سود پرک یا هیدروکسید سدیم جامد با فرمول شیمیایی NaOH، یکی از مهم ترین مواد شیمیایی صنعتی است که در تصفیه آب و فاضلاب بسیار کاربرد دارد. اگر نامی از کاستیک سودا فلیک هم شنیدید، در حقیقت به همین ماده اشاره دارد. هیدروکسید سدیم جامد به رنگ سفید مات یا سفید شیری و به شکل پرک شده وجود دارد. این پرک ها در آب محلول هستند و می توانند قلیاییت آب را افزایش دهند.
در تاسیسات تصفیه آب شهری از هیدروکسید سدیم فلیک برای کنترل اسیدیته آب و کمک به حذف فلزات سنگین از آب استفاده می شود. از محلول سود پرک نیز برای تولید هیپوکلریت سدیم، یک ضد عفونی کننده قوی برای آب نیز استفاده می گردد.
قبل از آنکه به طور ویژه به معرفی مهم ترین کاربردهای سود پرک در صنایع تصفیه آب بپردازیم، لازم است در ابتدا به مهم ترین کاربردهای کلی این ترکیب شیمیایی قلیایی اشاره کنیم. بدون شک، دانستن این اطلاعات به شما کمک می کند با صنایع مصرف کننده سدیم هیدروکسید، بهتر آشنا شوید.
کاربردهای کلی برای ترکیب هیدروکسید سدیم
هیدروکسید سدیم که گاهی اوقات با نام “قلیا” یا “کاستیک سودا” نیز شناخته می شود، یک ترکیب شیمیایی با PH قلیایی بسیار بالا است.
خواص این ماده شیمیایی، آن را برای استفاده در طیف وسیعی از کاربردهای مختلف از جمله ساخت محصولات تمیز کننده و پاک کننده، تصفیه آب، تولید محصولات کاغذی و … ایده آل کرده است.
به دلیل خاصیت قلیایی سود پرک، سدیم هیدروکسید، یک ماده تحریک کننده قوی برای پوست است، بنابراین استفاده از این محصول با احتیاط زیاد باید انجام شود. بخصوص هنگام حمل و نقل در کارخانه ها یا بارگیری برای فروش و صادرات، این اقدامات ایمنی، ضروری خواهد بود.
هیدروکسید سدیم جامد در شکل خالص عموماً به شکل پوسته یا پرک یا گلوله ای موجود است. این فرم، همان سود پرک است.
در این ساختار، ماده شیمیایی به راحتی می تواند دی اکسید کربن را از هوای موجود جذب کند. این امر ایجاب می کند که محصول در ظرفی بسته بندی شود که داخل آن هوا وجود نداشته باشد (شرایط خلأ). این واقعیت که هیدروکسید سدیم، محلول در آب است کمک می کند که محصولاتی تهیه شود که بر پایه آب ساخته می شوند.
سود پرک را می توان در انواع مختلفی از محصولات مورد استفاده قرار داد. شوینده های خانگی و همچنین برای تولید تمیز کننده های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
انواع صابون ها، پودر ماشین ظرفشویی و لباسشویی، شوینده های حمام و …، همگی دارای مقداری از این محلول هستند.
پاک کننده های خانگی برای موکت و کاشی نیز ممکن است مقادیر کمی از ترکیب سود پرک محلول را داشته باشند.
مقدار واقعی مورد استفاده در این نوع محصولات بسیار کم است، بنابراین بعید است که تماس شوینده ها با پوست منجر به ایجاد برخی از علائم تحریک و آسیب های پوستی شود.
ماده شیمیایی سود پرک همچنین می تواند در برخی از فرآیندهای پردازش و فرآوری مواد غذایی استفاده شود.
شرکت های تولید کننده معمولاً قبل از حمل میوه و سبزیجات، از محلول های حاوی هیدروکسید سدیم برای پاک سازی میوه ها و سبزیجات استفاده می کنند. غوطه وری زیتون در ترکیب محلول سود پرک به عنوان روشی برای نرم کردن آن، متداول است.
