اتانول چیست؟

     اصطلاح بیواتانول (یا به فارسی، اتانول زیستی) حتی در متون تخصصی هم با تعبیر ها و مصداق ها ی متفاوتی به کار می رود. پس شاید بهتر باشد بر سر تعریف مشخص و واحدی برای این اصطلاح به توافق برسیم.
     اتانول یا الکل اتیلیک یا فرمول شیمیایی CO2H5OH رامی توان هم به روش پتروشیمیایی (هیدراسیون یا به عبارتی احیای غیرمستقیم و یا احیای مستقیم گاز اتیلن) و هم به روش بیوتکنولوژی (زیست فناوری) از مواد اولیه گوناگون با منشاء طبیعی (زیستی) تولید کرد. به اتانولی که به روش دوم (زیستی) و با بهره گیری از مواد اولیه با منشاء طبیعی، و نه از نفت و گاز (سوخت های فسیلی)، تولید شود «بیواتانول» می گویند.
     وجه تمایز اصلی اتانول تولیدی به روش پترو شیمیایی (یا به اصطلاح ، اتانول سنتیتک) با بیواتانول این است که اولی سوختی است تجدید ناپذیر با منشاء فسیلی، اما دومی سوختی است تجدید پذیر با منشاء غیر فسیلی. این دو محصول به عنوان یک سوخت از نظر خواص فیزیکی و شیمیایی و کاربردی تفاوتی با هم ندارند، اما کاربردهای دارویی، بهداشتی، آرایشی، خوراکی و صنعتیشان با هم متفاوت است.
     امروزه نود و چند درصد اتانول تولیدی در جهان بیواتانول است و اتانول سنتیتک نه از نظر اقتصادی و نه از نظر زیست محیطی چندان مورد توجه نمی باشد.
     و اما کاربردهای دیگر اصطلاح «بیواتانول» در متون و مراجع و اخبار مختلف که البته کاربردهای دقیقی به حساب نمی آید، یکی به جای بیواتانول سوختی است (یعنی بیواتانولی که یا با درجه خلوص 96 درصد به عنوان جایگزین بنزین معمولا به صورت E85 یعنی 85 درصد اتانول و 15 درصد بنزین و یا با درجه خلوص بیش از 2/99 درصد به عنوان افزودنی بنزین معمولا به صورت E10, E5 یعنی 5 یا10 درصد اتانول در بنزین به کار می رود) و دیگری به جای بیواتانول نسل دوم (یعنی بیواتانولی که نه با بهری گیری از مواد اولیه سنتی و مرسوم، شامل گیاهان و محصولات جانبی گیاهان قندی ونشاسته ای، بلکه با بهره گیری از گیاهان ویژه تولید انرژی مثل سویچ گرس و یا از سایر منابع زیست توده مثل منابع لیگنو سلولزی طبیعی و یا پسماندها تولید گردد). در صورتیکه همانطور که در بالا توضیح داده شد، بیواتانول دارای معنی و کاربرد عام تری است.
     این درست است که بیش از 80 درصد بیواتانول تولیدی در جهان به مصرف جایگزینی بنزین و MTBE (مهمترین افزودنی بنزین بدون سرب) می رسد. اما این آمار به مفهوم کم اهمیت بودن سایر مصارف بیواتانول نیست. مصارف غیر سوختی بیواتانول در جهان کاهش نیافته، بلکه با روندی معقول و سالم در حال افزایش تدریجی بوده و هست. این مصارف سوختی بیواتانول است که رشدی تصاعدی و شگفت انگیز داشته و منجر به افزایش سال به سال سهم اتانول سوختی از کل اتانول تولیدی در جهان شده است.
     سعی خواهیم کرد در این وب سایت به تدریج به معرفی کاربردهای مهم دیگر بیواتانول نیز بپردازیم. اما این بار، کاربرد بیواتانول به عنوان مهمترین ضدعفونی کننده طبیعی (غیر شیمیایی) شناخته شده و مورد مصرف در جهان. بیواتانول (یا به عبارت دیگر الکل اتیلیک و یا به عبارت مصطلح تر الکل طبی) و ضدعفونی کننده هایی که بر پایه بیواتانول فرموله و تولید می شوند به چندین دلیل، که دو دلیل آنها از همه مهم تر است، اهمیت زیادی در چرخه بهداشت و درمان دارند:
     1- بیواتانول ضدعفونی کننده ای است طبیعی( از مواد اولیه با منشا گیاهی و نه منشا پتروشیمیایی) ، صد در صد تجزیه پذیر در محیط زیست، بدون عوارض جلدی و داخلی برای مصرف کننده و با طیف عمل نسبتا وسیع.
     2- بیواتانول به عنوان بهترین، کاراترین و کم ضرر ترین ضدعفونی کننده دست هیچ رقیبی بین ضدعفونی کننده های رنگارنگ و متعدد شیمیایی موجود در بازار ندارد. استفاده از بیواتانول برای ضدعفونی کردن دست ها، چه در محیط های بیمارستانی و چه در شرایط زندگی روزمره، بهترین روش شناخته شد و تایید شده برای مقابله با عفونت های بیمارستانی، بیماری های واگیرداری مثل هپاتیت، ایدز، سارس، آنفولانزا( شامل انواع جدید آن مثل آنفولانزای نوع A ) و . . . می باشد.
     متاسفانه در ایران ، به علت بعضی نگرانی ها در مورد احتمال سوء مصرف بیواتانول ( الکل طبی) ، توجه لازم به این ضدعفونی کننده موثر و کم ضرر و مزایای فوق العاده ای که می تواند در کنترل بیماری ها داشته باشد صورت نمی گیرد.

