مرجع تخصصی آب و فاضلاب

در راستای تحولات اخیر زندگی انسان، علم نانوفناوری توسعه یافته است و تقریبا در همه رشته های علمی نشانه هایی از آن یافت می شود. محققان نانوفناوری با فناوری جدیدی درباره نانو ذرات آشنا شده اند که ممکن است نقش بسیار زیادی در پزشکی آینده ایفا کند.

در فناوری نانوسیلور (Nano Silver )، یونهای نقره به صورت کلوئیدی در محلولی به‌ حالت سوسپانسیون قرار دارند که خاصیت آنتی باکتریال (ضد باکتری) و آنتی فونگاس (ضد قارچ) و آنتی ویروس دارند.

سوسپانسیون:

به مخلوط کلوئیدی جامد در مایع سوسپانسیون گفته می شود. سوسپانسیون ها در حالت عادی ناپایدارند و با گذشت زمان ذرات آنها ته نشین می شود و بر اثر این پدیده فاز مایع از جامد جدا می شود. آب گل آلود نمونه ای از سوسپانسیونی طبیعی است.

 هرچند این فناوری بتازگی مورد توجه زیادی قرار گرفته و رونق بسیاری پیدا کرده است، از آن در طب قدیم هم استفاده می شده، بدون آنکه علت تأثیر آن شناخته شود و حتی در جنگ برای درمان عفونت زخم سربازان از سکه های نقره استفاده می شد.

محلولهای نانوسیلور از یونهای نقره در اندازه های 10 تا 100 نانومتر تشکیل شده اند و در مقایسه با محلولهای دیگر پایداری بیشتری دارند. يونهای نقره به سبب اندازه کمی که دارند سطح تماس بیشتری با فضای بیرون دارند و تأثیر بیشتری در محیط می گذارند.

نانو ذرات نقره:

این محلول را می توان به عنوان داروی خوراکی استفاده کرد که در آن صورت محلول باید از 80% نقره عادی (فلز) و 20% یون نقره تشکیل شود؛ زیرا یونها در معده با اسید هیدروکلریک واکنش می دهد و نقره کلرید درست می شود که خاصیت خود را از دست می دهد.

برای مصرف این دارو به صورت خوراکی، بهتر است از محلولی با غلظت ppm 20 استفاده شود تا تأثیر بیشتری در بدن داشته باشد. از نانوسیلور به عنوان دارو می توان در درمان بیماریهای پوستی و جوش و ... ، انواع جراحات و سوختگی و بیماریهای باکتریایی و قارچی ، بیماریهای گوارشی ، بیماریهای جنسی، ... استفاده کرد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آلودگي محيط زيست با نفت

