چکیده :
تاريخچه تصفيه آب:
اشاره به روشهاي تصفيه آ ب در اسناد پزشكي زمانهاي قديم ، بيانگر آن است كه بين پاكيزه گي آب و سلامتي بشر ارتباطي مستقيمي وجود دارد . سقراط كه پدر علم پزشكي شمرده مي شود
مي گويد : (( هر كس كه مي خواهد به نحوي شايسته در پزشكي به بررس ي و تحقيق بپردازد بايد
آب مورد مصرف ساكنين يك ناحيه را مورد توجه قرار دهد زيرا آب در سلامت انسانها بسيار نقش دارد)).
منابع تاريخي و تصاوير بدست آمد ه نشان مي دهد كه از دو هزار سال پيش از ميلاد تصفيه آب براي آشاميدن مرسوم بوده است.
در متون سانسكريت ( زبان باستاني هنديها ) و يونان باستان كه متعلق به 2000 سال قبل از ميلاد مسيح مي باشد، روشهاي تصفيه آب توضيح داده شده است . مردم در آن زمان مي دانستند كه حرارت دادن به آب باعث خالص شدن آن مي شود. همينطور از فيلترهاي شني و گرانولي براي تصفيه آب استفاده مي كردند. تصاوير موجود در ديوارهاي مقبره رامسس دوم نشان مي دهد كه 1500 سال قبل از ميلاد، مصريان از روش) coagulation روش شيميايي كه با افزودن مواد شيميايي مختلف به آب، باعث بزرگتر شدن ذرات معلق شده و منجر به ته نشيني مي شود ) براي تصفيه آب استفاده
مي كردند . آنها با افزو دن سولفات آلومينيوم به آب مقدار زيادي از املاح ر ا به طريق ته نشيني جدا مي كردند.
همينطور مصريان با استفاده از سيفون هاي فتيله اي كه آ ب را از ظرفي به ظرف ديگر منتقل
مي نمود ناخالصي هاي معلق در آب را مي گرفتند . اين عمليات نيز در نقاشي هاي مصريان كه متعلق به 13قرن قبل از ميلاد مسيح مي باشد، نشان داده شده است.
روميان با ساختن حوضچه هاي شني در مسير كانالهايي كه آب شهر را تأمين مي كرد ند ذرات معلق همراه آب را جدا مي كردند . در شهر ونيز كه بر روي جزيره اي بدون منبع آ ب شيرين قرار گرفته است آ ب حاصل از بارن دگي از طريق حياط ه ا و بامها به آ ب انبار ها ي شهر هدايت مي شد و در مسير حركت خود از فيلتر هاي شني نيز عبور مي كرد . اولين نوع ا ز اين آب انبارها ، در حدود 5 قرن پس از ميلاد مسيح براي تهيه آب جهت مصارف خصوصي و عمومي ساخته شد.
جابر بن حيان شيميدان ايراني از ر وش تقطير كه در اصل نمونه آزمايشگاهي يكي از روشهاي عمومي تصفيه آب مي باشد، براي مصارف آزمايشگاهي خود استفاده مي كرد.
شرايط جغرافيايي ايران و در دسترس بودن آب شيرين و سالم شايد يكي از علت هاي عدم استفاده گسترده ايرانيان از روشهايي تصفيه آب بوده است . زيرا توجه به آب سالم و آلوده نكردن آن كه مستلزم شناخت انواع بيماريهايي ناشي از آلودگي هاي آب است ، از آموزه هاي اشو زرتشت پيامبر باستاني است.
بقاياي سيستم فاضلاب متمركز شهري در زمان هخامنشيان كه در كاوشهاي سالهاي اخير پيدا شده نشانگر تسلط ايرانيان باستان به آب بوده و چه بسا در بعضي نقاط نيز از روشهاي قديمي تصفيه آب استفاده مي كردند.
شهر بيزلي در اسكاتلند به عنوان اولين شهري ايست كه كل آب مصرفي آن در اوايل قرن 19 مورد تصفيه قرار گرفت . سيستم تصفيه آب متشكل از عمليات ته نشين سازي بود كه متعاقب آن فيلتراسيون نيز انجام مي شد . تصفيه آب به تدريج در اروپا گسترش يافت به طوريكه با پايان قرن 19 بيشتر منابع عمده آب شهري فيلتر مي شدند (اين فيلتر ها از نوع ماسه اي كند بودند).
توسعه تصفيه آب در آمريكا پس از اروپا صورت گرفت . اولين تلاش براي فيلتراسيون در شهر ريچموند ايالت ويرجينيا در سال 1932 انجام گرفت ولي پروژه منجر به شكست گرديد و چندين سال طول كشيد تا تلاش مجددي براي انجام آن صورت پذيرد . پس از پايان جنگهاي داخلي ، تلاشهاي ديگري براي الگوبرداري از روش فيلتراسيون اروپايي انجام شد اما تعداد كمي از آنها با موفقيت همراه بود ز يرا بطور مسلم ماهيت ذرات جامد معلق در رودخانه هاي اروپا با آمريكا تف اوت داشت و فرايند كند فيلتراسيون ماسه اي نمي توانست به خوبي موثر باشد و لذا فيلتر هاي شني تند (تحت فشار ) كه به صورت هيدروليكي تميز مي شد در اواخر قرن 19 ساخته شد كه منجر به كارايي بيشتر فرايند تصفيه آب گرديد.
