اثرات خصوصیات آب بر تصفیه آب

اهميتاكسيژن محلول در بهسازي و تصفيه آبهاي آلوده :

در فاضلابها ,اكسيژن محلول فاكتوري است كه تعيين كننده تغييرات بيولوژيكي توسط ارگانيسم هايهوازي مي باشد . ارگانيسم هاي هوازي براي اكسيداسيون مواد آلي و معدني از اكسيژنآزاد (محلول) استفاده مي كنند و محصولات نهايي بي ضرري توليد مي كنند . در حاليكهارگانيسم هاي بي هواي چنين اكسيداسيوني را توسط احيا كردن بعضي از نمكهاي معدنيمثل سولفات انجام مي دهند و محصولات نهايي اغلب نامطلوب مي باشند چون هر دو نوعارگانيسم ها در همه جا يافت مي شوند . ايننكته حايز اهميت است كه شرايط مساعد براي رشد ارگانيسم هاي هوازي نگهداري شود(شرايط هوازي) در غير اين صورت ارگانيسم هاي بي هوازي رشد خواهند كرد و شرايطنامطلوب ايجاد خواهد شد . لذا اندازه گيري اكسيژن محلول جهت نگهداري شرايط هوازيداراي اهميت زيادي مي باشد (مثلا" در آبهاي طبيعي كه فاضلابها يا مواد آلودهرا دريافت مي كنند و نيز در تصفيه هوازي فاضلابها) . همچنين اكسيژن محلول پايهآزمايش BODاست كه اين آزمايش شدت آلودگي فاضلابهاي بهداشتي و صنعتي را تعيين مي كند . سرعتاكسيداسيون بيوشيميايي را مي توان با تعيين اكسيژن محلول باقيمانده در يك سيستم ودر فاصله زمانهاي مختلف بدست آورد . در تصفيه آب صنعتي نيز اكسيژن محلول از اهميتخاصي برخوردار است . اكسيژن يك فاكتور پر اهميت در خوردگي آهن و فولاد مي باشد(بخصوص در سيستم هاي توزيع آب و بويلرها) . حذف اكسيژن از آب تغذيه ديگهاي بخارنيروگاه ها به روش هاي مكانيكي و شيميايي يك كار متداول مي باشد . وجود اكسيژنمحلول يك خطر عمومي براي ديگهاي بخار مي باشد. براي حذف اكسيژن محلول از آب ديگهايبخار از سولفيت سديم يا هيدرازين استفاده مي شود .

اهميتاكسيژن محلول در بهسازي و تصفيه آبهاي آلوده :

قليائيت

اگر به زبان ساده بيان شود , حضوراملاح بازي قليايي مثل كربنات و بي كربنات سديم , پتاسيم و همچنين سود و پتاسقليائيت آب را بوجود مي آورند و به عبارتي براي تعيين قليائيت يك نمونه آب يامحلولي بايد به اندازه كافي اسيد اضافه كرد تا با كلر تركيبات قليايي تركيب شود .براي نشان دادن پايان واكنش اسيد و تركيبات قليايي از انديكاتورهاي رنگي مثل متيلاورانژ (m)و فنل فتالئين (p)استفاده مي شود كه پايان واكنش را با تغيير رنگ نشان مي دهد . مقدار اسيد مصرف شدهجهت رسيدن به نقطه پاياني واكنش (تغيير رنگ) را قليائيت فنل فتالئين يا متيلاورانژ گويند . به طور كلي قليائيت آب معياري از ظرفيت آن در خنثي سازي اسيدها ميباشد (AcidCapacity) و عموما" قليائيت آبهاي طبيعي به علت وجود نمك اسيدهاي ضعيفاست گر چه بازهاي ضعيف يا قوي نيز ممكن است باعث ايجاد قليائيت در ين آبها گردند.اساسا" در آبهاي طبيعي سه نوع آنيون , قليائيت آب را بوجود مي آورند كهعبارتند از كربنات (CO₃^2-), بيكربنات (HCO₃^-)و هيدروكسيد (OH^-)و براي بيشتر كارهاي عملي قليائيت به علت عوامل ديگر را كه در ادامه ذكر مي شود ميتوان ناديده گرفت . ديگر نمكهاي اسيد ضعيف مثل براتها , سيليكاتها و فسفاتها نيزممكن است به مقدار كم در آبها يافت شود .

