الإبداع: التأثير التحويلي الذي نأتي به إلى الزراعة
للحصول على نهج مبتكر ومستدام وتحويلي للزراعة الحديثة من خلال أحدث حلول الري بالتنقيط. تجربة مستقبل الزراعة مع قيادتنا وخبرتنا التي لا مثيل لها.
التأثير العميق لتليين المياه الصلبة على الري الزراعي
عملية العمل
1. كيفية اختبار صلابة المياه ؟
تحديد صلابة المياه باستخدام ورقة اختبار الصلابة الكلية.
2. لتليين الماء العسر باستخدام الطرق الكيميائية ، يتم استخدام الجير ورماد الصودا. اكتب المعادلات الأيونية ذات الصلة وقم بتحليل الترتيب الذي يستخدم به الليمون ورماد الصودا. ؟
Mg2 2OH- = Mg(OH)2 ◆
Ca2 2HCO3- Ca2 2OH- = 2CaCO3 ◆ 2H2O
Mg2 2HCO3- 2Ca2 4OH- = Mg(OH)2: 2CaCO3: 2H2O
Ca2 CO32- = CaCO3 ◆
استخدم الجير أولاً ، ثم استخدم رماد الصودا لإزالة الصلابة الناتجة عن Ca2
3. ما هي الصلابة المؤقتة وما هي الصلابة الدائمة ؟
تسمى الصلابة الناتجة عن كاليفورنيا (HCO3)2 و ملغ (HCO3)2 بالصلابة المؤقتة. وتسمى الصلابة التي تسببها الكبريتات أو كلوريدات الكالسيوم والمغنيسيوم بالصلابة الدائمة.
4. استخدم المعادلات الكيميائية لتفسير عملية تشكيل المقياس في الغلايات ؟
CA (HCO3)2 = = CaCO3 ↓ CO2 ^ H2O
ملغ (HCO3)2 = = MgCO3 ↓ CO2 ^ H2O
MgCO3 H2O = = ملغ (أوه) 2 CO2 ^
--- يمكن تقليل الماء العسر الناجم عن الصلابة المؤقتة عن طريق التسخين والغليان.
طريقة برنامج المياه الصلبة
الطرق الشائعة لتليين المياه الصلبة:
(أ) طريقة التسخين والغلي:
يمكن أن يقلل فقط من صلابة المياه المؤقتة ، ولكن لا يمكن أن يقلل من الصلابة الدائمة.
(ب) طريقة التليين الكيميائي: (طريقة رماد الصودا والجير)
تقليل محتوى أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء عن طريق إضافة المواد الكيميائية.
(ج) طريقة التبادل الأيوني:
تشمل المبادلات الأيونية الزيولايت الطبيعية أو الاصطناعية ، وراتنجات التبادل الأيوني والفحم السلفوني ، وما إلى ذلك. في هذا المشروع ، نستخدم طريقة تبادل أيون الأشجار.
وصف موجز لمبدأ طريقة التبادل الأيوني لتليين الماء العسر.
Ca2 و Mg2 في تبادل المياه الصلبة مع غ أو ح في راتنج التبادل الأيوني ، مما يقلل تركيز أيونات Ca2 و Mg2 في المحلول.
طريقة التبادل الأيوني
تتضمن طرق تليين المياه الصلبة عادة طريقة تليين كيميائية وطريقة تبادل الأيونات. هنا نقدم لفترة وجيزة طريقة التبادل الأيوني. طريقة التبادل الأيوني هي طريقة لتليين المياه باستخدام المبادل الأيوني ①. يستخدم الفحم المسلفن (NaR) عادة كمبادل أيوني في الصناعة. الفحم المسلفن هو مادة حبيبية سوداء غير قابلة للذوبان في الأحماض والقلويات. تخضع الكاتيونات من هذه المادة لتبادل الأيونات مع الكاتيونات من المواد الأخرى في المحلول. كما هو موضح في الشكل 2-6 ، يتم ملء عمود التبادل الأيوني بالفحم المسلفن. حقن الماء العسير من أعلى عمود التبادل الأيوني بحيث يتدفق الماء العسري ببطء عبر الفحم المسلفوني. عندما يمر الماء العسر من خلال الفحم المسلفن ، فإن Ca2 + و Mg2 + في الماء العسر يؤدي التبادل الأيوني مع + Na في الفحم المسلفن ، وبالتالي يلين الماء العسر. يمكن التعبير عن التفاعل على النحو التالي: 2NaR + Ca2 + = CaR2 + 2Na + 2NaR + Mg2 + = MgR2 + 2Na + بعد استبدال كل الفحم المسلفن بـ Ca2 + و Mg2 + ، يفقد الفحم المسلفن قدرته على تليين الماء الصلب. ومع ذلك ، إذا تم نقعه في محلول كلوريد الصوديوم بجزء كبير من 8 ٪ إلى 10 ٪ ، فسيتم تبادل CaR2 و MgR2 مع نا + لتجديد NaR ، وبالتالي استعادة قدرة الفحم المسلفن على تليين المياه الصلبة. وتسمى هذه العملية التجديد. يمكن التعبير عنها على النحو التالي: CaR2 + 2Na + = 2NaR + Ca2 + هذه الطريقة لتليين المياه الصلبة تتميز بمزايا الجودة العالية والمعدات البسيطة والمسامات الصغيرة وسهولة التشغيل. لذلك ، يتم استخدامه حاليًا بشكل شائع. بما أن التبادل الأيوني قابل للعكس ، فإن راتنج التبادل الأيوني المستخدم يتم غسله عمومًا بتركيز مناسب من الأحماض غير العضوية أو القلويات ، ويمكن إعادته إلى حالته الأصلية وإعادة استخدامه. وتسمى هذه العملية التجديد. يمكن تغليف راتنج التبادل الكاتيوني بحمض الهيدروكلوريك المخفف وحمض الكبريتيك المخفف والحلول الأخرى ؛ يمكن معالجة راتنج التبادل الأنوني بهيدروكسيد الصوديوم وحلول أخرى للتجديد.
