ضدعفونی کردن آب با برم

شبکه فناوری آب - شفا                  از برم برای ضدعفونی آب استفاده می‌شود               

امروزه به دلیل منابع محدود آبی و حجم بالای پساب‌ها، از ضدعفونی آب به طور چشمگیری در تصفیه فاضلاب‌ها استفاده می‌شود.

                                       

این مقاله توسط  شبکه فناوری آب (شفا)  تهیه شده است.

برم  چه کاربردهایی دارد؟

امروزه برم کاربردهای زیادی دارد و از آن در مقیاس بزرگ در صنعت و کشاورزی برای تولید ترکیبات حاوی برم استفاده می‌شود. از برم به طور عمده برای تولید اتیلن دی‌برومید تشکیل‌دهنده سوخت حاوی سرب استفاده می‌شد. این محصول به دلیل اثرات مضر بر محیط زیست، دیگر مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.

برم در داروسازی، عکاسی، محصولات نفتی، رنگ‌ها و سموم دفع آفات کاربرد دارد. برم در تصفیه آب به عنوان گزینه‌ای برای ضدعفونی استخر و برج‌های خنک کننده کاربرد دارد. از دهه 1930 در ایالات متحده از برم برای ضدعفونی آب استفاده شده است.

چگونه از برم برای ضدعفونی کردن استخرها استفاده می‌شود؟

برم یک ماده ضدعفونی کننده است که می‌تواند به عنوان جایگزینی برای کلر استفاده شود. در استخرهای شنا، از برم برای جلوگیری از تشکیل و رشد جلبک‌ها، باکتری‌ها و بو در آب استخر استفاده می‌شود.

از سال 1936 در ایالات متحده، از برم برای تصفیه و ضدعفونی کردن آب استخر شنا استفاده می‌شود. در طول جنگ جهانی دوم، کلر کمیاب شد و بسیاری از استخرهای شنا به جای آن از برم برای ضدعفونی استفاده کردند.

                                        ضدعفونی استخرهای شنا با برم

برم می‌تواند به صورت مایع یا مخلوط مورد استفاده قرار گیرد. هنگامی که برم به صورت مایع استفاده می‌شود، تعادل زیر برقرار می‌شود:

Br2 + 2H2O «HOBr + H3O + + Br–

HOBr + 2H2O «OBr– + H3O–

این تعادل به مقدار pH بستگی دارد. در pH معمول استخرهای شنا، برم به طور عمده به شکل اسید هیپوبروم (HOBr) موجود است. باید از برم همراه با یک ماده اکسیدکننده (به عنوان مثال کلر یا ازن) استفاده شود.

Br2 + 2H2O «HOBr + H3O + + Br–

HOBr + 2H2O «OBr– + H3O–

ترکیبی حاوی برم در سال 1958 به دلیل خطرات استفاده از مایع برم ایجاد شد. این ترکیب از برم-کلر- دی متیل هیدیشن تشکیل شده است. کلر و برم هر دو به یک اتم نیتروژن متصل می‌شوند، که به عنوان یک نگه‌دارنده آلی عمل می‌کند. با اعمال آن به آب، DHM هیدرولیز می‌شود و اسید هیپوکلروز را تشکیل می‌دهد. مقداریHOCl نیز تشکیل می‌شود. یون هیپوکلریت برای تشکیل اسید هیپوبروم با برمیدها واکنش می‌دهد.

برم- کلر- دی متیل هیدایشن (BCDMH) یک ماده آلی است که پس از ضدعفونی و اکسیداسیون برم آزاد باقی می‌ماند. هنگامی که BCDMH در آب حل می‌شود، اسید هیپوبروم و اسید هیپوکلروز آزاد می‌شوند. این مواد با برمیدها واکنش داده و باعث تولید اسید هیپوبروم اضافی می‌شود.

به همین دلیل می‌توان از برم هم به عنوان ضدعفونی‌کننده و هم به عنوان اکسیدکننده استفاده کرد.

غلظت BCDMH در آب نباید به 200 میلی‌گرم در لیتر یا بیتشر برسد، در غیر این صورت تعادل بین ضدعفونی‌کننده پسماند و ماده آلی از بین می‌رود. مزیت BCDMH ذخیره بی‌ضرر و آسانی استفاده از آن است. گاهی اوقات، باید مقدار pH تنظیم شود.

BCDMH به صورت قرص یا کارتریج تهیه می‌شود. ماندگاری طولانی دارد و خیلی آرام حل می‌شود. سیستم دیگری که قابل استفاده است حل کردن نمک برم (سدیم برمید) در آب و فعال کردن آن با افزودن اکسیدکننده (هیپوکلریت یا ازن) است. در ابتدا نمک به آب اضافه می‌شود. سپس، برای فعال کردن برم اکسیدکننده اضافه می‌شود و اسید هیپوبروم تشکیل می‌شود.

در حین ضدعفونی کردن، اسید هیپوبروم به یون‌های برمید جدا می‌شود. این یون‌ها می‌توانند مجددا فعال شوند.

برم با سایر مواد موجود در آب واکنش می‌دهد تا مواد حاوی برم تشکیل دهد. این مواد ضدعفونی کننده است و بو ندارند. برم آمونیاک یا سایر مواد ازت را اکسید نمی‌کند. اسید هیپوبروم با نور خورشید واکنش می‌دهد.