همچنين تعداد محدودي اسيدهاي آليمقاوم در مقابل تجزيه بيولوژيك نيز تشكيل نمكهايي مي دهد كه به قليلئيت آب اضافهمي شوند . در آبهاي آلوده و يا آبهاي با حالت بي هوازي نيز اسيدهاي ضعيفي مثل اسيداستيك , اسيد پروپيونيك و غيره تشكيل مي شوند كه در قليائيت شركت مي كنند . دربعضي حالات هم آمونياك و هيدروكسيدها نيز ممكن است سهمي از قليائيت آب را شاملگردند . در آبهايي كه جلبكها رشد و فعاليت زياد داشته باشند , نيز ممكن استقليائيت كربنات هيدروكسيد به مقدار قابل ملاحظه اي وجود داشته باشد زيرا جلبكها CO₂آزاد و يا تركيبيموجود در آب را به مصرف مي رسانند و حتي PH آب را به 9 تا 10 هم بالا مي برند .ضمنا" قليائيت در آبهاي آشاميدني از نظر بهداشت عمومي اهميت چنداني ندارد هرچند كه آبهاي بسيار قليايي ممكن است دلپذير نباشد . قليائيت در تصفيه و تهيه آب وفاضلاب اهميت خاصي دارد بويژه قليائيت در آب صنعتي نقش عمده اي دارد و شناخت اثراتآن بسيار اهميت دارد . در شكل زير ارتباط بين انواع مختلف قليائيت آب به صورتترسيمي نشان داده شده است .

همچنين ارتباط بين انواع قليائيت بهصورت جدول ارائه شده است . با استفاده از اين روابط و با داشتن قليائيت p و m مي توان غلظتبيكربناتها , كربناتها و هيدروكسيد موجود در آب را حساب كرد .

نمونه آب محتوي :

نتايج تيتراسيون

بي كربنات

كربنات

هيدروكسيد

M – 2p

2 (m – p)

2 p – m

P = 0

2p < m

2p = m

2p > m

p = m

اثرتغييرات PH روي توزيع انواع تركيبات قليايي و CO₂ يا ارتباط PH و قليائيت :

بيشترآبهاي طبيعيحاوي قليائيت بيكربنات هستند و PH آنهاكمتر از حدود 4/8 –2/8 مي باشد . در بالاتر از اين PHعملا" CO₂ وجودندارد و يون كربنات CO₃^2-بوجود مي آيد .البته خيلي از آبهاي تصفيه شده با آهك داراي PH بالاتر از نقطه پاياني فنل فتالئين هستند و به اصطلاححاوي قليائيت P مي باشند. در محدوده PH (2/8 تا6/9) كربناتها و بيكربناتها با هم وجود دارند و CO₂ و OH^-به مقدار قابل تشخيص وجود ندارد .

خلاصه ارتباط بين PH و فرمهاي مختلف قليائيت يا اسيديته آب :

PH	قليائيت
PH	وجود دارد	وجود ندارد
قليائي	OH^- و CO₃^2-	HCO₃^- و CO₂
5/8 = PH (نقطه پاياني در تيتراسيون با فنل)	HCO₃^- و CO₃^2-	OH^- و CO₂
خنثي	HCO₃^- و CO₂ آزاد	—
PH حدود 3	CO₂ آزاد و اسيدهاي معدني	—
اسيدي	CO₂ سريعا" متصاعد مي شود

اهميت قليائيت در تصفيه آب :

درآبهاي صنعتي همانطور كه ذكر شد قليائيت آب مترادف با وجود يون هاي HCO₃^- ,CO₃^2- و OH^-ميباشد . اگر قليائيت كل (m) آبهاي ديگ بخارزياد باشد , در داخل ديگ توليد CO₂مي كند كه وارد خطوط لوله بخار مي شود و خورندگي ايجاد مي كند . همچنين قليائيت زيادآبهاي ديگ بخار از اين جهت نامناسب است كه به علت حضور غلظت زياد OH^- شكنندگي قليايي پيش خواهدآمد . همچنين قليائيت زياد در ديگ باعث حمل مواد (Carry Over)مي شود . در سيستم هاي خنك كننده , قليائيت كل آب معياري است كه بايد در ارزيابيحالت خورندگي و يا تعيين رسوب ماده مشخص گردد (تعيين انديس لانگ لاير) . همچنينمقدار قليائيت آب در تصميم گيري روش نرم سازي آب نقش مهمي دارد و انتخاب روش نرمسازي بوسيله آهك و سود پارامتري است كه بسيار تعيين كننده است .

قليائيتآبهاي طبيعي به عنوان عامل تامپوني در آب عمل مي كنند و لذا هر چه قليائيت آببيشتر باشد شدت تغييرات PH در برابر افزايشاسيد يا باز كمتر خواهد بود . اين نكته بويژه براي تصفيه فاضلابها اهميت زياديدارد . قليائيت براي ارزيابي ظرفيت تامپوني فاضلابها تعيين مي گردد . غير ازكاربردهاي فوق , قليائيت آب در ديگر فرايندهاي تصفيه از قبيل انعقاد و لخته سازيبايد به مقدار كافي وجود داشته باشد تا اينكه تركيبات اسيدي حاصل از مواد لخته سازيا منعقد كننده را خنثي سازد و PH آب را از تغييرشديد حفظ كند . بالاخره قليائيت پارامتر مهمي در كنترل خورندگي آبها مي باشد .

سختي و اثرات آن :

سختيآب به علت يونهاي كلسيم و منيزيم مي باشد . البته يونهاي آهن , منگنز , آلومينيوم, باريم و استرانسيوم نيز در سختي آب شركت مي كنند , اما اين يونها به مقدار زياددر آبهاي طبيعي وجود ندارد . سختي آبها بيشتر تابع شرايط ژئولوژيك و زمين شناسيمنطقه مي باشد . آبهاي با سختي بيشتر از mg/l , CaCO₃500-300 را آبهاي خيلي سخت براي مصرف شهري تلقي مي كنند , كه در چنين آبهايي مصرفصابون خيلي بالا خواهد رفت و رسوبات نامطلوبي در وسايل حرارتي و لوله ها توليدخواهد شد . صابون سديمي با سختي آب چنين تركيب مي شود و توليد رسوبات دلمه اي (Curd) مي كند .

2NaCO₂C₁₇H₃₃ + Ca⁺⁺ → Ca(CO₂C₁₇H₃₃)₂ + 2Na⁺

بعضياز آبهاي طبيعي خيلي نرم هستند ولي بعضي هم ممكن است چند صد ppmسختي داشته باشند. در صنعت سختي آب منشاءتشكيل رسوب است (بويژه در دستگاه هايي كه با تبادل حرارت سروكار دارند) . سختي آبرا بوسيله روش هاي متعددي مي توان حذف كرد :

1- روش آهك و سود : براي بهبود راندمان آهك زني ازمواد منعقد كننده به ميزان 50-20 ppm استفاده مي شود .از آهك براي حذف سختي موقت و از سود براي حذف سختي غير كربناته يا دائم استفاده ميشود .

2- نرم سازي با رزين (تبادل يون)

3- روش آهك و رزين

برچسب: نویسنده: امیرحسین ستوده بیدختی تاريخ: يکشنبه 16 13 ساعت: 0:28

درباره سایت

آخرین مطالب

امکانات وب

اثرات خصوصیات آب بر تصفیه آب

قليائيت

M – 2p

P = 0

صفحه بندی

آرشیو مطالب

پيوندهای روزانه

لینک دوستان

خبرنامه