همچنین در بسیاری از مواد آرایشی و بهداشتی مانند لوسیونها و شویندههای صورت یافت میشود.
تفاوت اتانول و ایزوپروپیل الکل در ضدعفونی کننده های دست
CDC توصیه میکند که ضدعفونیکنندهای را انتخاب کنید که حداقل 60 درصد الکل اتیل یا ایزوپروپانول داشته باشد و از محصولاتی که حاوی کمتر از 60 درصد هستند اجتناب کنید.
هر دو نوع الکل میتوانند باکتریها، ویروسها و سایر میکروبهایی را که میتوانند شما را بیمار کنند، از بین ببرند. اتیل الکل در از بین بردن طیف وسیعی از ویروسها مؤثر است، اما این شامل هپاتیت A یا ویروس فلج اطفال منبع معتبر نمیشود.
ایزوپروپیل الکل در برابر دستهای از ویروسها به نام ویروسهای بدون پوشش مؤثر نیست، اما در کشتن ویروسهای پوششدار مؤثر است. در مورد ویروس COVID-19 که یک ویروس پوششی است. هر دو نوع الکل در از بین بردن آن مؤثر هستند، اما اتیل الکل ممکن است مؤثرتر باشد. تحقیقات نشان میدهد که اتانول و ایزوپروپیل الکل هر دو ضد ویروس هپاتیت B (HBV) و ویروس هرپس هستند.
در مورد آسیب رساندن به پوست ایزوپروپیل الکل و n-پروپانول آسیب قابل توجهی به وضعیت و عملکرد پوست وارد میکنند، اما اتانول مخاطرهای برای پوست ندارد. اتانول بهترین الکل برای استفاده روی پوست است، به خصوص اگر به طور مکرر از آن استفاده کنید.
ضدعفونیکنندههای دست حاوی ایزوپروپیل یا اتانول در صورت استفاده صحیح برای کودکان یا نوزادان خطرناک نیستند. اما نوشیدن حتی مقادیر کم میتواند منجر به مسمومیت با الکل شود، بنابراین؛ منبع معتبر FDAT توصیه میکند که آنها را در موارد دارویی یا مقوله درمان فقط با نظارت بزرگسالان به کودکان زیر 6 سال بدهید.
اتانول
ایزوپروپیل الکل
اتانول یک الکل با فرمول شیمیایی C2H5OH است.
ایزوپروپانول یک الکل با فرمول شیمیایی C3H8O است.
دسته بندی
اتانول یک الکل اولیه است
ایزوپروپانول یک الکل ثانویه است.
جرم مولکولی
جرم مولی اتانول 46 گرم بر مول است.
جرم مولی ایزوپروپانول 60 گرم بر مول است.
ساختار مولکولی
اتانول ساختاری خطی دارد
ایزوپروپانول دارای ساختار شاخه ای است.
خواص حلال
اتانول یک حلال خوب برای ترکیبات قطبی است.
ایزوپروپانول حلال خوبی برای ترکیبات غیرقطبی است.
تفاوت کاربردی ایزوپروپیل الکل و اتانول
استفاده از ایزوپروپیل الکل در خوشبوکنندههای محیط بیشتر است. به دلیل وزن مولکولی بیشتر ایزوپروپیل الکل نسبت به اتانول، این حلال در فرمولاسیونهای خشوبوکننده فضاهای بسته بیشتر کاربرد دارد. همچنین پخش بوی کمتری نسبت به اتاول دارد.
در صورتیکه اتانول بدلیل پخش بالاتر و سبک بودن نسبت به ایزوپروپیل الکل بیشتر در فرمولاسیونهای ادکلنها و عطرهای مختلف استفاده میشود. در مورد پاککنندههای صنعتی و خانگی بدلیل چرب بودن ایزوپروپیل الکل و قدرت پاککنندگی بالای آن، این الکل برای پاک کردن رنگها و جوهرها استفاده میشود.
به همین دلیل در بسیاری از فرمولاسیونهای پاککننده ایزوپروپیل الکل وجود دارد البته در مخلوط با اتانول و مواد شوینده که بتواند همافزایی بالایی در از بین بردن آلودگی و لکهها داشته باشد.
دکتر کمیکال تامین کننده انواع مواد شیمیایی صنعتی است. شما میتوانید جهت تامین و فروش مواد شیمیایی صنعتی با کارشناسان واحد فروش در ارتباط باشید.
اسید استیک که به نامهای متان کربوکسیلیک اسید و اسید اتانوئیک نیز شناخته میشود، اساساً مایعی شفاف و بیرنگ است که بویی تند دارد. از آنجایی که در فرمول شیمیایی خود اتم کربن دارد، یک ترکیب آلی است و با فرمول شیمیایی CH3COOH شناخته میشود.
جالب اینجاست که کلمه استیک از یک کلمه لاتین به نام “acetum” به معنی “سرکه” گرفته شده است. سرکه شکل رقیق اسید استیک است و رایجترین ماده شیمیایی در بین مردم است. اسید استیک جزء اصلی سرکه است و همچنین به سرکه بوی خاصی میدهد.
استیک اسید در صنایع مختلفی کاربرد دارد. یکی از این صنایع، کشاورزی است، که در این مقاله به طور خاص به کاربرد اسید استیک در کشاورزی خواهیم پرداخت.
کاربرد استیک اسید در کشاورزی
استیک اسید یا سرکه یک ماده چند منظوره و جزء ضروری بسیاری از فرایندها از جمله بخش کشاورزی است. به طور خاص، سرکه کشاورزی با غلظتهای 10 تا 50 درصد، نقش بسزایی در زمینههای مختلف دارد. این ماده یک جایگزین سازگار با محیطزیست برای آفتکشها و قارچکشهای شیمیایی است، به تنظیم pH خاک و آب کمک میکند و حتی به عنوان یک مکمل غذایی مفید عمل میکند.
یکی از جدیدترین روشها در کشاورزی، استفاده از باکتریهای محرک رشد گیاه برای بهبود رشد و سلامت گیاهان و به عنوان یک راه جایگزین برای جلوگیری از اثرات منفی ناشی از استفاده بیش از حد از کودهای معدنی و مواد شیمیایی برای افزایش تولید کشاورزی و در پاسخ به تقاضای جهانی است.