+ نوشته شده در  چهارشنبه شانزدهم فروردین 1391ساعت 7:9  توسط امیرپیرحیاتی  | 

خواص فیزیکی و شیمیایی:

Molecular formula:C2H6O
Molar mass:46.07 g mol−1
Appearance colorless liquid
Density:0.789 g cm-3
Melting point:−114.3 °C, 159 K, -174 °F
Boiling point:78.4 °C, 352 K, 173 °F
Solubility in water miscible
Acidity (pKa):15.9
Viscosity:1.200 cP (20 °C)
Dipole moment:1.69 D (gas)
Flash point:13 °C (55.4 °F)

 

+ نوشته شده در  یکشنبه سیزدهم فروردین 1391ساعت 7:7  توسط امیرپیرحیاتی  | 

کلرزنی:
کلر ابتدا در سال 1908 در شیکاگو به یک سیستم آب همگانی افزوده شد و در از بین بردن بسیاری انواع بیماری های منتقل شده آبی مثل وبا و تب تیفوئید قابل استفاده بود. پیش از کلرزدن بسیاری شهرهای عمده دارای آمار مرگ و میر 1 در 1000 نفر به تنهایی از تیفوئید بودند. کلر برای گندزدایی کردن آب شهرداری به مدت بیش از 80 سال استفاده شده و دارای اثرات مثبت بر بهداشت همگانی بوده است.

هرچند که کلرزنی یکی از متداولترین روشهای شیمیایی گندزادایی است ، اما ازن زنی در فرانسه ، آلمان ، کانادا و شوروی سابق معمول است. در کشورهای اروپایی از دی اکسید کلر برای ضدعفونی کردن استفاده میشود. به طور کلی ماده ضد عفونی کننده شیمیایی ممکن است به دو صورت زیر عمل کند :

1. اکسیداسیون و یا پاره کردن دیواره سلول و نهایتا تجزیه میکروارگانیزم
2. نفوذ به داخل سلول و اختلال در فعالیت سلولی

چنانچه مشهود است در هر دو صورت لاشه میکروارگانیزم در آب باقی خواهد ماند. این لاشه ها ممکن است خود منبع غذایی مناسبی برای سایر انگل ها و باکتریهای که پس از گندزدایی اولیه وارد آب می شوند، گردد.

+ نوشته شده در  یکشنبه سیزدهم فروردین 1391ساعت 6:41  توسط امیرپیرحیاتی  | 

فرآیند کلرزنی امروزه یکی از متداولترین روشهای گندزدایی آب در دنیاست. مهمترین مزایای این فرآیند عبارتند از:

1. کلرزنی فرآیندی ارزان و کم هزینه جهت ضدعفونی کردن آب مصرفی انسان است.
2. کلر دارای اثر باقیمانده در آب است که باعث تضمین نسبی سلامتی آب در تمام مسیر شبکه آب رسانی می شود.

اما معایب و مضرات کلرزنی عبارتند از:

1. کلرباقیمانده در اثر ترکیب با مواد آلی موجود در آب تولید ترکیباتی موسوم به تری هالومتان ها را می کند که بیشتر متخصصان بر سرطان زا بودن این ترکیبات تاکید دارند.
2. کلرزنی باعث کشته شدن میکروارگانیزمهای موجود در آب می شود. این درحالی است که لاشه این میکرو ارگانیزمها در آب باقی می مانند و ممکن است خود منشا آلودگی شوند.
3. تماس کلر با پوست و موی انسان باعث ایجاد حساسیت، ریزش مو و مشکلات دیگر شود.
4. استنشاق گاز کلر ( در استخر یا حمام ) برای ریه انسان مضر می باشد.

5. گروهی از میکروارگانیزمها مانند کریپتوس پرودیوم نسبت به کلر مقاوم هستند و با این روش از بین نخواهند رفت.

 

+ نوشته شده در  یکشنبه سیزدهم فروردین 1391ساعت 6:37  توسط امیرپیرحیاتی  | 

راههای تهیه الکل

مخمر

مخمر آبجو ، قارچی است که با جوانه زدن تکثیر می‌کند، اگر این قارچ در مجاور یک ماده قندی تخمیر شود، موادی از خود خارج می‌کند که خاصیت آنزیمی داشته و موجب دگرگونی قند می‌شود. در بین قندها ، گلوکز به فرمول C6H12O6 است که در انگور وجود دارد، تخمیر شده، الکل می‌دهد (تهیه شراب).
تهیه الکل از گلوکز
آنزیمی که عمل تخمیر گلوکز بوسیله آن انجام می گیرد، زیماز یا الکلاز نامیده می‌شود. هر گاه مخمر آبجو را به گلوکز اضافه کنیم، الکل و دی‌اکسید کربن یا گاز کربونیک بدست می‌آید.

گاز کربونیک + الکل <------- گلوکز

این واکنش در حضور زیماز یا الکاز صورت می‌گیرد.

C6H12O6 → 2C2H5OH + CO2

تهیه الکل از مواد نشاسته دار
برای تهیه الکل از مواد نشاسته دار مانند برنج ، گندم ، ذرت ، سیب زمینی ، آنزیمی به نام مالتاز ، مالت را به مالتوز تبدیل می‌کند. سپس مالتوز بوسیله هیدرولیز (آبکافت) به گلوکز تبدیل می گردد و گلوکز هم تخمیر حاصل می‌کند، گاز کربونیک و الکل می‌دهد (برای تبدیل مالت به مالتوز ، محیط باید اسیدی باشد.)

