في مجال البيئة ومعالجة المياه، يمكن أن يشكل وجود الغازات الذائبة تحديات كبيرة. الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون، من بين غازات أخرى، يمكن أن تؤدي إلى التآكل والانسداد وتؤثر سلبًا على جودة المياه. لمواجهة هذه المشكلة، تبرز **إزالة الهواء بالفراغ** كتقنية قوية تُزيل الغازات الذائبة من السوائل، وخاصة المياه.
كيف تعمل: العلم وراء الفراغ
المبدأ الأساسي وراء إزالة الهواء بالفراغ هو التلاعب بالضغط الجزئي. عن طريق تقليل الضغط فوق السائل، ينخفض الضغط الجزئي للغازات الذائبة. هذا يخلق تدرجًا حيث تُدفع الغازات الذائبة من طور السائل إلى طور البخار.
الآلية بالتفصيل:
الفوائد الرئيسية لإزالة الهواء بالفراغ
تطبيقات إزالة الهواء بالفراغ في البيئة ومعالجة المياه:
الاستنتاج: أداة قوية للمياه النظيفة
تُعد إزالة الهواء بالفراغ تقنية قيّمة وموثوقة لإزالة الغازات الذائبة من السوائل، وخاصة المياه. عن طريق تقليل التآكل وتحسين جودة المياه وتحسين كفاءة النظام، تلعب إزالة الهواء بالفراغ دورًا حاسمًا في عمليات البيئة ومعالجة المياه، مما يساهم في مستقبل أنظف وأكثر استدامة. مع استمرارنا في السعي للحصول على مصادر مياه أنظف، فإن فهم وتنفيذ تقنيات مثل إزالة الهواء بالفراغ سيكون أمرًا بالغ الأهمية لضمان الوصول إلى المياه الآمنة والنوعية للجميع.
Instructions: Choose the best answer for each question.
1. What is the primary principle behind vacuum deaeration?
a) Increasing the pressure above the liquid. b) Manipulating the partial pressure of dissolved gases. c) Using a chemical reaction to remove dissolved gases. d) Heating the liquid to release dissolved gases.
b) Manipulating the partial pressure of dissolved gases.
2. Which of the following gases are commonly removed by vacuum deaeration?
a) Oxygen and Nitrogen only. b) Carbon Dioxide and Hydrogen only. c) Oxygen, Nitrogen, and Carbon Dioxide. d) Oxygen, Nitrogen, and Helium.
c) Oxygen, Nitrogen, and Carbon Dioxide.
3. How does vacuum deaeration enhance corrosion protection?
a) By adding chemicals that neutralize corrosive agents. b) By removing dissolved oxygen, a major contributor to corrosion. c) By increasing the pH of the water. d) By preventing the formation of scale on surfaces.
b) By removing dissolved oxygen, a major contributor to corrosion.
4. Which of the following is NOT a benefit of vacuum deaeration?
a) Improved water quality. b) Reduced fouling of equipment. c) Increased system efficiency. d) Increased water temperature.
d) Increased water temperature.
5. Which application is NOT a common use for vacuum deaeration?
a) Industrial water treatment for boiler feed water. b) Municipal water treatment for drinking water. c) Wastewater treatment for odor reduction. d) Agricultural irrigation for crop fertilization.
d) Agricultural irrigation for crop fertilization.
Scenario:
A water treatment plant uses vacuum deaeration to remove dissolved gases from its water supply. The plant has a large storage tank that holds 100,000 gallons of water. The water contains an initial dissolved oxygen concentration of 10 ppm (parts per million). The vacuum deaeration system is designed to reduce the dissolved oxygen concentration to 2 ppm.
Task:
Calculate the total volume of oxygen that needs to be removed from the storage tank to achieve the desired dissolved oxygen concentration.
**1. Calculate the mass of dissolved oxygen in the initial water:** * 10 ppm means 10 mg of dissolved oxygen per liter of water. * Convert gallons to liters: 100,000 gallons * 3.785 liters/gallon = 378,500 liters * Total mass of dissolved oxygen: 10 mg/liter * 378,500 liters = 3,785,000 mg = 3.785 kg **2. Calculate the mass of dissolved oxygen after deaeration:** * 2 ppm means 2 mg of dissolved oxygen per liter of water. * Total mass of dissolved oxygen after deaeration: 2 mg/liter * 378,500 liters = 757,000 mg = 0.757 kg **3. Calculate the total volume of oxygen removed:** * Total volume of oxygen removed: 3.785 kg - 0.757 kg = 3.028 kg **Therefore, approximately 3.028 kg of oxygen needs to be removed from the storage tank to achieve the desired dissolved oxygen concentration.**
Comments