تحقیقات نشان داده است، که اسید استیک از طریق ایجاد مکانیسمهای مختلف تقویتکننده رشد گیاهاست. این ماده از طریق مکانیسمهایی از جمله تثبیت نیتروژن، تولید هورمونهای گیاهی و مواد معدنی، حل شدن بهتر مواد مغذی و مختل کردن فعالیت پاتوژنها، رشد و سلامت گیاه را افزایش میدهد.
برای درک واقعی کاربردهای گسترده سرکه در کشاورزی، ابتدا باید به شیمی پشت سرکه بپردازیم. سرکه عمدتاً از اسید استیک و آب تشکیل شده است. قدرت سرکه با درصد اسید استیک موجود در آن تعیین میشود. به عنوان مثال، سرکه معمولی خانگی معمولاً حاوی حدود 5٪ اسید استیک است. با این حال، کشاورزی اغلب از سرکه با غلظت اسید استیک بالاتر، معمولاً از 10٪ تا 50٪ استفاده میشود.
اسید استیک یک انتخاب عالی برای کنترل علفهای هرز و آفات طبیعی در بخش کشاورزی است. هنگامی که روی سطوح گیاه اسپری میشود، غلظت بالایی از اسید استیک (مانند اسید استیک 10، 30 درصد یا حتی 50 درصد سرکه) میتواند به طور مؤثر علفهای هرز را از بین ببرد. اسید استیک به کوتیکول برگ نفوذ میکند و میتواند به سرعت علفهای هرز را خشک کند.
مشابه با کنترل علفهای هرز، استیک اسید همچنین میتواند آفات را کنترل کند. طعم ترش و بوی قوی اسید استیک از گسترش آفات جلوگیری میکند و این ماده را به گزینهای عالی برای روشهای کشاورزی ارگانیک که در آن آفتکشهای مصنوعی نباید استفاده شوند، تبدیل میکند.
متعادل کردن pH خاک و آب در کشاورزی بسیار مهم است. بسیاری از محصولات در محدوده pH کمی اسیدی تا خنثی بهترین رشد را دارند. قلیائیت بالا میتواند بر سلامت و رشد گیاه تأثیر منفی بگذارد و از جذب مواد مغذی ضروری جلوگیری کند.
استیک اسید، به ویژه در غلظتهای بالاتر، میتواند برای کاهش pH خاک و آب آبیاری استفاده شود و محیطی بهینه برای رشد محصولات کشاورزی فراهم کند. البته هنگام تنظیم pH، به یاد داشته باشید که مرتباً آن را با ابزارهای قابل اعتماد کنترل کنید.
Acetic acid نه تنها برای محصولات زراعی مفید است. همچنین یک مکمل غذایی ارزشمند برای دام است. وقتی سرکه به خوراک دام یا آب آشامیدنی اضافه شود، میتواند به حفظ سلامت گوارش در دام کمک کند.
اسید استیک موجود در سرکه به هضم کمک میکند و به طور بالقوه میتواند کارایی خوراک را افزایش دهد. علاوه بر این، به کنترل باکتریهای بیماریزا کمک میکند و سلامت کلی حیوانات را ارتقا میدهد.
همچنین استیک اسید یا سرکه یک گزینه مناسب بیخطر برای ضدعفونی کردن ابزار و تجهیزات کشاورزی است. سرکه میتواند راه حلی مقرونبهصرفه و سازگار با محیطزیست باشد. محتوای اسید استیک آن به عنوان یک ضد عفونی کننده طبیعی عمل میکند و بسیاری از باکتریها و قارچهای رایج را از بین میبرد.
آب عامل حیات روی کره زمین است که در محیطهای مختلف ترکیب متفاوتی دارد و حاوی املاح مختلفی است. به همین دلیل آب را میتوان از نظر درجه سختی طبقهبندی کرد. در این مقاله ابتدا به تعریف مفهوم سختی آب و انواع آن میپردازیم. سپس روش های حذف سختی آب را بررسی میکنیم.
سختی آب
سختی آب به دلیل وجود بیکربناتهای محلول، کلریدها و سولفاتهای کلسیم و منیزیم است. به دلیل وجود این املاح آب سخت با صابون بهخوبی کف نمیکند.
آب را می توان به دو دسته آب سخت و آب نرم تقسیم کرد:
آب نرم
با صابون کف میکند. آب باران بدون املاح و آب نرم است. این آب برای مصارف خانگی مانند لباسشویی و نظافت مناسب است.
آب سخت
به دلیل وجود نمکهای کلسیم و منیزیم به آب سخت معروف است. آب سخت با صابون کف نمیکند، بلکه رسوب تشکیل میدهد.
آب سخت حاوی مقادیر زیادی مواد معدنی است. سختی آب به مقدار کلسیم و منیزیم آن بستگی دارد. هرچقدر میزان این املاح و سایر مواد معدنی آب بیشتر باشد درجه سختی آب بالاتر میرود. سیستمهای نرمکننده آب، غلظت این مواد معدنی را کاهش میدهند. آب نرم بهجای سطح بالاتری از کلسیم و منیزیم، غلظت بالاتری از سدیم یا نمک دارد.
در زندگی روزمره، آب سخت میتواند به پوست و مو آسیب وارد کرده و باعث خشکی آن شود. مواد معدنی موجود در آب سخت میتوانند تعادل pH پوست را تغییر دهد، و آن را بهعنوان یک مانعی در برابر باکتریهای مضر و عفونت تضعیف کند. افراد مبتلا به اگزما ممکن است بهخصوص نسبت به تماس و شستشو با آب سخت، آسیبپذیر هستند.
آب سخت به دلیل رسوبات گچ و سنگآهک که از کربناتهای منیزیم و کلسیم تشکیل شدهاند، برای دیگ بخار مشکل ایجاد میکند. سختی آب باعث کاهش راندمان انتقال حرارت در بویلر میشود.
