المياه المحلاة/ اللايونية

فمن الصعب العثور على تعاريف و معايير واضحة  المياه اللايونية. ربما كانت أسهل وسيلة لتعريف في هذا الموضوع من إ نتناج مياه نقية و من المقرر أن يبد أ  مع أقدم وأفضل معرفة الطريقة: التقطير.

الماء المقطر هو الماء اللذي سبق غليه في جهاز يسمى " ستيل" و من ثم يعيد تخصيره في وحدة التبريد  ("المكثف)  للعودة بالمياه السا ئلة    .يستخدم التقطير في تنقية المياه. الملوثات مثل الأملاح الذائبة تركت وراءها في وعاء يغلي مثل بخار الماء يرتفع بعيدا. قد لا تعمل إذا كانت  الملو ثات منقلبة حتى يتسنى لهم أيضا تغلى و إعادة التكثف    , مثل وجود بعض الكحول المذاب    . بطريقة  أنيقة جدا  "ستيلس" بشكل اتنقائي يمكن التخلص (تسييل) المياه من المواد المتفجرة الأخرى , و لكن معظم عمليات التقطير تسمح ترحيل ما لا يقل عن بعض  المواد الطيارة, و القليل من المواد المتفجرة اللتي جرت في الماء تبار البخار و انفجرت الفقاعات على سطح الماء المغلي. الطهارة القصوى  من مثل هذه الأجهزة هي عادة" 1.0 موسم" و حيث لا توجد حماية من ثاني أكسيد       مذابة في نواتج التقطير و أ.س. الهيدروجيني يتراوح عموما بين5 . 4 -5.0  الكربون co2   . زيادة على هذا عليك أن تكون حريصا على عدم إعادة تلوث المياه بعد التقطير  .

نظريا , يمكن إزالة  % 100  من الأملاح

المياه اللا معدنية : أي  عملية تستخدم لأزالة المعادن من المياه , أي كانت تسمى  على المدي المقتصر عملية التباد ل الأيوني. ^[1]

الميا ه جد  نقية: المياه ذات درجة عالية من المعالجة  و ذات مقاومة عالية و ليس عضوية , يستخدم عادة في صناعة أشباه المواصلات و الصناعات الدوائية^]

• حامض قوي الموجبة + + قاعدة قوية من أنيون نظم راتنج
  تكون هذه النظم من سفينتين واحد يحتوي على تبادل الأيونات الموجبة راتنج  في الهيدروجين (H+)الهيدروجين و الأخر يحتوي على ذرات الراتنج السالبة الشحنة في الهيدروكسيل  (OH-) شكل (انظر الصورة أد ناه).

  تدفق المياه من خلال العمود الموجبة , و عندها كل الكاتيونات يتم تبادل الأيونات الهيدروجين

  .

  الماء  المنعد مة من الكاتيونات يتم تدفقها عبر عمود الأنيون . هذ ه المرة  كل الأيونات سالبة الشحنة يتم تبادل لأيونات هيدروكسسيد اللذي يتحد مع أيونات الهيدروجين لتشكييل   (H₂O).
  هذ ه النظم تزيل جميع الأيونات , بما في ذللك السيليكا . في معظم الحالات , يستحسن للحد من تدفق ايونات تمريرها إلى مبادل أنيون عن طريق تركيب وحدة إزالة CO₂  بين السفن و التبادل الأيوني . هذا  يقلل من محتويات         CO₂  إلى بضعة  ملغ/لتر  تخفيضا في قاعدة قوية متبوعة بأنيون راتنج في حجم و متطلبات التجد يد.

  بصفة عامة على الكاتيون حامض قوي و قاعدة قوية من أنيون راتنج النضام هو أبسط ترتيب و

   اللا يوني في طائفة واسعة من التطبيقات يمكن الحصول عليها معها .

• حامض قوي الموجبة + ضعف القاعدة أنيون + قاعدة قوية من أنيون نظم راتنج

  
  هذا المزيج يختلف من النوع السابق  . أنه يقدم نفس النوعية من المياه اللا يونية في حين تقدم المزايا الإقتصادية  عند معالجة المياه اللتي تحتوي على حمولات عالية من الأنيونات القوية ( الكلوريدات  و الكبريتات ).العنوان الفرعي يدل على أنّ النظام مجهز لضعف  اضافية أنيون مبادل قاعدة قوية قبل النهائي أنيون قاعدة مبادل .