گلوکز <------ آب + نشاسته

این واکنش در حضور اسیدسولفوریک 2% صورت می‌گیرد.


محلولهای الکلی که از تخمیر بدست می‌آید، از نظر مقدار الکل تفاوت دارند. در شرابها ، 10% و در آبجو 6% و در عرق بیش از 30% تا 50% است. در تخمیر الکلی لازم است که یکی از از فسفات‌ها در محیط عمل باشد تا تخمیر الکلی به آسانی و بسادگی انجام گیرد. بر حسب موادی که در محیط عمل وجود داشته باشند، مواد گوناگونی بدست می‌آید که سودمندترین آنها تبدیل گلوکز به گلسیرین است. مثلا در مجاورت بی‌سولفیت سدیم یا سولفیت هیدروژن سدیم به فرمول NaHSO3 معادله واکنش تخمیر گلوکز چنین است:

گلیسیرین + استالدئید + دی اکسید کربن <------- گلوکز (قند انگور)


C6H12O6 → CH3CHO + C3H5(OH)3 +CO2

تهیه الکل از شراب
نخستین بار ابوبکر محمدبن زکریا رازی از تقطیر شراب در قرع و انبیق ، الکل را بدست آورد. در فرانسه اغلب الکل را از شراب بدست می‌آورند. علاوه بر این روش ، مقدار زیادی الکل صنعتی و نوشابه الکلی را از راه تخمیر بدست می‌آورند. عمل تخمیر بر روی هگزوزها (قند شش کربن‌دار) انجام می‌گیرد، ولی چون در این قندها ماده اولیه گرانبها است، اغلب از چند قندیها (پلی ساکاریدها) مانند نشاسته ، سلولز و ... به عنوان ماده اولیه بهره می‌گیرند. از دی ساکاریدها مانند ملاس کارخانه‌های قند و... هم به عنوان ماده اولیه می‌توان برای تهیه اتیل الکل بهره گرفت.
تهیه الکل از ساکاروز یا قند معمولی
ساکارز را آنزیمی به نام انورتاز (invertase) یا انورتین (invertine) هیدرولیز (آبکافت) می‌کند و به گلوکز و لولز تبدیل می‌نماید.

لولز + گلوکز <------ آب + ساکاروز

C6H12O6 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

این دو واکنش در حضور انورتاز انجام میگیرد.

C6H12O6 → 2C2H5OH + CO2

این واکنش در حضور انورتاز انجام میگیرد.



 
الکل صنعتی

تهیه الکل از راه سنتز
تهیه الکل از اتیلن
نخستین بار برتلو (Berthelot) شیمیدان فرانسوی ، الکل را از اثر آب بر اتیلن به کمک اسید سولفوریک بدست آورد.

سولفات هیدروژن اتیل <------ اسید سولفوریک + اتیلن

C2H4 → C2H5HSO4

الکل + اسیدسولفوریک <----- آب + سولفات هیدروژن اتیل


C2H5HSO4 + H2 → H2SO4 + C2H5OH

تهیه الکل از استیلن
الکل را بیشتر در صنعت از اثر احیا کردن (هیدروژن افزایی) استالدئید بدست می‌آورند. برای تهیه استالدئید از استیلن بهره می‌گیرند:

استالدئید <----- آب + استیلن

در این واکنش از یون جیوه (II) استفاده شده است.