دو مورد از مهم ترین کاربردهای سود پرک در سیستم های تصفیه آب
کنترل خوردگی؛ استفاده از سود سوز آور (محلول سود پرک) برای کنترل خوردگی و رسوب کربنات کلسیم
خرابی زیرساخت های سیستم توزیع آب در تأسیسات تصفیه خانه به دلیل خوردگی، چالش بزرگی است که شرکت های آب در قرن حاضر با آن روبرو هستند. علاوه بر مشکلات تغییر رنگ آب به سمت قرمز که معمولاً در اثر خوردگی لوله های توزیع کننده ایجاد می شود، مشکلات متعددی دیگر در رابطه با خوردگی خط لوله وجود دارد که بر کیفیت آب، هزینه بهره برداری و نگهداری سیستم توزیع تأثیر می گذارد.
به طور کلی، هدف از استراتژی های کنترل خوردگی نه تنها کاهش خوردگی شبکه های توزیع است بلکه برای به حداقل رساندن میزان آزاد شدن سرب و مس از تجهیزات لوله کشی نیز می باشد.
دو روش معمول در تصفیه خانه ها برای کنترل آزاد سازی سرب و مس در خط لوله شامل کاهش خوردگی آب با تنظیم pH (افزودن سود پرک) یا افزودن یک بازدارنده خوردگی (ممانعت کننده های خوردگی) می باشد.
افزایش pH آب در خط لوله باعث کاهش حلالیت سرب و مس در آب می شود، اما ممکن است منجر به تشکیل رسوب کربنات کلسیم نامحلول در امتداد دیواره لوله گردد. رسوب کربنات کلسیم در لوله ها با ایجاد سدی در دیواره لوله، از تماس آب با مواد لوله و خوردگی آن جلوگیری می کند. این شرایط بسیار به کاهش خوردگی کمک می کند. این کار را عموماً با افزودن محلول سود پرک با غلظت مشخص به خط لوله اصلی انجام می دهند.
به همین ترتیب، بازدارنده های خوردگی می توانند خوردگی لوله های سیستم توزیع را کاهش دهند و با تشکیل یک پوشش نامحلول از ارتو فسفات فلزی، از انحلال سرب و مس جلوگیری کنند. در برخی از موارد کاربردی اغلب از تنظیم pH با سود پرک به عنوان یک استراتژی کنترل خوردگی استفاده می شود.
بررسی تغییر PH آب در تصفیه خانه با محلول های قلیایی
1-محلول آهک در تصفیه خانه آب
برای آب های سخت و با خاصیت قلیایی در سطح متوسط تا زیاد، افزایش PH آب ممکن است باعث رسوب کربنات کلسیم در سیستم توزیع شود. با این وجود، رسوب بیش از حد، ظرفیت حمل هیدرولیک لوله ها را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. این مشکل مخصوصاً در مورد مصارفی که از ماده آهک برای تنظیم pH پس از درمان استفاده می کنند، صادق است.
آهک، یون های کلسیم را در محیط، افزایش می دهد و pH را بالاتر می برد. این شرایط باعث توزیع قلیایی بودن کربنات ها، از محلول بی کربنات به کربنات، می شود.
وقتی غلظت یون های کلسیم و کربنات به واسطه حلالیت، بیشتر شود، رسوب کربنات کلسیم تشکیل می شود. بنابراین اگر آهک به طور بی رویه اضافه شود، نتیجه این حالت می تواند تشکیل مقادیر بیش از حد از رسوب کربنات کلسیم در تأسیسات آب باشد. این رسوب در سیستم های ذخیره سازی آب پس از درمان یا در سیستم توزیع ایجاد می گردد.
تجربه نشان داده است که ایجاد رسوب یکنواخت کربنات کلسیم در کل سیستم توزیع، یک مشکل بزرگ است.
رسوب به طور کلی در لوله های نزدیک به تصفیه خانه اتفاق می افتد. برای جلوگیری از کاهش ظرفیت حمل هیدرولیک لوله ها، استراتژی های کنترل خوردگی به طور کلی به تصفیه آب با احتمال خوردگی کمتر به کار می روند. آب خروجی از تاسیسات تصفیه باید پتانسیل رسوب کربنات کلسیم (CCPP)، مقادیر بزرگتر از 0 اما کمتر از 10 ppm را داشته باشد تا بدون ایجاد رسوب در سیستم توزیع، از خط محافظت کند.
2-محلول سود پرک در تصفیه خانه آب
یکی از روش های مؤثر برای کاهش خوردگی آب، تغییر مواد شیمیایی پس از تصفیه برای تنظیم PH، محلول سود پرک است. این محلول به طور قوی می تواند رسوب کربنات کلسیم اضافی را به حداقل برساند.
سود سوزآور یا هیدروکسید سدیم (NaOH) – سود پرک -، PH آب را افزایش می دهد، بدون اینکه یون های کلسیم برای تشکیل رسوب کربنات کلسیم را به محلول وارد کند.
در نتیجه، برای تنظیم یک PH خاص، سود سوز آور (محلول سود پرک) باید احتمال تشکیل رسوب کربنات کلسیم را در مقایسه با محلول آهک کاهش دهد.
برای افزودن محلول سود پرک با غلظت مناسب، توجه به مواردی همچون غلظت اولیه کلسیم در آب، میزان PH، دما و مقدار سود سوز آور در آب، نشان می دهد که آیا افزودن این محلول می تواند جایگزین بهتری برای آهک باشد یا خیر. این شرایط باید به دقت بررسی شوند.
به دلیل اینکه عوامل زیادی بر میزان رسوب کربنات کلسیم در خط لوله آب تأثیر می گذارند، باید معیارهایی را معرفی کرد که طیف وسیعی از شرایط کنترل کیفیت آب را تعیین کنند.
با استناد بر این نتایج مشخص می شود چه زمانی محلول سود پرک یا سود سوز آور از نظر کنترل خوردگی و کاهش میزان رسوب کربنات کلسیم در مخازن آب و سیستم های توزیع، در مقایسه با محلول آهک، مفیدتر است.
سخن پایانی
پوسیدگی لوله های سیستم توزیع آب در تصفیه خانه، چالش بزرگی برای تاسیسات آب در قرن حاضر است. یکی از راه های کاهش خوردگی لوله ها، تولید آبی است که برای فلزاتی مانند چدن، سرب و مس غیر خورنده باشد. آب با این ویژگی ها، نه تنها عمر لوله ها را افزایش می دهد بلکه باعث کاهش سطح سرب و مس در آب می شود.
یکی از راه های کاهش خوردگی آب، افزایش PH است. این افزایش را می توان به راحتی در تصفیه خانه اجرا کرد. محلول های سود پرک، مواد شیمیایی و آهک برای تنظیم PH در دسترس هستند.
برای برخی از تصفیه خانه های آب، افزایش PH ممکن است منجر به رسوب بیش از حد کربنات کلسیم شود. این رسوب می تواند منجر به افزایش بیش از حد جرم در مسیر عبور آب شود و ظرفیت هیدرولیکی لوله ها کاهش یابد.
استفاده از محلول سود پرک یا سود سوز آور به جای آهک ممکن است باعث کاهش رسوب کربنات کلسیم در حین تنظیم PH آب در مقدار مورد نظر شود. با این وجود، تنها در شرایط خاص کیفیت آب می توان فواید استفاده از سود سوز آور نسبت به آهک را توجیه کرد.
منابع:
- https://www.waterworld.com/home/article/16191536/corrosion-control-using-caustic-soda-to-control-corrosion-and-calcium-carbonate-precipitation#:~:text=Caustic%20soda%2C%20or%20sodium%20hydroxide,precipitation%20potential%20compared%20to%20lime.
- https://www.chemichase.com/water-treatment-products-1827.html
- https://www.chemicalsafetyfacts.org/sodium-hydroxide/#:~:text=Sodium%20Hydroxide%20in%20Water%20Treatment,sodium%20hypochlorite%2C%20a%20water%20disinfectant.