نفت اگرچه يك منبع بسيار با ارزش جهت توليد انرژي و بسياري از مواد شيميايي است اما بي توجهي در مراحل استخراج و انتفال آن مي تواند آلودگي هاي زيست محيطي فراواني را باعث شود كه بعضا غير قابل جبران هستند. آلوده شدن محيط زيست به مواد نفتي در بعضي موارد بصورت طبيعي حادث مي شود. در اين مورد در بعضي مناطق نفت خيز جهان بعلت نزديك بودن منابع نفتي به سطح زمين مي تواند نفت همچون چشمه اي جوشان از دل زمين خارج شود و محيط پيرامون خود را به اين ماده آلوده كند. بروز چنين مواردي بسيار نادر مي باشد و بيشترين آلودگي هاي نفتي ناشي از نفت خام يا فراورده هاي آن ناشي از فعاليتهاي انساني است. يعني متخصصين در اين امور در گرايشهاي مختلف ابتدا به شناسايي مناطق نفت خيز مي نمايند بعد تخمين ظرفيت مي شود و داستان ادامه مي يابد تا استخراج انجام شود. از آنجا كه معمولا مناطق نفت خيز اكثرا در بستر دريا ها و مناطق ساحلي قرار دارند در هنگام استخراج نشت نفت در مسيرهاي مختلف استخراجي مي تواند به آبهاي دريا و يا اقيانوس و همينطور به ساحل و زمينهاي مجاور آن راه يابد و محيط زيست را آلوده كند. مسير دوم در ايجاد آلودگي هاي نفتي در مسير انتقال اين ماده جهت تحويل به مقصدي ديگر انجام مي گيرد كه مي تواند در اثر نشت از لوله ها انتفال باشد و يا ناشي از تانكرهاي اقيانوس پيماي نفت كش اين نشت صورت گيرد. اين راه نشت نفت به محيط زيست در مسيرهاي مختلف استخراج و انتقال اگرچه اكثرا غير عمدي و يا در اثر سهل انگاري ما انسانها اتفاق مي افتد اما در بسياري از موارد هم كاملا عمدي بوده است بطور مثال حتما از رسانه هاي مختلف خبرهاي همچون مورد حمله قرار گرفتن كشتي هاي نفت كش و يا دكلهاي نفتي در درگيري ها و جنگهاي مختلف را شنيده و يا ديده باشيد بطور مثال در جنگ ايران و عراق و همينطور جنگ عراق با كويت و غيره و همينطور خرابكاري هاي كه عده اي مخالف يك حكومت بر سر لوله هاي انتقال و يا چاههاي نفتي ايجاد كرده اند و باعث آلودگي نفتي شده اند. از آنجا كه نفت از مواد شيميايي مختلفي تشكيل شده است راه يافتن آن به محيط زيست ما مي تواند بسياري از مشكلات را به بار آورد كه بسياري از اين مشكلات امروزه شناخته شده اند و شايد بسياري ديگر هم بعدها شناخته شوند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سیالات فوق بحرانی

درمیان فرآیندهای شناخته شده برای انجام عملیات جداسازی،فرایتد تقطیر و استخراج اهمیت فراوانی داشته و از معمول ترین روش هایی میباشند که دیرباز شناخته شده و به کار رفته اند.با و جود آنکه مدت زمان زیادی از مطرح شدن سیالات فوق بحرانی وکاربردهای آن ها در چرخه صنعت نمیگذرد،اما تحقیقات گسترده در این زمینه صورت گرفته و مقالات متعددی در کنگره ها،همایش ها و نشریات مهندسی پیرامون آنها به چاپ رسیده است.دلالیل گسترش استفاده از این سیالات را می توان به شرح زیر توضیح داد.
در برخی از فراینهای جداسازی نمیتوان از روش های معمول تقطیر و استخراج استفاده کرد که عمدتا به لحاظ مسائل اقتصادی می باشد.زیرا خواص فیزیکی و شیمیایی مواد و نیز شرایط مورد نیاز به گونه ای که امکانات لازم جهت استفاده و کاربرد روشهای معمول موجود را به طور رضایت بخش و با کیفیت بالا فراهم نمی سازد.اهم این موارد شامل بالا بودن نقطه جوش،نزدیک بودن نقطه جوش مواد مورد نظر(تشکیل مخلوط های آزئوتروپ با نقطه ی هم جوش (Azeotropic Solution)حساسیت مواد به دمای بالا ،تامین و بازیابی حلال می باشد.

سیالات فوق بحرانی از نظر خواص انتقالی, مانند گازها (نفوذ پذیری بالا و ویسکوزیته کم) و از نظر قدرت حلالیت, شبیه حلال های مایع هستند. دلایل گسترش استفاده از این سیالات را می توان به شرح زیر توضیح داد:

در اوایل دهه70 , قیمت انرژی بر اثر اتفاقات جهانی به طور غیر قابل پیش بین افزایش پیدا کرد که این مشکل بزرگی برای کشورهای صنعتی بود. در نتیجه بیشتر مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی به جایگزینی فرایندهایی با مصرف انرژی کمتر توجه کردند, استفاده از سیالات فوق بحرانی برای جداسازی مخلوط ها یکی از این فرایندها بود. در فرایند (Supercritical Flow SCFE Extraction) برخلاف عملیات استخراج مایع- مایع, بازیابی حلال به روش انبساط ناگهانی انجام می شود و برای بازیابی حلال نیازی به عملیات تقطیر نیست؛ این موضوع باعث کاهش مصرف انرژی می شود.