  وحدة  CO₂ قد يكون اختياري ,هي وحدة الإزالة تكون مثبتة إما بعد مبادل الموجبة , أو بين اثنين من مبادلات أنيون (انضر الصورة أدناه). التجد يد للمبادلات أنيون يحد ث مع حل  الصودا الكاوية يمر أولا من خلال قاعدة قوية من راتنج و من ثم من خلال راتنج ضعف القاعدة.

  يتطلب هذا الأسلوب أقل من الصودا الكاوية من الطريقة اللتي وصفت من قبل بسبب ما تبقى من تجد يد حل بعد قاعدة قوية من أنيون مبادل و عادة ما يكفي لتجد يد راتنج ضعيفة تماما

  . و علاوة على ذلك , عندما المياه الخام يحتوي على إنتاج عالي من المواد العضوية , و ضعف القاعدة راتنج يحمي قاعدة قوية من راتنج.^]

• مختلط السرير اللا يوني

  
  في سرير مختلطة اللا يونية الموجبة لتبادل و أنيون راتنجات التبادل ارتباطا وثيقا مختلطة و الواردة في سفينة واحدة  الضغط.

  راتنجات الأثنتين  هما مختلطة من الأثارة مع الهواء المضغوط , حتى أنّ ثقب  السريريمكن أن تعتبرها عدد لا نها ءي من أنيون و مبادلات الأيونات الموجبة في سلا سل (مختلط السر ير راتنج)

  (lمختلط السرير راتنج). ^[2,3]
  
  للأ ضطلاع التجد د , و الراتنجات منفصلان مائيا خلال مرحلة التخفيف . كما راتنج أنيون هو أخف من الراتنج الموجبة يرتفع إلى أعلى , في حين أن الراتنج الموجبة تقع إلى أسفل .

  بعد خطوة الفصل ,يتم التجد يد مع الصودا الكاوية و حامض قوي

  .

  أي   زائدة  في  معيد للتوليد تتم بالإزالة و ذلك بدهن كل سر ير على حدى.

  مزايا نظم السر ير مختلطة هي على النحو التالي:
  
  المياه اللتي يتم الحصول عليها من نقاء عالية جدا و نوعيته تبقى ثابتة طوال الدورة , أ.س.الهيدروجيني يكاد يكون محايدا ,الإحتياجات لمياه الشطف منخفصة جدا .
  
  

  و مساوئ النظم السر ير مختلطة هي أقل قدرة تبادل و أكثر تعقيدا للتشغيل الداخلي بسبب الأنفصال و التعديل الخطوات اللتي يتعين الأضطلاع

إلى جانب التباد ل  الايوني , المياه اللا يونية  يمكن أن تنتج من محطات   التناضح العكسي . التناضح العكسي هو الترشيح الأمثل المعروف. هذه العملية ستسمح لإزالة جزئيات صغيرة مثل أيونات من الحل

. التناضح العكسي و تستخدم في تنقية المياه و إزالة الأملاح و الشوائب الأخرى من أجل تحسين اللون و الطعم و خصائص السائل. التناضح العكسي هو قادر على رفض البكتيريا , و الأملاح, و السكريات, و البروتينات , و الجزئيات , و الأصباغ, و المقومات الأخرى اللتي لها وزن جزئي أكبر من   150 -200   دالتون .

التناضح العكسي يمكن تلبية معضم معايير المياه مع نظام تمرير المفرد وعلى أعلى مستوى مع نظام التمرير المزدوج . هذه العملية يحقق رفض  99    %  من الفيروسات و البكتيريا و البيروجين

. الضغط في حدود 50   إلى1000 بساي    (  3.4  إلى 69  بار) هو القوة الدافعة لعملية تنقية التناضح العكسي. إنها أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة بالمقارنة مع مرحلة عمليات التغيير (التقطيير) و أكثر كفاءة من المواد الكيمياوية القوية المطلوبة لتجديد التبادل الأيوني .

فصل الأيونات مع التناضح العكسي هو بمساعدة من جسيمات مشحونة ز و هذا يعني أن حل الأيونات التي تحمل الشحنة , مثل الأملاح , هم أكثر عرضة للرفض من قبل غشاء من تلك اللتى تحمل , مثل المواد العضوية. كلما كبر ت الشحنة و كلما كبر حجم الجسميات ,على الأرجح سيتم رفضه. ^[4]

قياس النقاء

قد يمكن قياس نقاء المياه بطرق مختللفة . يمكن للمرء أن يحاول تحد يد وزن جميع المواد الذا ئبة ( "المذاب") هذا هو أكثر سهولة القيام به  باانسبة للمواد الصلبة الذائبة , خلافا للسوائل أو الغازات الذائبة.. بالإ ضافة إلى وزن الشوائب في الواقع يمكن تقد ير مستوى بالدرجة اللتي  تزيد إلى نقطة الغليان أو أقل من نقطة التجمد المياه. معامل الإنكسار (قدرا  من مواد  شفافة كيف ينحني موجات خفيفة) يتأثر أيضا  المواد المذابة في الماء .  

