تصفیه اولیه:

تصفیه اولیه فاضلاب شامل حذف مواد جامد معلق از فاضلاب و یا آماده سازی فاضلاب جهت ورود به قسمت تصفیه ثانویه می باشد. بخش ها مختلف تصفیه اولیه عبارتند از :
1- آشغالگیری،
2- ته نشینی،
3- شناورسازی،
4- خنثی سازی و متعادلسازی.

 

آشغالگیری به منظور حذف مواد جامد در اندازه های مختلف بکار می رود. ابعاد مجرای شبکه آشغالگیری بسته به کاربرد متفاوت می باشد. عمل تمیز کردن شبکه آشغالگیر می تواند بصورت دستی و یا مکانیکی انجام شود. آشغالگیرها به دو دسته شبکه بندی ریز و شبکه بندی درشت تقسیم می شوند و وظیفه محافظت پمپ ها و سایر تجهیزات تصفیه خانه در مقابل مواد جامد شناور در فاضلاب را بر عهده دارند.
ته نشینی به منظور جداسازی ذرات شناور در فاضلاب با استفاده از اختلاف چگالی میان ذرات با جریان فاضلاب بکار می رود. ته نشینی در یک و یا چند بخش از تصفیه خانه از قبیل :1- مخازن دانه گیری2- ته نشینی اولیه که قبل از تصفیه بیولوژیک قرار دارد و مواد جامد را جدا می سازد 3- ته نشینی ثانویه که بعد از تصفیه بیولوژیکی قرار داشته و لجن بیولوژیک تولید شده را از فاضلاب جدا می سازد٬ استفاده می شود.
شناورسازی به منظور جداسازی ذرات با چگالی پایین از فاضلاب بکار می رود. عمل جداسازی از طریق واردکردن حبابهای هوا به داخل فاز مایع انجام می شود. فاز مایع تحت فشاری بین 2 تا 4 اتمسفر قرار گرفته و سپس هوا تا حد اشباع در آن حل می شود. در ادامه فشار این محلول از طریق عبور از یک شیرفشارشکن به حد فشار اتمسفر می رسد. در نتیجه مقداری از هوای محلول تمایل به جدا شدن از فاز مایع پیدا می کند. ذرات جامد و یا مایع توسط هوای جدا شونده از فاز مایع به سطح مایع آمده و بر روی آن شناور می شوند.
خنثی سازی در برخی از قسمتهای تصفیه خانه کاربرد دارد. از جمله: 1- قبل از تخلیه آب تصفیه شده به محیط زیست. چراکه حیات موجودات آبزی به شدت نسبت به تغییرات هرچند ناچیز pH محیط از عدد 7 به شدت وابسته است. 2- قبل از شروع تصفیه بیولوژیک. برای انجام عمل تصفیه بیولوژیک pH محیط بین 6.5 تا 8.5 نگه داشته می شود تا حیات بیولوژیکی محتویات فاضلاب را تضمین نماید. عمل خنثی سازی را با افزودن اسید یا باز به جریان قلیایی یا اسیدی فاضلاب می توان انجام داد.

 

آشغالگیر

آشغالگیری که اولین واحد تصفیه خانه های رایج می باشد، عمل حذف آشغالهای با اندازه نسبتا بزرگ از فاضلاب عبوری را انجام می دهد که منبع مهمی برای میزان BOD فاضلاب محسوب شده و نیز امکان آسیبب رسانی به تجهیزات مکانیکی تصفیه خانه را دارند. آشغالگیرها معمولا از میله های با جنس استیل که بصورت موازی کنار هم قرار می گیرند تشکیل شده و تمیز کردن آنها بصورت دستی و یا مکانیکی انجام می شود.

 

آشغالگیر مکانیکی
در آشغالگیرهای مکانیکی، شبکه آشغالگیر توسط یک بازوی مکانیکی که از یک  سوییچ در بالادست آشغالگیر فرمان می گیرد، تمیز می شود.
برخی ویژگیهای آشغالگیرهای مکانیکی عبارتند از :

•حداقل مقاومت در برابر جریان آب و کمک به استفاده موثرتر از کانال
• نگهداری و تعمیر آسان آشغالگیر

 

 

 

 

 

 

 

آشغالگیر دستی
آشغالگیرهای دستی  شامل دو نوع شبکه ریز و شبکه درشت می باشد.
آشغالگیرهای شبکه درشت، ذرات بزرگ جامد را از فاضلاب حذف می کند.
آشغالگیرهای شبکه ریز، نوعا برای حذف موادی بکار می روند که ممکن است در ادامه روند تصفیه مشکلات نگهداری و عملکردی ایجاد  کند.

فرآوری و دفع لجن :

در مراحل مختلف تصفیه مقادیری لجن تولید می شود که می بایست آنها را به طریق مناسبی دفع نمود. هضم هوازی و بی هوازی، تغلیظ لجن، استفاده از فیلترهای تحت فشار، تغلیظ به روش گریز از مرکز، بسترهای خشک کننده لجن و سوزاندن لجن راههای موجود برای دفع لجن می باشد.
هضم هوازی فرایندی است که در آن لجن تولید شده در قسمتهای مختلف تصفیه خانه برای مدت طولانی هوادهی می شود. هدف از هضم هوازی کاهش میزان لجنی است که در مراحل بعدی دفع می شود. هضم بی هوازی بر این واقعیت استوار است که اگر لجن ته نشین شده برای مدتی در یک تانک در بسته نگهداری شود، به مایع و گازی که عمدتا شامل متان است تبدیل می شود.

 

تغلیظ لجن یکی از روشهای ابتدایی و متداول در فرآوری لجن می باشد. این امر از طریق 1- گرانشی؛ که در آن از تانکهای استوانه ای مجهز به چنگک دوار استفاده می شود. و یا 2- شناورسازی با استفاده از هوای فشرده انجام می شود.
برای جداسازی مایعات با چگالی متفاوت، تغلیظ مواد آبکی و یا جداسازی، از روش گریز از مرکز به طور گسترده استفاده می شود. در یک واحد گریز از مرکز، لجن جامد بوسیله نیروی گریز از مرکز به دیواره داخلی یک محفظه استوانه ای که توسط الکتروموتر به چرخش در می آید، فشرده شده و سپس از طریق یک تسمه نقاله از دستگاه خارج می شود. مایعی که لجن از آن گرفته شده نیز از سمت دیگر دستگاه خارج می شود.
خشک کردن لجن بر روی بسترهای شنی بوسیله جریان هوا یکی از روشهای اقتصادی جهت آبگیری از لجن می باشد. این روش برای تصفیه خانه های کوچک شهری و صنعتی قابل استفاده می باشد. آبگیری از لجن توسط دو مکانیزم آنجام می شود. 1- جذب سطحی آب به داخل بستر شنی ، 2- تبخیر آب. عملی بودن این روش منوط به دسترسی ارزان به سطح وسیعی از زمین و نیز آب و هوای مناسب ( آب و هوای گرم و خشک) می باشد.
سوزاندن لجن شامل تبدیل مواد آلی به مواد اکسید شده یعنی دی اکسیدکربن ، خاکستر و آب می باشد. سوزاندن لجن عمدتا در تصفیه خانه های با ظرفیت متوسط به بالا که از انتخابهای محدودی جهت دفع لجن برخوردارند، انجام می شود. لجن قبل از سوزانده شدن معمولا نیازی به انجام عملیات تثبیت لجن ندارد .

 

 

روشهای جدید در تصفیه فاضلاب ( SBR, UASB,….

واحد SBR
واحد SBR از یک راکتور پر و خالی شونده تشکیل شده که در آن اختلاط کامل صورت می گیرد و علاوه بر آن هوادهی و ته نشینی که بعد از مرحله واکنش می باشد،در یک تانک انجام می شود. در تمام سیستمهای SBR عمل تصفیه در قالب 5 مرحله ای که در ادامه می آید، بصورت متوالی انجام می شود.
1- پرشدن،
2- واکنش(هوادهی)،
3- ته نشینی،
4- تخلیه ،
5- آزاد.
در طی مرحله پرشدن، فاضلاب به سیستم وارد می شود. در طی فرایند پر شدن سطح مایع موجود در راکتور از 75درصد در انتهای مرحله آزاد به 100درصد می رسد. در خلال پرشدن، محتویات راکتور در حال مخلوط شدن و یا مخلوط و هوادهی شدن توامان هستند تا به واکنشهای بیولوژیکی در حال انجام در داخل راکتور سرعت ببخشند.
در طی فرایند واکنش، واکنشهای آلی تحت شرایط کنترل شده محیطی بر روی مواد آلی موجود در فاضلاب انجام می شود.
در طی فرایند ته نشینی، مواد جامد تحت شرایط سکون شروع به ته نشینی می کنند و نتیجه آن پساب تصفیه شده ایست که آماده تخلیه از سیستم SBR است.
پساب تصفیه شده در طی مرحله تخلیه از سیستم خارج می شود. برای تخلیه پساب تصفیه شده از مکانیزمهای متعددی از جمله دریچه های سرریز می توان استفاده نمود.
مرحله آزاد در یک سیستم SBR که از چند تانک استفاده می کند، زمان لازم را برای پرشدن یک تانک قبل از اینکه مرحله بعدی (واکنش) شروع شود، فراهم می سازد. به دلیل اینکه این مرحله چندان ضروری نیست، گاهی از سیستم SBR حذف می شود.
در مورد فاضلابهای با جریان دائمی، حداقل به 2 تانک نیاز است تا زمانی که یک تانک در حال پرشدن است، تانک دیگر در حال انجام مرحله تصفیه باشد.

2-6- واحد UASB
یکی از پیشرفت های قابل توجه در تکنولوژی مربوط به سیستمهای تصفیه بی هوازی راکتور UASB می باشد که در اواخر دهه 70 میلادی در هلند شکل گرفت. در این فرایند، فاضلاب از انتهای راکتور UASB وارد آن شده و از میان واحد روکش لجن به سمت بالا جریان پیدا می کند. اجزای اصلی راکتور UASB سیستم توزیع فاضلاب ورودی، جداکننده فازگاز از جامد و طرح خروج پساب تصفیه شده می باشد.
ویژگی اصلی سیستمهای UASB که به آن این امکان را می دهد تا در مقایسه با سایر فرایندهای بی هوازی از فاضلاب با بار COD بسیاربالاتری استفاده کند، تولید لجن به صورت گرانوله می باشد. تولید لجن بصورت دانه دانه در سیستمهای UASB به چندماه زمان احتیاج دارد که این زمان را با برخی افزودنی ها به آن، می توان کاهش داد.