مضرات سختی آب را میتوان شامل هدررفت صابون، هدررفت سوخت و تشکیل رسوب بر دیواره بویلرهای فلزی دانست.
در پاسخ به این سوال باید ابتدا انواع سختی آب را بشناسیم. سختی آب را ممکن است از نوع سختی موقت یا سختی دائم باشد.
سختی موقت آب
املاح کربنات کلسیم و منیزیم باعث سختی موقت آب میشوند. یعنی سختی آب با جوشاندن از بین میرود. وقتی آب را میجوشانیم نمکهای محلول Mg(HCO3)2 به Mg(OH)2 تبدیل میشود که نامحلول است و در نتیجه رسوب میکند و حذف میشود و پس از فیلتراسیون، آبی که به دست میآوریم، آب نرم است.
دو روش برای حذف سختی موقت آب وجود دارد:
از بین بردن سختی آب با جوشاندن
روش اول همان جوشاندن آب است که به آن اشاره شد و واکنشهای مربوط به آن را در زیر مشاهده میکنید:
Ca(HCO3)2 → ΔCalo3↓ + H2O + CO2
Mg(HCO3)2 → ΔMgCO3↓ + H2O + CO2 ⇒
روش دیگر “واکنش کلارک” نام دارد. در این واکنش از هیدروکسید کلسیم، برای حذف سختی آب و تبدیل بیکربناتها به کربنات استفاده میشود.
واکنش کلارک:
CA (OH) 2 + CA (HCO3) 2 → 2Caco3 ↓ + 2H2O
در ادامه به انواع روش های سختی دائم آب می پردازیم
روش پرموتیت گان
در این روش از سدیم آلومینیوم ارتو سیلیکات، معروف به “permutit“ یا زئولیت برای حذف سختی دائمی آب استفاده میشود.
در این روش از سدیم هگزا متا فسفات معروف به Calgon استفاده میشود. سختی آب با جذب یونهای Ca++ و Mg++ حذف میشود.
بهطورکلی پلی فسفاتها مانند هگزامتافسفات سدیم (SHMP) بهعنوان عوامل نرمکننده آب استفاده میشوند؛ زیرا این ترکیبات با یونهای فلزی کلسیم و منیزیم که عامل سختی آب هستند، کمپلکس محلول بسیار پایدار تشکیل میدهند و امکان رسوب نمک این یونهای فلزی یا برهمکنش آنها با سایر ترکیبات موجود در سیستم را از بین میبرند. پس میتوان گفت سختی آب حذف میشود.
روش رزین تبادل یونی
در این روش سختی دائمی آب با استفاده از رزینها حذف میشود. یونهای Ca++/Mg++ با Cl– و یونهای SO4-2 با رزین تبادل آنیونی (RNH2OH) مبادله میشوند. در نتیجه یونهای عامل سختی دائمی آب حذف شده و آب غیرمعدنی در این فرایند تشکیل میشود.
2RCOOH + Ca++ → (RCOO)2Ca + 2H+ ⇒
RNH2OH + Cl– → RNH2Cl + OH– ⇒
H+ + OH– → H2O ⇒
سیستم رزین تبادل یونی با حذف آلایندههای یونی محلول از آب کار میکند. این سیستم، یونها را با یونهای بهتری تعویض میکند که کیفیت آب را کاهش نمیدهند. رزین تبادل یونی به سایر سیستمهای نرمکننده آب بسیار شبیه است؛ زیرا هر دو سیستم میتوانند یونهای منیزیم و کلسیم را از آب حذف کنند.
در بیان تفاوت جزئی مکانیسم عملکرد این دو سیستم باید گفت که مبدلهای یونی از اصل تبادل یونی برای حذف مواد معدنی مضر از آب استفاده میکنند. نرمکنندههای آبنمکهای رسوب ساز مانند سولفات کلسیم و بیکربنات منیزیم را به نمکهای محلول و غیر رسوب ساز که حاوی سدیم هستند تبدیل میکنند.
زمانی که نمکهای محلول منیزیم و کلسیم به شکل کلرید و سولفید در آب باشند، سختی آب با جوشاندن از بین نمیرود. در نتیجه به آن سختی دائم میگوییم. سختی دائم آب را میتوان با تصفیه آب از بین ببریم.
کاهش سختی اب با جوشاندن
جوشاندن آب باعث رسوب کربنات کلسیم جامد و کربنات منیزیم جامد میشود. این روش یونهای کلسیم و منیزیم را از آب خارج میکند و سختی آن را از بین میبرد. بنابراین؛ سختی ناشی از هیدروژن کربنات ها موقتی است.
به طور کلی افزایش دمای آب باعث افزایش حلالیت بیشتر نمکهای موجد در آب میشود. اما هماهنطور که گفته شد استثناهایی مانند CaCO3، CaSO4، MgCO3، Mg(OH)2 وجود دارند که همگی با افزایش دما رسوب میکنند.
چگونه املاح را از آب بگیریم؟
رایجترین و مؤثرترین راه برای حذف نمک از آب، فیلتراسیون فیزیکی است. به طور خاص، سیستمهای اسمز معکوس قادر به حذف نمک و طیف گستردهای از آلایندههای دیگر از آب نرم شده هستند.
سیستمهای اسمز معکوس در حذف یا کاهش موارد زیر مؤثر هستند:
در مورد رابطه pH و سختی آب باید گفت که آب با pH پایین اسیدیتر است، در حالی که آب با pH بالاتر سختتر یا قلیاییتر است، به این معنی که میتواند اسیدها را خنثی کند. در واقع از آنجاکه آب سخت دارای مواد معدنی خاصی از جمله کلسیم و منیزیم است، میتواند روی اسیدهای موجود در آب تأثیر گذاشته و سطح pH را بالاتر ببرد.
این بدان معناست که اگر در منطقهای با آب سخت زندگی میکنید، pH معمولاً بالاتر است، یعنی آب قلیایی است. pH استاندارد آب آشامیدنی بین 6 تا 8.5 است.