پي بردن به خواص فيلتراسيون در ربع آخر قرن 19 سبب ساخت و توسعه واحد هاي مختلف فيلتراسيون در سراسر اروپا و آمريكا گرديد بطوريكه در انتها ي قرن، فيلتراسيون به عنوان عامل اصلي جلوگيري از بيماري هايي با منشاء آبي به حساب مي آمد.
پذيرش تئو ري ميكربي در مورد انتقال بيماري ها ، منجر به انجام عمليات گندز دايي بر روي منبع آب مصرفي جامعه گرديد . در ابتدا گندزدايي به صورت موقت با است فاده از پودر هاي رنگبر و هيپو كلريت ها در موارد خاص انجام مي گرفت . اولين واحدي كه به طور دايم آب را كلرينه مي كرد در سال 1902 در بلژيك راه اندازي شد . توليد كلر مايع اولين بار در سال 1909 براي گندزدايي آب آغاز گرديد و در فيلادلفيا به سال 1913 براي اولين بار جهت ضد عفوني آب ، استفاده از ساير مواد مصرفي براي گندزدايي منجمله اُزن توسعه پيدا كرد ولي مصرف آن فراگير نشد . گندزدايي واستفاده وسيع از كلر در منابع آب مصرفي، باعث كاهش بسيار زياد مرگ و مير ناشي از بيماري هايي با منشا آبي گرديد.
ساير فرايندهاي تصفيه آب با سرعت و گستردگي كمتري توسعه يافتند . منعقد سازي همراه با فيلتر شني سريع(تحت فشار) به عنوان فرايند مكمل ته نشيني در ايالات متحده توسعه يافت.
نرم كردن آبهاي سخت در قرن نوزدهم در اروپا انجام مي گرفت اما تا آغاز قرن بيستم براي مصارف عمومي آب گسترش پيدا نكرد همچنين ظرفيت ذغال براي جداسازي مواد آلي محلول درآزمايش هاي مربوط به فيلتر اسيون در اوايل قرن 19 مورد توجه قرار گرفت اما بر اي مصرف عمومي آب استفاد نشد . اصلاح اين ماده و تبديل آن به كربن فعال همراه با استفاده آن در واحدهاي تصفيه آب در سالهاي اخير صورت گرفت.
در قرن بيستم شيرين سازي آب با ظرفيت بالا گسترش پيدا كرد و با ساخت غشاهاي نيمه تراوا و پيدايش روش اسمز معكوس در آمريكا، ظر ف چند سال اين صنعت فراگير شد بطوريكه در حال حاضر كشورهاي حوزه خليج فارس بيش از 30 درصد ظرفيت توليد آب شيرين جهان را دارا مي باشند.
تعداد صفحه:84
فهرست مطالب :
تاريخچه تصفيه آب: 1
فصل اول. 5
توليد آب شيرين به روش رطوبت زني و رطوبت زدايي هوا با استفاده از انرژي خورشيدي. 6
چكيده 6
مقدمه. 6 اصول ترموديناميكي روش HD.. 82. بخش رطوبت زني. 92. بخش رطوبت زدايي. 112. بخش تأمين انرژي. 12 معادلات حاكم. 13
نتيجه گيري. 19
مراجع. 20
فصل دوم. 21
انعقاد الكتريكي روشي نوين در تصفيه آب و فاضلاب.. 22
چكيده 22
مقدمه. 22
انعقاد و شناورسازي الكتريكي. 23
2.تعريف انعقاد(coagulation ) و لخته سازي (Flocculation) 23
2.انعقاد و شناور سازي الكتريكي [1] 24
2.كاربردهاي فرآيند انعقاد الكتريكي. 29
نتيجه گيري[1] : 31
منابع و مراجع. 33
فصل سوم. 35
تصفیه آبهای زیر زمینی با نانو ذرات آهن. 36
فناوري‌نانو غيردرجا 38
فناوري‌نانو درجا 39
ريخت‌شناسي. 41
تحرك.. 44
فصل چهارم. 47
تصفیه آب با استفاده از فناوری نانو 48
چکیده 48
مقدمه. 48
نگاه کلی به تصفیه آب: 49
برخی از معایب شیوه سنتی در تصفیه آب: 50
مقایسه غشاهای NF, RO:
غشاهای NF :
زئولیت ها: 55
پلیمرها: 55
نمک زدایی: 56
دیگر کاربردهای نانو تکنولوژی در تهیه آب پاک: 58
کاربرد نانو ذرات در حذف کاتالیستی آلاینده ها: 58
کاربرد نانو ذرات مغناطیسی در تصفیه آب: 60
بررسی روش های خالص سازی آب با به کارگیری فناوری نانو 60
نانو فیلترها 61
نانو مواد 63
نانو مواد حفره ای. 64
نانو ذرات.. 65
نانوفتوكاتاليست.. 66
كاربردهاي فناوري نانو در محيط زيست و انرژي هاي نو 67
مقدمه. 67
نانولوله هاي كربني. 67
سنتز نانولوله هاي چند لايه اي. 68
سنتز نانولوله هاي چند لايه اي. 68
سنتر نانولوله هاي كربني تك ديواره[3] 69
كاربرد نانولوله ها در جذب گاز 69
نانولوله ها بعنوان حسگر گاز 70
كاربرد نانولوله ها در ذخيره سازي هيدروژن. 71
پيل سوختي. 72
كاربرد نانولوله ها در پيلهاي سوختي براي افزايش كارايي آنها 74
نانوفيلتراسيون و اسمز معكوس.. 75
غشاهاي مورد استفاده در NF و RO..
جمع بندي.
مراجع. 82