 

حذف فلزات سنگین از فاضلاب

 بین 105 عنصر جدول تناوبی حدود 80 عنصر به دلایل خصوصیات ویژه از جمله چگالی بالا در گروه فلزات واقع شده اند. در این میان چگالی سطحی همه فلزات يكسان نبوده و این امر عاملی برای جداسازی فلزات سنگین از بقیه گروه شده است،بطور کلی فلزات سنگین دسته ای از فلزات هستند که چگالی سطحی آنها بیش از ۵mg/cm³ باشد که ازجمله آنها می توانیم به سرب ،روی، کادمیوم، جیوه و نیکل اشاره نماییم.

حضور فلزات سنگین بیش از استانداردهای تعریف شده در محیط باعث بروز مشکلات و عوارض زیست محیطی برای ساکنان آن محل و اکوسیستم میگردد.تاثیرات فلزات سنگین روی انسان مختلف بوده و عمده ترین آن مربوط به بروز اختلالات عصبی است. جیوه  قوی ترین سم فلزی است که در آب بصورت معدنی یا آلی دیده شده و به شکل متیل اتیل مرکوری در زنجیره غذائی وارد بدن آبزیان گرديده و تجمع می یابد. این فلز می تواند از طریق جفت وارد بدن جنین شده و ناهنجاریهای مختلفی ایجاد نماید.

صنایع عمده ترین منابع آلاینده مربوط به فلزات سنگین هستند. کارخانجاتی از قبیل آبکاری ، باطریسازی و تولید قطعات الکترونیک از مهمترین آنها میباشند.آلودگی ناشی از سرب عمدتا مربوط به سوختهای فسیلی می باشد که بدنبال آلودگی هوا ، آلودگی خاک وآب را هم به دنبال خواهد داشت.

اکثر قریب به اتفاق واحدهای تولید کننده فاضلاب صنعتی حاوی فلزات سنگین فاقد سیستم های تصفیه هستند و روزانه مقادیر فراوانی فاضلاب صنعتی را وارد محیط زیست یا شبکه فاضلاب شهری می نماید که باعث آلودگی منابع آبی می شوند. در مواردی نیز که فاضلاب صنعتی تصفیه می شود مشکل دفع و دفن لجن تولید شده وجود دارد که می تواند از طریق گیاهان، جذب و وارد چرخه غذایی شود . بنابراین حذف فلزات سنگین می بایستی در مورد لجن تصفیه خانه های فاضلاب نیز انجام گیرد .

روشهای مختلفی برای حذف فلزات سنگین و خارج نمودن آنها از محیط از جمله پساب های صنعتی وجود دارد که به طور عمده شامل روشهای شیمیایی و بیولوژیک میگیرد.

از جمله روشهای شیمیایی می توان به خنثی سازی ترسیبی به کمک سود ، آهک یا کربنات سدیم اشاره کرد .

در بحث روشهای بیولوژیک نیز مدلهای مختلفی ارایه شده است .یکی از مدلها ،روش احیای باکتریائی سولفات می باشد به این ترتیب که باکتری های احیا کننده سولفات ترکیبات آلی مانند متانول و اتانول را  با استفاده ازسولفات اکسید نموده وبی کربنات وسولفید هیدروژن ایجاد می نماید . در مرحله بعد سولفید هیدروژن با یونهای فلزات سنگین ترکیب و سولفید های نا محلول به شکل لجن متراکم رسوب می نماید .

در حالا حاضر تصفیه خانه های متعددی در نقاط مختلف جهان با استفاده از انواع میکروارگانیزمها عمل حذف فلزات سنگین را انجام میدهند. به عنوان مثال براساس نتایج حاصل از پروژه تحقیقاتی شرکت شل ، تصفیه خانه بیولوژیکی پالایشگاه روی Budel Co روزانه در حدود 7200متر مکعب از پساب آلوده به فلزات روی و کادمیوم را تصفیه می نماید.    

توليد آب شيرين

سيستم اسمز معکوس قدر به جداسازي 95 تا 98/9درصد کل املاح محلول در آب و حدود 99 درصد کل باکتريها ميباشد و بدين ترتيب آبي خالص ومطمئن را توليد مي کند در فرآيند اسمز معکوس از يک غشاء نيمه تراوا براي جداکردن املاح محلول ، مواد آلي ، باکتريها و ....از آب استفاده مي گردد در اين سيستم با استفاده از پمپهاي فشار قوي آب شور پس از عبوراز صافيهاي مختلف به سوي سوراخهاي بسيار ريز موجود در غشاء ( ممبران ) هدايت مي گردد و آب شيرين حاصل شده از محورمرکزي ممبرانها خارج مي شود و آب حاوي ناخالصيها از اطراف غشاء به سوي خارج از ممبران منتقل ميگردد آب شيرين کن اسمز معکوس نصب شده با ظرافت 5500 متر مکعب در روز در جزيره کيش بزرگترين آب شيرين کن از نوع اسمز معکوس مي باشد که تاکنون در ايران نصب گرديده است

اصلاح:درحال حاضر بزرگترین واحد ro در ایران پتروشیمی فجر بندر امام با ظرفیت تولید 4500متر مکعب آب در ساعت می باشد.

باتشکر از علی مقدم جهت اصلاح مطلب

دید کلی

بعضی از خواص محلولها اساسا به غلظت ذرات حل شده ، نه به ماهیت این ذرات ، بستگی دارد. این خواص را خواص غلظتی (Colligative) می‌نامند. یکی از این خواص ، برای محلولهای دارای مواد حل شده غیر فرار ، عبارت از «فشار اسمزی» است. عامل ایجاد فشار اسمزی ، ذرات و حرکات جسم حل شونده است.

ماهیت فشار اسمزی

غشایی مانند سلوفان که برخی از مولکولها ، نه همه آنها ، را از خود عبور می‌دهد، غشای نیمه تراوا نامیده می‌شود. غشایی را در نظر می‌گیریم که بین آب خالص و محلول قند قرار گرفته است. این غشا نسبت به آب ، تراوا است، ولی «ساکارز» (قند نیشکر) را از خود عبور نمی‌دهد. در شروع آزمایش ارتفاع آب در بازوی چپ لوله U شکل برابر با ارتفاع محلول قند در بازوی راست این لوله است. از این غشا ، محلولهای قند نمی‌توانند عبور کنند، ولی مولکولهای آب در هر دو جهت می‌توانند عبور کنند.

در بازوی چپ لوله فوق (بازویی که محتوی آب خالص است)، تعداد مولکولهای آب در واحد حجم بیش از تعداد آنها در بازوی راست است. از اینرو ، سرعت عبور مولکولهای آب از سمت چپ غشا به سمت راست آن بیشتر از سرعت عبور آنها در جهت مخالف است. در نتیجه ، تعداد مولکولهای آب در سمت راست غشا بتدریج زیاد می‌شود و محلول قند رقیق‌تر می‌گردد و ارتفاع محلول در بازوی راست لوله U زیاد می‌شود. این فرایند را اسمز می‌نامند.

اختلاف ارتفاع در سطح مایع در دو بازوی لوله U ، اندازه فشار اسمزی را نشان می‌دهد. بر اثر افزایش فشار هیدروستاتیکی در بازوی راست که از افزایش مقدار محلول در این بازو ناشی می‌شود، مولکولهای آب از سمت راست غشا به سمت جپ آن رانده می‌شوند تا اینکه سرانجام سرعت عبور از سمت راست با سرعت عبور از سمت چپ برابر گردد. بنابراین حالت نهایی یک حالت تعادلی است که در آن ، سرعت عبور مولکولهای آب از غشا در دو جهت برابر است.

اسمز معکوس

اگر بر محلول بازوی سمت راست ، فشاری بیش از فشار تعادلی وارد شود، آب در جهت مخالف معمول رانده می‌شود. این فرایند که «اسمز معکوس» نامیده می‌شود، برای تهیه آب خالص از آب نمک‌دار بکار می‌رود.

تشابه اسمز و نفوذ

بین رفتار مولکولهای آب در فرایند اسمز و رفتار مولکولهای گاز در فرایند نفوذ ، تشابهی وجود دارد. در هر دو فرایند ، مولکولها از ناحیه غلیظ‌تر به ناحیه رقیق‌تر نفوذ می‌کنند.

معادله وانت هوف

یاکوب وانت هوف در سال 1887 رابطه زیر را کشف کرد:

Πv=nRT

که این رابطه برای محلولهای ایده‌آل می‌باشد. در این رابطه ، π فشار اسمزی (برحسب اتمسفر) ، n تعداد مولکولهای ماده حل شده در حجم V (برحسب لیتر) ،T دمای مطلق و R ثابت گازها (0،08206L.atm/K.mol) است. تشابه بین این معادله و معادله حالت یک گاز ایده‌آل ، کاملا مشخص است. این رابطه را می‌توان به صورت زیر نوشت:

Π= M_BRT

که در آن M__ مولاریته محلول است. وانت هوف به خاطر این کشف ، جایزه نوبل شیمی سال 1901 را از آن خود کرد.

نقش فرایند اسمز در پدیده‌های طبیعی

اسمز در فرایندهای فیزیولوژیکی گیاهی و حیوانی نقش مهمی دارد. عبور مواد از غشای نیمه تراوای سلول زنده ، کار کلیه‌ها و بالا رفتن شیره گیاهی در درختان ، مهمترین نمونه‌های اسمز است. غشای گلبولهای قرمز از نوع نیمه تراوا است. اگر گلبولهای قرمز در آب خالص قرار گیرند، آب به درون آن نفوذ کرده و مایعات آن را رقیق می‌کند.

در نتیجه گلبول متراکم شده و جدار آن پاره می‌شود و اگر گلبول قرمز در محلول غلیظ قند قرار گیرند، آب درون گلبولها از غشای آنها عبور کرده و محلول اطراف آن را رقیق می‌کند. در نتیجه ، گلبولها چروکیده می‌شوند. بمنظور ممانعت از وقوع هر یک از این حوادث در تزریقات وریدی ، محلولهای مورد استفاده باید ایزوتونیک با خون باشد، یعنی فشار اسمزی این محلولها باید برابر با فشار اسمزی خون باشد.