C2H2 + H2O → CH3CHO

الکل اتیلیک <------ هیدروژن + استالدئید

در این واکنش از نیکل احیا شده استفاده شده است

+ نوشته شده در  چهارشنبه نهم فروردین 1391ساعت 4:55  توسط امیرپیرحیاتی  | 
تأثیر سطوح مختلف درصد الکل در خون: 1-    در سطح  5٪ درصد: تفکر ، قضاوت و مهار‌ها شل شده و گاهی گسسته می‌گردند. 2-    در سطح 1/0 درصد: اعمال حرکتی ارادی معمولا به طور مشهود ناشیانه می‌گردند. 3-    در سطح 2/0درصد : عمل تمام ناحیه حرکتی مغز به طور قابل سنجش تسکین می‌یابد. 4-    در سطح 3/0 درصد: شخص معمولا دچار کونفوزیون است و ممکن است حالت بهت پیدا کند. 5-    در سطح 5/0- 4/0 درصد: شخص در حالت اغماء است. 6-    در سطح بالاتر: مراکز ابتدایی مغز، که تنفس و ضربان قلب را کنترل می‌کنند، تأثیر پذیرفته و مرگ فرا می‌رسد. اثرات الکل بر مغز: اثرات الکل بر خواب مصر الکل اثرات نامطلوب بر ساختار خواب دارد . اختصاصاً ، مصرف الکل بر کاهش خواب REM کاهش خواب عمیق و افزایش انقطاع خواب از جمله بیدار شدن‌های مکرر و طولانی‌تر همراه است. لذا اینکه الکل به خوابیدن کمک می‌کند افسانه‌ای بیش نیست.   وابستگی به الکل و سوء مصرف الکل: در ارتباط با وابستگی به الکل و سوء مصرف الکل نیاز برای مصرف مقادیر زیادی الکل برای عملکرد کافی، الگوی مرتب افراط در خوردن الکل محدود به روزهای آخر هفته و دوره‌های طولانی پرهیز و دوره‌های افراط در مصرف الکل به مدت چند هفته یا ماه قویا حاکی از وجود این اختلالات وابسته به الکل است. این الگوها غالبا با رفتارهایی به شرح زیر همراهند. ناتوانی برای قطع یا کاهش مصرف، تلاش‌های مکرر برای کنترل یا کاهش افراط در مصرف الکل از طریق دوره‌های پرهیز موقت یا محدود ساختن صرف الکل به اوقات خاصی از روز، مستی مستمر حداقل به مدت دو روز، ادامه مصرف الکل علیرغم اختلال جسمی جدی که شخص می‌داند مصرف الکل آن را تشدید می‌کند، و نوشیدن الکل غیر خوراکی، نظیر سوخت و محصولات صنعتی حاوی الکل به علاوه افراد مبتلا به وابستگی الکل و سوء مصرف الکل اختلال در عملکرد اجتماعی یا حرفه‌ای نظیر ابراز خشونت ضمن مستی، غیبت از کار ، از دست دادن شغل ، مسایل قانونی (مثلا دستگیر شدن به دلیل رفتار مستانه و تصادف رانندگی ضمن مستی) و مشاجره و اشکال با اعضاء خانواده و دوستان به علت مصرف زیاد الکل، نشان می‌دهند.
+ نوشته شده در  سه شنبه هشتم فروردین 1391ساعت 19:39  توسط امیرپیرحیاتی  | 
الکل
اصطلاح «الکل» به گروه وسیعی از مولکول‌های آلی اطلاق می‌شود که یک گروه هیدروکسیل  -OH پیوسته به اتم کربن اشباع شده است اتیل الکل که گاهی الکل نوشیدنی هم نامیده می‌شود برای خوردن مورد استفاده قرار می‌گیرد.طعم و مزه مشخص مشروبات الکلی مختلف،‌ حاصل روش‌های تولید آنها است، که در محصول نهایی به پیدایش متجانس‌های مختلف می‌انجامد، هرچند متجانس‌ها ممکن است اثرات روان گردان متفاوت بر مشروبات الکلی مختلف ببخشد، این تفاوت‌ها عملا در مقایسه با اثر خود اتانول جزئی است. مع هذا بر حسب اندازه‌های متوسط مشروب‌ها، پزشک می‌تواند تخمین بزند که یک پیمانه مشروب، سطح الکل خون یک شخص 150 پوندی را 15 تا 20 میلی‌گرم در دسی لیتر بالا می‌برد، تقریبا غلظت الکلی است که یک فرد معمولی می‌تواند در هر ساعت متابولیزه کند. جذب الکل: حدود 10 درصد الکل مصرفی از معده و باقی آن از روده کوچک جذب می‌شود مصرف سریع رسیدن به اوج غلظت خونی را تسریع و مصرف تدریجی زمان آن را طولانی می‌کند. بدن در مقابل مغلوب شدن به وسیله‌ی الکل به برخی مکانیسم‌های محافظتی مجهز است، اگر غلظت الکل معده بالا رود، موکوز ترشح شده و دریچه پیلوریک بسته می‌شود،‌به این ترتبیب ممکن است مقادیر زیادی الکل ساعت‌ها در معده غیر قابل جذب بماند، به علاوه اسپاسم پیلور موجب تهوع و استفراغ می‌گردد. الکل پس از جذب شدن به گردش خون، در تمام نسوج بدن پخش می‌شود. آثار مسمومیت زمانی بارزتر است که سطح الکل در خون به سرعت بالا می‌رود تا وقتی که به تدریج جذب و اکسیده شده و سطح آن نزول می یابد. (پدیده ملانبی Melanby-effect) به این دلیل، سرعت جذب رابطه مستقیم با واکنش‌های مسموم کننده (مستی‌بخش)‌دارد. متابولیسم الکل: حدود 90 درصد  الکل جذب شده با اکسیداسیون متابولیزه می‌شود، 10 درصد باقی بدون تغییر توسط کلیه‌ها و ریه دفع می‌شود. بدن می‌تواند حدود 15 میلی‌گرم الکل در دسی لیتر خون را در ساعت متابولیزه کند‌،‌ با طیفی بین 10 تا 34 میلی گرم در دسی لیتر در ساعت. الکل به وسیله‌ی دو آنزیم متابولیزه می‌شود. الکل دهیدروژناز (ADH) و آلوئید دهید روژناز (ALdDH) . الکل در درجه اول توسط کبد متابولیزه می‌شود که بالاترین سطح ADH را دارد ADH کاتالیزور تبدیل به الکل به استالدئید می‌باشد که ماده‌ای بسیار سمی است )ALdDH) کاتالیزور تبدیل استالوئید به اسیداستیک می‌باشد. (ALdDH) به وسیله‌ی دیسیلفرام Antabuse مهار می‌شود دارویی که غالبا در درمان الکلیسم مصرف می شود.   
+ نوشته شده در  سه شنبه هشتم فروردین 1391ساعت 19:32  توسط امیرپیرحیاتی  | 

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: 
آشغالگیری
 ته نشینی
شناورسازی
خنثی سازی و متعادل سازی

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 دارندرابرعهده دارندته 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= pHبه 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.

