آب‏‎های صنعتی Industrial Waters

آب در صنایع کاربردهای بسیار وسیعی دارد که مهمترین آنها به ترتیب زیر است:

1-     آب به عنوان ماده اولیه در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی و دارویی.

2-  آب جوشاورها(Boilers ) جهت تولید انرژی در نیروگاه‎ها یا واحدهای تولید برق در صنایع پتروشیمی و پالایش نفت.

3-  آب به عنوان عامل سرد کننده در برج‎های خنک کننده(Cooling Towers )  و مبد‎ل‎های حرارتی(Heat exchangers)

4-     آب در خدمت مصارف عمومی کارخانجات و صنایع.

به طور کلی آبی که در صنعت مصرف می‎شود دارای یک خواص عمومی مشترک است با این حال با توجه  به نوع صنعت، هر صنعتی آب با خواص ویژه را به کار می‎برد. به طور کلی حداقل شرایط لازم برای کاربرد آب در مصارف صنعتی شامل شرایط زیر است:

·    آب باید عاری از مواد معلق(Suspended materials ) ، نمک‎ها(Salts)                 و رسوبات(Deposits ) زیاد بوده و برای به‎کارگیری در برخی صنایع دارای مشخصات و شرایط آب مشروب باشد.

·    آب باید بدون مواد روغنی، مواد فنلی، مواد مربوط به پودرهای پاک‎کننده، کف و همچنین عناصر شیمیایی زیان‎آور بوده و عاری از مواد تخلیه شده مربوط به فاضلاب‎های شهری، صنعتی و کشاورزی باشد.

·    در آب نباید موادی وجود داشته باشد که تولید رنگ و بوی نامطبوع کند و همچنین از نظر فیزیکی پاره‎ای از مشخصات مربوط به آب آشامیدنی(Drink Water ) و ویژگی‎های فیزیکی آب مشروب را دارا باشد.

به عنوان مثال مقادیر نوعی زیر میزان مصرف آب یا تولید پساب در برخی صنایع را نشان می‌دهد.

1-     در صنعت نساجی حدود 100 لیتر آب برای رنگرزی یک کیلوگرم از الیاف به‌کار رود.

2-  کارگاه‎های تولید قطعات ریزالکترونیکی (با روزانه تولید حدود 5000 قطعه)، ‌تقریباً 5 میلیون لیتر پساب شامل حلال آلی و آب ایجاد می‎کنند.

3-     برای تولید هر تن آلومینیم حدود 1350 متر مکعب آب  به کار می‎رود.

4-      برای تولید هر تن فولاد حدود 250 متر مکعب آب مورد نیاز است.

5-      برای تولید هر خودرو حدود 40 تن یا به عبارتی حدود 40 متر مکعب آب مورد نیاز است.

6-      برای تولید هر تن کاغذ حدود 2400 متر مکعب آب  به کار می‎رود.

7-      برای تولید هر تن مواد شیمیایی حدود 200 متر مکعب آب  به کار می‎رود.

8-      برای تولید هر تن شکر حدود 100 متر مکعب آب  به کار می‎رود.

9-      برای تولید هر تن چرم حدود 6 متر مکعب آب  به کار می‎رود.

10- برای تصفیه هر بشکه نفت حدود 12-4  متر مکعب آب به کار می‎رود.

11- هر نیروگاه برق(Power Station) برای تولید 1Kw.h حدود 200 لیتر آب مصرف  می­کند.

  پژوهش‎های آماری بسیاری درباره مصرف آب در کشورهای پیشرفته انجام گرفته و در نهایت میزان مصرف آشکار آب برای هر نفر در روز حدود 300 لیتر و مصرف نهایی آب برای هر فرد مطابق جدول زیر چیزی حدود 6 هزار لیتر برآورد شده است.

محل مصرف	میزان مصرف به لیتر
کشاورزی و تولید فرآورده‎های غذایی	2600
انرژی الکتریکی و سوخت	2400
صنایع و معادن	700
امور خدمات و بازرگانی	34

در جدول (1) مهمترین ناخالصی‎های آب‎های صنعتی و شیوه حذف آنها به طور فهرست‎وار آورده شده است.

جدول(1)، مهمترین ناخالصی‎های آب و شیوه حذف آنها

شماره	نوع ناخالصی	فرمول شیمیایی	اشکالی که ایجاد می‎کند	شیوه حذف
1	کدورت	-	بد منظره کردن آب، تداخل در روش‎های تصفیه	انعقاد، ته نشینی و صاف کردن
2	رنگ	-	ایجاد کف در دیگ‎های بخار، ممانعت از ترسیب فسفات و باقیماندن در محصولات صنعتی	انعقاد، ته نشینی و صاف کردن و تصفیه با ذغال فعال
3	سختی کل	بر اساس CaCO3	ایجاد سارویه در مبدل‎های حرارتی، دیگ‎های بخار،‌ لوله‎های انتقال آب گرم و تداخل در رنگرزی	نر‎م‎سازی با روش‎های گوناگون و به‎کارگیری مواد فعال سطحی
4	قلیائیت	HCO3- CO32- OH-	ایجاد کف و انتقال مواد جامد در دیگ‎های بخار، ایجاد شکنندگی قلیایی، تولید CO2 به سبب تجزیه کربنات و بی‎کربنات	نرم‎سازی با فرآیندها لایم و لایم سودا، تبادل یونی، نمک‎زدایی
5	اسیدهای معدنی آزاد	H2SO4 HCl	خورندگی	خنثی کردن با بازها
6	دی‎اکسید کربن	CO2	خوردگی در لوله‎های انتقال آب و بخار	هوادهی، تهویه و خنثی کردن با مواد قلیایی
7	تغییرات pH	-	ایجاد خاصیت اسیدی یا بازی در آب	خنثی کردن با افزودن اسید یا باز
8	سولفات	SO42-	بالا بردن میزان مواد جامد محلول آب	نمک‎زدایی، تقطیر
9	کلراید	Cl-	بالا بردن میزان مواد جامد محلول آب	نمک‎زدایی، تقطیر
10	فلوراید	F-	از نظربهداشتی، زیاد و کم بودن آن بر سلامت دندا‎ن‎ها موثر است و از نظر صنعتی چندان مهم نیست.	جذب با هیدروکسید منیزیم یا فسفات کلسیم و انعقاد با زاج
11	سیلیس	SiO2	رسوب در دیگ‎های بخار و لوله‎‎های سرد کننده و پره‎های توربینی و تبخیرکننده‎ها	حذف به کمک اکسید منیزیم،‌ جذب در رزین‎های آنیونی، قلیایی کردن، نمک‎زدایی و تقطیر

ادامه جدول (1)، مهمترین ناخالصی‎های آب و شیوه حذف آنها

شماره	نوع ناخالصی	فرمول شیمیایی	اشکالی که ایجاد می‎کند	شیوه حذف
12	آهن و منگنز	Fe2+ Fe3+ Mn2+	ایجاد رنگ در آب‎ها، ترسیب در لوله‎های آب رسانی و دیگ‎های بخار، تداخل در رنگرزی و تهیه کاغذ و لباس‎شویی‎ها	هوادهی، انعقاد و صاف کردن، نرم‎سازی لایم، رزین‎های کاتیونی و جذب به کمک برخی مواد
13	مواد نفتی	-	ترسیب، کف در دیگ‎های بخار، ایجاد اشکال در تبادل حرارت، ایجاد اشکال در روش‎های تصفیه	جداکردن با مایع، انعقاد و صاف کردن(صافی دیاتومه)
14	اکسیژن	O2	خوردگی در لوله‎‎های آب و بخار	ایجاد خلاء، اکسیژن‎زداهای شیمیایی نظیر سولفیت سدیم و مواد پیشگیری از خوردگی
15	آمونیاک	NH3	خوردگی لوله‎های مسی و آلیاژهای روی	مبادله کاتیونی، سیکل هیدروژن، کلرزنی و خلاء
16	سولفید هیدروژن	H2S	بوی تعفن و خورندگی	هوادهی، کلرزنی و مبادله یونی
17	مواد محلول	Dissolved Solids	در مقادیر زیاد کاربردهای صنعتی آب را محدود می‎کند.	روش‎های مختلف نرم کردن، نمک زدایی و تقطیر
18	مواد معلق	Suspended Solids	ترسیب در مسیرهای جریان آب	انعقاد و لخته‎سازی، ته‎نشینی و صاف کردن