مباحث مرتبط با عنوان

• تعادل شیمیایی
• خواص کولیگاتیو
• عوامل موثر بر تعادل شیمیایی
• غشای نیمه تراوا
• غلظت
• فشار
• فشار هیدروستاتیکی

توليد آب شيرين

سيستم اسمز معکوس قدر به جداسازي 95 تا 98/9درصد کل املاح محلول در آب و حدود 99 درصد کل باکتريها ميباشد و بدين ترتيب آبي خالص ومطمئن را توليد مي کند در فرآيند اسمز معکوس از يک غشاء نيمه تراوا براي جداکردن املاح محلول ، مواد آلي ، باکتريها و ....از آب استفاده مي گردد در اين سيستم با استفاده از پمپهاي فشار قوي آب شور پس از عبوراز صافيهاي مختلف به سوي سوراخهاي بسيار ريز موجود در غشاء ( ممبران ) هدايت مي گردد و آب شيرين حاصل شده از محورمرکزي ممبرانها خارج مي شود و آب حاوي ناخالصيها از اطراف غشاء به سوي خارج از ممبران منتقل ميگردد آب شيرين کن اسمز معکوس نصب شده با ظرافت 5500 متر مکعب در روز در جزيره کيش بزرگترين آب شيرين کن از نوع اسمز معکوس مي باشد که تاکنون در ايران نصب گرديده است

اصلاح:درحال حاضر بزرگترین واحد ro در ایران پتروشیمی فجر بندر امام با ظرفیت تولید 4500متر مکعب آب در ساعت می باشد.

باتشکر از علی مقدم جهت اصلاح مطلب

دید کلی

بعضی از خواص محلولها اساسا به غلظت ذرات حل شده ، نه به ماهیت این ذرات ، بستگی دارد. این خواص را خواص غلظتی (Colligative) می‌نامند. یکی از این خواص ، برای محلولهای دارای مواد حل شده غیر فرار ، عبارت از «فشار اسمزی» است. عامل ایجاد فشار اسمزی ، ذرات و حرکات جسم حل شونده است.

ماهیت فشار اسمزی

غشایی مانند سلوفان که برخی از مولکولها ، نه همه آنها ، را از خود عبور می‌دهد، غشای نیمه تراوا نامیده می‌شود. غشایی را در نظر می‌گیریم که بین آب خالص و محلول قند قرار گرفته است. این غشا نسبت به آب ، تراوا است، ولی «ساکارز» (قند نیشکر) را از خود عبور نمی‌دهد. در شروع آزمایش ارتفاع آب در بازوی چپ لوله U شکل برابر با ارتفاع محلول قند در بازوی راست این لوله است. از این غشا ، محلولهای قند نمی‌توانند عبور کنند، ولی مولکولهای آب در هر دو جهت می‌توانند عبور کنند.

در بازوی چپ لوله فوق (بازویی که محتوی آب خالص است)، تعداد مولکولهای آب در واحد حجم بیش از تعداد آنها در بازوی راست است. از اینرو ، سرعت عبور مولکولهای آب از سمت چپ غشا به سمت راست آن بیشتر از سرعت عبور آنها در جهت مخالف است. در نتیجه ، تعداد مولکولهای آب در سمت راست غشا بتدریج زیاد می‌شود و محلول قند رقیق‌تر می‌گردد و ارتفاع محلول در بازوی راست لوله U زیاد می‌شود. این فرایند را اسمز می‌نامند.

اختلاف ارتفاع در سطح مایع در دو بازوی لوله U ، اندازه فشار اسمزی را نشان می‌دهد. بر اثر افزایش فشار هیدروستاتیکی در بازوی راست که از افزایش مقدار محلول در این بازو ناشی می‌شود، مولکولهای آب از سمت راست غشا به سمت جپ آن رانده می‌شوند تا اینکه سرانجام سرعت عبور از سمت راست با سرعت عبور از سمت چپ برابر گردد. بنابراین حالت نهایی یک حالت تعادلی است که در آن ، سرعت عبور مولکولهای آب از غشا در دو جهت برابر است.

اسمز معکوس

اگر بر محلول بازوی سمت راست ، فشاری بیش از فشار تعادلی وارد شود، آب در جهت مخالف معمول رانده می‌شود. این فرایند که «اسمز معکوس» نامیده می‌شود، برای تهیه آب خالص از آب نمک‌دار بکار می‌رود.

تشابه اسمز و نفوذ

بین رفتار مولکولهای آب در فرایند اسمز و رفتار مولکولهای گاز در فرایند نفوذ ، تشابهی وجود دارد. در هر دو فرایند ، مولکولها از ناحیه غلیظ‌تر به ناحیه رقیق‌تر نفوذ می‌کنند.

معادله وانت هوف

یاکوب وانت هوف در سال 1887 رابطه زیر را کشف کرد:

Πv=nRT

که این رابطه برای محلولهای ایده‌آل می‌باشد. در این رابطه ، π فشار اسمزی (برحسب اتمسفر) ، n تعداد مولکولهای ماده حل شده در حجم V (برحسب لیتر) ،T دمای مطلق و R ثابت گازها (0،08206L.atm/K.mol) است. تشابه بین این معادله و معادله حالت یک گاز ایده‌آل ، کاملا مشخص است. این رابطه را می‌توان به صورت زیر نوشت:

Π= M_BRT

که در آن M__ مولاریته محلول است. وانت هوف به خاطر این کشف ، جایزه نوبل شیمی سال 1901 را از آن خود کرد.

نقش فرایند اسمز در پدیده‌های طبیعی

اسمز در فرایندهای فیزیولوژیکی گیاهی و حیوانی نقش مهمی دارد. عبور مواد از غشای نیمه تراوای سلول زنده ، کار کلیه‌ها و بالا رفتن شیره گیاهی در درختان ، مهمترین نمونه‌های اسمز است. غشای گلبولهای قرمز از نوع نیمه تراوا است. اگر گلبولهای قرمز در آب خالص قرار گیرند، آب به درون آن نفوذ کرده و مایعات آن را رقیق می‌کند.

در نتیجه گلبول متراکم شده و جدار آن پاره می‌شود و اگر گلبول قرمز در محلول غلیظ قند قرار گیرند، آب درون گلبولها از غشای آنها عبور کرده و محلول اطراف آن را رقیق می‌کند. در نتیجه ، گلبولها چروکیده می‌شوند. بمنظور ممانعت از وقوع هر یک از این حوادث در تزریقات وریدی ، محلولهای مورد استفاده باید ایزوتونیک با خون باشد، یعنی فشار اسمزی این محلولها باید برابر با فشار اسمزی خون باشد.

مباحث مرتبط با عنوان

• تعادل شیمیایی
• خواص کولیگاتیو
• عوامل موثر بر تعادل شیمیایی
• غشای نیمه تراوا
• غلظت
• فشار
• فشار هیدروستاتیکی

كلر زني آب

كلرينه كردن آب مخازن:  ابتدا حجم مخزن را معين نموده، سپس به ازاي هر متر مكعب ( 1000ليتر ) آب از 3 تا 5 گرم پـــــــودرپركلرين استفاده مي شود. كلرينه كردن مخازن به روشهــاي دستي و مكانيكي انجام مي شود كه در روش دستي لازم است حتماً پس از اضافه كردن محلول كلر آب مخزن به هم زده شود. بعد از گذشت نيم ساعت در صورت مناسب بودن نتيجه كلرسنجي آب قابل مصرف است قابل ذكر است كه نتيجه كلرسنجي در كليه ساعات شبانه روز و در نقاط مختلف شبكه لوله كشي بايد در حد مطلوب باشد . حد مطلوب  آخرين شير مصرفي شبكه ./ 8  تا 1  PPM  (قسمت در ميليون )

 

 

طرز تهيه و استفاده از محلول کلر مادر

 

 از ترکيب سه قاشق مرباخوري- ( ۱۵ گرم )از پودر پرکلرين۷۰درصد در يک ليتر آب ، کلر مادر بدست مي آيد که بايد در يک بطري تيره رنگ يا پوشيده با کاغذ آلومينيوم نگهداري شود . ۳ تا ۷  قطره از اين محلول کلرمادر در يک ليتر آب بمدت ۳۰ دقيقه آنرا بهداشتي و قابل شرب مي نمايد .

 

 

 

 

 

 

 

 

نحوه گندزدايي مخازن تعمير شده و يا جديدالاحداث

طبق جدول زير مقدار كلر مورد لزوم محاسبه گردد.

 

حجم مخزن به متر مكعب	درصد خلوص كلر	كلر مورد مصرف به كيلو گرم	ساعت ماند كار
100	70	3/4	12
200	70	6/8	12

قبل از گند زدائي، جدار داخلي مخازن با برس سيمي تميز و شست وشو گردد و با توجه به حجم مخزن به ازاي هر متر مكعب 43 گرم پركلرين 70 درصد به صورت محلول آماده نمود. بعد از اين مرحله چندين بار با آب مخزن را شستشو مي دهيم

 

 

---

	تبادل یون

پدیده تبادل یون برای اولین بار در سال 1850 و به دنبال مشاهده توانایی خاک‌های زراعی در تعویض برخی از یون‌ها مثل آمونیوم با یون کلسیم و منیزم موجود در ساختمان آنها گزارش شد. در سال 1870 با انجام آزمایش‌های متعددی ثابت شد که بعضی از کانیهای طبیعی بخصوص زئولیت‌ها واجد توانایی انجام تبادل یون هستند. در واقع به رزین‌های معدنی ، زئولیت می‌گویند و این مواد یون‌های سختی آور آب (کلسیم و منیزیم) را حذف می‌کردند و به جای آن یون سدیم آزاد می‌کردند از اینرو به زئولیت‌های سدیمی مشهور شدند که استفاده از آن در تصفیه آب مزایای زیاد داشت چون احتیاج به مواد شیمیایی نبود و اثرات جانبی هم نداشتند.

اما زئولیت‌های سدیمی دارای محدودیتهایی بودند. این زئولیتها می‌توانستند فقط سدیم را جایگزین کلسیم و منیزیم محلول در آب نمایند و آنیونهایی از قبیل سولفات ، کلراید و سیلیکات‌ها بدون تغییر باقی می‌مانند. واضح است چنین آبی برای صنایع مطلوب نیست. پس از انجام تحقیقات در اواسط دهه 1930 در هلند زئولیتهایی ساخته شد که به جای سدیم فعال ، هیدروژن فعال داشتند. این زئولیتها که به تعویض کننده‌های کاتیونی هیدروژنی معروف جدید ، سیلیس نداشته و علاوه بر این قادرند همزامان هم سختی آب را حذف کنند و هم قلیائیست آب را کاهش دهند.

