تعیین نوع، و میزان ماده منعقد کننده با استفاده از جارتست

درحال مشاهده: تعیین نوع، و میزان ماده منعقد کننده با استفاده از جارتست

ادعونی اهدای خون

تعیین نوع، و میزان ماده منعقد کننده با استفاده از جارتست

۱۳۸۹/۰۶/۲۳

12:0

امیرحسین ستوده بیدختی

آب از ابتدا و از آغاز حيات در كره زمين ، نقش اساسي در زندگي و موجوديت انسانها ايفا نموده است و در طول تاريخ عامل مهمي در شكل گيري تمدنها ، روش زندگي بشر و توسعه تكنولوژي بوده است.به بياني ديگر آب یکی از نعمات بزرگ پروردگار است که منشا حیات وسرآغاز زندگی موجودات زنده است .در كل اهمیت آب به اندازه ای است که بیان وتوجیه کامل آن در زندگی بشر به دشواری میسر می گردد.

ايران سرزميني است كه داراي اقليمي خشك و نيمه خشك و كم آب مي باشد، بطوريكه 80 درصد مساحت كشور در اين حوزه قرار داشته، و سهم كشور از كل آب شيرين قابل استفاده كره زمين را در حدود 0002/0 درصد تخمين ميزنند، بدين لحاظ آب از ديرباز يكي از عوامل مهم و نقش آفرين در ساختار جامعه و سياستهاي داخل كشور بوده است. و بخش مهمي از فرهنگ ايراني در نيز ارتباط با آب شكل گرفته است.

در گذشته، اهالي روستاها و شهرهاي كم جمعيت در كشور، آب مورد نياز خود را از چشمه ها، نهرها، قناتها، و چاهها تامين مي كردند و اكنون عليرغم تمام تلاشها و كوششها ي بسيار ، و ابداع شيوه ها و روشهاي مختلف براي تامين، و مصرف آب سالم و بهداشتي ، هنوز سايه آلودگي برسر اين مايه حياتي وجود دارد .امروزه با پیشرفت زندگی صنعتی ورشد جمعیت ، مصرف آب افزیش یافته است ومنابع آب موجود قابل مصرف ، درمعرض استفاده بیش از حد وحتی آلودگی قرارگرفته است.

آب آشامیدنی:

آب آشامیدنی، آب گوارایی است، که عوامل فیزیکی ،شیمیایی و بیولوژیکی آن درحد استانداردهای مصوب باشد و مصرف آن عارضه سوئی درکوتاه مدت یادر دراز مدت درانسان ایجاد نکند.

آلودگی آب آشامیدنی:

عبارتست از تغییر خواص فیزیکی ،شیمیایی و بیولوژیکی آب به گونه ای که آن را برای مصرف انسان زیان آور سازد.

حد مطلوب :

عبارت است از گستره ای از غلظت عوامل موجود در آب آشاميدني که چنانچه حاوی مواد با غلظت بيشتر از آن باشد، از نظر کيفيت در حد پايين تری قرار داشته، اما هنوز برای آشاميدن مناسب مي باشد.

حد مجاز :

حداکثر عوامل شيميايي، فيزيکي و بيولوژيکي آب آشاميدني است که استمرار مصرف آن برای انسان زيان آور نباشد. اين مقدار بر مبنای متوسط مصرف آشاميدني روزانه 5/2 ليتر آب برای يک انسان 70 کيلوگرمي در نظر گرفته شده است.

اهمیت کنترل آب آشامیدنی :

درگوشه وکنار جهان وکشورما نیاز به آب روزبه روز افزایش می یابد این موضوع نه فقط به خاطرافزایش جمعیت ، بلکه برای سایر مصارف بهداشتی نظیر استحمام ،شستشو،صنایع وکشاورزی نیز محتاج آب میباشد.میزان آب درنقاط مختلف کشور تفاوت فراوانی دارد. درمناطقی ازکشور آب فراوان موجود بوده وبرعکس درمناطق خشک وکویری دچار کمبود ومسئله تامین آب میباشند. از نکته نظر کیفیت ، آب تغییرات متفاوتی دارد در بعضی نقاط با کیفیت شیمیایی مطلوبتر و درنقاط دیگر باغلظت یونی بیشتری مواجه میباشند. همچنین پراکندگی جمعیت درنقاط مختلف کشور متفاوت است و در نتیجه نیازهای آنها به آب متفاوت خواهد بود. امروزه تمدن ، تغییراتی را در کیفیت آبها باعث گردیده است چه از طریق شهرنشینی و رشد بی رویه جمعیت و چه از طریق ایجاد آلودگیهای ناشی از صنعت و استفاده از مواد شیمیایی و سموم در کشاورزی، تغییراتی در کیفیت منابع آب آشامیدنی بوجود آمده است. این آبها ، دیگر به همان گونه که قبلا مورد استفاده قرار گرفته است نمی توانند مورد بهره برداری قرار کیرند. از طرفی امروزه نیاز به آب با کیفیت بالا بیشتر وبیشتر می گردد. بنابراین نه تنها حفاظت از این منابع ، کاری است بسیار ضروری (بخصوص در مناطقی که به شدت آلوده شده اند ) بلکه باید اقدامات لازم برای منابعی که هنوز دچار آلودگی نشده اند انجام گیرد. در مدیریت برنامه کیفیت آب، هم به دانستن اطلاعات در زمینه کیفیت آبهای موجود، نیاز است وهم میبایست روند تاثیر فعالیت بشر روی کیفیت آب و تدوین ضوابط، جهت برنامه ریزی برای تعیین نحوه بهره برداری ،مورد توجه قرار گیرد.چنین شیوه ای فقط در سایه دانستن اطلاعات کافی در مدت زمان طولانی در زمینه کیفیت آب واستفاده از تجارب واطلاعات گذشته از کیفیت آنها برای مصارف مختلف تحقق پیدا می کند. بعلاوه اجرای قوانین ومقررات ایجاد شده برپایه واساس همین اطلاعات استوار است ودر اینجا است که اندازه گیری کیفیت آب آشامیدنی ضرورت پیدا می کند.

هدف از کنترل كیفیت آب آشامیدنی:

اهداف زیر را برای کنترل کیفی آب آشامیدنی باید در نظر گرفت :

1- کشف بموقع هر گونه تغییر در کیفیت آب آشامیدنی .

2- تشخیص بموقع هر گونه تغییر در کیفیت آب آشامیدنی .

3- تشخیص آبهایی که در سیستم آبرسانی از کیفیت استاندارد مورد نظر برخوردار هستند.

4- تشخیص نقاط یا مناطق آلوده (درصورت وجود) بخصوص درمواقع اپیدمی .

5- تعیین دامنه تاثیر آبهای آلوده ای که به منابع آب آشامیدنی افزوده میشوند.

6- تعیین میزان آلودگی در آب.

7- ارزیابی میزان تاثیر اقداماتی که در جهت بهبود کیفیت انجام میگیرد.

8- تدوین دستورالعمل یا استاندارد برای آب بامصارف مختلف بهداشتی.

9- تدوین ضوابط ومقرارت درزمینه کیفیت وکمیت آب آشامیدنی.

10- اقدامات کنترلی برای رفع یاپیشگیری از آلودگی آب آشامیدنی.

11- اقدامات هشدار دهنده در مواقع ضروری.

ويژگيهای فيزيکي مورد توجه در آب آشاميدني :

كدورت – رنگ – بو - PH- بو ... .

کدورت آب :

عبارت است از وجود ذرات معلق در آب که سبب شکستگي، پراکندگي و جذب قسمتي از نور شده و مانع عبور بخشي از نور تابيده شده به آن گردد.

«مشخصات فيزيکي آب آشاميدني»

رديف


ويژگي


حد مطلوب


حد مجاز


واحد

1


کدورت


کمتر يا مساوی 1


حداکثر5


N.T.U

2


رنگ


کمتر يا مساوی 1


حداکثر 20


T.C.U

3


بو


صفر


حداکثر 2 واحد در oc 12

حداکثر 3 واحد در oc 25


TON

4


PH


5/8-7


9-5/6


5


طعم


-


بايد مقبوليت عمومي داشته و مورد اعتراض واقع نشود.

ناخالصي‌هاي آب:

چنانچه آب خالص با تركيب شيميايي H2O را اساس مطالعه قرار دهيم ناخالصي‌هاي آن عبارتند از:

1 ـ ناخالصي‌هاي معلق

نظير ذرات معلق زنده و غيرزنده كه در آب به صورت معلق يافت مي‌شوند. اين نوع ناخالصي را مي‌توان در سه گروه، تقسيم بندي و مطالعه نمود.

الف) ذرات معلق زنده بيماري‌زا ؛

مانند عوامل بيماري‌زاي موجد وبا، حصبه، شبه حصبه، انواع اسهال‌ها، تخم انگل‌ها مانند آسكاريس و عامل كيست هيداتيد و ويروس‌ها، منشاء اصلي اين دسته از ناخالصي‌ها فاضلاب شهري و حضور حيوانات اهلي يا وحشي در مجاورت منابع آب مي‌باشد.

ب) ذرات معلق زنده غيربيماري‌زا؛

مانند باكتري‌هاي ساپروفيت، اغلب جلبك‌ها و تك سلولي‌هايي كه در طبيعت به وفور پيدا مي‌شوند.

ج) ذرات معلق غيرزنده ؛

مانند رس ، ليمون كه ناشي از فرسايش سطح زمين و سطوح آبخيز مي‌باشد.

از نظر فيزيكي ذرات بالا به دو گروه تقسيم مي‌شوند گروهي كه در حوضچه هاي ته نشيني و يا صافي‌ها جدا مي‌شوند و گروهي كه براي جدا كردن آن‌ها احتياج به مواد منعقد كننده است تا از طريق لخته سازي، به ذرات درشت تري تبديل شده و حذف شوند.

2 ـ ناخالصي‌هاي محلول

اين دسته شامل املاح معدني، تركيبات آلي و گازهاي محلول مي‌باشند كه مي‌توان آن‌ها را به صورت زير گروه بندي نمود:

الف) املاح محلول معدني ؛

كه اغلب به صورت املاح كلسيم، منيزيم، سديم، آهن، منگنز و... مي‌باشد كه برخي از آن‌ها مصرف آب را محدود مي‌نمايند كه در جاي خود بحث خواهد شد.

ب) گازهاي محلول ؛

مانند اكسيژن، انيدريد كربنيك، هيدروژن سولفوره، ازت وغيره مي‌باشند و اين نوع ناخالصي نيز كيفيت شيميايي آب را تحت تاثير قرار داده و ممكن است باعث نامطلوب بودن آن شود.

اهميت استفاده از ماده منعقد كننده :

وجود ناخالصیهای معلق و کلوئیدی درآب که باعث ایجاد رنگ و بو و طعم نامطبوع آب می‌شوند، لزوم تصفیه آب را مطرح می‌کند. این ناخالصی ها به کمک صاف کردن قابل رفع نیستند، لذا از روش انعقاد و لخته سازی برای حذف آنها استفاده می‌شود. افزودن یک ماده منعقد کننده به آب باعث خنثی شدن بار ذرات کلوئیدی شده و این ذرات با نزدیک شدن به هم ذرات درشت دانه و وزین‌تری را ایجاد می‌کنند. برای کامل کردن این عمل و ایجاد لخته‌های بزرگتر از مواد دیگری به نام کمک منعقد کننده استفاده می‌شود با اين وجود لخته‌های بدست آمده که ذرات معلق و کلوئیدی رابه همراه دارند، به حد کافی درشت بوده و به راحتی ته ‌نشین و صاف می‌شوند.

مکانیسم انعقاد معمولا برای حذف مواد کلوئیدی آب وفاضلاب از ترکیبات فلزاتی مانند آلومینیم ، آهن یا برخی از ترکیبات الکترولیت استفاده می‌شود. املاح فلزات که به عنوان منعقد کننده وارد آب می‌شود. دراثر هیدرولیز به صورت یونی یا هیدروکسید یا هیدروکسیدهای باردار ، در می‌آید . بوجودآمدن این مولکول باردار بزرگ با خنثی نمودن ذرات کلوئیدی و کاهش پتانسیـــل زتا ( ختلاف پتانسیل بین فاز پخش شده و محیط اطراف آن ) که عامل اصلی دافعه بین ذرات کلوئیدی می‌باشد، امکان لازم برای عمل نمودن نیروی واندروالسی بوجود می‌آورند که موجب چسبیدن ذرات به یکدیگر می‌شود.

بنابراین عامل اصلی حذف بار کلوئیدها، یونهای فلزی نیستند بلکه محصولات حاصل از هیدرولیز آنها می‌باشد. با توجه به آزمایشات مختلف یون های فلزات سه ظرفیتی در عمل انعقاد مؤثرتر از سایر یون ها می‌باشند. عمل انعقاد توسط عمل لخته سازی تکمیل شده و ذرات بزرگتر شروع به ته‌نشینی می‌کنند. در مرحله ته ‌نشینی عامل زمان بسیار مهم می‌باشد و با قطر ذرات رابطه مستقیم دارد.

انواع منعقد کننده ها :

منعقد کننده‌های آلومینیوم ‌دار:

سولفات آلومینیم :

که نام تجاری‌اش آلوم یا زاج سفید می‌باشد. با اضافه کردن به آب یا بی‌کربنات‌ کلسیم و آب واکنش داده و هیدروکسید آلومینیم ایجاد می‌کند که هیدروکسید آلومینیوم مرکزی برای تجمع موادکلوئیدی بدون بار شده و لخته‌های درشت‌تر ایجاد می‌کند. در صورت ناکافی بودن قلیائیت محیط برای ایجاد هیدروکسد آلومینیم ، از آب آهک و کربنات سدیم استفادهمی‌شود. چون H+ مانع تشکیل هیدروکسید آلومینیوم می‌شود. عیب مهم استفاده از زاج ایجاد سختی کلسیم و CO2 ( عامل خورندگی ) می‌باشد.

آلومینات سدیم :

این ترکیب هم در اثر واکنش با بی‌کربنات ‌کلسیم ایجاد هیدروکسید آلومینیوم می‌کند. به علت خاصیت قلیایی ، احتیاج به مصرف باز اضافی ندارد.

منعقدکننده های آهن دار:

سولفات فرو :

با ایجاد هیدروکسید آهن III باعث انعقاد ذراتکلوئیدی می‌شود. همراه آهک هیدراته استفاده می‌شود.

سولفات فریک :

می‌تواند همراه یا بدون آهک هیدراته مصرف شود و از لحاظ اقتصادی با صرفه‌تر از زاج است. مزيتش نسبت به زاج اين است كه در میدان وسیعتري از PH عمل مي‌کند. زمان لازم برای تشکیل لخته‌ها کمتر است و لخته‌ها درشت‌تر و وزین‌تر هستند. با استفاده از سولفات فریک در PH حدود 9 منگنز موجود در آب حذف می‌شود. و باعث از بین رفتن طعم و بوهای خاص آب می‌شود.

کلرور فریک:

از پر‌مصرف‌ترین منعقد کننده‌‌هاست و به صورت پودر، مایع یا متبلور به فروش می‌رسد. در اثر واکنش با بی‌کربنات کلسیم یا هیدروکسید کلسیم ایجاد هیدروکسید آهن III می‌کند که مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی به شمار می‌رود.

مواد منعقد كننده:

محاسن :

1- حذف كدورت: كه از سه جنبه زيبايي و زلال بودن آب،قابليت صاف شدن (هرچه كدورت كمتر باشد، صاف نمودن آب آسانتر انجام ميگيرد)، ضد عفوني كردن (اگر كدورت بيشتر از NTU 5 باشد گندزدايي در از بين بردن عوامل بيماريزاي منتقله توسط آب و باكتريهاي مدفوعي موفق نخواهد بود) اهميت دارد.

2- حذف فلوئور

3- حذف تركيبات اضافي فاضلاب

4- حذف رنگ

معايب :

1- توليد لجن حجيم

2- لجن ها به راحتي آب خود را از دست نمي دهند

3- آلوم (سولفات آلومينيوم) PH آب را پايين آورده و باعث سرعت بخشيدن به خوردگي لوله ها و ايجاد كمپلكس هاي رنگي در آب مي شود.

اهميت فرآيند انعقاد:

فرآیند متداول انعقاد، به صورت بخشی از فرآیند تصفیه آب، بطور موثر رنگ و کدورت را حذف می‌کند، اما مکانیسم حذف رنگ و حذف کدورت باهم متفاوت است. با انعقاد شدید، بیشتر جامدات محلول از محلول جدا شده و رسوب می‌کنند و همانند مواد منعقدکننده به همراه خود ترکیبات رنگزا راجذب کرده و همراه با خود حذف می‌کنند. به خاطر منابع و گستره وسیع مواد رنگزا، برای تعیین بهترین استراتژی حذف رنگ می‌توان از آزمایـش جـار استفاده کرد.

جارتست :

دستگاهي است كه جهت بررسي پديده انعقاد در سيستم هاي كلوئيدي ( پساب، لجن، … ) بكار مي رود . با اين دستگاه مي‌توان بهينه غلظت منعقد كننده مصرفي را در شرايط مختلف تعيين نمود و فعاليت انعقادي منعقد كننده مورد نظر را با ساير منعقد كننده هاي مصرفي بررسي و ارزيابي نمـود.

موارد كاربرد :

1- تعيين دوز بهينه منعقد كننده مصرفي

2- تعيين pH بهينه انعقاد

3- تعيين اثر زمان همزدن روي انعقاد .

عوامل مزاحم ( تاثير گذار) روي عمل انعقاد:

عوامل مختلفي چون شرايط مخلوط كردن ، PH ، دي اكسيد كربن توليدي و ... مي توانند مزاحم عمل انعقادسازي شوند ، زيرا به جاي ته نشيني مواد ، باعث شناوري آنها مي شوند. اگر pH آب در محدوده مناسب نباشد باعث تشكيل لخته هايي ريز، سبك و شكننده خواهند بود.

قليائيت ، كدورت و درجه حرارت ، نيز بر كارايي يك منعقد كننده تاثير گذار است. اما بسياري از عوامل ناشناخته وجود دارند كه بر فرايند انعقاد و لخته سازي ذرات موثر هستند. از اين رو است كه مقدار و نوع ماده منعقد كننده براي هر آب خام بوسيله آزمايش جار تعيين مي شود.

آزمون جار براي هر آبي كه قرار است عمليات انعقاد بر روي آن انجام شود ، بايد صورت گيرد . و با هر تغير قابل ملاحضه اي در كيفيت آب مورد نظر ، تكرار آن لازم است.

شرح آزمايش:

وسايل و دستگاههاي مورد نياز:

1-    دستگاه جارتست

2-    بشر (1 ليتري )

3-    استوانه مدرج ( 1 ليتري )

4-    پيپت مدرج ( در حجم هاي متفاوت )

مواد شيميايي مورد نياز:

1-    مواد منعقد كننده اصلي ( آلوم ) ، يك گرم از آنرا در cc‌100 آب حل مي نماييم.

2-    مواد منعقد كننده كمكي ، 1/0 گرم از آنرا در cc100 آب حل مي نماييم.

روش و مشاهدات آزمايش :

در ابتدا نمونه مورد نظر را كاملا باهم مخلوط نموده و سپس با اطمينان از تميز بودن كليه ظروف ، و با استفاده از استوانه مدرج ، يك ليتر از نمونه مخلوط شده را برداشته و به بشر يك ليتري منتقل مي كنيم، بشر را بدون آنكه ، پاروي دستگاه جار به ديواره هاي آن برخورد كند، زير يكي از پاروها قرار داده و دور دستگاه را روي اختلاط تند (100 دور در دقيقه ) تنظيم ميكنيم . سپس پيپت مدرج (5 ميلي ليتري ) را از منعقد كننده اصلي( آلوم ) پر كرده و آنرا تدريجاَ به نمونه در حال اختلاط مي افزاييم ، به محض تشكيل اولين لخته ها ، تزريق منعقد كننده را قطع كرده و حجم مورد مصرف را ياداشت مي نماييم .

سپس هر 6 ظرف دستگاه را با استفاده از استوانه مدرج ( يك ليتري ) از يك نوع نمونه پر مي كنيم، و آنها را زير دستگاه جار قرار داده و دور دستگاه را مانند ، مرحله قبل ، روي اختلاط تند (100 دور در دقيقه ) قرار مي دهيم. سپس توسط 6 پيپت مدرج، حجم هاي مورد نظر ماده منعقد كننده را برداشته و بطور همزمان و در حال اختلاط ( در زمان 60 ثانيه ) به نمونه ها مي افزاييم.

نحوه تعيين حجم هاي مورد نظر براي افزودن به ظروف:

حجم بدست آمده در مرحله اول را براي افزودن به يكي از دو ظرف وسط دستگاه قرار ميدهيم، و براي بقيه ظروف ميزان ماده منعقد كننده را به نسبت معين از ميزان عدد بدست آمده در مرحله قبل، افزوده يا كم مي كنيم. بطوريكه به نسبت معين از ظروف كناري ، از سمت چپ كم كرده و به ظروف سمت راست به همان مقدار مي افزاييم.

بعد از سپري شدن مدت 60 ثانيه از اختلاط تند ، و افزودن مقدار مواد منعقد كننده به ظروف، دستگاه را روي دور كند (20 دور در دقيقه) تنظيم كرده و تا 15 دقيقه اختلاط را ادامه مي دهيم ، سپس دستگاه را خاموش كرده و 25-30 دقيقه به لخته هاي تشكيل شده زمان داده تا ته نشين گردند. در پايان با استفاده از روش چشمي ظروف را از نظرمیزان زلاليت بررسي كرده ( ضمنا بايد دانست كه ملاك بررسي فقط زلاليت آب درون ظروف نيست ، بلكه بايد ذرات به پارو ، و ديواره هاي ظرف نچسبيده و كاملا ته نشين شده باشند. )

بعد از مقايسه ي چشمي ظروف بهترين ظرف را از نظر میزان ته نشینی لخته های تشکیل شده ، انتخاب کرده و ميزان ماده ي منعقد كننده درون ظرف مورد نظر را بعنوان حجم مناسب ماده منعقد کننده معرفی می کنیم .ضمنا باید توجه داشت که ظرف انتخاب شده باید از نظر هزينه هاي مصرفي و حذف كدورت ، بهترين گزينه ممکن باشد. ( نکته قابل توجه اینکه : چون بعد از مرحله ته نشيني ،در سیستم های تصفیه متعارف ، فيلتراسيون را داريم نبايد حتما كدورت به صفر برسد . )

مطالب تصادفی:

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

موضوعات مرتبط: کارگاه,آزمایشات و وسایل آزمایشگاه

برچسب‌ها: آزمايش , جارتست , منعقد کننده

ادامه مطلب

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

درحال مشاهده: تعیین نوع، و میزان ماده منعقد کننده با استفاده از جارتست

تعیین نوع، و میزان ماده منعقد کننده با استفاده از جارتست

لیست مطالب

آرشیو موضوعی

برچسب ها

صفحات مهم

لینک دوستان

پیوندها

نویسندگان

آخرین مطالب

آرشیو