دو نوع سیستم افزایش pH برای آب آشامیدنی وجود دارد که در ادامه هرکدام را بررسی میکنیم:
1) فیلترهای خنثی کننده
فیلترهای خنثیکننده برای تنظیم pH آب آشامیدنی اسیدی (PH پایین) کاربرد دارند. این سیستم، یک دستگاه تصفیه ساده است که با افزودن یک ماده خنثی کننده PH آب را افزایش میدهد. با این حال، باید توجه داشت که فرایند خنثیسازی ممکن است سختی آب را مجددا افزایش دهد.
نحوه عملکرد این فیلترها به گونهای است که آب از فیلتری که با کربنات کلسیم (سنگ آهک) یا اکسید منیزیم پر شده است، عبور میکند. این ماده در آب حل میشود و سطح pH آن را بالا میبرد.
بزرگترین عیب فیلترهای خنثیکننده این است که در صورت استفاده از کلسیم و منیزیم در فیلتر ممکن است باعث افزایش یا سختی آب شوند.
2) تزریق خاکستر سودا یا سدیم هیدروکسید
اگر آب اسیدی باشد (PH پایین) از این روش تصفیه استفاده میشود. خاکستر سودا (کربنات سدیم) و هیدروکسید سدیم هنگامی که به سیستم آبی تزریق میشود، pH آب را تقریباً خنثی میکند. برخلاف فیلترهای خنثی کننده، آنها مشکل سختی در آب تصفیه شده ایجاد نمیکنند.
سیستمهای تزریق سیستمی شامل یک نقطه ورود هستند. به طوریکه یک پمپ تغذیه شیمیایی مقاوم در برابر خوردگی، خاکستر سودا یا محلول هیدروکسید سدیم را به آب تزریق میکند تا PH را افزایش دهد. محلول باید مستقیماً وارد چاه شود تا بدنه چاه و پمپ در برابر خوردگی محافظت شود.
اگر آب نیاز به ضد عفونی و همچنین خنثیسازی داشته باشد، با افزودن محلول کلر (هیپوکلریت سدیم) همراه با ماده شیمیایی خنثیکننده، امکان تصفیه دوگانه در سیستم تزریق وجود دارد. سیستمهای تزریقی میتوانند آب با PH پایین 4 را تصفیه کنند.
اگر از این سیستم برای تنظیم pH آب آشامیدنی استفاده شود باید توجه داشت که این سیستم میزان سدیم آب را افزایش داده و برای افرادی که رژیم کم سدیم دارند، مناسب نیست. در این سیستم، میتوان از هیدروکسید پتاسیم به عنوان جایگزینی برای هیدروکسید سدیم استفاده شود؛ اما ممکن است هزینه بیشتری داشته باشد.
از آنجا که کاهش pH خطر خوردگی را افزایش میدهد، در سیستم برج خنک کننده که با استفاده از آب نرم طبیعی یا آبی که سختی آن حذف شده، کار میکند، کنترل خوردگی چالش اصلی برنامه تصفیه آب است.
در نتیجه، روش متداول صنعت تصفیه آب در به کارگیری آب سخت و قلیایی به منظور دستیابی به بخش عمدهای از اهداف کنترل خوردگی با این نوع آب کار نمیکند.
در واقع، متداولترین بازدارندههای خوردگی، یعنی پلی فسفاتها و فسفوناتها، اگر سختی کلسیم کمتر از 50 میلی گرم در لیتر در آب خنک کننده باشد، کارایی لازم را ندارند. در نتیجه انتخاب مواد شیمیایی سختی گیر آب در برج خنک کننده باید با توجه به افزایش پتانسیل خوردگی فولاد گالوانیزه و با دقت بسیار زیادی انتخاب شود.
البته باید به این نکته هم توجه کنیم که اگرچه یک لایه نازک کربنات کلسیم یک بازدارنده مؤثر خوردگی است و آب نرم سطوح فلزی را مورد حمله قرار داده و منجر به خوردگی شدید میشود، اما مکانیسم خوردگی یک مکانیسم چند متغیره است که علاوه بر pH و قلیاییت، به مواد جامد محلول، اکسیژن محلول و دما نیز بستگی دارد.
در نتیجه بسیاری از برجهای خنک کننده بدون مشکل خوردگی با خوراک آب نرم کار میکنند. از آنجایی که آب نرم است، یعنی فاقد سختی کلسیم یا منیزیم است، قلیائیتهای کربنات و بی کربنات قادر به واکنش برای تشکیل فلسهای کربنات کلسیم نیستند.
این نسبت به استفاده کلاسیک اسید سولفوریک برای خنثیسازی قلیایی و کنترل pH ترجیح داده میشود. با اسید، pH در محدوده 7.2 تا 7.6 کنترل میشود. این بازه کمتر از محدوده pH بهینه برای کنترل خوردگی فولاد و مس است.
علاوهبراین، برای جبران ماهیت تهاجمی اسید، بازدارندههای خوردگی شیمیایی برای محافظت از سطوح فلزی در برابر حمله خوردگی موردنیاز است.
pH بین 6.5 و 7.5 به طور کلی محدوده ایدهآلی برای کاهش تشکیل رسوب در نظر گرفته میشود، اگرچه برخی از برنامههای غیر اسیدی برای جلوگیری از تشکیل رسوب میتوانند محدوده pH برج خنک کننده را تا 8.5 هم افزایش دهند.
pH همچنین به چرخههای غلظت (COC) بستگی دارد. کار با COC بالاتر به آب برج اجازه میدهد PH بالاتری حتی تا 10 داشته باشد. حفظ تعادل pH ایده آل در آب برج یک فرایند مستمر است که نیاز به هوشیاری و کنترل مداوم دارد. رعایت تمام این مراحل به اطمینان از تعادل pH مناسب برای سیستم شما کمک میکند.
جهت خرید مواد شیمیایی برج خنک کننده و مشاوره در زمینه روشهای متعادل سازی آب خوراک با کارشناسان ما در مجموعه دکتر کمیکال در تماس باشید.