برای بهبود تکنولوژی تصفیه آب ، گامهای اساسی در سال 1944 برداشته شد که باعث تولید زرین‌های تعویض آنیونی شد. زرین‌های کاتیونی هیدروژنی تمام کاتیونی آب را حذف می‌کنند و رزین‌های آنیونی تمام آنیونهای آب را از جمله سیلیس را حذف می‌نمایند ، در نتیجه می‌توان با استفاده از هر دو نوع زرین ، آب بدون یون تولید کرد. همچنین پژوهشگران دریافتند که سیلیکات آلومینیم موجود در خاک قادر به تعویض یونی می‌باشد. این نتیجه گیری با تهیه ژل سیلیکات آلومینیم از ترکیب محلول سولفات آلومینیم و سیلیکات سدیم به اثبات رسید. بنابراین اولین رزین مصنوعی که ساخته شد سیلیکات آلومینیم بود. و امروزه اکثر زرین‌های تعویض یونی که در تصفیه آب بکار می‌روند رزین‌های سنتزی هستند که با پلیمریزاسیون ترکیبات آلی حاصل شده‌اند.

كاربرد ازن در تصفيه آب آشاميدني

يكي از اساسي ترين اهداف تصفيه آب گند زدائي يا ضد عفوني نمودن آب جهت مناسب نمودن براي شرب مي باشد. تاكنون براي گند زد ائي آب روشهاي مختلفي ارائه گرديده است كه مهمترين آنها كلرزني ، ازن زني واستفاده از دي اكسيد كلر ، برم ، يد ونيز اشعهUV  مي باشد.

عمومي ترين روش گند زدائي در جهان كلر زني مي باشد كه از دلايل عمده استفاده از آن مي توان موثر بودن در غلظت پائين ، ارزان ودر دسترس بودن ونيز داشتن باقيمانده در آب پس از عمل گند زدائي را نام برد. با توجه به تشكيل تركيبات آلي كلرينه وساير تركيبات تري هالومتان[1] در اثر گند زدايي با كلر كه عوارض نامطلوبي را براي مصرف كنندگان به همراه دارد استفاده از گند زدا هاي جديد روز به روز ابعاد وسيع تري مي يابد.

ازن از جمله تركيباتي است كه با توجه به خواص ويژه خود ، نزديك به يك قرن است كه بعنوان گند زدا در آب آشاميدني توسط كشورهاي اروپايي مورد استفاده قرار گرفته است . اولين كار برد ازن در سال 1893 در كشور هلند وبراي تصفيه خانه اي كه از آب رودخانه راين تغذيه مي نمود صورت پذيرفت . امروزه بيش از يك هزار تصفيه خانه آب از ازن بعنوان بخشي از تصفيه شيميائي استفاده مي كنند كه اغلب آنها در كشورهاي غربي بويژه فرانسه ، سوئيس وكانادا قرا دارند . بزرگترين تاسيسات گند زدائي با ازن در مناطق پاريس ومونترال بكار گرفته شده است .

 

خواص فيزيكي وشيميائي ازن

ازن يكي از اشكال آلوتروپي[2] اكسيژن بوده وگازي آبي رنگ با بوي تند وناپايدار مي باشد . اين تركيب يك اكسيد كننده قوي بوده وبسيار قوي تر از اسيد هيپوكلرو( ماده موثر گند زدايي كلر در آب )  مي باشد. حلاليت ازن در آب 12 مرتبه كمتر از حلاليت كلر بوده ومحلول آبي آن نيز ناپايدار مي باشد.

با توجه به ناپايداري گاز ازن ، بايد درمحل مصرف ونيز زمان مصرف توليد شود ونمي توان آنرا مثل كلر ذخيره نمود. با توجه به حوادث زيادي كه در خصوص تركيدن سيستم هاي ذخيره ونگهداري كلر بوقوع پيوسته است اين محدوديت لزوماً جزء معايب استفاده از گاز ازن محسوب نمي شود. لكن عدم امكان ذخيره آن در مواردي موجب توقف يا اشكال در امر استفاده از سيستم گند زدا مي گردد.

 

 

خصوصيات بيوشيميائي ازن

نقش ازن در تصفيه آب وپساب بعنوان يك عامل اكسيد كننده ويك تركيب ميكروب كش حائز اهميت بوده و د رمحيط آبي خصوصيات مشابهي با كلر دارد . از اينرو اين دو ماده بعنوان رقيب يكديگر ودر مواردي مكمل يكديگر مطرح مي باشند. ازن داراي دو خاصيت بسيار مهم در ارتباط با محيط اطراف خود مي باشد:

1-      قدرت گند زدائي بالا

خصوصيات ميكروب كشي ازن بيانگر پتانسيل بالاي اكسيد اسيون آن مي باشد. تحقيقات نشان مي دهد كه گند زدائي توسط ازن حاصل اثر مستقيم آن برباكتريها وتجزيه ديواره سلولي باكتريها مي باشد . كه از اين نظر با مكانيسم عمل كلر در فرايند گند زدائي متفاوت است.   با توجه به قدرت بالاي گند زدائي ازن در مقايسه با كلر وساير گندزداها ، زمان كمتري جهت تكميل فرايند گند زدائي نياز مي باشد. بررسي ها همچنين بيانگر توانائي بيشتر ازن در از بين بردن ويروسها در مقايسه با كلر مي باشد.

2-      ازن به عنوان يك اكسيد كننده قوي

ازن مصارف زيادي در تصفيه آب آشاميدني از قبيل كنترل طعم وبو كنترل رنگ وحذف آهن ومنگنز علاوه بر گند زدائي دارد . قدرت اين اكسيد كننده در شفاف سازي منابع آب با كيفيت پائين مانند آبهاي بازيافتي مهم مي باشد. ازن مواد معدني را بطور كامل اكسيد نموده وموجب ته نشيني وحذف آنها مي گردد. اهميت عمده ازن در قابليت شكستن تركيبات آلي همراه با آهن ومنگنز مي باشد.

ازن در برطرف نمودن تركيبات آلي مولد رنگ ، قوي وموثر نشان مي دهد بطوريكه بعنوان يك عامل جلا دهنده خوب براي فاضلاب وحذف كننده رنگ در آب شرب كا ربردهاي فراواني يا فته است . ازن همچنين قادر است تركيبات فنوليك وديگر تركيبات مولد طعم را در آب شرب از بين ببرد.  تحقيقات نشان داده است كه ازن مي تواند آفت كشهاي مالاتيون وپاراتيون را كه تركيباتي سرطان زا وخطرناك هستند به اسيد فسفريك ( بي خطر) تبديل نمايد.

اخيراً در خصوص استفاده از ازن به منظور كنترل وحذف كدورت ومواد آلي در مقررات E  PA  [3]رهنمود هايي ارائه گرديده است .

 

كنترل كدورت

در يك تصفيه خانه متعارف كه از آب سطحي بعنوان ورودي استفاده مي نمايد اولين مرحله تصفيه حذف كدورت مي باشد كه براساس كيفيت آب خام ورودي بايد تعيين نمود كه مقدار پيش ازن زني با مقادير كم مناسب است يا خير؟ براي آبهاي با كدورت زياد مصرف مقدار كمي ازن باعث كاهش كدورت مي شود در حاليكه مصرف مقدارزياد ازن باعث افزايش كدورت مي گردد.

 

 

اگر پيش ازن زني در مقادير كم صورت پذيرد نياز به دو مرحله ازن زني در سيستم متداول تصفيه آب مي باشد درازن زني با مقادير كم همواره اولين مرحله مربوط به كنترل كدورت وحذف آهن ومنگنز مي باشد. در مرحله دوم ازن زني ، مواد آلي مولد طعم وبو ورنگ وDOC  [4] با استفاده از مقادير بيشترازن  وتماس زياد اكسيد مي شوند.

اگر پيش ازن زني براي آبهاي با كدورت كم در نظر گرفته شود اغلب مقادير كم ازن كفايت مي نمايد ودر نتيجه تمام  مراحل اكسيد اسيون به منظور انجام گند زدائي اوليه در يك نقطه صورت مي پذيرد. در اين گونه موارد معمولاً از فيلتراسيون مستقيم جهت عمليات صاف سازي استفاده مي شود وازن از طريق ناپايداركردن ذرات معلق وخنثي سازي بار ذرات كلوئيدي موجبات حذف كدورت را فراهم مي نمايد. اين امر موجب انجام مناسب تر فرايند انعقاد وصرفه جوئي در مصرف مواد شيميائي مورد نياز مي گردد به گونه اي كه صرفه جويي حاصل از مصرف مواد با افزايش هزينه هاي مربوط به نصب سيستم ازن زني مطابقت مي نمايد.

 

محصولات جانبي حاصل از گند زدائي با ازن

در غياب يون برميد در آب ، محصولات جانبي حاصل از ازن زني شامل اسيد هايي با وزن ملكولي كم وغيرها لوژن دار ، آلدهيد ها، كتون ها [5]و الكل ها مي باشند كه اين تركيبات اغلب توسط ميكرو ارگانيسم هاي موجود در آب قابل تجزيه بيولوژيكي مي باشند ومعمولاً براي مصرف كنندگان بي خطر هستند . بطور معمول در آبهاي سطحي مقدار كمي يون برميد يافت مي شود كه در اثر ازن زني به يون برمات   )^- ₃BrO ) ومحصولات جانبي ديگر تبديل مي شود . اين محصول همانند محصولات حاصل از كلر زني خطراتي جدي براي سلامتي ايجاد مي نمايد.

پيش ازن زني باعث تغيير شكل مواد آلي موجود در آب خام مي گردد ازن ، مواد آلي داراي زنجيره طولاني و با تعداد ملكول زياد را به مواد غير قابل تجزيه بيولوژيكي ونيز برخي تركيبات كوچكتر قابل تجزيه تبديل مي نمايد. اين امر بطور همزمان موجب افزايش اكسيژن محلول آب مي گردد وشرايط براي رشد باكتريها ي هوازي مهيا مي شود. در صورت استفاده از فيلترهاي كربن فعال گرانولي (GAC ) در بخش فيلتر اسيون ، مواد آلي بر روي منافذ وسطح كربن فعال گرانولي جذب مي شوند ولذا فيلتر بعنوان منبع تغذيه ورشد باكتريها ايفاي نقش مي نمايد . در اين صورت آبي كه از چنين فيلتر هايي عبور مي نمايد مواد آلي را در سطح فيلتر باقي گذاشته واز رشد باكتريها درآب پس از فيلتر جلوگيري بعمل مي آورد.

