آزمایش جارتست

درحال مشاهده: آزمایش جارتست

ادعونی اهدای خون

آزمایش جارتست

۱۳۸۹/۱۱/۲۲

20:20

امیرحسین ستوده بیدختی

مقدمه :

انعقاد یک روش شیمیایی تصفیه است که مواد شیمیایی مختلف مانند (سولفات آلومینیم ،سولفات فرو ، ... ) را به مقادیر لازم و کافی به آب اضافه می کنند تا ذرات کوچک وسبک وغیر قابل ته نشین، به ذرات بزرگتر و سنگین تر و قابل ته نشین تبدیل می شود.

عوامل مختلفی مانند شرایط مخلوط کردن ، PH (دی اکسید کربن تولیدی می تواند مزاحم عمل انعقاد سازی شود. زیرا به جای ته نشینی مواد باعث شناوری آنها می شود،از طرفی اگرph در محدوده مناسب نباشد در آن صورت لخته های ایجاد شده ریز ،سبک وشکننده خواهند بود.)، قلیائیت ،کدورت و درجه حرارت در کارایی یک منعقد کننده تاثیر گذار است.

اما بسیاری از عوامل ناشناخته وجود دارند که در فرایند انعقاد ولخته سازی ذرات موثر هستند،از این رو نوع و مقدار ماده منعقد کننده برای هر آب خام بوسیله آزمایش جار تعیین می گردد.

به عبارت دیگر هرچند پیشرفت هایی در شناخت مکانیزم فرآیند انعقاد حاصل شده اما هنوز به عنوان یک دانش دقیق و جامع از آن نام برده نمی شود.

از این رو انتخاب و بدست آوردن مقادیر بهینه از منعقد کننده ها جای آنکه از طریق کمی و فرمول محاسبه شود،به روش تجربی و با آزمایش جار تعیین می گردد.آزمایش جار بر روی هر آبی که قرار است عملیات انعقاد بر روی آن انجام شود باید صورت گیرد و با هر تغییر قابل ملاحظه ای در کیفیت آب مورد نظر تکرار شود.

برای ارزیابی انعقاد سازی در محلول هایی که غلظت مواد جامد معلق آنها کمتر از 5 گرم درلیتر باشد،از آزمایش جار استفاده می شود این آزمایش با استفاده از تعدادی ظروف شیشه ای که حداقل دارای 1 لیتر گنجایش و از لحاظ اندازه و شکل یکسان هستند انجام می شود.

معمولا از 6 ظرف شیشه ای و یک دستگاه بهمزن که به طور همزمان محتویات همه ظرف ها را بهم می زند استفاده می شود هر یک از6 ظرف به مقدار یک لیتر از آبی که کدورت ،ph و قلیائیت آن از قبل تعیین شده است پر می شود.از یک ظرف شیشه ای بعنوان کنترل کننده استفاده می شود در حالی که در 5 ظرف باقی مانده در مقادیر مختلف ph مقدار متفاوتی از منعقد کننده یا منعقد کننده ها را اضافه می کنند تا آنجا که حداقل مقادیر کدورت باقی مانده بدست آید.

پس از افزودن مواد شیمیایی آب بمدت 1 دقیقه سریعاً بهم زده می شود(100دور در دقیقه)

سپس جهت تشکیل لخته ها مدت 15 الی 20 دقیقه عمل بهم زدن به آرامی (دور کند20دور در دقیقه) ادامه می یابد.

پس از این مرحله بمدت 30 دقیقه آب به حال آرام رها می شود تا عمل زلال سازی اتفاق افتد.

سرعت ته نشین شدن ،زلال بودن محلول نهایی و نیز حجم لجن تولید شده در هر یک از بشر ها می تواند به آزمایشگر کمک کند تا از مواد منعقد کننده مناسب تر برای آب مورد نظر استفاده شود.

همچنین در ازمایش جار برای سهولت انتخاب میزان ماده منعقد کننده فلوک های تشکیل شده در بشرها را از نظر نوع،اندازه و سرعت ته نشینی نمره گذاری می نمایند.

نمره	فلوک ایجاد شده	R
6	فلوک غیرقابل رویت	1
8	فلوک های بسیار ریز	2
10	فلوک قابل رویت	3

R	فلوک ایجاد شده	نمره
1	فلوک غیرقابل رویت	0
2	فلوک های بسیار ریز	2
3	فلوک قابل رویت	4

اهداف : 1- تعیین مقدار مناسب ماده منعقد کننده اصلی 2- تعیین مقدار مناسب ماده منعقد کننده کمکی 3- تعیین PH مناسب برای انعقاد

محاسن :

1-باعث حذف کدورت می شود ؛ که حذف کدورت از سه نظر اهمیت دارد.الف)زیبایی ب)قابلیت صاف شدن ج)ضدعفونی کردن

2-حذف فلوئور : با استفاده از آلومینیوم می توان مقدار فلوراید را از mg/l 8-5 به کمتر از 1mg/Lکاهش داد.

3-باعث حذف ترکیبات اضافی فاضلاب؛(حذف COD ).

