محلول های اسیدی و قلیایی دو کاربرد عمده در تصفیه آب دارند. کاربرد عمده محلول های اسیدی و قلیایی شستشوی قطعات به خصوص شستشوی ممبران است. کاربرد دیگر اسید و قلیا برای تنظیم PH آب در مراحل مختلف تصفیه آب است. پایه اکثر اﺳﯿﺪﻫﺎی مورد استفاده در تصفیه آب ﻣﻌﻤﻮﻻ اﺳﯿﺪ ﻫﯿﺪروﮐﻠﺮﯾﮏ ﯾﺎ اﺳﯿﺪ ﺳﻮﻟﻔﻮرﯾﮏ است. اﺳﯿﺪ ﺳﻮﻟﻔﻮرﯾﮏ ﺑﯿﺸتر از اﺳﯿﺪ ﻫﯿﺪروﮐﻠﺮﯾﮏ (اسید کلریدریک) برای این کار اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽ ﺷﻮد. ﯾﮑﯽ از دﻻﯾﻞ آن ﻫﺰﯾﻨﻪ ﻋﻤﻠﯿﺎﺗﯽ ﻧﺴﺒﺘﺎ ﭘﺎﯾﯿﻦ ﺗﺮ اﺳﯿﺪ ﺳﻮﻟﻔﻮرﯾﮏ در ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺑﺎ اﺳﯿﺪ ﻫﯿﺪروﮐﻠﺮﯾﮏ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ. ﻣﺰﯾﺖ دﯾﮕﺮ آن ﻓﺮار ﻧﺒﻮدﻧﺶ اﺳﺖ ﻟﺬا ﺑﺎﻋﺚ ﺧﻮردﮔﯽ ﻗﻄﻌﺎت ﻓﻠﺰی محیط نمی ﺷﻮد. اسید سولفوریک که در گذشته جوهر گوگرد خوانده می‌ شد، نوعی اسید معدنی است که از عناصر گوگرد، اکسیژن و هیدروژن تشکیل می‌شود و فرمول شیمیایی آن H₂SO₄ است. این ماده یک مایع بی‌ رنگ، بی‌ بو، و با گرانروی بالا است که در آب انحلال پذیر بوده و واکنش ترکیب شدن آن با آب بسیار گرمازا است. حجم تولید این ماده در جهان به قدری بالاست که معمولا از آن به عنوان «سلطان مواد شیمیایی» یاد می‌شود. در حقیقت این اسید به قدری با اهمیت است که سرانه مصرف آن به ازای هر فرد، یکی از شاخص‌ های تعیین پیشرفت فنی کشورهاست. اسید سولفوریک با فرایندهای مختلفی تولید می‌شود، از جمله: فرآیند تماسی، فرآیند اسید سولفوریک مرطوب، فرآیند محفظه سربی. اسید سولفوریک یکی از مواد اصلی در صنایع شیمیایی است.

در صنعت ساخت کودهای شیمیایی به‌ طور گسترده‌ ای از آن استفاده می‌ شود. همچنین کاربرد گسترده‌ ای در فرآوری سنگ ها و مواد معدنی، پالایشگاه نفت، تصفیه فاضلاب و سنتز شیمیایی دارد. این ماده دارای مولکول‌ های دارای گشتاور قطبی است که می‌ توانند با یکدیگر پیوند هیدروژنی برقرار کنند. حدود ۲۰٪ از اسیدسولفوریک تولید شده در جهان در صنایع شیمیایی برای تولید مواد شوینده، رزین‌ های مصنوعی، مواد رنگی، دارویی، کاتالیزورهای نفتی، حشره کش‌ ها و ضد یخ و همچنین در فرایندهای مختلفی مانند اسیدی سازی چاه‌ های نفت، کاهش آلومینیوم، ساخت کاغذ روغنی و تصفیه آب استفاده می‌ شود. حدود ۶٪ از موارد استفاده مربوط به رنگدانه ها است و شامل رنگ، مینا، جوهر چاپ، پارچه و کاغذ روکش شده‌ است و بقیه در بسیاری از کاربردها مانند تولید مواد منفجره، سلفون، منسوجات استات و ویسکوز، روان‌کننده‌ ها، فلزات غیر آهنی و باتری‌ ها. این ماده با توجه به درصد خلوص خود، از نظر ظاهری در طبیت به فرم های مختلفی می باشد، که از بی رنگ تا قهوه ای تیره، روغنی، متراکم، بدون بو و خورنده است. اما به صورت کلی اسید سولفوریک به فرم مایع بی رنگ در نظر گرفته می شود. از اسید سولفوریک در تصفیه فاضلاب و در صنایع آب برای تنظیم میزان اسیدی بودن و کاهش PH استفاده می شود. به دلیل این که فرار نیست میزان خوردگی قطعات کمتر می شود. شیوه کار با اسید سولفوریک به این صورت است که ابتدا یک مقدار معین از اسید را داخل مخزن نگهدارنده می ریزیم و سپس به کمک یک پمپ دیافراگمی که مقاومت بالایی در برابر خورندگی دارد به محل مورد نظر تزریق می شود.