 

تجربيات تعدادي از كشورها در استفاده از ازن

1-      كشورآمريكا

در سال 1940 نخستين واحد ازن زني به منظور از بين بردن طعم وبوي حاصل از مواد فنلي در آمريكا تاسيس گرديد . البته همواره از كلر زني نيز بصورت توامان استفاده مي گرديد تا در سيستم توزيع مقدار باقيمانده پايدار از گندزداها وجود داشته باشد.

تحقيقات نشان داده كه استفاده ازازن قبل ازكلر زني باعث كاهش توليد تري هالومتانها در حد كمتر از 1 ميكروگرم در ليتر مي باشد. با توجه به بالاتر بودن كيفيت آب منابع در دسترس در آمريكا نسبت به منابع آبي اغلب كشورهاي غربي ، استفاده از ازن در ايالات متحده كمتر مورد توجه قرار گرفته است لكن با افزايش آلودگي آبهاي سطحي وزير زميني در دهه 90 قوانين جديدي در راستاي بهبود كيفيت آب وضع شده كه از جمله آنها رويكرد بيشتر به استفاده از ازن در جهت افزايش كيفيت وقابليت اعتماد به آب شرب مصرفي مي باشد . از اين رو تعداد تصفيه خانه هاي داراي تاسيسات ازن زني دراين كشور بين سالهاي 90تا 94 از 20 به 60 عدد افزايش يافته است.

2-      كشوركانادا

اولين تاسيسات ازن زني در كانادا در سال 1956 نصب و راه اندازي شد. در اين كشور از ازن بعنوان گندازدا ونيز حذف كننده طعم وبو وكنترل كدورت استفاده گرديده است هرچند جهت حفظ مقادير باقيمانده گندزدا در شبكه سيستم كلر زني نيز بصورت همزمان بكار گرفته شده است . عمده كاربرد ازن در كانادا در حذف مشكلات طعم وبوهاي فصلي جهت كمك به امر گند زدايي بوده است.

3-      كشورفرانسه

در سال 1992 حدود700 تصفيه خانه در فرانسه با استفاده از سيستم ازن زني مشغول بكار بوده اند كه آب تمامي اين تصفيه خانه ها از آبهاي سطحي تامين مي شده است . هدف اصلي براي استفاده از ازن كنترل طعم  بو ، تخريب فنل ، حذف مواد آلي وغير فعال سازي ويروسها واز بين بردن باكتريها مي باشد . در تعدادي از تصفيه خانه ها از ازن براي حذف رنگ وآهن ومنگنز استفاده مي شود ودر اكثر تصفيه خانه ها گزارش شده كه ازن باعث افزايش راندمان حذف كدورت گرديده است.

4- كشورسوئيس

در سوئيس 150تصفيه خانه بزرگ وكوچك از ازن زني براي از بين بردن باكتريها وويروسها ، حذف طعم وبو ومواد آلي استفاده مي نمايند.

5-كشوراستراليا

در استراليا نيز تعداد 42 تصفيه خانه با سيستم ازن زني فعاليت دارند كه تعدادي بعنوان گند زداي مكمل كلر وتعدادي نيز بعنوان حذف كننده رنگ ومواد آلي بكار گرفته شده اند.

 

هزينه ها

هزينه هاي مربوط به خريد ونصب تاسيسات ازن زني با توجه به ميزان ازن مورد نياز ودبي تصفيه خانه متفاوت است ولي بطور متوسط هزينه اي بالغ بر 500 تا 600 هزار دلار براي آن پيش بيني مي گردد.

انرژي متوسط مورد نياز جهت توليد هر كيلو گرم ازن ، 15تا20 كيلو وات ساعت خواهد بود . اين در حاليست كه براي انجام مناسب گند زدائي با ازن ، دوز تعيين شده mg/lit 5/1-1  مي باشد. تاسيسات توليد ازن حدود 68 در صد از الكتريسته مورد نياز فيلتر اسيون تصفيه خانه را مصرف مي نمايد. تخمين زده مي شود كه در صورت تزريق mg/lit 1 ازن ، به ازاي هر يك هزار متر مكعب آب تصفيه شده يك دلار صرف گردد.

 

مزايا ومعايب استفاده  از پيش ازن زني در مقايسه با كلر :

1- مزايا

1-1- كاهش مقادير رنگ ،طعم وبو به ميزان قابل توجه

1-2- افزايش راندامان فيلتر اسيون  ( حدود 50 در صد )

1-3-افزايش راندمان گند زدائي

1-4-كاهش زمان مورد نياز براي تشكيل فلوك ولخته سازي

1-5-كاهش مواد شيميائي مورد نياز براي فرايند انعقاد

1-6-كاهش تركيبات تري هالومتان  به ميزان قابل توجه ونيز ديگر تركيبات آلي كلر دار

 1-7-كاهش لجن حاصل از بك واش[6] فيلتر

2- معايب

2-1- هزينه نصب وراه اندازي بالا

2-2- ناپايداري وعدم ايجاد باقيمانده در آب

2-3- ايجاد تركيبات جانبي مضر (اين تركيبات نسبت به تركيبات جانبي كلر از حجم وعوارض كمتري برخوردار است)

2-4- عدم امكان ذخيره سازي جهت موارد اضطراري

 

 

نتيجه گيري

به سختي مي توان تمام كاربردهاي ازن درآب آشاميدني را در اين مبحث كوتاه ارائه نمود . مهمترين موضوعي كه لازم است بخاطر داشته باشيم اينست كه با بكار گيري ازن در تصفيه آب آشاميدني مي توان بسياري از مشكلاتي كه توسط ديگر گند زداها واكسيد كننده ها قابل رفع نيستند را برطرف نمود كه از جمله مي توان از اكسيد اسيون آلاينده هاي ميكرو ، تثبيت بيولوژيكي آب وضد عفوني نام برد.

درست مثل هر اكسيد كننده ديگر ، با بكار گيري ازن در تصفيه آب نيز فراورده هاي جانبي حاصل مي شود كه برخي از آنها از نقطه نظر بهداشتي قابل توجه هستند. افزايش دانش وتجربيات محققين در 25 سال گذشته در خصوص كاربرد ازن منجر به كاهش مخاطرات ونگرانيها مربوط به استفاده از آن به كمترين حد ممكن گرديده است.

 

منابع

 1- ضد عفوني كننده ها در تصفيه آب وفاضلاب – ترجمه حسين عليدادي – انتشارات تصفيه خانه آب اصفهان – سال 1379

2-واحد هاي عملياتي وفرايند در مهندسي محيط زيست – نوشته تام دي رنلرزوپل اي ريچاردز ترجمه ايوب تركيان وسعيد مردان – انتشارات شركت شهركهاي صنعتي تهران – سال 1381

3- ازن وتصفيه نوشته g.p. Duget   انتشارات تصفيه خانه آب اصفهان – سال 1381 

التور

التور
	دریافت فایل PDF آموزش پیشگیری و مقابله با بیماری وبا حجم فایل: 321 KB نوع فایل : PDF برای دیدن این فایل به برنامه Adobe Reader احتیاج خواهد بود. در صورتی که این برنامه را بر روی دستگاه خود ندارید برای دریافت آن اینجا را  کلیک نمایید.

وبا (cholera) بیماری اسهالی مناطق گرمسیری (یا در فصول گرم مناطق دیگر) است كه توسط باكتریی بنام ویبریوكلرا ایجاد می‌شود که منحصراً انسان را مبتلا می کند و علایم آن ناشی از سمی است که توسط میکروب در روده انسان ترشح می گردد.
انتقال بیماری از طریق دست های آلوده، تماس با مواد دفعی و استفراغ بیماران و ملافه ها و لوازم آلوده، همچنین آب آلوده به مدفوع، سبزی و میوه های خام آلوده یا شسته شده با آب آلوده و یا غذای آلوده شده توسط دست یا مگس امکان پذیر است.
این باکتری بر روی مخاط دستگاه گوارش انسان تأثیر گذاشته و دفع مایع را از راه مدفوع افزایش می دهد. وبای التور یک بیماری حاد اسهالی است که بیماران وبائی بطور مشخص دچار اسهال آبكی همراه با دهیدراتاسیون می‌شوند. این بیماری به شدت مسری می باشد. ویژگی مشخص وبا آغاز ناگهانی اسهال جهنده بدون فشار و آبکی است که به دنبال آن استفراغ ، کم آب شدن سریع ، گرفتگی ماهیچه ها و کم شدن ادرار فرا می رسد. میزان کشندگی بیماری در صورت عدم جایگزینی سریع مایعات و الکترولیت بدن ۳۰ الی۴۰ درصد می باشد. وبا را می‌توان با مایع درمانی خوراكی یا تزریقی و جایگزینی الكترولیت‌ها بصورت موفق درمان كرد. معمولاً وبا از طریق آب یا غذای آلوده به مدفوع و یا حتی بزاق فرد آلوده منتقل می‌شود. آموزش مردم درباره غذا و آب سالم و شتشوی دستها پس از استفاده از توالت یا آبریز از بروز موارد جدید جلوگیری می‌كند.

علائم و نشانه ها
وبا طیف وسیعی دارد. تقریباً ۷۵ درصد از افرادی که دچار عفونت با ویبریوکلرا می شوند هیچ نشانه ای از بیماری ندارند، ۲۰ درصد دیگر دچار اسهال می شوند که از اسهال ایجاد شده توسط دیگر ارگانیسمها قابل افتراق نیست. در ۲ تا ۵ درصد از افراد مبتلا، عفونت اسهال آبکی ، استفراغ و از دست رفتن آب بدن رخ می دهد. در برخی موارد حتی تا ۲۵ لیتر آب را در روز دفع می شود ، اگر این آب از دست رفته جبران نشود برای فرد خطرناك و مرگ آور خواهد بود. وبای علامت دار با اسهال آبکی حجیم بدون تب و زورپیچ شکم آغاز می گردد. مدفوع بیماران وبایی ظاهر مایع شفاف آغشته به موکوس سفید رنگ می گیرد که مدفوع آب برنجی نام دارد. معمولاً بدون بو بوده یا بوی ماهی را دارد. استفراغ و کرامپ های دردناک در پاها شایع می باشد. در موارد شدید بیماری زورپیچ در معده و درد در دستها و پاها ممکن است وجود داشته باشد. پوست بدن در افراد مبتلا، چروكیده و ادرار آنان کم و بسیار غلیظ می شود.

