حذف سیلیس از آب

سیلیس چیست؟

حذف سیلیس از آب با نام دی اکسید سیلیکون (2SiO) نیز شناخته می شود، یک ترکیب کریستالی است که در اکثر سنگ ها، کانی ها و ماسه ها بسیار رایج است.

همچنین گاهی اوقات به صورت مصنوعی تولید می شود.

سیلیس در انواع کاربردهای صنعتی از جمله ساخت و ساز و همچنین تولید ساینده ها، الکترونیک، شیشه، ریخته گری فلزات و برخی از انواع تصفیه آب استفاده می شود.

در حالی که بیشتر اشکال سیلیس در شرایط عادی به طور خاص در آب محلول نیستند، سطوح پایین سیلیس (حدود 15ppm) به طور طبیعی در آب های زیرزمینی و سطحی به دلیل تماس با سنگ های اطراف رخ می دهد و بنابراین حذف سیلیس اغلب جزء سیستم های تصفیه آب خام است.

سیلیس همچنین می تواند در طی فرآیندهای مختلف صنعتی از جمله فعالیت های مختلف تولید، کاربرد آن به عنوان یک عامل کنترل خوردگی و در طی چرخه های شستشو و آبکشی به آب وارد شود.

حذف آلاینده هایی مانند سیلیس از آب می تواند یک عملیات چالش برانگیز باشد.

چند نمونه از صنایعی که نیاز به حذف سیلیس از آب قبل از تخلیه یا استفاده مجدد دارند عبارتند از:

برج های خنک کننده، آب تغذیه دیگ بخار یا آب دیگ بخار، کارواش ها، تولید کنندگان نیمه هادی و فاضلاب بازیافت روغن تزریقی بخار. در واقع، هر صنعتی که فاضلاب را برای تخلیه یا استفاده مجدد پردازش می کند، اغلب با چالش حذف سیلیس از آب فرآیند خود مواجه است. سیلیس در آب اغلب به طور طبیعی وجود دارد.

به طور کلی، سیلیس واکنش پذیر و سیلیس کلوئیدی است. این ماده به هر شکلی که باشد، باید حذف شود.

ضرورت حدف سیلیس از آب

حذف سیلیس از فرآیند یا فاضلاب معمولاً به عنوان وسیله ای برای جلوگیری از سایش زودرس یا آسیب به تجهیزات صنعتی انجام می شود.

این به این دلیل است که محتوای سیلیس می تواند روی سطوح به صورت رسوبات معدنی سخت که به عنوان رسوب شناخته می شوند، جمع شود. رسوبات می توانند راندمان گرمایش و سرمایش را کاهش دهند و همچنین می توانند با توانایی عملکرد سیستم ها در محدوده فشار تعریف شده تداخل ایجاد کنند و همچنین بستر را جهت ایجاد خوردگی فراهم کنند. به این ترتیب، رسوب گذاری سیلیس می تواند کارایی، عملکرد و ایمنی تجهیزاتی مانند بویلرها، توربین ها، لوله کشی و واحدهای فیلتراسیون را به خطر بیندازد.

سیلیس همچنین می تواند باعث رسوب غشایی در سیستم های نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس یا سایر واحدهای فیلتراسیون غشایی شود. رسوب غشایی زمانی اتفاق می‌افتد که ذرات سیلیس در منافذ غشا قرار می‌گیرند و جریان طبیعی مایعات را از طریق غشا مسدود می‌کنند.

علاوه بر این، از آنجایی که ذرات سیلیس ساینده هستند، می توانند باعث پارگی زودرس و ضعیف شدن مواد غشایی فیلتراسیون شوند.

روش های حذف سیلیس

حذف سیلیس برای انواع کاربردهای صنعتی، از جمله تصفیه آب خام، آب آرایشی برج خنک کننده، تغذیه دیگ بخار استفاده می شود.

سیلیس می‌تواند به شکل گرانول، کلوئید یا یون‌های فعال وجود داشته باشد و انتخاب فناوری حذف سیلیس مناسب بستگی به این دارد که کدام اشکال فیزیکی سیلیس در جریان وجود داشته باشد.

در زیر انواع سیلیس و فناوری های حذف مناسب برای هر کدام را خلاصه کرده ایم. – نرم کردن آهک لخته سازی – الترافیلتراسیون –  تبادل یونی – اسمز معکوس – انعقاد الکتریکی یا الکترودیونیزاسیون

نرم کننده آهک

نرم کردن آهک یکی از متداول ترین روش ها برای حذف سیلیس از آب مانند مواد آرایشی تا برج های خنک کننده، مواد آرایشی تا بویلر یا آب دیگ بخار است.

نرم‌کننده آهک از افزودن آهک (هیدروکسید کلسیم) برای حذف یون‌های سختی (کربنات کلسیم و کربنات منیزیم) توسط رسوب استفاده می‌کند. ذرات سیلیس در تکه های هیدروکسیدهای منیزیم و کلسیم جذب می شوند.

در بسیاری از موارد، فلزات سنگین در لجن (لخته ته نشین شده) وجود دارند و مستلزم هزینه اضافی برای دفع این مواد خطرناک هستند.