تصفیه آب و فاضلاب شامل سه بخش اصلی است؛ این دسته بندی ها عبارتند از: تصفیه فاضلاب، تولید آب آشامیدنی و تولید آب صنعتی (آب مورد استفاده در بخش های مختلف صنعت). اسید سولفوریک در تصفیه آب و پساب، در کنترل PH احیای رزین مبدل یونی جهت رسوب دهی یون ها و در نهایت تولید آب عاری از یون مورد استفاده قرار می گیرد. از اسید سولفوریک جهت افزایش PH آب تا ۶ و رسوب املاح آب استفاده می گردد. پالایشگاه ها، پتروشیمی ها و نیروگاه ها بزرگترین مراکز مصرف کننده آب بدون املاح هستند. لذا مصرف اسید سولفوریک آن ها نیز قابل توجه است.

جهت انبار و ذخیره‌ سازی اسید سولفوریک معمولا از مخازن پلاستیکی دولایه تحت شرایط خاص بهره می‌ گیرند. جنس این مخازن، بست ها و اتصالات از پلی‌ اتیلن و یا پلی ونیل کلراید است که از موادی از جنس پلی‌ پروپیلن دین مونومر جهت آببندی آن‌ ها استفاده می‌ شود.

کاربرد اسید سولفوریک در تصفیه آب

این ماده مانند سیلیس در تصفیه آب نیز موثر است. آب های ورودی به دستگاه شیرین کن RO دارای PH خنثی و یا به میزانی اسیدی است؛ به دلیل این که موجب افزایش حلالیت یون های فلزی در سطح ممبرین ها و در نهایت کاهش میزان گرفتگی ممبرین ها می شود. یک واحد تزریق اسید داریم که موجب تنظیم PH می شود. تزریق اسید موجب کاهش PH آب شده و از آن برای شستشو ممبرین های دستگاه های تصفیه آب RO یا CIP استفاده می کنند.

تنظیم PH آب

بهتر است که آب ورودی به دستگاه آب شیرین کن RO دارای PH خنثی و یا مقداری اسیدی باشد. این کار باعث افزایش حلالیت یون های فلزی در سطح ممبرین ها و در نتیجه کاهش میزان گرفتگی ممبران می گردد. در ابتدای خط معمولا یک واحد تزریق اسید به این منظور تعبیه می گردد تا میزان pH را در محدوده مناسب نگهدارد. تزریق اسید باعث کاهش PH آب خوراک می گردد.

رفع گرفتگی ممبران

ممبران تصفیه آب RO بعد از مدتی (بسته به TDS آب خام) دچار گرفتگی شده و نیاز به شستشو پیدا می کند. شستشوی ممبران دستگاه تصفیه آب RO باید به صورت دوره ای انجام شود. گرفتگی زود هنگام ممبران می تواند به دلایل متعددی روی دهد. از دلایل گرفتگی ممبران دستگاه تصفیه آب RO می توان به استفاده از آنتی اسکالانت نامرغوب اشاره کرد. همچنین دلیل دیگر آن عدم انجام CIP دوره ای دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس است. نگهداری و سرویس های به موقع و استفاده از مواد شیمیایی مناسب باعث افزایش کارایی و عمر دستگاه تصفیه آب RO می گردد.