مشکلاتی که سختی آب به وجود می آورد (مضرات سختی آب)
مشکل اصلی مرتبط با سختی، تشکیل رسوب است. حتی سطوح پایین 5 تا 8 میلیگرم در لیتر برای بسیاری از مصارف (یعنی به عنوان آب تغذیه دیگ بخار) بسیار شدید است. سختی و به ویژه کلسیم، تمایل دارند که با آنیونهایی مانند کربنات، فسفات یا سولفات جفت شوند.
انحلالپذیری کربناتهای کلسیم و منیزیم با دما نسبت معکوس دارد، به این معنی که هر چه دما بیشتر باشد، حلالیت کمتری دارد. سختی در آب منبع اصلی تشکیل رسوب در تجهیزات انتقال حرارت، بویلرها و خطوط لوله است:
سختی آب باعث ایجاد رسوب در لولهها میشود که جریان را کاهش و افت فشار را افزایش میدهد. سپس باعث افزایش هزینه پمپاژ شده و در نهایت باعث میشود که لولهها نیاز به تمیز کردن یا تعویض داخلی داشته باشند.
آب سخت در برجهای خنک کننده میتواند اثربخشی انتقال حرارت را کاهش دهد و باعث افزایش هزینههای جاری شود. همچنین میتواند باعث خوردگی در برجها شود که منجر به تعمیرات پرهزینه یا جایگزینی پر کردن برجهای خنک کننده شود.
در بویلرها، هنگامی که رسوب شروع به تشکیل روی سطوح لوله میکند، لایه دیگری از مواد ایجاد میکند که گرما باید از آن عبور کند تا به آب برسد.
دو مشکل اصلی به دلیل اثر عایق مواد رسوبی رخ میدهد: تحت خوردگی رسوب و گرمای بیش از حد فلز لوله دیگ (ایجاد “نقاط داغ”)، که منجر به شکست لولههای آب و ترک خوردگی تنش میشود و هزینههای عملیاتی را بالا میبرد.
همچنین باعث میشود نیاز به نگهداری و تعمیرات پرهزینهتر باشد و طول عمر دیگ را کاهش دهد. از این رو، کیفیت پایین آب مصرفی در صنعت یکی از عوامل عمده زیان اقتصادی ناشی از خرابی مکانیکی تجهیزات و مشکلات نگهداری است.
اساساً ما آب سخت را دارای محتوای مواد معدنی بالا تعریف میکنیم که برحسب میلی گرم در لیتر اندازهگیری میشود. هر نمونه آب حاوی کمتر از 60 میلی گرم در لیتر نرم در نظر گرفته میشود:
نرم زیر 60 میلی گرم در لیتر
نسبتاً سخت بین 60 تا 120 میلی گرم در لیتر
سخت بین 120 تا 200 میلی گرم در لیتر
بسیار سخت بالای 200 میلی گرم در لیتر
جدول زیر تفاوت آب نرم و آب سخت را نشان می دهد:
مقایسه آب نرم و سخت
آب نرم
آب سخت
طعم
به دلیل کمبود مواد معدنی ممکن است بدون طعم باشد ولی آب نرم شده با نمک ممکن است طعم کمی شور و حالت لغزنده داشته باشد.
قلیایی دلپذیر و مواد معدنی آن طعم آب را بهبود میبخشد.
ویژگی اصلی
محتوای کم منیزیم و کلسیم
حاوی حدود 60-180+ GPG کلسیم و منیزیم است
تأثیرات کاربردی
ممکن است اثرات خوردگی را تشدید کند.
آسیب به سیستم لوله کشی و تشدید رسوب
تأثیر بر سلامتی
حاوی مواد معدنی نیست، بنابراین؛ به اندازه آب سخت سالم نیست، اما برای پوست و مو مناسبتر است.
برای آشامیدن سالمتر است، اما باعث خشکی مو و پوست میشود.
مزایای استفاده از آب نرم
استفاده از آب نرم برای عملیات برج خنک کننده مزایای متعددی نسبت به آب سخت دارد که از جمله آن میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
آب نرم خطر تشکیل رسوبات مواد معدنی بر روی سطوح انتقال حرارت را از بین میبرد.
بافر طبیعی کربنات / بی کربنات PH در محدوده 9.2 تا 9.6 تولید میکند که فولاد و سایر فلزات را منفعلتر و کمتر مستعد خوردگی میکند.
استفاده از آب نرم مصرف آب شیرین را کاهش میدهد و در نتیجه باعث صرفهجویی قابل توجهی در آب و فاضلاب میشود.
کارکردن برج با آب نرم به کنترل رشد ارگانیسمهای بیماریزا با حفظ pH بالاتر از محدوده تقویت (pH > 9.2) کمک میکند.
مراحل خرید، ذخیرهسازی، جابجایی و تغذیه بازدارندههای رسوب شیمیایی و یا اسید معدنی حذف میشود، زیرا آب نرم غیر رسوبکننده است.
به طور کلی، استفاده از آب نرم برای خوراک برج خنک کننده به محافظت از محیط طبیعی، صرفهجویی در انرژی، کاهش هزینههای عملیاتی و افزایش عمر مفید تجهیزات کارخانه کمک میکند.
تفاوت سختی آب و شاخص TDS
کل جامدات محلول (TDS) و سختی از پارامترهای کیفیت آب هستند. گاهی تصور میشود مفهوم این دو پارامتر یکسان است، اما آیا اینطور است؟
سختی آب، TDS، کل جامدات، هدایت الکتریکی، pH، بو و رنگ همگی جز پارامترهای شیمیایی و فیزیکی تعیین کیفیت آب هستند. در حالی که کل جامدات محلول (TDS) به عنوان غلظت کلی ترکیبات آلی یا معدنی محلول در آب تعریف میشود، سختی آب به غلظت نمکهای معدنی محلول در آب مرتبط است.
اگرچه در ادامه جزئیات تفاوت این دو پارامتر را دقیقتر بررسی میکنیم، اما خلاصه این است که کل جامدات محلول شامل مواد معدنی و آلی هستند که نمیتوان آنها را با استفاده از فیلتر از آب حذف کرد، اما سختی آب مستلزم وجود کاتیونهای کلسیم و منیزیم، کلرید و سولفات در آب است.