 

علائم خطر : عطش فراوان استفراغ شدید و مداوم تب بسیار بالا دفع بیش از حد اسهال آبکی بی حالی شدید وجود خون در مدفوع عدم توانائی نوشیدن و خوردن وخیم شدن حال بیمار

دوره نهفتگی
دوره پنهانی وبا از چند ساعت تا ۵ روز بوده و بطور معمول ۱ الی۲ روز است و علائم بیماری ۲ تا ۳ روز طول می کشد و در بعضی از بیماران تا ۵ روز ادامه می یابد. شدت علائم بیماری به سرعت و مدت از دست رفتن مایعات بدن بستگی دارد.


راه های انتقال وبا :
بیشترین راه اپیدمی وبا در كشور، افراد ناقل و مبتلا به این بیماری هستند. انتقال وبا از انسان به انسان از راههای زیر صورت می گیرد :
آب آلوده به مدفوع ( منابع آب بدون نظارت ) شامل : استخرهای بدون کلر کافی و ...، آشامیدنی‌ها و خوراکی‌ های آلوده .
شایان ذکر است خوردنی و آشامیدنی آلوده با همه گیری وبا رابطه مستقیم دارد و شیردادن کودکان با بطریی که با ماده ضد عفونی به خوبی تمیز نشده باشد یک عامل خطر چشمگیر برای شیرخواران است.
توضیح ۱: انتقال توسط تماس مستقیم فرد به فرد مانند تماس با بیمار نادر است.
توضیح ۲: طبق دستور وزارت بهداشت و درمان، در حال حاضر کلیه مسئولین استخرهای سرپوشیده و سر باز ملزم به اضافه نمودن کلر تا اندازه  3.5 ppm می باشند.

ابتلای به وبا دارای سه مرحله است :

الف : مرحله تخلیه ای: بیمار ناگهان دچار اسهال شدید، بدون درد و آبکی می شود که به دنبال آن ممکن است استفراغ روی داده و مدفوع نمای آب برنجی دارد.
ب : مرحله کلاپس: به دلیل کم آبی بدن، بیمار به مرحله کلاپس وارد می شود و بصورت پایین افتادن فشار خون ، نبض خیلی ضعیف ، شکم فرورفته، دست و پای خیلی سرد ، قطع ادرار و ... نمایان می شود. (مرحله کم آب شدن بدن)
ج : مرحله بهبودی: اگر مایعات بدن بیمار جبران شود فشار خون بیمار رو به افزایش می رود و علائم حیاتی نرمال شده و بیمار از مرگ حتمی نجات می باید.

تعاریف مورد وبا
مورد مشكوك :
در مناطقی که وبا آندمیک (بومی) نمی باشد فرد بالای پنج سال زمانی مشکوک به وباست که دچار دهیدراتاسیون شدید شود. در مناطقی که همه گیری وبا وجود دارد یا آندمیک می باشد فرد بالای ۵ سال زمانی مشکوک به وباست که اسهال آبکی با حجم زیاد و ناگهانی داشته باشد.

مورد تأیید شده :
هرفرد دچار اسهال كه توسط آزمایشگاه‌های معتبر ویبریو كلرا O۱ یا O۱۳۹ از مدفوعش جدا شده، مورد تأیید شده می باشد.

برخی از عوامل مؤثر در همه گیری وبا
- عوامل میزبان كه موجب مقاومت در برابر بیماری وبا می‌شود شامل ایمنی ناشی از عفونت پیشین با ویبریوكلرا و تغذیه شیرخوار با شیر مادر می‌باشند.
- گفته می شود از آنجا که ویبریوکلرا در محیط اسیدی نمی تواند زندگی کند بیمارانی که آنتی اسید مصرف می کنند یا تولید اسید معده آنها کاهش یافته است به وبا مستعدتر می باشند. همچنین افراد با گروه خونی O بدلایل نامعلوم علائم شدید بیماری وبا را نشان می‌دهند.

گروههای سرمی وبا
تنها گروه O۱ و گروه O۱۳۹ بعنوان عوامل همه گیری‌های وبا شناخته شده‌اند.

چگونه باید با بیمار مبتلا به اسهال برخورد کرد:

• دفع زیاد مایعات از بدن منجر به مرگ می شود بنابراین درصورت وجود استفراغ، مدت ۱۰ الی۲۰ دقیقه به فرد هیچگونه خوراکی داده نشود. و سپس بتدریج شروع به خوراندن مایعات شود.

  • برای جبران کم آبی بدن بیمار مبتلا به اسهال به طریق زیر عمل شود:
    مایعات مورد نیاز برای کودکان (زیر 6 ماه): شیر مادر ، محلول O.R.S (او.آر.اس) ادامه تغذیه کودک با شیر مادر، حتی بیش از گذشته، در هنگام اسهال از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است.
    مایعات مورد نیاز برای کودکان بالای 6 ماه و بزرگسالان: سوپ، دوغ، فرنی، چای خیلی کم رنگ و کم شیرین، محلول O.R.S

• ادامه تغذیه در جریان اسهال باعث بهبود سریعتر می شود و از مشکلات بعدی جلوگیری می کند.

• جهت تغذیه فرد مبتلا به اسهال همراه با بی اشتهایی، باید کوشش شود که فرد بیمار به دفعات و مقدار کافی تغذیه شود.

• کودکانی که دوران نقاهت پس از اسهال را می گذرانند لااقل به مدت یک هفته نیاز به غذای اضافی دارند.
   

نکات آموزشی و راه های پیشگیری از شیوع بیماری‌های عفونی دستگاه گوارش :
جهت پیشگیری از بیماری‌های قابل انتقال بوسیله آب و مواد غذایی از جمله بیماری‌های اسهال و حفظ سلامت خود و اطرافیان در منزل، تفریحگاه‌ها، پارك‌ها و در حین مسافرت به نكات زیر توجه فرمایید:

۱ - همیشه از آب لوله كشی تصفیه شده استفاده كنید و چنانچه از سلامت آب در دسترس اطمینان ندارید و از آب چاه، آب تانكرهای غیر کلر زده، آب چشمه ها، آب قنات ها و ... استفاده می‌کنید، ابتدا آنرا به مدت نیم ساعت جوشانده و پس از سرد كردن مصرف كنید و یا كلر زنی نمایید. (روش صحیح جوشاندن و کلرزنی در ادامه گفته خواهد شد)
۲ – از یخ های قالبی و کارخانه ای غیر بهداشتی استفاده ننمایید زیرا در آب مصرفی ، مراحل تولید و عرضه آن احتمال آلودگی به میکروب وبا و یا سایر میکروب ها وجود دارد.
۳ - هنگام سفر، آب و غذای سالم و مطمئن همراه داشته باشید و یا از نوشیدنیها و غذاهای با بسته بندی مطمئن و بهداشتی استفاده نمایید و در رودخانه ها یا آبهای مشکوک به هیچ عنوان شنا نکنید.
۴ - از آشامیدن آب‌های مشكوك در پارك‌ها، باغ‌ها و فضای سبز و از مصرف آب آشامیدنی که در منبع های آب و سقاخانه های کنار خیابان که دارای لیوان مشترک هستند و آبی که در اتوبوس های بین شهری که با استفاده ظروف عمومی و از یخ های قالبی برای سرد کردن آن، عرضه می شود، جداً خودداری نمایید.
۵ – برای نوشیدن آب از لیوان شخصی استفاده نمایید. در هنگام غذا خوردن از ظروف و قاشق و چنگال شخصی استفاده نمایید.
۶ - از مصرف مواد غذایی آماده، آب میوه و آب هویج، آب زرشک، معجون، فالوده، بستنی های غیرپاستوریزه و غیر کارخانه‌ای، بلال، فال گردو، ساندویچ، سالاد و دیگر مواد خوراكی و نوشیدنی‌هایی كه توسط فروشندگان دوره گرد عرضه می‌گردد جداً خودداری كنید.
۷ - همیشه از شیر و فرآورده‌های لبنی پاستوریزه استفاده كنید یا شیر را به مدت ۲۰ دقیقه قبل از مصرف بجوشانید.
۸ – حتی الامکان تا برطرف شدن خطر سرایت وبا، از مصرف سبزیجات، کاهو، کلم، خیار، گوجه فرنگی و ... خودداری نمایید و در صورت لزوم آن را طبق روشی که در ادامه گفته خواهد شد ضد عفونی نموده و سپس مصرف نمایید.
۹ - در موقع خرید و حمل مواد غذایی، اقلامی مثل نان را كه قابل شستشو و پختن مجدد نیستند را در كنار میوه و سبزیجات نشسته و گوشت خام قرار ندهید.
۱۰ - در مراسم عمومی همانند جشن ها، عروسی ها و ... حتی المقدور از مصرف سبزیجات، سالاد، میوه و بستنی خودداری نمایید مگر آن که کاملاً از شسته و ضد عفونی شدن و پاستوریزه بودن آنان اطمینان حاصل نمایید.
۱۱ - حتی الامكان از غذاهای طبخ شده در منزل استفاده كنید.
۱۲ - غذاها و مواد خوراكی باید تازه به تازه و به اندازه نیاز در یخچال و در ظروف سر بسته، دور از مگس و حشرات نگه‌داری شود.
۱۳ - از قرار دادن سبزی و میوه‌جات نشسته و ضد عفونی نشده در یخچال جداً خودداری كنید.
۱۴ - قبل از غذا خوردن و دست زدن به مواد غذایی، دست‌های خود را با آب و صابون خوب بشویید.
۱۵ - قبل از تهیه، توزیع و خوردن غذا و قبل از غذا یا شیر دادن به كودك حتماً دستها را با آب و صابون بشویید.
۱۶ - دستها را بعد از اجابت مزاج (رفتن به توالت)، شستن و تمیز كردن كودك و بعد از دست زدن به مواد غذایی خام نظیر سبزیجات، گوشت، ماهی و مرغ با آب و صابون بشویید.
۱۷ - زباله را در كیسه‌های مخصوص زباله جمع آوری و از انباشت آن خودداری کرده و در محل مخصوص جمع آوری زباله قرار دهید.
۱۸ - ضمن رعایت بهداشت فردی، از شنا کردن در استخرها، رودخانه ها، نهر ها و یا جوی های آلوده خودداری نمایید.
۱۹ – حتی المقدور از سفر کردن به کشورهای آلوده (همانند پاکستان، افغانستان، تاجیکستان، عراق، کشورهای شرق مدیترانه و شاخ آفریقا و ...) یا مناطق آلوده داخل کشور خودداری نمایید و در صورت ضرورت سفر توصیه های بهداشتی را کاملاً رعایت نمایید.
۲۰ - افرادی كه دچار ضعف عمومی بدن هستند، مانند مبتلایان به ایدز، هپاتیت، پیوند اعضایی‌ها، مصرف‌كنندگان داروهای شیمی‌درمانی و رادیوتراپی، دیالیزی‌ها، دیابتی‌ها و مبتلایان به بیماری‌های قلبی بیشتر در معرض خطر هستند و بیش از دیگران باید اصول بهداشت فردی را رعایت كنند.
۲۱ - خنك نمودن هوای محیط در حد كمتر از ۲۵ درجه و كم کردن رطوبت هوا به كمتر از ۵۰ درصد در کنترل شیوع وبا کمک می نماید.
۲۲ -  اسیدی نگه داشتن فضای معده (مصرف لیمو ترش تازه و دوغ پاستوریزه به همراه غذا) تا حد زیادی میكروب وبا را از بین می‌برد. به افرادی كه از داروهای آنتی‌اسید استفاده می كنند توصیه می شود با نظر پزشك معالج خود برای مدتی مصرف این داروها را كنار بگذارند.
۲۳ - تجویز آنتی بیوتیک مناسب باید توسط پزشک صورت بگیرد.
۲۴ - بیماری به مدت ۱ تا ۳ هفته (یعنی زمانی که میکروب در مدفوع یافت می شود) مسری است.
۲۵ - با مشاهده هر مورد از ابتلا به اسهال سریعاً به مراكز بهداشتی و درمانی مراجعه كنید. در صورتی كه فرد مبتلا به وبا به موقع به پزشك مراجعه كند درمان قطعی این بیماری امكان پذیر است.
۲۶ - مهمترین مشکل اساسی در بیماری وبا از دست دادن شدید مایعات و الکترولیتهای بدن می باشد، لذا پیش از رساندن بیمار به پزشک، خوراندن مایعات فراوان و محلول ORS به بیمار الزامی می‌باشد.
۲۷ - بدون تجویز پزشک از مصرف قرص های ضد اسهال به هر نحو خودداری کنید. بسیاری از افراد به دلیل خود درمانی و استفاده از برخی داروهای ضد اسهال در این بیماری دچار مشكلات حاد شده و باعث از دست رفتن زمان كه برایشان فوق‌العاده حیاتی است می‌شوند. زیرا مصرف این داروها موجب می شود میکروب فرصت بیشتری در روده برای تکثیر و دفع سم پیدا کند و بیماری تشدید شود.
۲۸ - گزارش سریع موارد بیماری وبا به مراکز ذیصلاح از مهمترین عوامل پیشگیری است چرا که نتیجه آن بیماریابی زودرس در جامعه و درمان سریع در مورد بیماری خواهد بود.

