حذف گازها از آب

گاز زدايي از آب (Degasification) :

گازهاي مختلف زيادي مي توانند در آب به صورت محلول وجود داشته باشند . هيدروژن سولفيد ، كربن دي اكسيد ، اكسيژن ، آمونياك ،كلرين و نيتروژن از جمله گازهايي هستند كه بيشتر از بقيه گازها در آب وجود دارند. نوع و ميزان گازهاي محلول در آب به شرايط محيطي ،منبع آب ،مسير عبور آب ، دما و فشار و جنس گاز بستگي دارد. گازهاي موجود در آب به دو صورت مي توانند وجود داشته باشند ، يك دسته مثل اكسيژن و نيتروژن همواره ، به صورت گاز در آب موجودند ، ولي گازهايي چون دي اكسيد كربن ،هيدروژن ، سولفيد و آمونياك با توجه به PH آب مي توانند هم به صورت تركيب نشده (گاز) در آب موجود باشند و هم مي توانند با آب تركيب شده و توليد يون كنند كه در اين صورت براي حذف آنها بايد عملياتي را كه براي حذف يون ها بكار برده ميشود ،مورد استفاده قرار داد.

اثرات ناخالصي هاي گازي آب :

اكسيژن ونيتروژن از جمله گازهاي محلول در آب هستند كه در اثر تماس آب با هوا در آب حل مي شوند.
نيتروژن : اين گاز حلاليت كمي در آب دارد و نيز به دليل ميل تركيبي خيلي كم ، مشكل چنداني ايجاد نمي كند.
اكسيژن : اكسيژن به همراه PH كم خاصيت خورندگي شديدي دارد . يكي از جدي ترين مسائلي كه اكسيژن مي تواند ايجاد كند ،خوردگي حفره اي است. البته حلاليت اكسيژن در دما و فشارهاي مختلف ، تغيير مي كند.
دي اكسيد كربن : اين گاز در اثر حل شدن در آب به آن خاصيت خورندگي مي دهد ، ضمن اينكه خورندگي اكسيژن را نيز تشديد مي كند.
كلر : گازي است كه به صورت طبيعي در آب وجود ندارد و معمولا در مرحله كلر زني به منظور ضدعفوني كردن ، وارد آب مي شود.
هيدروژن سولفيد : اين گاز در آب موجب خوردگي جداره لوله هاي فولادي مي شود و با تشكيل رسوب سولفور آهن و ته نشيني آن روي رزين هاي تعويض يوني موجب تخريب رزين ها مي شود.

روش هاي حذف گازهای محلول در آب :

به طور كلي براي حذف ناخالصي هاي گازي آب دو شيوه عمده وجود دارد :
الف) روش هاي فيزيكي حذف گازها
ب) روش هاي شيمايي حذف گازها
در موارديكه حجم آب مورد تصفيه زياد و غلظت گازهاي محلول بالا باشد از روش فيزيكي استفاده مي شود چون اين روش از نظر اقتصادي مقرون به صرفه خواهد بود. هزينه هاي سرمايه گذاري ، تجهيزات و دستگاههاي مورد استفاده در اين شيوه بالاست ولي در مجموع با صرفه تر از روش هاي شيميايي خواهد بود.
مزيت روش شيميايي نسبت به فيزيكي در آن است كه در روش شيميايي مي توان گفت كه حذف گازها از آب به طور كامل انجام مي شود در حاليكه در روش فيزيكي هيچ گاه حذف گازها صد درصد نيست و احتياج به عمليات شيميايي به صورت تكميل كننده خواهد بود.
برخي از روشهاي فيزيكي حذف گاز عبارتند از :
1) افزايش دماي آب :

با اين عمل ، فشار بخار آب افزايش مي يابد و بر طبق قانون دالتون ، چون فشار كل گازها برابر با مجموع فشارهاي جوي گازها مي باشد لذا با افزايش بخار آب ، فشار جزئي گازهاي ناخالص كاهش مي يابد و مقداري از گاز محلول در آب خارج مي شود.
2) گاززدايي تحت فشار :

با تحت فشار قرار دادن سطح آب توسط يك گاز بي اثر مي توان گازهاي محلول در آب را خارج نمود. معمولا در صنعت به جاي استفاده از يك گاز بي اثر نظير ازت ، از بخار آب براي تغيير فشار كمك مي گيرند ضمن اينكه دماي آب افزايش يافته و به گاز زدايي كمك خوهد شد.
3) هوادهي (Aeration) :

هوادهي فرآيندي است كه درآن آب و هوا در تماس نزديك با هم قرار داده مي شوند. از هوادهي براي حذف ساير گازها به جز اكسيژن استفاده مي شود. در اثر هوادهي ميزان اكسيژن محلول در آب افزايش مي يابد و در نتيجه فشار جزيي اكسيژن افزايش يافته و فشار جزئي ساير گازها كم شده و از آب خارج مي شوند. هوادهي براي موارد مختلفي بكارگرفته مي شوند كه عبارتند از :
1)حذف گاز هيدروژن سولفوره و تركيبات آلي
2) حذف گاز كربنيك
3) حذف گازهايي مانند متان كه تجمع اين گاز در يك محيط بسته مي تواند سبب انفجار شود.
در روش هوادهي آب زائد توسط افشانك هايي به صورت قطرات ريز از بالا به پايين پاشيده مي شود و هوا از پايين به بالا جريان مي يابد و تماس بين دو فاز برقرار مي شود كه اين كار توسط دستگاهي به نام (Degasor) انجام مي شود.
4) هوازدائي سرد (Cold dearation) :
هوازدايي سرد به گونه اي است كه هيچ هوايي به داخل آب دميده نمي شود بلكه با خلائي كه توسط يك مولد خلا ايجاد مي شود ، فشار روي سطح آب كاهش مي يابد و درجه حرارت آب به دماي اشباع مي رسد و با اين كار بخار آب توليد مي شود كه وجود آن باعث كاهش زياد فشار جزئي همه گازها مي شود در دماي اشباع از نظر تئوري همه گازهاي محلول در آب از آن خارج مي شوند. در روش هوادهي سرد ، با صرفه ترين روش ، ايجاد خلا توسط جت بخار مي باشد. يكي از مشكلات اين روش كه سبب عدم استفاده از آن به طور وسيع در صنايع ميشود ، كنترل خلا در برج هاي هوازدايي سرد مي باشد . از جمله مزاياي روش هوازدايي سرد اين است كه به دليل نبودن اكسيژن در آب از اكسيداسيون رزين هاي آنيوني جلوگيري مي شود و در نتيجه عمر رزين كاهش نمي يابد.
5) هوازدايي گرم (Hot Dearation) :
در هوازدايي گرم ، دماي آب را تا دماي اشباع در فشار داخل هوازدا مي رسانند تا اكسيژن و ديگر گازها از آب خارج شوند. چون هدف حذف گازهايي مانند اكسيژن و كربن دي اكسيد است از دميدن هوا استفاده نمي شود بلكه از بخار آب استفاده مي شود. در اين صورت بخار آب ورودي ، دماي آب را تا دماي اشباع افزايش مي دهد و از نظر تئوري انتظار مي رود كه همه گازهاي محلول در آب از آن خارج مي شوند