شاخص سختی آب TDS و TH
در حالی که TDS مخفف کل جامدات محلول است، سختی مخفف غلظت بالای مواد معدنی در آب است. کل مواد جامد محلول یا TDS در آب توسط مواد آلی محلول و نمکهای معدنی مانند نمکهای کلسیم ایجاد میشوند. ولی سختی آب به دلیل وجود کربناتهای منیزیم و کلسیم است. از طرف دیگر، میتواند توسط کلریدها یا سولفاتهای منیزیم و کلسیم نیز ایجاد شود.
در واقع اگر بخواهیم به سادهترین شکل ممکن تفاوت دو شاخص TDS و TH یا همان Total Hardness را توضیح دهیم باید بگوییم اگرچه هردوی این شاخصها میتوانند نشاندهنده میزان سختی آب باشند؛ اما TDS به کل جامدات محلول اعم از نمکهای آلی و یا معدنی اشاره دارد؛ اما TH به طور خاص نشاندهنده غلظت یونهای کلسیم و منیزیوم است.
واحد اندازهگیری شاخص TDS قسمت در میلیون یا همان ppm است. اما واحدهایی مانند mol/L (غلظت مولی در لیتر)، mmol/L (غلظت میلی مول در لیتر)، GPG (دانه در هر گالن) برای تعیین کمیت یا اندازهگیری سختی آب استفاده میشود.
این دو شاخص به لحاظ کاربرد نیز با هم تفاوت دارند. اندازهگیری TDS برای آزمایش منابع آب شیرین، آبگرم، استخرها، آکواریومها، کشتهای هیدروپونیک و کشاورزی و غیره استفاده میشود.
قبل از تصفیه آب، سختی آب را آزمایش می کنند تا مقدار مواد معدنی سختی موجود در آب را تعیین کنند. تا پس
از فرایند، آزمایش سختی به شما کمک کند تا بدانید که آیا تصفیه آب مؤثر بوده است یا خیر!
از آنجایی که TDS فقط به یک عنصر خاص اشاره نمیکند، به طیف گستردهای از عناصر، به ویژه آن دسته از یونها یا عناصری که در آب محلول هستند، مانند کلسیم، پتاسیم، منیزیم، سدیم و غیره اشاره دارد.
با این حال، برای زنده ماندن موجودات آبزی، ارزش معدنی آب باید ثابت بماند. این بدان معناست که نوسانات مواد معدنی یا تعادل آب میتواند برای بقای موجودات آبزی مضر باشد.
TDS شبیه سختی آب است؛ زیرا هر دو پارامتری برای محتوای مواد معدنی در آب هستند. با این حال، دامنه آنچه که TDS را تشکیل میدهد گستردهتر از مواد معدنی سختی آب است. هرچه مقدار TDS بالاتر باشد، آب سختتر است.
شاخص TDS بر کدورت آب نیز تأثیر میگذارد. کدورت به سادگی معیاری برای شفافیت آب محسوب میشود. مقدار TDS قوی در آب به معنی آب با کدورت کم است که نشان میدهد آب شفاف نخواهد بود. به طور خلاصه، مقدار TDS بالا برای کیفیت آب منفی است.
سختی آب باعث ایجاد رسوب روی سطوح و لولهها میشود. طعم آب را تغییر میدهد وهمچنین باعث ایجاد لکه بر روی سطوح میشود.
به دلیل اندازه کوچک برخی از مواد جامد محلول، یک سیستم فیلتر آب معمولی قادر به حذف TDS از آب آشامیدنی نخواهد بود. برای کاهش TDS در منبع آب خود، باید از سیستم اسمز معکوس استفاده کنید. برای حذف TH نیز باید از نرم کننده آب بر پایه نمک و فیلتراسیون RO استفاده کنید.
نمک یونهای کلسیم و منیزیم عامل سختی موقت یا دائم آب هستند. سختی آب علاوه بر زندگی روزمره در فرایندهای صنعتی نیز میتواند مشکلاتی ایجاد کرده و باعث افزایش هزینههای انرژی و نگهداری تجهیزات شود.
از بین روشهای متنوع حذف سختی آب، سادهترین روش جوشاندن آب است و برای حذف سختی دائم آب از رزینهای تبادل یونی یا ترکیبات شیمیایی نرمکننده آب مانند SHMP میتوان بهره برد.
آب یک عنصر ضروری برای زندگی است و آب سالم برای تضمین جمعیت ایمن و سالم از اهمیت بالایی برخوردار است. منابع آبی مختلف، ماهیت یکسانی ندارند. محتوای آب، از شیرهای آب گرفته تا رودخانهها و دریاچهها بسیار متفاوت است.
تقریباً تمام آبی که از منبع اولیه استخراج میشود شامل انواع مواد معدنی و موجوداتی است که برخی ممکن است برای مصرف انسان مفید باشند و برخی ممکن است خطرناک باشند. از آنجایی که آب میتواند بسته به روز یا حتی ساعتها از نظر خواص متفاوت باشد و میتواند حاوی پاتوژنهای خطرناک باشد، همیشه به دنبال راههایی برای استانداردسازی کارامد کیفیت آب در مقادیر بهینه آن هستیم، به ویژه در مورد آب آشامیدنی.
برای این منظور باید به دنبال استانداردسازی پارامترهای تصفیه آب باشیم که در ادامه این مقاله به بررسی مهم ترین آنها میپردازیم.
دمای آب
دمای آب بر اکثر فرایندهای فیزیکی،بیولوژیکی، شیمیایی و اکوسیستمی در محیطهای آبی تأثیر میگذارد. تغییر دمای جریان یکی از دلایل مهم کاهش کیفیت آب است و سایر پارامترهای کیفیت آب را تحت تأثیر قرار میدهد. به طور کلی، افزایش دمای آب میتواند منجر به موارد زیر شود:
کاهش اکسیژن محلول (DO) موجود در آب
افزایش حلالیت فلزات و سایر سموم در آب
افزایش سمیت احتمالی برخی از مواد برای موجودات آبزی
افزایش شکوفههای جلبکی، که معمولاً در فصل تابستان یا دورههایی با دمای غیرمعمول گرم رخ میدهد.