طريقة التبادل الأيوني
يستخدم الراتنج الأيوني (راتنج أنيوني يمكن استخدامه أيضًا) لامتصاص أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء ، وبالتالي تليين الماء وتغيير صلابة الماء. يمكن تحديد حجم سعة راتنج التبادل وفقًا لجودة المياه الواردة وحجم المياه وصلابة المياه. تتميز هذه الطريقة لتليين المياه الصلبة بمزايا الجودة العالية والمعدات البسيطة والبصمة الصغيرة وسهولة التشغيل. في الوقت نفسه ، نظرًا لأن تأثير التبادل الأيوني قابل للعكس ، يتم غسل راتنج التبادل الأيوني المستخدم عمومًا بتركيز مناسب من الأحماض غير العضوية أو القلويات ، ويمكن إعادته إلى حالته الأصلية وإعادة استخدامه. وتسمى هذه العملية التجديد. يمكن تغليف راتنج التبادل الكاتيوني بحمض الهيدروكلوريك المخفف وحمض الكبريتيك المخفف والحلول الأخرى ؛ يمكن معالجة راتنج التبادل الأنيوني بهيدروكسيد الصوديوم وحلول أخرى للتجديد. |
تجديد الراتنج
طريقة التجديد الكهروكيميائية للراتنج الكاتيوني الحمضي الضعيف هي تقنية فعالة لتجديد الراتنج. يستخدم مبادئ كهروكيميائية لتجديد واستعادة الراتنجات الحمضية الضعيفة التي كثفت عددًا كبيرًا من الكاتيونات. خطوات هذه الطريقة بسيطة نسبيًا وسهلة التشغيل وذات كفاءة تجديد عالية واقتصاد.
خطوات للتجديد الكهروكيميائي للراتنج الموجب الحمضي الضعيف:
1. تحضير محلول إلكتروليت: تحضير محلول إلكتروليت حمضي بتركيز مناسب ، عادة حمض الهيدروكلوريك الحمضي أو حمض الكبريتيك. سيتم استخدام هذا المحلول لخلق بيئة رطبة بالكهرباء قادرة على تحفيز عملية تجديد الكاتيونات الحمضية الضعيفة.
2. بناء الخلية الإلكتروليتية: إعداد خلية إلكتروليتية تضم قطبين (أقطاب كهربائية عادة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو مواد أخرى مقاومة للتآكل). سيتم غمر هذه الأقطاب الكهربائية في محلول إلكتروليت لتشكيل نظام كهروكيميائي مع راتنج كاتيوني حمضي ضعيف.
3. قم بتوصيل مصدر الطاقة: قم بتوصيل الأقطاب بمصدر طاقة تيار مستمر يسمح للتيار بالمرور عبر محلول الإلكتروليت والراتنج الأيوني.
4. عملية التحليل الكهربائي: تحت عمل التيار الكهربائي ، ستنتج الأيونات الحمضية في المنحل بالكهرباء التبادل الأيوني في الراتينج الموجب الحمضي الضعيف ، وبالتالي تطلق الأيونات المعدنية الممتزة ، وما إلى ذلك. هذه العملية ، التي تسمى التجديد الكهروكيميائي ، تستعيد تدريجيا قدرة الامتزاز للراتنج الأيوني.
5. المراقبة والتحكم: أثناء عملية التحليل الكهربائي ، يمكن مراقبة المعلمات مثل التيار والجهد وتركيز الأيونات لضمان فعالية وسلامة عملية التجديد.