محلول ORS
اصلی ترین راه درمان وبا استفاده از مایعات و جبران آب دفع شده است چرا كه فرد مبتلا در مدت زمان كوتاهی آب بدن خود را از دست می‌دهد و جبران آب از دست رفته باید از طریق خوراكی ، استفاده ازORS و سرم های خاص صورت گیرد. از این رو روش تهیه و مصرف ORS در زیر توضیح داده شده است:

• پس از شستن دستها، تمام پودر محتوی یک بسته ORS را در یک ظرف تمیز بریزید و با اضافه کردن یک لیتر (۴ لیوان) آب آشامیدنی سالم، محلول را خوب به هم بزنید که پودر در داخل آن حل شود. این محلول باید همه روزه به صورت تازه فراهم و در مدت ۲۴ ساعت مصرف شود. ضمناً محلول حاصل نباید جوشانده شود.

• به محلول O.R.S نباید چیزی اضافه نمود.

• پس از هر بار دفع مدفوع و تا برطرف شدن علایم بیماری از آن استفاده نمائید.

• در مکانهایی که دسترسی به ORS مقدور نیست، مخلوط ساده ای از یک قاشق چایخوری سرپر (۵ گرم) نمک طعام و دو قاشق سوپخوری سر پر (۴۰ گرم) شکر را در یک لیتر آب آشامیدنی جوشانده شده حل نموده و تا بدست آوردن ORS مصرف نمایید.

گفتنی است کشف ORS پیشرفت عمده و علمی در مبارزه با وبا و دیگر بیماریهای اسهالی بوده است.

نحوه پاکسازی آبهای مشکوک و همچنین تهیه کلر مادر:
در موارد مشکوک به آلودگی آب برای ضد عفونی به دو طریق زیر عمل نمائید:

۱ - جوشانیدن آب به مدت حداقل ۳۰ دقیقه (از زمان جوش آمدن)
۲ - ضد عفونی با محلول کلر ذخیره ۱% (کلر مادر) برای آبهای شفاف ولی مشکوک به آلودگی.

طرز تهیه كلر مادر جهت ضد عفونی كردن آب:
۱۵ گرم (سه قاشق صاف مرباخوری) پرکلرین۷۰% (هیپوکلریت سدیم) را به یك لیتر آب اضافه كرده و برای ۲ دقیقه به هم بزنید. محلول پس از یک ساعت برای ضد عفونی کردن آب های مشکوک قابل استفاده است.
محلول کلر مادر را در بطری تیره رنگ، در جای خنک و دور از نور و دسترس اطفال نگهداری نمائید. این محلول به مدت یک ماه برای ضدعفونی آبهای مشکوک قابل استفاده است.
نحوه استفاده از کلر مادر:
برای ضد عفونی آب های مشکوک، با قطره چكان ۳ یا ۴ قطره از محلول کلر مادر را به هر لیتر آب اضافه نموده، بهم زده و بعد از یک ساعت آن را مصرف نمائید. آب ضد عفونی شده به این روش مدت ۲۴ ساعت قابلیت استفاده دارد.

روش کلی ضد عفونی کردن میوه جات و سبزیجات :

الف) پاکسازی: ابتدا سبزیجات را به خوبی پاک کرده و با آب شستشو دهید تا گل و لای آن برطرف گردد.
ب) انگل زدایی: سبزیجات را در یک ظرف ۵ لیتری آب (بسته به میزان سبزی) ریخته و به ازای هر لیتر آب ۳ تا ۵ قطره مایع ظرفشوئی معمولی به آن اضافه کرده و ظرف را از آب پر کنید و بهم بزنید تا تمام سبزی در داخل کفاب قرار گیرد. مدت ۵ دقیقه سبزی را در کفاب نگه دارید تا تخم انگلها از آن جدا شوند. سبزی انگل زدایی شده را از روی کفاب جمع آوری وتخلیه نمائید و ظروف و سبزی را مجدداً با آب سالم شستشو دهید تا باقی مانده مایع ظرفشوئی از آن جدا شود.
ج) ضد عفونی: برای ضد عفونی سبزیجات و از بین بردن میکروبها، یک گرم (نصف قاشق چایخوری) پودر پرکلرین ۷۰% را در ظرف ۵ لیتری پر از آب (هر ۵ لیتر آب ۱ گرم پرکلرین ۷۰%) ریخته کاملا حل کنید تا محلول ضد عفونی بدست آید، سپس سبزی انگل زدایی شده را برای مدت ۱۰ دقیقه در محلول ضد عفونی کننده فوق قرار دهید تا ضد عفونی گردد.
توضیح: اگر پرکلرین در دسترس نباشد می توانید از هر ماده ضد عفونی کننده مجاز دیگری که در داروخانه ها، سوپرمارکتها و ... عرضه می شود طبق دستورالعمل مصرف آن، استفاده نمائید.
د) آبکشی : سبزی ضد عفونی شده را مجدداً با آب سالم بشوئید تا باقی مانده کلر از آن جدا شود و سپس مصرف نمائید. سبزیجات ضد عفونی شده را از محلول بیرون آورده با آب سالم چندین بار شستشو دهید

شرایط محیطی مناسب برای همه گیری وبا
مناطق فاقد آب سالم و بهداشت محیط مناسب در خطر همه گیری وبا می‌باشند. این مناطق شامل نقاط شهری كه آب آن بمقدار كافی كلر زنی نمی‌شود و مناطق روستایی كه به لوله كشی و چاههای حفاظت شده دسترسی ندارند و مناطقی كه توالت و سیستم فاضلاب در آنها بطور معمول استفاده نمی‌شود، می‌باشند.

تدابیر بهداشت محیط :
- افزایش میزان كلر آب لوله كشی توسط شركت‌های آب و فاضلاب كشور تا از ورود و تكثیر عوامل بیماری زا جلوگیری شود.
- جلوگیری از فعالیت فروشندگان دوره‌گرد مواد غذایی توسط وزارت كشور، شهرداری و استانداری‌های سراسر كشور.
- با توجه به اینكه در برخی از نقاط حاشیه شهر نظیر محدوده جنوب تهران برای آبیاری سبزیجات احتمالاً از فاضلاب استفاده می‌شود، شهروندان حتی‌المقدور سبزیجات مصرف ننمایند و در صورت لزوم مصرف، هیچ نوع سبزی خامی را بدون عملیات پاک سازی و سالم‌سازی ( انگل زدایی، ضدعفونی) مصرف نكنند.
- پس از هر اجابت مزاج دست‌ها را كاملا با آب و صابون شست و شو داده و از سلامت آب آشامیدنی مصرفی اطمینان كامل داشته باشند.
- تامین آب سالم و تصفیه شده، دفع بهداشتی فاضلاب ، بهداشت خوراکیها و آموزش بهداشت به عنوان مؤثرترین روش پیشگیری .
- همچنین برای درمان وبا نباید وقت را از دست داد ، بیمارانی که کم آبی متوسط دارند باید با مایع خوراکی درمان شوند و به نزدیکترین مرکز درمانی یا بیمارستان منتقل شوند و در راه رسیدن به بیمارستان مایعات خوراکی به آنها داده شود. در موارد کم آبی شدید مستلزم دادن مایع از راه وریدی است که میزان مایعات و الکترولیتها توسط پزشک محاسبه و به بیمار تزریق می شود .
- اصل کار این است که دادن مایعات خوراکی باید برابر با میزان از دست دادن مایعات از راه دفعی باشد. به عنوان درمان کمکی توسط پزشک معالج آنتی بیوتیک داده می‌شود تا دوره بیماری را کوتاه و مدت دفع ویبریوری وبا از راه مدفوع کم شود.
- در نهایت نظارت و كنترل كیفی‌آب شرب شهری و روستایی، كنترل مراكز تهیه و توزیع مواد غذایی، نظارت بر دفع بهداشتی زباله‌ها، نخاله‌ها و فاضلاب شهری، نظارت بر اماكن عمومی همچون استخرها، نظارت بر كارخانجات یخسازی و كنترل پایانه های مسافربری را می توان از اقدامات بهداشتی عنوان كرد.