دلیل دیگر گسترش سیالات فوق بحرانی این است که فرایندهای غذایی, آرایشی و دارویی و ... نیازمند رسیدن به درجه خلوص در حد استاندارد هستند. برای مثال بازیابی کامل حلال در صنایع دارویی و غذایی ضروری است. در حالی که در روش های معمول مانند تقطیر و استخراج مایع-مایع, بازیابی کامل حلال میسر نیست.

دلیل دیگر گسترش سیالات فوق بحرانی این است که حلال های آلی به ویژه حلال های کلردار برای محیط زیست مضر هستند. به طوری که امروزه ثابت شده که حلال های کلردار و بعضی از حلال های آلی مورد مصرف درصنایع, از قبیل کلروفلوروکربن برای لایه ازن زیان آورند. بنابراین با جایگزینی گاز Co2 به عنوان حلال در فرایندهای فوق بحرانی این مشکل حل شده است. گاز Co2 دارای خواص بی اثر بر روی محیط زیست است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

لوله گذاری چاه ها بالاخص چاه های نفت ،گاز،آب و اکتشافاتی قسمتی از عملیات حفاری می باشد که به هنگام پیشرفت عملیات حفاری یا پس از حفر چاه ها لازم است. عمل قرار دادن لوله های فولادی سنگینی در داخل چاهها را که به منظور حفاظت آنها انجام می گیرد لوله گذاری چاهها می نامند که مجموعه طول لوله ها که به صورت یک تیوب پیوسته و برای یک منظور خاص در عمق معینی از چاه گذاشته می شود رشته لوله های محافظ (casing string ) چاه گفته می شود . هر رشته لوله محافظ از یک یا چند لوله متصل به هم تشکیل شده است . لوله های هر رشته معمولا قطر خارجی و قطر داخلی یکسان دارند. با توجه به عملکرد این رشته لوله ها و وضعیت چاه ها چهار نوع رشته لوله های محافظ casing چاه را می توان برای چاه ها به کار برد البته ضرورتی ندارد که در همه چاهها هر چهار رشته لوله های محافظ مورد استفاده قرار گیرند حداقل دو و حداکثر چهار رشته در چاهها به کار برده می شوند برنامه ریزی برای لوله گذاری چاهها معمولا قبل از انتخاب ماشین حفاری صورت می گیرد . در هر چاه که نیاز به لوله گذاری دارد از نظر قطر مته ها و لوله های مختلف به کار برده می شوند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تخریب فلزات با عوامل غیر خوردگی
فلزات در اثر اصطکاک ، سایش و نیروهای وارده دچار تخریب می‌‌شوند که تحت عنوان خوردگی مورد نظر ما نیست.
فرایند خودبه‌خودی و فرایند غیرخودبه‌خودی
خوردگی یک فرایند خودبخودی است، یعنی به زبان ترمودینامیکی در جهتی پیش می‌‌رود که به حالت پایدار برسد. البته M+n می‌‌تواند به حالتهای مختلف گونه‌های فلزی با اجزای مختلف ظاهر شود. اگر آهن را در اتمسفر هوا قرار دهیم، زنگ می‌‌زند که یک نوع خوردگی و پدیده‌ای خودبه‌خودی است. انواع مواد هیدروکسیدی و اکسیدی نیز می‌‌توانند محصولات جامد خوردگی باشند که همگی گونه فلزی هستند. پس در اثر خوردگی فلزات در یک محیط که پدیده‌ای خودبه‌خودی است، اشکال مختلف آن ظاهر می‌‌شود.