 نرم کردن با آهک معمولاً به سرمایه گذاری نسبتاً قابل توجهی نیاز دارد و به دلیل مقدار مواد شیمیایی مورد استفاده و هزینه های دفع مقادیر زیادی از باقیمانده های تولید شده، می تواند پرهزینه باشد.

اولترافیلتراسیون UF

اولترافیلتراسیون UF فقط سیلیس کلوئیدی را حذف می کند، بنابراین ابتدا باید تعیین کنید که سیلیس شما کلوئیدی است یا سیلیس واکنشی.

تبادل یونی

عبارت است از:

(تبادل یون‌های آب با رزین های آنیونی و کاتیونی) که منجر به فرآیندهای خالص سازی، جداسازی و محلول های آبی و سایر محلول های حاوی یون با مبدل های یونی جامد پلیمری یا معدنی استفاده می شود.

نقطه ضعف این فرآیند این است که مبدل های رزینی نیاز به شارژ مجدد و جایگزینی مداوم دارند و هزینه های مداوم قابل توجهی به فرآیند اضافه می کند.

اگر فلزات سنگین در رزین های مبادله ای با سیلیس وجود داشته باشد باید در محل دفن زباله طبقه بندی شده خطرناک دور ریخته شوند و هزینه های بیشتری را به همراه داشته باشد.

اسمز معکوس

اسمز معکوس (RO) یک روش فیلتراسیون با فناوری غشایی است که بسیاری از انواع مولکول‌ها و یون‌های بزرگ را با اعمال فشار به محلول هنگامی که در یک طرف غشاء انتخابی قرار دارد، از محلول‌ها حذف می‌کند.

نتیجه این است که املاح در سمت تحت فشار غشاء باقی می ماند و حلال خالص اجازه عبور به سمت دیگر را می دهد.

برای «انتخابی» بودن، این غشاء نباید اجازه دهد که مولکول‌ها یا یون‌های بزرگ از منافذ (سوراخ‌ها) عبور کنند، بلکه باید به اجزای کوچک‌تر محلول مانند حلال اجازه عبور آزادانه بدهد.

استفاده از اسمز معکوس یا هر فناوری غشایی برای حذف سیلیس می تواند مشکل ساز باشد.

سیلیس مانند شیشه است و باعث ایجاد سوراخ در غشا می شود و به دلیل ساینده بودن ذرات، کارایی غشا را کاهش می دهد.

فلزات سنگین منجر به آلودگی ممبران می شوند اگر پیش تصفیه قبل از عملیات غشایی انجام شود.

ممبران بدون نیاز به تعویض مداوم عملکرد بهینه ای خواهند داشت.

انعقاد الکتریکی

با انعقاد الکتریکی یا الکترو دیونیزاسیون آب سیلیس، فلزات سنگین و سایر آلاینده ها را از محلول های آبی حذف می کند.

با استفاده از الکتریسیته تمیز، انعقاد الکتریکی به طور موثر طیف وسیعی از آلاینده ها را با یک سیستم واحد حذف می کند.

الکترودیالیز اجزای موجود در آب را “قابل تفکیک” می کند.

فلزات سنگین از فرم های یونی به فرم های اکسیدی تبدیل می شوند و به آنها اجازه می دهد در محل های دفن زباله غیر خطرناک دفع شوند.

انعقاد الکتریکی از روش‌هایی استفاده می‌کند که مقادیر زیادی از آلاینده‌ها را در یک عملیات رسوب می‌دهند.

این فناوری انتخاب اقتصادی و زیست‌محیطی متمایز برای تصفیه زباله‌های صنعتی، تجاری و شهری است. سرمایه و هزینه های عملیاتی معمولاً به طور قابل توجهی کمتر از انعقاد شیمیایی است.

محفظه دستگاه الکترو دیونیزاسیون از تیغه های فلزی تخت تشکیل شده است که به موازات یکدیگر قرار گرفته اند. جریان مستقیم به اولین و آخرین تیغه اعمال می شود.

سپس مایع به یک رسانا تبدیل می شود و اجازه می دهد جریان آزادانه در سراسر محفظه عبور کند.

این منجر به سیل الکترون ها به داخل آب می شود که ذرات باردار را خنثی و باعث می شود که آنها از محلول رسوب کنند.

 تیغه های فلزی با آزاد کردن یون های فلزی باردار به جریان واکنش نشان می دهند.

و در اندازه های مختلف از 1 gpm تا مضربی از 2500 gpm در دسترس است. انعقاد الکتریکی ممکن است به زودی از روش تصفیه اختیاری به روش تصفیه ضروری منتقل شود.

زیرا آژانس حفاظت از محیط زیست شروع به اجرای قوانین محافظت از محیط زیست در برابر زباله های سمی، از جمله فلزات سنگین می کند.

انعقاد الکتریکی اکثر جریان های فاضلاب را با هزینه عملیاتی کمتر تمیز و لجن کمتری نسبت به بارش های شیمیایی تولید می کند. جهت خرید سیلیس از صفحه فروشگاه بازدید کنید.