 

زئوليت ها

زئوليت ها ، آلومينو سيليکات هاي بلوري و هيدراته فلزات قليايي و قليايي خاکي بويژه سديم ؛ کلسيم ، منيزيم ، استرانسيم و باريم هستند که شبکه ها ي سه بعدي متشکل از چهار وجهي هاي  [SiO₄]^4- و[AlO₄]^4- دارند. اين مواد براي نخستين بار در سال 1756 توسط يک معدن شناس سوئدي به نام فرديک کرونستد شناسايي شده اند و زئوليت نام گرفته اند.

واژه زئوليت به معني سنگ جوشان از ريشه يونايي "زين " به معناي جوشيدن و "ليتوس" به معناي سنگ است . اين نام مبتني بر اين واقعيت است که در هنگام حرارت دادن زئوليت ، مقدار زيادي آب، به صورت بخار خارج مي شود .

 

از نظر شيميدان ها زئوليت ساختماني است از پليمر هاي معدني که داراي اندامي چهار وجهي است ، ساختمان کلي اين چهار وجهي به صورت  TO₄ است که در آنها ممکن است T يک عنصر سه ظرفيتي مانند Al وB وGa  و يا چهار وجهي نظير Ge و Si و يا پنج ظرفيتي مثل P باشد و کليه اين چهار وجهي ها از طريق اکسيژن مشترک به يکديگر متصل مي شوند .

بعضي از کاربردهاي مهم زئوليت ها به شرح زير مي باشد:

الف- خالص سازي

-          خشک کردن (LNG ؛ گازهاي حاصل  از کراکينگ ، سردکننده ها )

-          حذف CO₂(گازطبيعي ، جداسازي هوا به وسيله ي سرد سازي )

-          حذف گوگرد ( شيرين سازي گاز طبيعي وLPG)

-          و...

از زئوليت هاي طبيعي نيز در بعضي از کاربردها مي توان استفاده کرد که عبارتند از :

الف- کاربردها در مقياس بزرگ

-          به عنوان پرکننده در کاغذ

-          در سيمان ها و بتن ها

-          مکمل غذاي حيوانات

-          کاربردهاي غربال مولکولي

-          جداسازي اکسيژن و نيتروژن از هوا

-          جاذب هاي مقاوم به اسيد و خشک کردن و خالص سازي

-          تبادلگر يوني در فرايند هاي کاهش آلودگي

فرمول سلول واحد زئوليت ها معمولا به صورت زير است:

M_x/nⁿ⁺ [(AlO₂^-)_x (SiO₂)_y ] .wH₂O

M: کاتيوني با ظرفيت n 
w: تعداد مولکول هاي آب بر واحد ساختماني

x و y: تعداد کل چهار وجهي ها بر سلول واحد   
(x+y): مجموع چهار وجهي ها در سلول واحد

y/x : مقادير 5-1 را به خود اختصاص مي دهند وليکن زئوليت هايي نيز قابل تهيه هستند که اين نسبت در آنها مي تواند به 100 يا بيشتر برسد.

قسمتي از فرمول که در کروشه قرار گرفته است ترکيب اصلي شبکه را نشان مي دهد.

کاتيون هاي فلزي که بار آنيوني اضافي در شبکه آلومينو سيليکاتي را خنثي مي سازند ، معمولا از فلزات قليايي و قليايي خاکي هستند و بعضي از آنها مي توانند به طور برگشت پذيري تعويض گردند . باقيمانده ي فضاي خالي موجود در زئوليت را ، مولکول هاي آب پر مي کنند.

در ساختار زئوليت ها چهار وجهي ها به گونه اي در کنار هم قرار مي گيرند که يک ساختار شبکه اي باز با منافذ و سطوح  بسيار زياد پديد مي آورند ، شبکه ي سه بعدي به وجود آمده شامل کانال ها و حفره ها يا قفس هاي به هم پيوسته اندکه کاتيون ها و مولکول هاي آب فضاهاي بين حفره ها را اشغال مي نمايند .معمولا آب موجود در شبکه بلورين زئوليت مي تواند با عمليات حرارتي به صورت برگشت پذير برطرف گردد.

1-      زئوليت هاي طبيعي : اين مواد در ابتدا به صورت يک جزء فرعي اما به صورت گسترده در حفره هاي بازالتي شناسايي شدند و استفاده از آنها به اين صورت ، در مقياس هاي صنعتي  عملي سخت و طاقت فرسا بوده است. تشکيل زئوليت ها تنها به ماتريس بازالتي محدود نشده است .بلکه رسوبات متنوعي در چند دهه گذشته شناسايي  شده اند ، زئوليت هاي طبيعي فراوان بوده و بعضي از رسوبات حاوي زئوليت داراي يک فاز زئوليتي خاص با خلوص 90% مي باشد .

از نظر صنعتي زئوليت هاي طبيعي داراي کاربردهاي کمي مي باشند که دليل اصلي آن يکنواخت نبودن خواص آنها است .همچنين ساختمان بلورين اين زئوليت ها از نظر اندازه ي حفره ها براي بسياري از کاربردهاي صنعتي مناسب نمي باشند.

در مورد شرايط و علل تشکيل زئوليت ها در طبيعت ، نظريه هاي گوناگوني ارائه شده است که یک نمونه  از آنها به شرح زير است :

الف – زئوليت ها اغلب در لايه هاي رسوبي ، بعد از تشکيل و دفن رسوبات در اثر واکنش آلومينيم سيليکات با آب حفره ها ، در درزها و شکستگي ها تشکيل شده اند .

 

 

الف – زئوليت ها اغلب در لايه هاي رسوبي ، بعد از تشکيل و دفن رسوبات در اثر واکنش آلومينيم سيليکات با آب حفره ها ، در درزها و شکستگي ها تشکيل شده اند .

ب- شيشه هاي آتشفشاني سيليسي را مي توان مواد اوليه ( آلومينيم سيليکات ) مورد نياز براي تشکيل زئوليت ها در طبيعت دانست.

ج- تمام کاني هاي گروه زئوليت که تا به حال در حدود 60 نوع آن شناسايي شده اند ، کاني هاي ثانوي بوده و از تخريب يا دگرساني کاني هاي اوليه اي نظير فلدسپات و فلدسپاتوئيد ها ،رس ها و در نهايت از ژلهاي سيليکاته ي طبيعي به وجود مي آيند.

ايران پتاسيل بسيار بالايي در اين زمينه دارا مي باشد . کانسارهاي زئوليت ايران در نواحي دماوند ، سمنان ، کرمان ، گردنه نعل شکن ( جاده ي قم – تهران ) کوه هاي جنوبي تهران ( کوه مره ) و اطراف حوض سلطان شناسايي شده اند . مساعد ترين نواحي ، جنوب دماوند ، اطراف ورامين ، سمنان در جنوب کوه هاي طلحه و همچين سر کوير رشم سمنان مي باشد.

1-     زئوليت هاي مصنوعي

زئوليت هاي مصنوعي مواد شيميايي ويژه اي با خلوص بالا هستند که دامنه ي کاربرد وسيعي دارند. محققين پيش از سال 1950 جهت توليد زئوليت ها در صدد تشکيل طبيعي و ژئوشيميايي کاني هاي شناخته شده بودند و تصور مي کردند که تشکيل زئوليت ها مستلزم ايجاد درجه حرارتي در حدود 200 تا 400 درجه سانتيگراد و دهها اتمسفر فشار مي باشد .اما در سال 1957 شيميدان ها موفق شدند زئوليت هايي در دماي پايين(C ⁰ 100 >) و در مقياس صنعتي تهيه نمايند.

توليد زئوليت ها

توليد زئوليت ها تحت شرايط گرمآبي انجام مي گيرد. اصطلاح گرمابي در اينجا به معني تبلور زئوليت ها از محلول آب دار حاوي اجزاي شيميايي لازم است. پليمرهاي آلومينا سيليس آبدار با وزن مولکولي کم يعني Si(OH)₄ و Al(OH)₃ مونومر هايي هستند که در اثر ترکيب با هم واحدهاي ساختاري ثانوي را در فاز محلول به وجود مي آورند  واحدهاي ثانوي يا به طور مستقيم به روي هسته يا وجهي از بلور در حال رشد مي نشينند  و يا قبل از اتصال به صورت چند وجهي بزرگتر شکل مي گيرند ، بسياري از واحدهاي ساختاري از اين قبيل ممکن است در محلول شکل بگيرند ، لکن فقط تعداد معدودي از آن ها هستند که با موفقيت به بلور در حال رشد متصل مي شوند  .نوع زئوليت به دست آمده توسط شرايط توليد تعيين مي شود .از جمله ي اين شرايط مي توان به غلظت مواد واکنشگر ،pH ، دما و غلظت مواد افزودني اشاره نمود.فاکتور هاي موثر بر فرايند توليد عبارتند از :

1-      طبيعت مواد شرکت کننده در واکنش و فرايند آماده سازي آن ها

2-      روشي که از طريق آن، مخلوط واکنش آماده مي شود و ترکيب کلي اجزاي مخلوط پس از آماده شدن

3-      همگن بودن يا غير همگن بودن

4-      pH مخلوط

5-      زمان ماند در دماي پايين براي ژل ها

6-      نطفه بندي ( هسته زايي )

7-      اضافه کردن افزودني هاي خاص

8-      دما و فشار

سه فاکتور اول نشانگر اين هستند که نطفه بندي به وسيله ي متغير هاي ترموديناميکي اي چون ترکيب ، دما يا فشار کنترل نمي شود .بلکه با فاکتورهاي حساس محيطي کنترل مي گردد. به طور کي واکنشگر ها عبارتند از : سديم آلومينات ، سديم سيليکات ؛ سيليسيک اسيد ، سديم هيدروکسيد که براي تنظيم pH اضافه مي شود .