معامل الإنكسار (قدرا  من مواد  شفافة كيف ينحني موجات خفيفة) يتأثر أيضا  المواد المذابة في الماء

بالتناوب , يمكن أن تكون نقاوة المياه بسرعة تقدر على أساس الموصلية الكهربائية أو المقاومة  — المياه النقية للغاية توصل الكهرباء بطريقة ضعيفة , وبالتالي مقاومتها عالية

^[2]

أ.س. الهيدروجيني

المياه النقية  عن طريق التعريف قليلة الحمضية و الماء المقطر اختبار حولHأ.س.الهيدروجيني 5.8. و السبب هو أن الماء المقطر يذوب ثاني أكسيد الكربون من الجو.يذوب ثاني أكسيد الكربون حتى يتم التوازن الحيوي مع الغلاف الجوي. و هذا يعني الكمية اللتي يجري حلها  تساوي المبلغ اللذي يخرج من الحل . المبلغ الإجمالي في المياه تتحد د في الغلاف الجوي. المبلغ الإجمالي في المياه تتحد د في الغلاف الجوي   المنحل ثاني أكسيد الكربون يتفاعل مع الماء , و أخيرا يشكل حمض الكربونيك.

2 H₂O + CO₂ --> H₂O + H₂CO₃ (حمض الكربونيك) --> (H₃0+) (شحن المحمض المياه ) + (HCO₃-) (شحن أيونات البكربونات )

فقط مؤخرا تم انتاج الماء المقطر ذات قيمةا أ.س.الهيدروجيني ما يقارب من 7, و لكن  المتضر رين من وجود غاز ثاني أكسيد الكربون فإنه سيتم الوصول إلى طفيف أ.س. الهيدروجيني في غضون بضع ساعات

.

زيادة على ذلك , فمن المهم الإشارة إلى أن الرقم الهيدروجيني للمياه النقية للغاية من الصعب قياسها

.

لا يقتصر  المياه عالية النقاء اختيار بسرعة الملوثات , مثل ثاني أكسيد الكربون (CO₂) - اللتي تؤثر على درجة الحموضة . و لكن لديها أيضا الموصيلية  المنخفضة اللتي يمكن أن تؤثر في دقة متر أ.س. الهيدروجيني

.

على سبيل المثال من أمتصاص جزء من المليون  CO₂ يمكن أن يسبب .س. من مياه جد نقية ينخفض إلى 4.5,

على الرغم من أن المياه لا تزال عالية الجودة أساسا.يتم الحصول على تقد ير أكثر دقة من درجة حموضة    مياه نقية للغاية عن طريق قياس مقاومته; لمقاومة ما, يجب أن يكون الرقم الهيدروجيني تقع بين حدود معينة

. For على سبيل المثال , إذا يجب أن المقاومة هي10  ميقاوات سم ,  أ.س. ما بين 6.6   و 7.6  العلاقة بين المقاومة و الرقم الهيدروجيني للمياه عالية النقاء هو مبين في شكل أدناه ^[2]

Electrical resistivity versus pH of deionised water ^[2]

بالمقارنة مع غيرها من المشروبات ,المياه اللا يونية تبدو قيمة أ.س.. قليلة .و وفقا لمانيال ميرك جسم الإنسان يستخدم حواجز  لتحقيق التوازن أ.س.الهيدروجيني .

إذا كان الشخص يستهلك شيىء حمضي,فأن الد م ينتج المزيد من البيكربونات و أقل من غاز ثاني أكسيد الكربون لتحييد الحموضة

.

وبالمثل فان الدم ينتج مزيد من ثاني أكسيد الكربون و أقل ثاني كربونات إذا استهلكت مادة قلوية. بهذا شرب المياه المقطرة ,لن يضع الجسم البشري في حالة حمضية

.

Sources:
[1] F. N. Kemmer; The Nalco water handbook; 2. Edition; 1988
[2] www.purite.com
[3] Degremont; Water treatment handbook; sixth edition; 1991
[4] Osmonics Pure Water Handbook; 2. Edition; 1997

For water terminology check out our Water Glossary or water FAQ overview

Should you know of any other interesting or more recent book, report, article or publication, concerning deionised and demineralised water. Please let us know, so that we can include some more facts in our above text.