شستشوی ممبران RO با اسید

سرویس CIP به مجموعه عملیاتی گفته می شود که شامل سرویس شستشو، بازدید، کنترل دستگاه و شارژ مواد شیمیایی است. شستشوی ممبران دستگاه تصفیه آب یکی از مهمترین سرویس های CIP است. سی آی پی باید توسط افراد مجرب انجام شود و درصد اسید و قلیای مورد استفاده بایستی کنترل شده باشد. اسیدهایی که برای شستشوی ممبران دستگاه تصفیه آب RO یا CIP استفاده می گردد عمدتا شامل اسید کلریدریک و اسید سولفوریک است. با توجه به نوع شیمیایی رسوب داخل دستگاه، برای شستشوی لوله ها و سایر قطعات نیز می توان از همین اسیدها استفاده نمود.

کاربرد اسید سولفوریک در صنایع غذایی

این ماده در صنعت غذایی برای کنترل PH مورد استفاده قرار می گیرد. ترکیب فوق به صورت رقیق با گرید خوراکی E513 به عنوان افزودنی شناخته می شود. از کاربردهای عمده ی این ماده می توان به استفاده از این ترکیب در تولید پنیر، تصفیه ی شکر و تصفیه ی آب اشاره نمود. خاصیت اسیدی این ماده می تواند پروتئین ها و کربوهیدرات ها را تجزیه نماید. این ویژگی در فرایند پردازش نشاسته و آب پنیر مورد استفاده قرار می گیرد. از دیگر کاربردهای اسید سولفوریک می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تولید فنل
• رنگ نقاشی
• تولید پروپانول
• ساخت چسب
• تولید اسید هیدروفلوریک
• در ترکیب مواد شوینده به عنوان حلال لیپیدها و چربی ها
• در فرآیند چرم سازی برای از بین بردن مو، آلودگی ها و چربی
• در فرآیند حفاری چاه های نفت به منظور اسیدی کردن چاه های نفت
• در تولید انباره ها و یا باطری های سربی به عنوان یک محلول الکترولیت
• در صنایع شیمیایی مانند تولید ضدیخ، صنایع دارویی، حشره کش ها، احیای آلومینیم
• در صنایع کاغذ سازی: تولید جعبه های مقوایی، دستمال های رول و کاغذی، روزنامه ها و مجلات
• در فرآیند نیتروژن دار کردن: تولید نیترو گلیسیرین، در صنایع تولید مواد منفجره همانند تولید تری نیتروتولوئنTNT
• در فرآیندها و واکنش های مختلف شیمیایی مانند استخراج فلزات، تصفیه پساب ها، سنتزهای شیمیایی، فرآیند تولید کودهای شیمیایی

خطرات اسید سولفوریک

به دلیل این که این ماده یک نوع اسید قوی است بنابراین در زمان استفاده از آن باید تمامی نکات ایمنی را رعایت کرد. در صورت تماس سولفوریک اسید با بدن می تواند موجب تحریکات شدید پوستی، سوختگی و آسیب به چشم ها شود. این نوع تماس ممکن است موجب ضایعات چشمی و حتی نابینایی شود. استنشاق این ماده نیز موجب بروز سرفه، تحریک ریه ها و تنگی نفس می شود. در ضمن این ماده اسیدی بسیار خطرناک است و با آب واکنش می دهد و در نتیجه موجب گرمازایی زیادی می شود. اگر شما قصد رقیق سازی این ماده را دارید به هیچ وجه آن را با آب مخلوط نکنید، زیرا در واکنش اسید سولفوریک با آب، موجب پاشش و جوشش اسید می شود. برای رقیق سازی آن را کم کم به آب اضافه کنید.

اسید سولفوریک در گریدهای صنعتی در سه نوع مختلف تولید می شود:

• اسید سولفوریک ۹۸ درصد
• اسید سولفوریک ۵۰ درصد
• اسید سولفوریک ۳۵ درصد