تصفیه ثانویه

عبارت تصفیه ثانویه به تمامی فرایندهای تصفیه بیولوژیکی انجام شده در تصفیه خانه اعم از هوازی و غیرهوازی اطلاق می شود. روشهای رایج در تصفیه ثانویه فاضلاب عبارتند از:

 روش لجن فعال

هوادهی ممتد

لاگونهای هوادهی
 
استخرهای متعادلسازی
 
تصفیه بی هوازی

روش لجن فعال بصورت یک فرایند پیوسته و با بازگشت مجدد لجن بیولوژیک شناخته می شود. سیستم لجن فعال از سه بخش اصلی تشکیل یافته است

 یک راکتور که در آن میکروارگانیسم های موجود در فاضلاب بصورت معلق و در معرض هوادهی قرار دارند
 
جداسازی فاز جامد از مایع که معمولا در یک تانک جداسازی انجام می شود

یک سیستم برگشتی برای بازگرداندن مواد جامد جدا شده از فاز مایع در تانک جداسازی به راکتور. ویژگی مهم روش لجن فعال شکل گیری مواد جامد لخته شده و قابل ته نشینی است که این مواد در تانکهای ته نشینی از فاضلاب جدا می شوند

هوادهی ممتد (Extended) شبیه روش لجن فعال متعارف بوده اما از جهاتی با آن متفاوت است. ایده اصلی در این روش که آنرا از روش لجن فعال متعارف متمایز می کند، به حداقل رساندن میزان لجن اضافی تولید شده می باشد. این امر از طریق افزایش زمان ماند تامین می شود. بنابراین حجم راکتورها در این روش از حجم راکتورهای لازم برای روش لجن فعال بزرگتر است

لاگونهای هوادهی حوضهایی با عمق 1.5 تا 4.5 متر هستند که در آنها اکسیژن دهی به کمک واحدهای هوادهی انجام می شود. جریان در لاگنهای هوادهی بصورت یکطرفه بوده و لجن دوباره به آن بازنمی گردد.

استخرهای متعادلسازی از هیچ تجهیزی جهت هوادهی استفاده نمی کنند. اکسیژن مورد نیاز این استخرها از طریق هوای عبوری از سطح فاضلاب و نیز جلبکها که با انجام عمل سنتز اکسیژن تولید می کنند، تامین می شود. استفاده از این روش زمانی امکان پذیر است که مساحت زیاد زمین با قیمت پایین در دسترس بوده و کیفیت مطلوب پساب تصفیه شده چندان بالا نباشد.

تصفیه بی هوازی علاوه بر تصفیه فاضلاب در هضم لجن نیز بکار می رود. این فرایند شامل دومرحله است:
 
1-تخمیر اسید

 2-تخمیر متان

در مرحله تخمیر اسید، مواد آلی به اسیدهای آلی و عمدتا اسید استیک می شکنند. در مرحله تخمیر متان، میکروارگانیسمهای متان اسیدهای آلی را به متان، دی اکسیدکربن و یک اسید با زنجیره کربن کوتاهتر تبدیل می کنند.

روش تصفیه بی هوازی به دلیل اینکه از هیچ تجهیزی استفاده نمی کند، روشی ارزان است. از طرف دیگر زمان ماند مورد نیاز آن در مقایسه روشهای هوازی بسیار بیشتر است. بوی بد حاصل از فرایند بی هوازی، که عمدتا ناشی از تولید H2S می باشد، سبب شده تا استفاده از این روش بخصوص در مناطق شهری با محدودیت مواجه شود.

+ نوشته شده در  دوشنبه هفتم فروردین 1391ساعت 7:37  توسط امیرپیرحیاتی  | 

در هر جامعه ای فاضلاب و آلاینده های هوا تولید می شود و فاضلاب تولید شده ضرورتا می بایست دوباره به آن بازگردد. از نقطه نظر تولید، فاضلاب بصورت ترکیبی از آب و یا هر مایع دیگر و مواد زائد موجود در آن که در مناطق مسکونی، تجاری و یا صنعتی تولید می شوند تعریف می شود. این مواد ممکن است به آبهای زیر زمینی  و یا سطحی نیز نفوذ یابندراه یابندهرگاه فاضلاب تصفیه نشده تجمع پیدا کند، تجزیه مواد ارگانیک موجود درآن منتهی به وضعیت آزاردهنده ای از جمله تولید گازهای بدبو می شود. به علاوه فاضلاب تصفیه نشده حاوی تعداد زیادی از میکروارگانیسم های بیماری زا است که می توانند در بدن انسان رشد کنند. فاضلاب همچنین حاوی مواد غذایی مناسب جهت رشد گیاهان بوده و ممکن است حاوی ترکیبات سمی و یا ترکیباتی با قابلیت ایجاد سرطان نیز باشد. به دلایل فوق حذف سریع و بدون مشکل فاضلاب از منابع تولیدکننده آن، تصفیه، آماده سازی جهت استفاده مجدد و یا دفع به محیط امری ضروری به جهت حفظ سلامتی افراد و نیز محیط زیست است مهندسی فاضلاب شاخه ای از مهندسی محیط زیست است که در آن اصول پایه دانش و مهندسی مرتبط با تصفیه فاضلاب بکاربرده می شود. انتخاب فرایند تصفیه و نیز نحوه توالی فرایندها به عوامل زیادی از جمله عوامل زیر وابسته است:

 مقدار مواد سمی موجود در فاضلاب

PH-TSS-BOD,...خصوصیات فاضلاب از قبیل 

کیفیت مطلوب پساب تصفیه شده

  هزینه ها و دسترسی
 
ملاحظات مربوط به ارتقا در کیفیت آب تصفیه شده، وابسته است.

+ نوشته شده در  دوشنبه هفتم فروردین 1391ساعت 7:15  توسط امیرپیرحیاتی  | 

ویناس:

در کارخانجات الکل ایران، پس از تخمیر ملاس توسط مخمرها، قند تبدیل به الکل می‌شود و پسماند ملاس که حاوی اسیدهای آمینه متنوع است تحت عنوان ویناس به تصفیه خانه فاضلاب هدایت می‌شود. در حالی که در سالهای اخیر بجای تجزیه آن به فکر غلیظ کردن این ماده افتاده اند تا از ایجاد بوی متعفن و گرفتن فضای زیاد جلوگیری نمایند ولیکن این ماده ارزشمند در ایران، بدون استفاده مانده است.

+ نوشته شده در  شنبه پنجم فروردین 1391ساعت 21:15  توسط امیرپیرحیاتی  | 

:انواع تقطیر

1-تقطير تبخير ناگهانی:

دراين نوع تقطير،خطوطي از مواد نفتي که قبلاً در مبدل هاي حرارتي و يا کوره گرم شده اند، بطورمداوم به ظرف تقطير وارد مي شوند و تحت شرايط ثابت، مقدار ي ازآنها بصورت ناگهاني تبخير ميشوند. بخارهاي حاصل بعد ازميعان ومايع باقي مانده درپايين برج بعدازسردشدن بصورت محصولات تقطيرجمع آوري ميشوند.عيب اين نوع تقطير،خلوص بسيارکم محصولات است.


2-تقطير با مايع برگشتي:
اگر در روش 1 بخار حاصل را بعد از مايع کردن دوباره به داخل برج برگردانيم -اين مايع،مايع برگشتي خوانده مي شود-. تقطير با مايع برگشتي خوانده ميشود. در اين روش مايع برگشتي با بخارات در حال صعود در تماس قرار داده مي شود تا انتقال ماده و انتقال حرارت، صورت گيرد.از آنجا که مايعات در داخل برج در نقطه جوش خود هستند،پس در هر تماس از بخار،تبديل به مايع مي شودو بلعکس.
در نهايت تماس ها منجر به فراهم آمدن بخاري اشباع از هيدرو کربن ها با نقطه جوش کم و مايعي اشباع از مواد نفتي با نقطه جوش زياد ميباشد.
دراين روش، بخاطر استفاده از تماس بخار و مايع ميتوان محصولات مورد نياز را با هر درجه خلوص توليد کرد،البته به شرط اينکه به مقدار کافي مايع بر گشتي وسيني در برج موجود باشد . ابزار ما براي تغيير درجه جوش در اين روش مقدار مايع برگشتي و يا تعداد سيني هاي داخل برج مي باشد.
بايد به اين نکته توجه کرد که با افزايش مايع برگشتي به منظور افزايش درجه خلوص به همان مقدار مصرف سوخت نيز بالا مي رود، چون اين از نظر اقتصادي براي ما بصرفه نيست، تعداد سيني ها را در برج افزايش مي دهيم.


3- تقطير نوبتي:
اين نوع تقطير در قديم بسيار متداول بوده، ولي امروز بعلت نياز نيروي انساني و ضرورت ظرفيت زياد ، اين روش کمتر مورد توجه قرار ميگيرد . اين روش صرفاً در صنايع دارويي و رنگ و مواد آرايشي و مواد مشابه بکار برده ميشود و در صنايع پالايش نفت در موارد محدود مورد استفاده قرار مي گيرد.بنابراين در موارد زير،تقطير نوبتي از نظر اقتصادي قابل توجه ميباشد:
1- تقطيردر مقياس کم 2- ضرورت تغييرات زياد در شرايط خوراک محصولات مورد نياز3-استفاده نامنظم از دستگاه4-تفکيک چند محصولي5-عمليات توليد متوالي با فرآيند هاي مختلف.


4- تقطير مداوم:
امروز از اين روش به دليل اقتصادي بودن درتمام عمليات پالايش نفت استفاده مي شود.در اين روش براي يک نوع مخلوط ورودي مشخص و برش هاي تعيين شده شرايط عملياتي ثابت بکار گرفته مي شود. به همين علت در مقايسه با روش تقطير نوبتي به مراقبت و نيروي انساني کمتري احتياج دارد.

محصولات روش تقطير مداوم عبارتند از:
1- گاز اتان و متان بعنوان سوخت پالايشگاه 2-گاز پروپان و بوتان بعنوان گاز مايع و خوراک واحدهاي پتروشيمي 3- بنزين موتور و نفتهاي سنگين بعنوان خوراک واحد هاي تبديل کاتاليستي براي تهيه بنزين بادرجه آروماتيسيته بالاتر 4-حلال ها 5- نفت سفيد6- سوخت جت سبک و سنگين 7- نفت گاز 8- خوراک واحد هاي هيدرو کراکينگ و واحد هاي روغن سازي 9- نفت کوره و 10- انواع آسفالت ها.


در اين روش ابتدا نفت خام را تا حدود 400 گرم مي کنند تا بخاري داغ و مخلوطي سيال توليد کند که وارد برج تقطير مي شود. در اين برج بخارها بالا مي روند و درنقاط مختلف و درطول برج متراکم و به مايع تبديل مي شوند. اجزايي که نقطه جوش کمتري دارند(يعني فرار ترند)بيشتر از اجزايي که نقطه جوش بيشتري دارند ،به حالت گاز باقي مي مانند. اين تفاوت در گستره هاي نقطه جوش امکان مي دهد که اجزاي نفت از هم جدا شوند. به همان طريقي که در يک تقطير آب و الکل بطور جزئي از هم جدا مي شوند. بعضي از گاز ها مايع نمي شوند و از بالاي برج بيرون مي روند. باقي مانده تبخير نشده نفت نيز در ته برج جمع مي شوند.

برج هاي تقطير:
بطور کلي برج تقطير شامل 4 قسمت اصلي مي باشد:
1- برج 2-سيستم جوشاننده 3-سيستم چگالنده 4-تجهيزات جانبي شامل انواع سيستم هاي کنترل کننده ، مبدل هاي حرارتي مياني،پمپ ها و خازن جمع آوري محصول.


1- برج: برج هاي مورد استفاده در صنعت در 2 دسته اساسي زيرطبقه بندي مي شوند 1- برج هاي سيني دار 2- برج هاي پر شده .
1-1- برج هاي سيني دار ؛ اساساً در 4 دسته زير خلاصه مي شوند . الف: برج هاي سيني دار از نوع کلاهک هاي (فنجاني) ب: برج سيني دار از نوع غربالي پ : برج سيني دار از نوع در يچه اي ت: برج سيني دار از نوع فوراني .


طرز کار يک برج سيني دار: بطور کلي فرآيند هايي که در يک برج سيني دار اتفاق مي افتد، عمل جداسازي مواد است.در فرآيند تقطير منبع حرارتي (جوشاننده)،حرارت لازم راجهت انجام عمل تقطيرو تفکيک مواد سازنده يک محلول تأمين مي کند . بخار بالا رونده از برج با مايعي که از بالاي برج بسمت پايين حرکت مي کند ، بر روي سيني ها تماس مستقيم پيدا مي کنند.اين تماس باعث افزايش دماي مايع روي سيني مي شود و در نهايت باعث نزديک شدن دماي مايع به دماي حباب مي شود .با رسيدن مايع به دماي حباب به تدريج اولين ذرات بخارحاصل مي شود که اين بخارات غني از ماده فرار (ماده اي که از نقطه جوش کمتر يا فشار بالاتري برخوردار است) مي باشد.ازطرف ديگردر فاز بخار مواردي که از نقطه جوش کمتري برخوردار هستند تحت عمل ميعان قرار گرفته و بصورت فاز مايع به سمت پايين برج حرکت مي کند. مهمترين عملکرد يک برج ايجاد سطح تماس مناسب بين فازهاي بخار و مايع است. هرچه سطح تماس افزايش يابد عمل تفکيک با راندمان بالاتري صورت مي گيرد.


2- سيستم جوشاننده: جوش آورها عموماً در قسمت انتهاي برج و کنار آن قرار داده مي شوند و وظيفه تأمين حرارت يا انرژي لازم را براي انجام عمل تقطير به عهده دارند. معمولاً بعنوان يک مرحله تعادلي درعمل تقطير و بعنوان يک سيني در برج هاي سيني دار در نظر گرفته مي شوند.
انواع جوش آور ها عبارتند از: 1- ديگ هاي پوشش 2-جوش آورهاي داخلي3-جوش آور نوع
Kettle 4-جوش آور ترموسيفوني عمودي 5-جوش آورترمو سيفوني افقي 6- جوش آور نوع سير کلاسيون اجباري.


3-سيستم چگالنده:
نقش چگالنده اساساً تبديل بخارهاي حاصل از عمل حرارت دهي به مخلوط،به مايع است. اين امردر اصطلاح ميعان يا چگالش ناميده مي شود و دستگاهي که اين عمل در آن رخ مي دهد چگالنده نام دارد. بطور کلي چگالنده ها به 2 نوع تقسيم مي شوند؛
1-چگالنده هاي کامل 2-چگالنده هاي جرئي.


در صورتي که تمام بخار بالاي برج به مايع تبديل شود و بخشي از آن وارد برج شده و بخشي ديگر آن وارد مخزن جمع آوري محصول مي گردد عمل ميعان کامل انجام شده است. اما اگر بخشي از بخارهاي حاصل مايع شده و بخشي ديگر بصورت بخار از چگالنده خارج شود به آن يک چگالنده جزئي گفته مي شود.
حال به بررسي انواع برج هاي نام برده در بالا خواهيم پرداخت.


1- برج هاي تقطير با سيني کلاهدار(کلاهکي):
در اين نوع برج ها ، تعداد سيني ها در مسير برج به نوع انتقال ماده و شدت تفکيک بستگي دارد. قطر برج و فاصله ميان سيني ها به مقدار مايع و گازي که در واحد زمان از يک سيني مي گذرد وابسته است ،از آنجاييکه روي هر يک از سيني ها تغيير فاز رخ مي دهد هر يک از اين سيني ها يک مرحله تفکيک تلقي مي شوند. براي اينکه بازدهي انتقال ماده در هر سيني به بيشترين حد برسد بايد زمان تماس ميان دو فاز و سطح مشترک آنها به بيشترين حد ممکن برسد.



بخش هاي مختلف برج تقطير با سيني کلاهدار:
بدنه و سيني ها: جنس بدنه معمولاً از فولاد ريخته است و جنس سيني ها از چدن.فاصلۀ سيني ها را معمولاً با توجه به شرايط طراحي، درجه خلوص و بازدهي کار جدا سازي انتخاب مي کنند.با بيشتر شدن قطر برج، فاصلۀ بيشتري براي سيني ها در نظر گرفته مي شود.
سرپوش ها يا کلاهک ها:جنس آنها از چدن مي باشد و نوع آنها با توجه به نوع تقطير انتخاب مي شود و تعدادشان در هر سيني به بيشترين حد مجاز عبور گاز از سيني بستگي دارد.
موانع يا سدها: براي کنترل بلندي سطح مايع روي سيني به هر سيني سدي به نام"ويير
Wier " قرارمي دهند تا از پايين رفتن سطح مايع از حد معيني جلو گيري کند. بلندي سطح مايع درون سيني بايد چنان باشد که گازهاي بيرون آمده ازشکافهاي سرپوش ها بتوانند از درون آن گذشته و زمان گذشتن هر حباب به بيشترين حدممکن برسد. اثر افزايش زمان گذشتن حباب ازمايع، زمان تماس گاز و مايع زياد شده، بازده سيني ها بالا مي رود.


2-برج هاي تقطير با سيني مشبک (غربالي):
در اين نوع برج ها ، اندازه مجراها يا شبکه ها بايد چنان تعيين شود که فشار گاز بتواند گاز را از مايع با سرعتي مناسب عبور دهد. عامل مهّمي که دربازده اين سيني ها مؤثر است، شيوه کارگذاري آنها در برج است اگراين سيني ها کاملاً افقي قرار نداشته باشند، بلندي مايع درسطح سيني يکنواخت نبوده و گذر گاز از همۀ مجرا ها يکسان نخواهد بود.
يک نکته قابل تأمل دراين نوع برج،خورندگي فلز سيني هاست چون براثر خورندگي ، قطر سوراخ ها زياد مي شود که در نتيجه مقدار زيادي بخار با سرعت کم از درون آن مجاري خورده شده گذر خواهد کرد.(مي دانيم که اگر سرعت گذشتن گاز از حد معيني کمتر گردد مايع از مجرا به سوي پايين حرکت کرده بازدهي کار تفکيک کاهش خواهد يافت).

3-برج هاي تقطير با سيني هاي دريچه اي:
اين نوع سيني ها مانند سيني هاي مشبک هستند با اين اختلاف که دريچه اي متحرک روي اين مجرا را گرفته است.در صنعت نفت دو نوع از اين سيني ها بکار ميروند:
1-انعطاف پذير: همانطور که از نام آن بر مي آيددريچه ها مي توانند بين دو حالت خيلي باز يا خيلي بسته حرکت کنند.
2- صفحات اضافي: دراين نوع سيني ها دو دريچه يکي سبک که درکف سيني قرار مي گيرد و ديگري سنگين که برروي سه پايه اي قرارگرفته، تعبيه شده است. هنگاميکه بخار کم باشد، تنها سرپوش سبک به حرکت درمي آيدواگر مقدار بخار از حد معيني بيشتر باشد ، هردو دريچه حرکت مي کنند.

4- برج هاي انباشته(پر شده):
دربرج هاي انباشته، به جاي سيني ازتکه ها يا حلقه هاي انباشتي استفاده ميشود.در برج هاي انباشته حلقه ها يا تکه هاي انباشته بايد به گونه اي انتخاب شوند که دو هدف زير را عملي کنند:
1-ايجاد بيشترين سطح تماس ميان مايع و بخار 2-ايجاد فضاي مناسب براي گذاشتن سيال از بستر انباشته.
مواد انباشتي بايد داراي تمايل ترکيب با سيال درون برج نباشند و نيز بايد به اندازه کافي مستحکم باشندتا براثراستفاده شکسته نشود و تغييرشکل ندهند
اين را هم بدانيم که مواد انباشتي را به 2 روش درون برج قرار مي دهند:
1-پرکردن منظم : ازمزاياي اين نوع پرکردن،کمتربودن افت فشاراست که درنتيجه حجم بيشر مايع را ازآن گذراند.
2-پرکردن نامنظم : از مزاياي اين نوع پر کردن ،ميتوان به کم هزينه بودن آن اشاره کرد ولي افت فشار بخار درگذر برج زياد خواهد بود.

مقايسه برج هاي انباشته با برج هاي سيني دار:
دربرج هاي انباشته عموماً افت فشار نسبت به برج هاي سيني دار کمتر است ولي اگردر مايع ورود برج ،ذرات معلق باشد ،برج هاي سيني دار بهتر عمل مي کنند.زيرا در برج هاي انباشته ،مواد معلق ته نشين شده وسبب گرفتگي و برهم خوردن جريان مايع مي گردد.
اگر برج بيش ازحدمتوسط باشد، برج سيني دار بهتر است زيرا اگر در برج هاي انباشته قطر برج زياد باشد تقسيم مايع در هنگام حرکت از بستر انباشته شده يکنواخت نخواهد بود. در برج هاي سيني دار ميتوان مقداري از محلول را به شکل فرآيندهاي کناري از برج بيرون کشيد، ولي در برجهاي انباشته اين کار شدني نيست.کارهاي تعميراتي در درون برج هاي سيني دارآسانتر انجام مي گيرد.تميز کردن برج هاي انباشته ، از آنجا که بيش از هر چيز آنها را خالي کرده و بعد آنها را تميز نماييم ، بسيار پرهزينه خواهد بود

 

+ نوشته شده در  شنبه پنجم فروردین 1391ساعت 9:5  توسط امیرپیرحیاتی  |