4-حذف رنگ

معایب :

1-باعث تولید لجن حجیم می شود که به راحتی آب خود را از دست نمی دهند.

2-استفاده از بعضی منعقد کننده ها مثل آلوم ، PH آب را پایین آورده و باعث سرعت بخشیدن به خوردگی لوله ها می شود.

3-بعضی از منعقد کننده ها می توانند اثر سوئی بر بدن انسان داشته باشد.

کلیات روش انتخابی:

این آزمایش توسط دستگاهی به نام دستگاه جار انجام می شود که بوسیله آن می توانیم نوع و مقدار ماده منعقد کننده را تعیین کنیم و نتایج آن را بر حسب gr_/m³ گزارش می کنیم.

وسایل مورد نیاز :

دستگاه ویژه جارتست

بشر به ظرفیت یک لیتر

استوانه مدرج یک لیتری

پیپت مدرج در حجم های متفاوت

مواد و محلول های مورد نیاز:

سولفات آلومینیوم Al₂(so₄)₂ (منعقد کننده اصلی ):یک گرم از سولفات آلومینیوم را در 100سی سی آب حل می کنیم

کمک منعقدکننده:پلی الکترولیت کاتیونی:1/0 گرم از آن را در 100سی سی حل می کنیم

NaOH یک نرمال،H₂SO₄

روش تئوری آزمایش:

ابتدا از تمیز بودن کلیه ظروف جار مطمئن شوید.نمونه را کاملا مخلوط نموده و بااستفاده از استوانه مدرج یک لیتر از نمونه مخلوط شده را به بشر یک لیتری منتقل نمایید.بشر را بگونه ای زیر یکی از پاروها قرار دهید که پارو به دیواره های بشر برخورد نکند.

دور دستگاه را روی اختلاط تند ( 120-80 دور در دقیقه ) تنظیم نمایید.چون آزمایش باید قابل تکرار باشد یک دور را روی تمام مراحل کار پیاده کنید.یک پیپت مدرج 5 میلی لیتری را از منعقد کننده اصلی پر کنید و تدریجا به نمونه ی در حال اختلاط بیفزایید ؛ به محض مشاهده اولین لخته ها تزریق منعقدکننده را قطع نموده و حجم مصرفی را یادداشت نمایید.

اکنون هر شش ظرف دستگاه جار را از یک لیتر نمونه مخلوط شده پر کنید.دور دستگاه را روی دور مرحله قبل تنظیم نمایید.مقدار تزریقی منعقد کننده را در هر ظرف به گونه ای تنظیم کنید که عدد حاصله از مرحله قبل در یکی از دو ظرف میانی قرار گیرد.ماده منعقد کننده را به طور همزمان به هر شش ظرف افزوده و زمان را نگهدارید.( 60 ثانیه) اکنون دور دستگاه را روی اختلاط کند ( 20 دور در دقیقه ) تنظیم نمایید و اختلاط کند را به مدت 20 دقیقه ادامه دهید.دستگاه را خاموش نموده و زمان نیم ساعت نمونه ها را ته نشین نمایید. اکنون نتایج را با استفاده از روش چشمی یا با استفاده از دستگاه کدورت سنج با هم مقایسه و بهترین نتیجه را یادداشت نمایید.

مراحل قبل را در مورد کمک منعقد کننده نیز تکرار و بهترین نتیجه را یادداشت کنید.

Eروش عملی:

اولین هدف جارتست:

مقدار یک لیتر از آب نمونه پس از مخلوط کردن با یک بشر یک لیتری به استوانه مدرج منتقل می کنیم سپس آن را به ظرف مخصوص جارتست می ریزیم و ظرف را در جای خود قرار می دهیم (باید دقت کنیم که تیغه هنگام چرخش به کناره ظرف برخورد نکند.

سپس دستگاه را روشن کرده و روی دور تند(100دور در دقیقه)تنظیم می کنیم با یک پیپت cc 10از سولفات آلوم را برداشته و آرام آرام آن را به نمونه اضافه می کنیم تا زمانیکه فلوک های کوچک در حال تشکیل در بشر مشاهده شود،در این لحظه اضافه کردن ماده منعقد کننده را قطع و میزان ماده منعقده کننده مصرفی را یادداشت می کنیم.که این مقدار ماده منعقد کننده نمایانگرماده مبنای ما خواهد بود.

مقدار ماده مبنارا در یکی از ظرفهای شماره3 یا 4 دستگاه جارتست قرار می دهیم (ظرف شماره 4 مقدار مبنا قرار گرفت).

هر 6 ظرف دستگاه جارتست را کاملاً شسته و مقدار یک لیتر از نمونه را با بشر به استوانه مدرج منتقل کرده و سپس به ظرف ها جارتست می ریزیم سپس دستگاه را روشن کردیم و روی دور تند (100دور در دقیقه) تنظیم می کنیم .

در ظرف های شماره 1 تا 3 به ترتیب2،3، 4 سی سی و در ظرفهای شماره5 و 6 به ترتیب 6 و 7 سی سی از ماده منعقد کننده اصلی همزمان اضافه می کنیم.بعد از گذشت یک دقیقه و اختلاط کامل دستگاه جار را روی دور کند (20 دور در دقیقه )قرار می دهیم که طول این زمان بین 20-15 دقیقه است بعد از گذشت 20 دقیقه دستگاه را خاموش کرده و مدت 30 دقیقه اجازه می دهیم تا فلوک های تشکیل شده ته نشین شود،سپس بهترین ظرف را که شفاف و روشن و با کدورت کم بوده و میزان لجن کمتری تشکیل شده را انتخاب می کنیم و ماده منعقد کننده مصرفی در آن را محاسبه می کنیم.

در آزمایش انجام شده ظرف شماره 3 کمترین کدورت و کمترین لجن تشکیل شده را داشت،که میزان آلوم مصرفی در ظرف شماره 3 به میزان 4 سی سی بود.

دومین هدف جارتست: تعیین مقدار مناسب ماده منعقده کننده کمکی

در مرحله قبل مقدار مناسب ماده منعقد کننده اصلی را محاسبه کردیم که این مقدار برای یک لیتر برابر 4سی سی یا 04/0 گرم سولفات آلوم بود در این مرحله باید مقدار 4سی سی ماده منعقد کننده اصلی را به هر یک از ظروف جار اضافه می کنیم.

(برای صرفه جویی و به دلیل اینکه تهیه مقدار 24سی سی ماده منعقد کننده اصلی سخت است * cc 24=(ccآلوم)4×(ظرف) 6 *بنابراین میزان 50 سی سی از آن را تهیه می کنیم)

برای تهیه 100سی سی محلول کمک منعقدکننده مقدار 1/0 گرم از کمک منعقد کننده پلی الکترولیتی را به 100سی سی آب مقطر اضافه کرده و حل می کنیم.

هر 6 ظرف دستگاه جارتست را کاملاً شسته و مقدار یک لیتر از نمونه را با بشر به استوانه مدرج منتقل کرده و سپس به ظرف های جارتست می ریزیم و ظرف ها را شماره گذاری می کنیم.سپس دستگاه را روشن می کنیم و روی دور تند (100دور در دقیقه) تنظیم می کنیم .

سپس 6 پیپت را که قبلاً با آب مقطر شستشو داده ایم را به مقدار 4سی سی محلول منعقده کننده اصلی پر می کنیم و به طور همزمان آنرا به ظروف دستگاه جار اضافه نموده و بلافاصله بعد از آن به ظرف های شماره 1 تا 6 به ترتیب 5/0، 1، 5/1 ، 2 ، 5/2 ، 3 سی سی ماده منعقد کننده کمکی(پلی الکترولیت) اضافه می کنیم و به مدت 1 دقیقه زمان تا اختلاط کامل صورت گیرد و بعد از آن به مدت 20 دقیقه دور کند(20 دور دقیقه)و در انتها دستگاه را خاموش کرده و برای ته نشینی 30 دقیقه صبر می کنیم.

بهترین مقدار در آزمایش انجام شده برای کمک منعقد کننده ظرف شماره 2 بود که بهترین شفافیت را داشت که1 سی سی ماده کمک منعقد کننده پلی الکترولیتی را داشت.

سومین هدف جارتست: تعیین بهترین PH

برای این کار 4 ظرف از جارتست را به وسیله استوانه مدرج به میزان 1 لیتر آب نمونه مخلوط شده می ریزیم ،در این جا ph نمونه که مخلوطی از خاک و آب بود برابر 8 بود، و ما بوسیله اسیدسولفوریک ph یکی از نمونه ها را به 5 رساندیم و بوسیله هیدروکسید سدیم (NaOH) 1 نرمال میزان ph در دو ظرف دیگر را به 9 و 10 رساندیم (با کمک دستگاه PH متر )

دستگاه را روشن کرده و روی دور تند(100دور در دقیقه)قرار می دهیم و میزان 4 سی سی آلوم (که در مرحله اول بدست آمد)را به 4 ظرف جار اضافه کرده و بعد از گذشت 1 دقیقه به مدت 20 دقیقه روی دور کند(20 دور در دقیقه) و بعد دستگاه را خاموش کرده و 30 دقیقه زمان برای ته نشینی.

پس از پایان آزمایش بهترین میزان شفافیت ظرف شماره 3 بود که ph=9 داشت.

محاسبات و نتیجه گیری:

حجم مصرفی ماده منعقدکننده در ظرفی که بهترین نتیجه را داده است یادداشت و با توجه به 1% بودن محلول اولیه مقدار وزنی ماده منعقدکننده را به صورتgr_/m³ گزارش می نماییم.

که در این آزمایش نتیجه های ما به شرح ذیل می باشد:

که برای m³1 این مقدار 40 گرم خواهد بود .

1×4

gr04/0

100

منبع و مآخذ :

جزوه آزمایش های شیمیایی آب و فاضلاب ،

بهداشت آب و تصفیه آن-حسن امیر بیگی-انتشارات اندیشه رفیع