6. التشطيبات والتنظيف: عندما تسترد قدرة الامتزاز للراتنج الأيوني تدريجيًا ، يمكن إيقاف عملية التحليل الكهربائي. ثم ، قم بإزالة الراتنج الموجب الحمضي الضعيف من محلول الإلكتروليت وشطف المنحل الكهربائي المتبقي بالماء النظيف.
تعقيم المياه بالكهرباء
يستخدم تعقيم المياه بالكهرباء مبدأ التحليل الكهربائي لتحلل الماء إلى أكسجين وهيدروجين من خلال عمل التيار الكهربائي ، ويولد أنواعًا أكسجين نشطة بتأثير مبيد للجراثيم. هذه الأنواع من الأكسجين التفاعلية يمكن أن تدمر بنية الخلية من البكتيريا ، وبالتالي تحقيق الغرض من قتل البكتيريا. ميزة تعقيم المياه بالكهرباء هي أنها طريقة تعقيم لا تتطلب إضافة أي مواد كيميائية ولا تنتج مخلفات ضارة. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يتميز أيضًا بخصائص سرعة التعقيم السريع ، وتأثير التعقيم الجيد ، والتشغيل السهل. لذلك ، تم استخدام تعقيم المياه بالكهرباء على نطاق واسع في معالجة الأغذية ، ومعالجة مياه الشرب ، وتطهير الجهاز الطبي وغيرها من المجالات. |
تجديد الراتنج
طريقة التجديد الكهروكيميائية للراتنج الكاتيوني الحمضي الضعيف هي تقنية فعالة لتجديد الراتنج. يستخدم مبادئ كهروكيميائية لتجديد واستعادة الراتنجات الحمضية الضعيفة التي كثفت عددًا كبيرًا من الكاتيونات. خطوات هذه الطريقة بسيطة نسبيًا وسهلة التشغيل وذات كفاءة تجديد عالية واقتصاد.
خطوات للتجديد الكهروكيميائي للراتنج الموجب الحمضي الضعيف:
1. تحضير محلول إلكتروليت: تحضير محلول إلكتروليت حمضي بتركيز مناسب ، عادة حمض الهيدروكلوريك الحمضي أو حمض الكبريتيك. سيتم استخدام هذا المحلول لخلق بيئة رطبة بالكهرباء قادرة على تحفيز عملية تجديد الكاتيونات الحمضية الضعيفة.
2. بناء الخلية الإلكتروليتية: إعداد خلية إلكتروليتية تضم قطبين (أقطاب كهربائية عادة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو مواد أخرى مقاومة للتآكل). سيتم غمر هذه الأقطاب الكهربائية في محلول إلكتروليت لتشكيل نظام كهروكيميائي مع راتنج كاتيوني حمضي ضعيف.
3. قم بتوصيل مصدر الطاقة: قم بتوصيل الأقطاب بمصدر طاقة تيار مستمر يسمح للتيار بالمرور عبر محلول الإلكتروليت والراتنج الأيوني.
4. عملية التحليل الكهربائي: تحت عمل التيار الكهربائي ، ستنتج الأيونات الحمضية في المنحل بالكهرباء التبادل الأيوني في الراتينج الموجب الحمضي الضعيف ، وبالتالي تطلق الأيونات المعدنية الممتزة ، وما إلى ذلك. هذه العملية ، التي تسمى التجديد الكهروكيميائي ، تستعيد تدريجيا قدرة الامتزاز للراتنج الأيوني.
5. المراقبة والتحكم: أثناء عملية التحليل الكهربائي ، يمكن مراقبة المعلمات مثل التيار والجهد وتركيز الأيونات لضمان فعالية وسلامة عملية التجديد.
6. التشطيبات والتنظيف: عندما تسترد قدرة الامتزاز للراتنج الأيوني تدريجيًا ، يمكن إيقاف عملية التحليل الكهربائي. ثم ، قم بإزالة الراتنج الموجب الحمضي الضعيف من محلول الإلكتروليت وشطف المنحل الكهربائي المتبقي بالماء النظيف.
التحكم الآلي
وظيفة تنفيذ
في الختام ، لا يمكن المبالغة في التأثير العميق لتليين المياه ذات درجة الحموضة العالية للري الزراعي. وهي تمثل عاملاً محوريًا في تعزيز صحة التربة ، وتحسين توافر المغذيات ، وزيادة إنتاجية المحاصيل في نهاية المطاف. وتجسد هذه الممارسة نهجا مستداما تجاه الزراعة ، وضمان البقاء على المدى الطويل مع تلبية الطلب المتزايد على إنتاج الغذاء في عالم دائم التغير.