هنگامی که مقدار pH بین 7 تا 5/8 است، دیبرومامین شایع‌ترین شکل برم است. دیبرومامین تقریبا به اندازه کلر آزاد در کشتن میکروارگانیسم‌ها موثر است. Dibromoamine بسیار فعال است و معمولا به سرعت به یون‌های برمید جدا می‌شود. به همین دلیل، برم در آب باقی نمی‌ماند.

مهم‌ترین مواد برمید مورد استفاده به عنوان بیوسید، سدیم برمید و BCDMH است.

استفاده از برم در برای ضدعفونی کردن آب آشامیدنی

برم آزاد (Br2) برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده نمی‌شود. به سرعت با مواد آلی واکنش می‌دهد و هیچ پسماندی باقی نمی‌ماند. برم به آب آشامیدنی، طعم دارویی وحشتناکی می‌دهد و فقط باید در موارد اضطراری استفاده شود.

ضد عفونی کردن آب برج‌های خنک کننده با استفاده از برم

برای ضدعفونی آب برج‌های خنک‌کننده می‌توان از برم استفاده کرد. تاثیر هیپوبروم اسید در از بین بردن میکروارگانیسم‌ها کمی کمتر از هیپوکلر اسید است. pH آب خنک‌کننده شکل برم موجود را مشخص می‌کند.

در pH کمتر از 7/8، بیشتر اسید هیپوبروم (HOBr) تشکیل می‌شود که نسبت به یون‌های هیپوبرومیت که در pH بالاتر از 7/8 فراوان‌تر است، موثرتر است. به همین دلیل برم ضدعفونی‌کننده‌ی بهتری نسبت به کلر برای آب برج خنک‌کننده قلیایی است.

درpH  7/6 و بالاتر، عمدتا یون‌های هیپوکلریت تشکیل می‌شود که کمتر از اسید هیپوکلر موثر است. برم با آمونیاک واکنش می‌دهد و برمامین‌ها را تشکیل می‌دهد. برخلاف کلرامین‌، برومامین‌ ناپایدار است و به اسید هیپوبروم تفکیک می‌شود. تا زمانی که برم کافی وجود داشته باشد، میکروارگانیسم‌های برج‌های خنک‌کننده با برم قابل تصفیه است.

                                                 ضدعفونی برج‌های خنک کننده با برم

مزایا و مضرات استفاده از برم به عنوان ضدعفونی‌کننده چیست؟

استفاده از برم به عنوان ضدعفونی‌کننده به دلیل خواص مختلف آن، مزایا و معایبی دارد.

مزایای استفاده از برم به عنوان ضدعفونی‌کننده

برم سه برابر بهتر از کلر در آب حل می‌شود. برای تولید برم هیچ گاز خطرناکی لازم نیست. فعالیت برم در آب کوتاه است، زیرا به شدت متصل نمی‌شود. غلظت پسماند کم است و هیچ ماده جداگانه‌ای برای جدا کردن برم لازم نیست.

معایب استفاده از برم به عنوان ضدعفونی‌کننده

برم بسیار واکنش‌پذیر است. به منظور ضدعفونی کافی، مقدار زیادی برم باید اضافه ‌شود. برم با فلزات شدیدا واکنش می‌دهد و ماده‌ای خورنده است. در هنگام حمل و نقل، ذخیره یا استفاده از برم اقدامات امنیتی باید انجام شود.

بازده استفاده از برم چقدر است؟

برمامین‌هایی که با افزودن برم به آب غنی از آمونیاک تشکیل می‌شوند، به همان اندازه کلر آزاد در کشتن میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا موثر است.

مصرف برم بر سلامتی چه تاثیری می‌گذارد؟

غلظت حدود 5/0 میلی گرم در لیتر استخرهای شنا باعث سوزش غشای چشم و مخاط می‌شود و بو تولید می‌کند. برم در طبیعت در مواد معدنی یافت می‌شود.

در طول قرن بیستم، انسان برای چندین کاربرد برم آلی تولید کرده است. برم آلی ماده طبیعی نیست و صدمات شدیدی به محیط می‌زند. انسان‌ برم آلی را از طریق پوست، مواد غذایی و استنشاق جذب می‌کند. از آن به عنوان اسپری برای از بین بردن حشرات و سایر آفات ناخواسته استفاده می‌شود.

برم آلی برای انسان و حیوان خطرناک است. غده تیروئید، مواد ژنتیکی و سیستم عصبی را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

اثرات زیست محیطی مصرف برم چیست؟

برم به عنوان ضدعفونی‌کننده استفاده می‌شود، زیرا برای میکروارگانیسم‌ها مضر است. وقتی برم آلی وارد آب‌های سطحی می‌شود، تاثیرات منفی بر سلامت کک‌های آب، ماهی‌ها، خرچنگ‌ها و جلبک‌ها دارد.

هنگامی که از برم برای ضدعفونی کردن آب استفاده می‌شود، برمامین‌ها و اسید هیپوبروم با ماده آلی موجود در آب واکنش می‌دهد و محصولات جانبی ضدعفونی برم را تشکیل می‌دهد که می‌توانند برای سلامتی انسان مضر باشد.

شبکه عرضه و تقاضای آب، شفا، سعی دارد تا با ایجاد یک فضای فناورانه، آشنایی با مواد و روش‌های مختلف ضدعفونی‌ آب، مسیر توسعه را در راستای بهبود و ارتقا کیفیت آب و زندگی، هموار کند.