دمای آب را میتوان در فواصل زمانی مشخص یا به طور مداوم اندازهگیری کرد. سنسورهای مانیتورینگ (مانیتورینگ مستمر) امکان ارزیابی تغییرات دما را در طول روز فراهم میکنند و در مقایسه با خوانشهای فردی با استفاده از دماسنج، گزینه مقرون به صرفهای برای جمعآوری دادههای دما هستند. دما همراه با سایر پارامترهای کیفیت آب از جمله pH، DO، رسانایی خاص (SC) و کدورت اندازهگیری میشود.
BOD یا تقاضای بیولوژیکی اکسیژن
نیاز بیولوژیکی اکسیژن یا BOD مقدار اکسیژن مصرف شده توسط باکتریهایی است که مواد آلی را تجزیه میکنند. BOD همچنین شامل مقدار اکسیژن موردنیاز برای اکسیداسیون مواد شیمیایی مختلف مانند سولفیدها، آهن آهنی و آمونیاک در آب نیز است.
در حالی که یک آزمایش اکسیژن محلول نشان می دهد که چه مقدار اکسیژن در دسترس است، یک تست BOD نشان می دهد که چقدر اکسیژن مصرف شده است.
در جدول ۱ رابطه بین این پارامتر تصفیه آب و کیفیت آب را مشاهده میکنید:
COD یا تقاضای شیمیایی اکسیژن
اکسیژن موردنیاز شیمیایی (COD) معادل اکسیژن مصرفی هنگام اکسیداسیون مواد آلی موجود در نمونه توسط یک اکسید کننده شیمیایی قوی است. COD میتواند به طور تجربی با BOD، کربن آلی و مواد آلی برای نمونههایی از یک منبع خاص مرتبط باشد و این ارتباط برای نظارت و کنترل نمونهها بسیار مفید است. در واقع COD مقدار کل مواد آلی موجود در آب را بیان میکند، اما BOD تنها بخشی از مواد آلی را اندازهگیری میکند که میتواند به صورت بیولوژیکی تجزیه شود.
رسانایی آب
رسانایی معیاری است که نشان میدهد آب چگونه جریان الکتریکی را عبور میدهد. رسانایی به خودی خود یک آلاینده نیست، بلکه به عنوان شاخصی از وجود آلایندهها عمل میکند. این معیار غیرمستقیم وجود مواد جامد غیر آلی محلول مانند کلرید، نیترات، سولفات، فسفات، سدیم، منیزیم، کلسیم، آهن و آلومینیوم را نشان میدهد.
وجود این مواد باعث افزایش رسانایی کلی آب میشود. مواد آلی مانند روغن، الکل و قندها جریان الکتریسیته را خیلی خوب رسانا نمیکنند و در نتیجه رسانایی کمی در آب دارند.
جامدات غیر آلی محلول مواد ضروری برای زندگی آبزیان هستند. البته غلظت بالای مواد جامد محلول میتواند سطح اکسیژن محلول را کاهش دهد و باعث ایجاد مشکلات تعادل آب برای موجودات آبزی شود. از این رو رسانایی در حدود 300 μs/cm برای آبزیان بهترین حالت ممکن است.
اکسیژن محلول یا DO
اکسیژن محلول، یا غلظت اکسیژن محلول (DO) در آب، جرم گاز اکسیژن موجود در هر لیتر آب است. DO را میتوان بر حسب میلیگرم در لیتر (mg/L) یا قسمت در میلیون (ppm) بیان کرد. جریانهای با غلظت DO بالا معمولاً جریانهای سالمی در نظر گرفته میشوند؛ زیرا قادر به حمایت از تنوع بیشتری از موجودات آبزی هستند. به طور کلی، سطوح DO کمتر از 3 میلی گرم در لیتر برای اکثر موجودات آبزی استرسزا است. اکثر ماهیها با 1-2 میلی گرم در لیتر میمیرند.
سختی آب
سختی اغلب به عنوان یکی دیگر از پارامترهای ارزیابی کیفیت یک منبع آب استفاده میشود. سختی با محتوای نمکهای کلسیم و منیزیم (سختی موقت) بی کربنات، کربنات، سولفاتها، کلریدها و سایر آنیونهای اسیدهای معدنی (سختی دائمی) در ارتباط است.
اسیدیته یا pH یک عامل شیمیایی مهم آبزیان است. آبی که بیش از حد اسیدی یا بازی است میتواند واکنشهای بیوشیمیایی را مختل کند و منجر به آسیب یا مرگ موجودات آبزی شود. pH در مقیاس 1 تا 14 بیان میشود.
محلولی با pH کمتر از 7 اسیدی در نظر گرفته میشود و محلولی با pH بیشتر از 7، بازی یا قلیایی است. مقیاس pH لگاریتمی است، به این معنی که مقادیر در فاکتورهای ده تغییر میکنند. به عنوان مثال، یک نقطه تغییر pH نشان میدهد که قدرت اسید یا باز ده برابر افزایش یا کاهش یافته است.
رودها معمولاً دارای pH بین 6 تا 9 هستند. وجود مواد محلول از سنگ بستر، خاک و سایر مواد تا حد زیادی بر PH نهرها تأثیر میگذارد. تغییرات pH بر بسیاری از جنبههای شیمی آب تأثیر میگذارد. به عنوان مثال، با افزایش pH، غلظتهای کمتری از آمونیاک برای رسیدن به سطح سمی برای ماهی مورد نیاز است.
با کاهش pH، غلظت فلزات ممکن است افزایش یابد؛ زیرا اسیدیته بالاتر، احتمال حل شدن فلزات در آب را افزایش میدهد.
مواد جامد
اصطلاح “مواد جامد” در تصفیه آب عموماً در اشاره به مواد معلق یا محلول در فاضلاب استفاده میشود. این جامدات ممکن است مواد آلی یا معدنی باشد. غلظت مواد جامد در فاضلاب اغلب برای توصیف فاضلاب استفاده میشود.
بهطوریکه هر چه مواد جامد در یک فاضلاب بیشتر باشد، آن فاضلاب قویتر خواهد بود. با این حال، این پارامتر میتواند گمراه کننده باشد؛ زیرا این قویتر بودن صرفاً نشاندهنده آلودگی با خطر بیشتر نیست. چراکه تنها به غلظت بسیار کمی از مواد جامد برای ایجاد مشکلات بزرگ آلودگی نیاز است. بنابراین؛ شدت مشکلات آلودگی به نوع جامداتی که درگیر هستند بستگی دارد. برای بررسی میزان مواد جامد در تصفیه آب از دو پارامتر TSS و TDS استفاده میشود.
در ادامه به بررسی دقیقتر این دو پارامتر میپردازیم.
TDS چیست؟
اصطلاح TDS یا جامدات محلول به آن دسته از مواد جامد اطلاق میشود که از فیلتر الیاف شیشهای استاندارد با اندازه منافذ 2 میکرون یا کمتر عبور میکنند. این اصطلاح مخفف عبارت Total Dissolved Solids است.
جامدات محلول عمدتاً به چهار دسته مختلف تقسیم میشوند: مواد معدنی، نمکها، فلزات محلول و سایر مواد آلی.
مواد معدنی مانند منیزیم، کلسیم و پتاسیم از منابع طبیعی به دست میآیند و اغلب در آبهای معدنی و آب های چشمه یافت میشوند. در حالی که نمکها را میتوان در آبهای زیرزمینی یافت، به همان اندازه احتمال دارد که از منابع دستساز مانند ترکیبات یخساز، کودها، نرمکنندههای آب و آلودگی فاضلاب به دست آیند.
فلزات هم از لولههای آب، ضایعات معدنی یا صنعتی وارد آب شده یا به طور طبیعی در سنگها یا خاک یافت میشوند. مواد آلی هم از تجزیه جلبکها و مواد گیاهی ایجاد میشوند.
کل جامدات معیاری از مجموع جامدات معلق و محلول در آب است که هم به رسانایی و هم به کدورت مربوط میشود. برای اندازه گیری کل جامدات معلق و محلول، نمونهای از آب را در کوره خشککن قرار میدهند تا آب تبخیر شود و فقط مواد جامد باقی بماند.
برای اندازهگیری جامدات محلول، نمونه را قبل از خشک شدن و وزن کردن فیلتر میکنند. برای محاسبه جامدات معلق، وزن جامدات محلول از کل جامدات کم میشود.
پارامتر TDS به تنهایی نمیتواند نشاندهنده کیفیت آب باشد، اما به طور کلی میتوان گفت، بهترین آب برای آشامیدن معمولاً دارای TDS کمتر از 300ppm است. با این حال، هر منبع آبی با TDS بیش از 250ppm باعث نگرانی در مورد تعداد مواد معدنی و آلایندهها میشود. این مقدار میتواند نشان دهنده وجود ناخالصیهای خاص بیش از حد مجاز باشد، یا میتواند کارایی آبگرمکنها و فیلترها را از طریق ایجاد رسوبات معدنی بر روی لوازم خانگی و تأسیسات برق کاهش دهد.
TSS چیست و چه تفاوتی با TDS دارد؟
اصطلاح TSS از عبارت Total Suspended Solids گرفته شده و به معنی کل جامدات معلق است. و طبق تعریف جامدات معلق یعنی جامداتی که از فیلتر الیاف شیشهای استاندارد با اندازه منافذ 1.5 تا 2 میکرون عبور نمیکنند.
این شامل آن دسته از جامداتی میشود که در زلالساز تهنشین میشوند یا شناور مانده و به عنوان جامدات غیر قابل تهنشینی سبکتر شناخته میشوند. اکثر این ذرات معلق سیلت و خاک رس هستند که در آب حل نمیشوند، اما به صورت شناور (معلق) در آب باقی میمانند.
مواد جامد معلق به سختی دیده میشوند و در آزمایشگاه با اندازهگیری مقدار ماده باقیمانده از مقدار نمونه آب، پس از تبخیر شدن خود نمونه، تعییین میشود.
تفاوت اصلی TSS و TDS
در مورد تفاوت TSS و TDS همانطور که از اسم این دو پارامتر مشخص است، باید گفت که کل جامدات معلق (TSS) به ویژگی کدورت، یعنی شفافیت آب مربوط میشود. آب از فیلتر عبور میکند. ذراتی که در فیلتر نگه داشته میشوند به عنوان کل جامدات معلق شناخته میشوند.
هر چه TSS کمتر باشد، آب شفافتر است و کل جامدات محلول (TDS) مربوط به مواد معدنی و نمکهای محلول در آب است. هنگامی که آب از فیلتر عبور میکند، دو نوع ذره وجود دارد، یکی در فیلتر باقی میماند و دیگری که از فیلتر عبور میکند.
ذراتی که از فیلتر عبور میکنند به عنوان کل جامدات محلول شناخته میشوند. این پارامتر به ویژگیهای رسانایی، شوری، قلیاییت و اندازه گیری سختی مربوط میشود.
نتیجه گیری
همانطور که قبلاً ذکر شد، ضروری است که کیفیت آب به دقت کنترل شود تا با پارامترهای ایمنی صنعت و بهداشت مطابقت داشته باشد و از اثرات خطرناک آن جلوگیری شود.
کیفیت مطلوب آب، شرایط مساعدی را برای تصفیه آب ایجاد میکند و باکتریها و عوامل بیماریزا را کاهش میدهد که میتواند مصرفکننده نهایی را تحتتأثیر قرار دهد.
تصفیه آب مستلزم حفظ چندین پارامتر در محدوده ایدهآل برای اطمینان از کارایی فرایند است. این پارامترها عبارتند از دما، اکسیژن محلول، شوری، قلیاییت، pH، مواد جامد قابل تهنشینی و رسانایی و غیره که در متن این مقاله به آنها اشاره شد.
جهت دریافت مشاوه بیشتر و همچنین خرید مواد شیمیایی صنعتی و تهیه هرگونه مواد اولیه تصفیه آب با کارشناسان واحد فروش دکتر کمیکال تماس بگیرید.