بندرت می‌‌توان فلز را بصورت فلزی و عنصری در محیط پیدا کرد و اغلب بصورت ترکیب در کانی و بصورت کلریدها و سولفیدها و غیره یافت می‌‌شوند و ما آنها را بازیابی می‌‌کنیم. به عبارت دیگر ، با استفاده ‌از روشهای مختلف ، فلزات را از آن ترکیبات خارج می‌‌کنند. یکی از این روشها ، روش احیای فلزات است. بعنوان مثال ، برای بازیابی مس از ترکیبات آن ، فلز را بصورت سولفات مس از ترکیبات آن خارج می‌‌کنیم یا اینکه آلومینیوم موجود در طبیعت را با روشهای شیمیایی تبدیل به ‌اکسید آلومینیوم می‌‌کنند و سپس با روشهای الکترولیز می‌‌توانند آن را احیا کنند.

برای تمام این روشها ، نیاز به صرف انرژی است که یک روش و فرایند غیرخودبه‌خودی است و یک فرایند غیرخودبه‌خودی هزینه و مواد ویژه‌ای نیاز دارد. از طرف دیگر ، هر فرایند غیر خودبه‌خودی درصدد است که به حالت اولیه خود بازگردد، چرا که بازگشت به حالت اولیه یک مسیر خودبه‌خودی است. پس فلزات استخراج شده میل دارند به ذات اصلی خود باز گردند.

در جامعه منابع فلزات محدود است و مسیر برگشت طوری نیست که دوباره آنها را بازگرداند. وقتی فلزی را در اسید حل می‌‌کنیم و یا در و پنجره دچار خوردگی می‌‌شوند، دیگر قابل بازیابی نیستند. پس خوردگی یک پدیده مضر و ضربه زننده به ‌اقتصاد است.

جنبه‌های اقتصادی فرایند خوردگی
برآوردی که در مورد ضررهای خوردگی انجام گرفته، نشان می‌‌دهد سالانه هزینه تحمیل شده از سوی خوردگی ، بالغ بر 5 میلیارد دلار است. بیشترین ضررهای خوردگی ، هزینه‌هایی است که برای جلوگیری از خوردگی تحمیل می‌‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تصفيه آب استخرها

تصفيه شيميايی:
آب استخرهای شنا مجموعه ای از انواع باکتريها، چربيها، نمکهای محلول در آب، گرد و غبار ، ذرات معلق و ... را درخود دارند. لذا ضدعفونی کردن اين آب جهت تامين بهداشت عمومی بسيار ضروری و مهم می باشد. معمولی ترين ماده ای که به آب استخر اضافه می گردد تا آن را ضدعفونی و قابل استفاده نمايند، کلر است. کلر بصورت گاز و يا پودرهای گرانولی قابل تهيه بوده و با توجه به درصد خلوص آن قابليت تزريق و اضافه نمودن به آب را دارا است. در صورتيکه از گاز کلر استفاده می گردد لزوما به دليل مسموميت شديد ناشی از تنفس اين گاز که گاهاً منجر به مرگ سريع می گردد استفاده تجهيزاتی که مخصوص تزريق آن به آب می باشد، ضروری است. گاز کلر معمولا در سيلندرهای 40 و 60 و 80 کيلوگرمی با درصد خلوص بالای % 95 قابل تهيه می باشد. نشت يابی سيستم و لوله های ارتباطی توسط محلول آمونياک دستگاه مربوطه ( کلريناتور) در صورت استفاده از اين سيستم را نبايد فراموش کرد. کلريناتورهای گازی با مارکها و شکل های ظاهری قابليت تنظيم گذر حجمی گاز را داشته و بر اساس ميزان نياز به سيستم نصب می گردد. بر اساس تجربه ثابت گرديده که گاز کلر به محض وارد شدن به داخل آب، در آن حل نمی گردد و حبابهای کلر در سطح آب پاره شده و فضا را به شدت مسموم می نمايند، لذا در اختيار داشتن ميزان کافی فشار آب در حدود 3 اتمسفر طول مسيری بيش از 15 متر و وجود آب در جريان داخل لوله حداقل شرايطی است تا گاز کلر بصورت کامل در آب حل گردد. لذا استفاده از کپسول گاز بدون تجهيزات مخصوص و استفاده از شيلنگ پلاستيکی و تزريق گاز از طريق اسکيمرهای استخر به هيچ وجه توصيه نمی گردد. خلوص بالای اين گاز، پايش گاز کلر پس از تزريق و حل شدن در آب و مقرون بصرفه بودن محاسن استفاده از اين شکل از کلر می باشد.
پودر گرانولی کلر که معمولا با % 70 خلوص در بازار عرضه می گردد، نيازمند تانک ذخيره، پمپ مخصوص تزريق کلر مايع (کلر خشک + آب) با قابليت تنظيم دبی کلر مايع از لوازم مورد نياز تزريق پودر کلر به آب می باشد. به دليل خورندگی بالای محلول کلر غليظ بر روی شبکه لوله کشی و پمپ ها، تزريق آن بصورت دستی و ازطريق لوله مکش پمپ تصفيه روشی است نادرست که درآينده هزينه های سنگينی را به دنبال دارد. به هرحال در هر صورتيکه کلر به آب اضافه گردد ميزان کلرين آزاد در آب نبايد بيش 1 ppm تا 1.5 ppm باشد.در تصويه شيميايی آب استخرهای شنا و جکوزي ها، کنترل ميزان ph آب امری است حياتی و ضروری. در صورتی که ميزان ph از کنترل خارج گردد، آب استخر به سمت اسيدی و يا قليايی شدن خواهد رفت. در اينصورت آب مناسب شنا نبوده و تغيير رنگ آب کاملا محسوس خواهد بود ( شيری و يا سبز رنگ شدن آب استخر ). بر اساس ميزان درجه اسيدی يا قليايی بودن آب لازم است افزودنی هايی به آن اضافه نمود تا ph آب تحت کنترل درآيد. ميزان ph مناسب جهت آب استخر شنا 7.2 تا 7.4 می باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سالهاست استفاده از آب بند (واتر استاپ) به منظور آب بندی درزهای اجرایی و محل های قطع بتن (Construction Joint) متداول است. امروزه تمامی کشورهای توسعه یافته و پیشرفته از آب بندهای هیدروفیلیک یا بنتونیتی برای آب بندی درزهای اجرایی استفاده می کنند نه نوع P.V.C آن، زیرا محل ثابت سازی آب بندها در بین آرماتورها می باشد و با گذشت چند سال از عمر سازه و بررسی شرایط آرماتورها و بتن مشاهده می کنیم آرماتورهای طولی و عرضی که در سمت آبگیر سازه قراردارند به واسطه عبور آب از طریق درز سرد موجود بین مقاطع بتن ریزی شده و لوله های موئین ناشی از تبخیر آب بتن، دچار زنگ زدگی شده که در برخی از موارد با انبساط 6 الی 15 درصدی حجم آرماتورها، بتن دچار ترک خوردگی می گردد. این نقصان عاملی جهت تشدید نفوذپذیری و کاهش شدید طول عمر سازه بتنی می باشد. آب بندهای هیدروفیلیک یا بنتونیتی علاوه بر سهولت و سرعت بسیار زیاد در نصب تمامی نواقص فوق الذکر را رفع می کنند.

 برای آب بندی یک سازه بتنی باید دو کار اساسی صورت بگیرد:
•  آب بندی خود بتن توسط بتن مناسب
•  آب بندی درزهای بتن توسط واتراستاپ

که هر دو صورت می بایست برقرار باشد.

اصول آب بندی بتن
اصلاح منحنی دانه بندی و کنترل میزان فیلر (FILLER) بتن یعنی بیشتری نسبت به سایر مواد داشته باشد و تغییر نسبت مصالح درشت به ریز (در بتن های معمولی شن بیشتر است ولی در اینجا نسبتها برابر باید باشد)، نسبت آب به سیمان حداقل است، از دیگر عوامل موثر ویبره ی مناسب است و برای افزایش ضریب اطمینان لزوما همه بتن ها نیاز به افزودنی ندارند البته اگرخوب اجرا شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب