مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه :

COD در اصل اکسیژن مورد نیاز شیمیایی ( Chemical Oxygen Demand ) است و در این آزمایش مواد شیمیایی برای تعیین مقدار مواد آلی استفاده می شود که با توجه به میزان مصرف مواد شیمیایی میزان مواد آلی نیز تعیین مقدار می شود. بطور کلی مواد اکسید کننده متفاوتی در اندازگیری COD مورد آزمایش قرار گرفته اند که بهترین آن در حال حاضر دی کرومات پتاسیم (K₂Cr₂O₆)   می باشد، یون کرومات یک ماده اکسید کننده قوی است که می تواند مواد آلی موجود در فاضلاب را اکسید نماید ، برای آزمایش COD باید شرایط  زیر مهیا باشد:

الف-این واکنش باید در محیط اسیدی انجام شود.( PH باید زیر 2 باشد )

ب- باید به واکنش حرارت داده شود تا اکسیداسیون سریع تر انجام شود.

ج-اضافه کردن سولفات نقره به عنوان کاتالیزور ، که سولفات نقره را به اسید سولفوریک غلیظ اضافه کرده و یک اسید بنام اسید مخصوص COD می سازند.

نتیجه می گیریم که آزمایش COD  باید در محیط اسیدی و گرم انجام شود. 

مهمترین عامل مزاحم در انجام آزمایش COD وجود یون های کلرور (^- Cl  ) است بخوصوص در فاضلاب خانگی و شهری ، چون کلرور یک عامل احیا کننده قوی است و ممکن است مقداری از دی کرومات پتاسیم اضافه شده به نمونه صرف اکسیداسیون کلرور شود و در آزمایش ایجاد خطا نماید. بنابر این برای رفع مزاحمت مربوط به کلرور از سولفات جیوه استفاده می شود و کلرور را به شکل HgCl₂ رسوب می دهد.

برای تعیین مقدار دی کرومات پتاسیم باقیمانده در آزمایش COD از ماده ای استفاده می شود که دارای آهن دو ظرفیتی است و قدرت احیا کنندگی بالایی دارد و توسط آن دی کرومات پتاسیم باقیمانده را تیتراسیون می کنند این ماده فروس آمونیوم سولفات FASنام دارد.

برای جلوگیری از خروج مواد فرار موجود در فاضلاب و یا مواد فراری که در طی عمل اکسیداسیون ایجاد می شوند. از محیط عمل خارج نگردند عمل اکسیداسیون با استفاده از دستگاه تقطیر برگشتی انجام می گیرد.کلیه مواد غیر آلی اکسید شونده موجود در نمونه تداخل ایجاد کرده و مقدار COD را بیشتر از مقدار واقعی آن نشان می دهد. یونهای نیتریت ( که برای حذف آن از اسید سولفومیک استفاده می شود )، کلر ( که برای حذف آن از سولفات جیوه استفاده می شود.) ، آهن دو ظرفیتی ( که برای حذف آن از فنانترولین استفاده می شود.)

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه

قلیائیت یعنی توانایی آب برای خنثی کردم موادی با PH کمتر از 7 (مواد اسیدی) آب آلوده قلیائیت دارد.

قلیائیت برابر است با مقدار یون های موجود در آب که بر اثر واکنش با یون H مثبت آن را خنثی می کند به عبارتی میزان توانایی آب برای خنثی کردن اسیدها را گویند.

قلیاییت آب بیشتر به دلیل وجود نمک های اسید های ضعیف و باز های قوی می باشد چنین موادی همانند بافر عمل کرده و در مقابل کاهش PH که در اثر افزایش اسید حاصل می شود مقاومت می نماید ، در نتیجه قلیاییت نشانگر ظرفیت بازی آب بوده و در این مورد تا حد زیادی در عمل تصفیه فاضلاب به کار می رود.

انواع قلیاییت:

1- قلیاییت نوع اول یا فنل فتالیین یا موقت:

معرف مورد استفاده در این مرحله فنل فتالیین است این معرف در PH بالاتر از 3/8 عمل کرده و رنگ آب را به صورت ارغوانی در می اورد. جهت تعیین این قلیاییت پس از اضافه کردن معرف مورد نظر از اسید سولفوریک 02/0 نرمال جهت تیتراسیون استفاده می شود.تغییر رنگ از ارغوانی به بی رنگ

2- قلیاییت نوع دوم متیل اورانژ یا دائم :

معرف مورد استفاده در این مرحله متیل اورانژ می باشد که منجر به تغییر رنگ آب به زرد می شود.این تغییر رنگ نشان از محدوده ی PH بیشتر از 5/4 تا  3/8 می باشد.در اثر اضافه کردن اسید سولفوریک جهت تیتراسیون  محلول از زرد به نارنجی تند تبدیل می شود.

یون هایی که قلیائیت آب را زیاد می کنند OH ^-  ، بی کربنات و کربنات .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه

سختی عبارت است از حضور کاتیون ها ی فلزی چند ظرفیتی مخصوصا فلزات قلیایی خاکی از آنجایی که عامل تشکیل سختی عمدتا کلسیم و منیزیم می باشند لذا سختی به حضور کاتیونهای کلسیم ومنیزیم در آب اطلاق می شود.

مقدار سختی آب را بر اساس میلی گرم بر لیتر یا گرم بر متر مکعب کربنات کلسیم گزارش می شود.

آب سخت آبی است که حاوی نمک‌های معدنی از قبیل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی ٬ کلسیم ٬ منیزیم و ... است.

فواید آب سخت

آب سخت برای انسان مضر نیست بلکه مفید است و معمولاً شکستگی استخوانهای آنهایی که آب سخت می‌آشامند زودتر بهبودی حاصل می‌کند و بیماری راشیتیسم کمتر در این اشخاص دیده می‌شود.

مضرات آب سخت

علیرغم فواید آب سخت برای بدن سختی بیش از حد آب نیز مضراتی دارد که مهمترین آن تشدید پدیده تولید سنگ کلیه به دلیل رسوب بونهای معلق در کلیه میشود. آب سخت برای رختشویی و مصرف در کارخانجات مناسب نیست. آب سخت موجب از دست دادن طعم و مزه خوب چایی و قهوه می‌شود. پخته نشدن حبوبات با آب سخت ضرر رساندن به جداره دیگهای بخار و ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ خوب کف نکردن صابون و موجب افزایش مصرف صابون مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها رفع سختی آب در تجارت تعداد زیادی مواد شیمیایی برای رفع سختی آب به فروش می‌رسد که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب در دیگها سختی آنرا می‌گیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد آهک و گچ را رسوب می‌دهند و دیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا به آسانی پاک نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نسبت  fc/fs   اگر بیشتر از 4.4 باشد ، منبع آلودگی انسانی است ، اگر کمتر از 0.7 باشد حیوانی است. اگر 0.6 باشد آلودگی اردک ، 0.4 باشد گوسفند و مرغ  ، 0.2  گاو  ، 0.1  بوقلمون می باشد.بین 0.7 تا 4.4 حیوانی و انسانی است. 0.7 تا   4.4  سورس آلودگی گرایش به حیوانی دارد . 2.2 تا 4.4 گرایش به انسانی دارد.

محیط های کشت

محیط کشت آزید دکستروز براث

محیط PSE آگار

آبگوشت NaCl 5/6 درصد

محیط کشت آزاید دکسترویز براس و حاوی سدیم آزایت  می باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

BOD چیست ؟

BOD نرخ مصرف اکسیژن در داخل آب توسط ارگانیزمهاست است . اگر BOD کم باشد آب پاک و فاقد ارگانیسم است یا آنکه ارگانیزمهای داخل آب مرده و نیازی به مصرف اکسیژن ندارند . BOD مقدار اکسیژن لازم برای ثبات بیولوژیکی در آب است . اندازه تاًسیسات تصفیه بیولوژیکی خصوصاً میزان هوادهی فاضلاب در حوضچه های هوا دهی را می توان با اندازه BOD محاسبه نمود .

اگر BOD آبی ppm ۱ باشد تقریباً آب خالص است . آب با BOD تا ppm ۵ نسبتاً خالص فرض می شود و وقتی که BOD به بیشتر از ppm ۵ برسد خلوص آب مورد تردید قرار می گیرد . اما اگر مقدار BOD از ppm ۲۰ تجاوز کند سلامت عمومی مورد خطر واقع می شود .

آزمایشات BOD تخمین واقع بینانه ای از کیفیت اکسیژنی که وارد به آب شده است را فراهم می سازد . BOD چگونه تعیین می شود ؟

دو بطری از یک آب نهر پر می شوند . میزان DO یکی اندازه گیری می شود ، سپس درب بطری دیگر را بسته و داخل همان جریان آب به مدت ۵ روز قرار می گیرد ( برای حفظ شرایط محیطی مثل درجه حرارت ، زمان و نور ) بعد از ۵ روز DO ظرف دوم اندازه گیری شده و اختلاف DO ظرف اول و دوم مشخص کننده BOD۵ است .

درجه حرارت ، نور و زمان عوامل موثر در BOD هستند . لازم به ذکر است آزمایش حتماً بایستی در درجه حرارت ۲۰درجه سانتی گراد و در محیط به مدت ۵ روز باشد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سيل، خشكسالي، آلودگي،‌ تبخير و روند كند آبخيزداري هر سال حجم زيادي از آب را از دسترس ما خارج مي‌كند
كيمياي آب در سال‌هاي خشكسالي
ماييم و 400 ميليارد مترمكعب بارش، 74 ميليون نفر جمعيت و 270 ميليارد مترمكعب تبخير. ماييم و طبيعتي كه بايد چرخ زندگي‌مان در طول يك‌سال با 130 ميليارد مترمكعب آب بچرخد. آب براي كشور خشكي مثل ما كه درست روي كمربند خشك جهان ترسيم شده كيمياست؛ همان 400 ميليارد مترمكعب آبي كه از راه بارش سالانه عايدمان مي‌شود و با غفلت و سهل‌انگاري 270 ميليارد مترمكعبش را زير نور خورشيد بخار مي‌كنيم و هدر مي‌دهيم.

زندگي مردم يك كشور با تمام گياهان و جانوران و سفره‌هاي آب‌هاي زيرزميني‌اش با 130 ميليارد مترمكعب آب شبيه شعبده‌بازي است. تازه اگر اين ميزان آب نيز به هدر نرود و سالم و خالص بماند، چه رسد به اين كه مثل ما قدر آب‌هاي سالم و شيرين را ندانند و با دست خودشان حلقه محاصره بر منابع آب را تنگ‌تر از قبل كنند.

طبيعت ايران همزمان با چند مشكل مي‌جنگد، از يك‌سو با كمبود و هدررفت آب درگير است و از سوي ديگر پنجه در پنجه سيل و خشكسالي انداخته است، در اين ميان به خاطر بهره‌برداري‌هاي نادرست هر روز تراكم پوشش گياهي‌اش كمتر مي‌شود. تنك‌شدن پوشش گياهي نيز خودش بشدت سيلاب‌ها را افزايش مي‌دهد و خاك لخت كوبيده و سفت شده را در جذب آب حاصل از بارش ناتوان مي‌كند. براي همين سيل به راه مي‌افتد و خطر تكرار آن در سال‌هاي بعد به خاطر تخريب منابع طبيعي، فرسايش خاك، رعايت نشدن حريم رودخانه‌ها، گسترش شهرسازي، توسعه روستاها در مسير سيلاب، احداث زهكش،‌ورود فاضلاب‌ها به رودخانه‌ها و هدايت هرزآب‌ها به طرف رودها بيشتر مي‌شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پژوهشگران نشان داده‌اند که تنوع زیستی به زیست‌بوم‌ها کمک می‌کند تا در برابر فشارهای محیطی مقاومت کنند. در این آزمایش مشخص شد وجود 8 نوع جلبک در کاهش نیترات آب بسیار موثر است.
گروهی از پژوهشگران با انجام تحقیقاتی کوشیده‌اند ثابت کنند که تنوع زیستی به زیست‌بوم‌ها کمک می‌کند تا در برابر فشارهایی مانند آلودگی آب‌ها مقاومت کنند.

به گزارش نیچر، برد کاردیناله، زیست‌شناس دانشگاه میشیگان در آن‌آربور از 150 جویبار مصنوعی در آزمایشگاهش بهره برد تا دریابد که وجود انواع متفاوت جلبک‌ها در یک زیست‌بوم، چگونه بر سرعت پالایش آلودگی به نیترات از آب تاثیر خواهد گذاشت. او دریافت که در جاهایی که ترکیبی از هشت جلبک متفاوت وجود داشت، این جانداران آلودگی به نیترات را با سرعتی در حدود 4.5 برابر بیشتر از جویبارهای دارای تنها یک نوع جلبک، تصفیه می‌کردند.

کاردیناله می‌گوید: «بررسی‌های میدانی در طبیعت نشان داده بود که زیست‌بوم‌های متنوع‌تر، غلظت کمتری از آلودگی را در خود دارند. این تحقیق نشان می‌دهد که تنوع زیستی می‌تواند کمکی حیاتی برای نسل بشر ارائه کند، اقداماتی مانند تصفیه آب از یک آلاینده خاص».

به گفته دیوید تیلمن، زیست‌شناس دانشگاه مینه‌سوتا، «چیزی که این تحقیق را از همتایانش مجزا می‌سازد این است که به طور کامل تاثیر تنوع زیستی را بر یک سیستم کمتر بررسی شده، نشان می‌دهد».

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تعريف خوردگي :
خوردگي را تخريب يا فاسد شدن يك ماده در اثر واكنش با محيطي كه در آن قرار دارد ، تعريف مي كنند. مثلاً تخريب رنگ و لاستيك به وسيله نور خورشيد يا مواد شيميايي ، خورده شدن جداره ي كوره ي فولادي سازي ، و خورده شدن يك فلز جامد به وسيله مذاب يك فلز ديگر تماماً خوردگي ناميده مي شوند. خوردگي مي تواند سريع يا كند صورت گيرد.ريل هاي راه آهن معمولاً به آهستگي زنگ مي زنند ، ولي سرعت زنگ زدن آن قدر نيست كه بر كارايي آنها درطول سال هاي زياد اثري بگذارد. ستون آهني معروف دهلي در هندوستان حدود 2000 سال پيش ساخته شده و هنوز به خوبي روز اول است. ارتفاع آن 32 فوت و قطر آن 2 فوت است. لكن بايستي توجه شود كه اين ستون آهني عموماً در شرايط جوي خشك قرار داشته است .
خوردگي فلزات را مي توان برعكس متالورژي استخراجي درنظر گرفت. در متالورژي استخراجي ، هدف عمدتاً به دست آوردن فلز از سنگ معدن و تصفيه يا آلياژسازي آن براي مصارف مختلف مي باشد. اكثر اكسيژن منجر به تشكيل اكسيد آهن هيدراته مي گردد ، اگرچه اكثر فلزات موقعي كه ‌آهن و فولاد به كار مي رود ، بنابراين مي گوئيم فلزات غيرآهني خورده مي شوند و نمي گوئيم زنگ مي زنند.
محيط هاي خورنده :
عملاً كليه ي محيط ها خورنده هستند ، لكن قدرت خورندگي آنها متفاوت است .مثال هايي در اين مورد عبارتند از : هوا و رطوبت ، آب هاي تازه ، مقطر ، نمكدار ، معدني ، آتمسفرهاي روستائي ، شهري و صنعتي ، بخار و گازهاي ديگر مثل كلر ، آمونياك ، سولفورهيدروژن دي اكسيد گوگرد و گازهاي سوختني ، اسيدهاي معدني مثل اسيد كلريدريك ، سولفوريك ، نيتريك ، اسيدهاي آلي مثل نفتنيك ، استيك ، و فرميك ، قليائي ها ، خاك ها ، حلال ها ، روغن هاي نباتي و نفتي ، انواع و اقسام محصولات غذايي به طور كلي مواد معدني خورنده تر از مواد آلي مي باشند. مثلاً خوردگي در صنايع نفت بيشتر در اثر كلرور سديم ، گوگرد ، اسيد سولفوريك و كلريدريك و آب است تا به خاطر روغن ، نفت و بنزين . كاربرد درجه حرارت ها و فشارهاي بالا در صنايع شيميايي باعث امكان پذير شدن فرآيندهاي جديد يا بهبود فرآيندها قديمي شده است ، به عنوان مثال راندمان بالاتر ، سرعت توليد بيشتر ، يا تقليل قيمت تمام شده . اين مطلب همچنين در مورد توليد انرژي از جمله انرژي       هسته اي ، صنايع فضائي و تعداد بسيار زيادي از روش ها و فرآيندها صادق است. درجه حرارت ها و فشارهاي بالاتر معمولاً باعث ايجاد شرايط خوردگي شديدتري مي گردند. بسياري از فرآيندها و عمليات متداول امروزه بدون استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگي غيرممكن يا غيراقتصادي مي باشند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب