مرجع تخصصی آب و فاضلاب

الكترودياليز
در اين روش يونهاي موجود در آب بوسيله نيروي الكتريكي جدا مي‌شوند. در يك محفظه كه در دو طرف آن اختلاف پتانسيل الكتريكي برقرار است، چندين غشاء كه يك در ميان نسبت به كاتيونها و يا آنيونها نفوذپذير (تراوا) مي‌باشند قرار دارند. غشاهايي كه باA  مشخص گرديده اند آنيونها را از خود عبور ميدهند و كاتيونها را دفع مي‌كنند و غشاهايي كانيونها را از خود عبور داده و آنيونها را دفع مي‌كنند. به اين ترتيب با اعمال يك پتانسيل الكتريكي كليه يونها (مثبت و منفي)  به محفظه هاي وارد شده و جمع آوري مي‌شوند. ميزان مصرف انرژي الكتريكي بستگي به مقدار نمك موجود در آب و درجه خلوص محصول دارد. مقاومت الكتريكي آب با كاهش مقدار نمك آن افزايش مي يابد در نتيجه براي توليد آب خالص با روش الكترودياليز براي نمك زدائي آبهاي نيمه شور (حدود 5000 ميلي گرم در ليتر) تا درجه خلوص 500 ميليگرم در ليتر (حد آب آشاميدني) استفاده مي‌شود.

در اين حالت كل آب را از مراحل اختلاط، ته نشيني و صافي عبور داده و درصدي از آن با توجه به تلفات وارد سيستم الكترودياليز معكوس مي‌گردد. در اين سيستم هر 3 يا 4 ساعت يكبار دياليز را عكس ميكنند تا صفحات تميز شوند و سپس جريان بحالت عادي بر مي‌گردد. پيش تصفيه مورد نياز جهت سيستم EDR عبارتند از :
1-كدورت كمتر از 2 NTU واحد كدورت باشد.
2-آهن كمتر از 0.3 ميلي گرم در ليتر
3-كلر باقيمانده در حد 0.5 -0.3ميليگرم در ليتر
4-منگنز در حد 0.1ميلي گرم در ليتر

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نانوفوتوكاتاليست

فتوکاتالیست ها موادی هستند که باعث نابودی آلاینده ها در آب و فاضلاب و تبدیل آنها به مواد بی خطر نظیر آب و دی اکیسد کربن می شوند. در حقیقت این مواد در اثر تابش نور منجر به بروز يك واكنش شيميايي شوند، در حالي كه خود ماده، دست خوش هيچ تغييري نمی شود. فتوكاتاليست‌ها مستقيماً در واكنش‌هاي اكسايش و كاهش دخالت ندارند و فقط شرايط موردنياز براي انجام واكنش‌ها را فراهم مي‌كنندتعدادی از مواد که به عنوان فتوکاتالیست به کار میروند عبارتند از:

دی اکسیدتیتانیم(TIO₂ )،اکسیدروی(ZnO)،اکسید آهن(Fe₂O₃)،اکسیدتنگستن(W)

فوتوكاتاليست Tio₂

در سال1972 هنگاميكه پروفسور فوجي شيما و دانشجويش هوندا مشغول انجام آزمايش بودند به پديده عجيبي برخوردند. آنها مشاهده كردند كه به هنگام قرار دادن الكترودهايي از جنس TiO₂ و Pt در آب، مداري تشكيل مي شود كه بدون اعمال جريان الكتريسيته از بيرون، و تنها در معرض نور مي تواند آب را به اكسيژن و نيتروژن تجزيه كند. به دنبال اين پديده هوندا كشف كرد كه TiO₂ خاصيت اكسيدكنندگي قوي دارد. بنابراين مطالعات خود را بر روي اثر اين ماده ارزشمند در پديده هاي زيست محيطي مانند استريليزه كردن، گندزدايي و حذف آلودگي ها معطوف كرد. محصولات جديد اين فناوري داراي اثرت ضد باكتريايي است و بنابراين يكي از پيشرفته ترين ابزار براي ضد عفوني كردن فضاها و يكي از شاخه هاي اصلي مورد مطالعه در صنعت مواد است.

خاصيت فوتوكاتاليستي Tio₂

امروزه فتوكاتاليست هاي نانومتري از ذرات TiO₂ با اندازه دانه 20نانومتر ساخته مي شود. پس از جذب UV اشعه خورشيدي توسط اين ذرات، الكترونهاي آنها توسط انرژي UV به تحرك در آمده و از مدار خود خارج مي شوند، كه نتيجه آن بر جاي گذاشتن حفراتي است كه قابليت اكسيدكنندگي بسيار بالايي دارند. در عين حال الكترون ها كه خاصيت احيايي قوي دارند، پس از تماس با H₂O و O₂ هوا واكنش راديكالهاي آزاد اكسيژني و هيدروكسيدي ايجاد مي كنند. اين راديكالهاي آزاد خاصيت اكسيدكنندگي بالايي داشته و قادر خواهند بود كه مواد آلاينده، دود و باكتريهاي مضر را به مواد بي ضرري مانند H₂O و Co₂ تجزيه كنند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه ای بر شیرهای کنترل

مطابق تعریف مندرج در استاندارد  ISA-S75.05: شیر کنترل وسیله ای است که با اعمال نیرویی غیر از نیروی دست عمل می نماید و میزان جریان سیال را در یک سیستم کنترل فرایندی تنظیم می کند، شیر کنترل شامل یک شیر است که به یک مکانیزم محرکه (actuator) که توانایی تغییر عنصر کنترل کننده سیال را دارد متصل می باشد .این تغییر بر مبنای سیگنالی است که از سیستم کنترل دریافت می شود.

شیر کنترل نقش مهم و اساسی در یک صنعت فرایندی ایفا می نماید و قسمت زیادی از هزینه ها ی خرید قطعات و دستگاه ها در صنایع مربوط به شیر کنترل و سیستمهای جانبی آن می باشد.
انتخاب شیرهای کنترل قبلا بر مبنای پارامترهای اولیه ای نظیر Pressure rating، دامنه جریان افت فشار و … بود ولی اکنون تأکید بر هزینه ها می باشد بنا بر این شیرهای کنترل باید از لحاظ هزینه ها ی او لیه و هزینه های تعمیراتی مناسب باشند ضمن اینکه می بایست خواص کنترلی خوبی داشته باشند.

پارامترهای ثانویه در انتخاب شیر کنترل شامل نشتی های مجاز، خصوصیات جریانی، دما، لزجت و سایش می باشد.


همچنین باید مساله Noise را در نظر گرفت و نیز باید محرک مناسب انتخاب گردد و نیاز به موقعیت دهنده شیر (Positioner) مشخص گردد. مشخص کردن سایز شیر کنترل که به آن Valve Sizing می گویند بستگی به پارامتر متغیری به نام Cv(ظرفیت جریانی) دارد. پارامترهای مورد نیاز جهت انتخاب شیر کنترل در استاندارد  ISA مشخص شده است.

 

تاریخچه شیر کنترل
استفاده از شیر کنترل، حداقل به زمان رومیان بر می گردد، زمانی که آن ها از شیرهای سماوری برنزی استفاده می کردند؛ ولی استفاده از شیر کنترل اتوماتیک ابتدا توسط جیمز وات در اواخر قرن ١٨ میلادی انجام شد. وی در ماشین بخار خود جهت کنترل سرعت از شیرهای کنترل استفاده نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

منابع تامين آب شرب

معمولا منابع را به دو دسته تقسیم می کنند :

1- آبهای سطحی

2- آبهای زیر زمینی ( چاه – چشمه – قنات )

تعريف آب آشاميدني

آب آشامیدنی ، آب گوارائی است که عوامل فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی آن در حد استانداردهای مصوب باشد و مصرف آن عارضه سوئی در کوتاه مدت یا دراز مدت در انسان ایجاد نکند.

آلودگی آب

خطر آلودگی آب را می توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد:

1- خطر زیست شناختی

2- خطر شیمیایی

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اكسيژن مورد نياز بيوشيميايي معمولا به عنوان اكسيژن مورد نياز باكتري ها براي تثبيت مواد آلي قابل تجزيه تحت شرايط هوازي تعريف مي شود.اصطلاح قابل تجزيه را ممكن است به اين صورت تفسير نمود كه مواد آلي به عنوان غذا براي باكتري ها استفاده مي گردد و از اكسيداسيون اين مواد انرژي حاصل مي شود.

آزمايش BOD به ميزان وسيع جهت تعيين قدرت آلودگي فاضلاب هاي خانگي و صنعتي بر حسب اكسيژن مورد نياز آنها در صورت تخليه به بستر هاي آبي طبيعي كه در آنها شرايط هوازي حاكم است به كار مي رود.اين آزمايش يكي از مهمترين ابزار كنترل آلودگي جريان هاي آبي است. اين آزمايش در تدوين آيين نامه ها نيز مطالعات طراحي براي ارزيابي ظزفيت پالايش بسترهاي آبي دريافت كننده فاضلاب بيشترين اهميت را دارا مي باشد.آزمايش BOD اساسا يك روش زيست آزموني است كه شامل اندازه گيري اكسيژن مصرف شده به وسيله موجودات زنده در هنگام استفاده از مواد آلي موجود در فاضلاب و تحت شرايطي كاملا مشابه شرايط طبيعي مي باشد. براي اين كه آزمايش به صورت كمي انجام شود نمونه ها را بايد از تماس با هوا محافظت نمود و تا وقتي كه اكسيژن محلول در حال كاهش است نبايد هوادهي مجدد صورت گيرد. علاوه بر اين از آنجا كه انحلال پذيري اكسيژن در آب محدود است  فاضلاب هاي قوي را بايد تا حد مورد نياز رقيق نمود و مطمئن شد كه در تمام طول مدت آزمايش اكسيژن محلول در حد فوق در تمام نمونه ها وجود داشته باشداز آنجا كه اين آزمايش يك روش زيست آزموني  مي باشد بسيار مهم است كه شرايط زيست محيطي براي موجودات زنده مناسب باشد تا بتوانند در تمام مدت به طور طبيعي فعاليت نمايند اين شرايط  شامل :عدم وجود مواد سمي  وجود مواد غذايي كمكي مورد نياز رشد باكتري ها مانند ازت و فسفر و بعضي عناصر كمياب مي باشد . تجزيه و تغيير شكل بيولوژيكي مواد آلي تحت شرايط طبيعي به وسيله گروههاي مختلف ارگانيسم ها انجام مي شود كه اكسيداسيون را تا حد كامل آن يعني تقريبا تبديل تمام مواد به co₂ وH₂o انجام مي دهند بنابراين مهم است كه گروه هاي مختلف ار گانيسم ها كه معمولا آنها را بذر مي نامند در محيط آز مايش وجود داشته باشند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

هفته اول تیر، هم زمان با شروع فصل تابستان، هفته صرفه جویی در مصرف آب نام گذاری شده است. آب، این سرچشمه زندگی را خداوند به اندازه نیاز و کفاف موجودات زنده آفریده است، چنان که خود می فرماید: «ما همه چیز را به اندازه آفریدیم» و در آیه ای دیگر فرموده است: «چیزی وجود ندارد مگر اینکه خزاینش نزد ماست و نمی فرستیم و ایجاد نمی کنیم مگر به اندازه معیّن و حساب شده.»

آب، حیاتی ترین ماده مورد نیاز موجودات روی زمین است که نقشی اساسی در زندگی آنان ایفا می کند، چنان که خداوند، آن را مهم ترین عامل حیات و زندگی می داند و می فرماید: «و هر چیز زنده ای را از آب قرار دادیم» یا «خداوند هر جنبنده ای را از آب بیافرید».
با آنکه بیش از ۷۱ درصد از سطح کره زمین را آب پوشانده است، تنها ۳ درصد از کل آب های موجود دنیا را آب شیرین تشکیل می دهد و از این میزان، سهم کشور ما از آب شیرین و قابل دسترس بسیار ناچیز است. با توجه به اینکه ایران، از جمله کشورهای پهناور دنیاست و نیاز به آب شیرین در بخش های گوناگون، از جمله کشاورزی بسیار فراوان است، استفاده بهینه از آب، موجب بهره مندی از فعالیت های اقتصادی مناسب و سامان دهی اقتصاد کشور می شود. با مصرف درست و بهینه آب و هدایت آن به بخش کشاورزی، می توان بسیاری از مواد غذایی مورد نیاز کشور را تأمین کرد تا نیازمند بیگانگان نباشیم.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پارامترهای بیولوژیکی کیفیت آب
مقدمه:
آب محیطی است که هزاران گونه بیولوژیکی، بخشی یا تمام دوران حیات خود را در آن سپری می کنند. میکروارگانیزم ها (باکتری ها، قارچ ها و جلبک ها) کاتالیزورهای زنده ای هستند که امکان انجام برخی از واکنشهای شیمیایی را در آب فراهم می سازند.
بخش کثیری از واکنش های شیمیایی مهم، چون واکنش های مواد آلی و فرآیندهای اکسیداسیون واحیاء، از طریق واسطه های باکتریایی انجام می گیرد.
مهمترین ارگانیزم های بیولوژیکی موجود در آب، ارگانیزم هایی هستند که در ایجاد بیماری ها نقش اصلی را ایفا می کنند. این ارگانیزم های بیماری زا که منشاء آبی دارند در برگیرنده انواع ...
-باکتری ها
باکتری ها، میکروارگانیزم های تک سلولی هستند که معمولآ بی رنگ بوده و جزء پست ترین اشکال حیانند.
بیماری روده و معده اغلب در اثر بیماری های منتقل شده توسط باکتری های بیماری زای آبزی هستند.
-ویروس ها
ویروس ها کوچکترین ساختمان های بیولوژیکی شناخته شده هستند که تمام اطلاعات زنتیکی لازم برای تولید مثل خویش را دارند.
ویروس ها انگل هایی هستند که برای زندگی خود اجبارا نیاز به یک میزبان دارند.
تعیین موثر بودن گندزدایی ویروس ها مشکل است، برای ارگانیزم های ویروسی آزمایش جامع و سریع وجود ندارد.
عدم قطعیت در گندزدایی ویروسی مشکل اصلی برای کاربرد مستقیم فاضلاب و پساب به حساب می آید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

پارامتر های شیمیایی کیفیت آب
آب بعنوان حلال عمومی شناخته شده است و کیفیت شیمیایی اب در ارتباط مستقیم با حلالیت آن می باشد. متغیرهای مهم در مسائل مربوط به کنترل کیفیت عبارتند از:
-مقدار کل جامدات محلول
مواد محلول از خاصیت آب بر روی جامدات، مایعات و گازها بوجود می آیند.
مواد محلول با فیلتر کردن آب تصفیه نمیشود و پس از تبخیر آب بعنوان جزئی از مواد جامد آب به صورت رسوب باقی می مانند.
مواد محلول نیز ممکن است از نظر ماهییت، آلی یا معدنی باشند.
اندازه گیری مستقیم مقدار کل جامدات محلول، پس ازجداسازی مواد جامد معلق، بکمک تبخیر آب امکان پذیر است.
وزن رسوب باقیمانده بیانگر مقدار کل جامدات محلول TDS می باشد.
TDS برحسب میلی گرم در لیتر بر مبنای جرم خشک بیان میشود.
هدایت الکتریکی آب معرف قدرت یونی یک محلول برای انتقال جریان است با واحد میکروموس برسانتی متر
رابط تقریبی غلظت کل جامدات با هدایت الکتریکی بصورت زیر است
TDS =0.64 * EC

-قلیائیت

قلیائیت به میزان یون هایی از آب که برای خنثی سازی یون های هیدروژن در واکنش شرکت می کنند اطلاق میشود.
قلیائیت معیاری برای توانایی آب جهت خنثی سازی اسیدها به حساب میاید.
اجزای تشکیل دهنده قلیائیت در سیستم طبیعی آب شامل :
 NH₃,HS^-,H₂PO₄^-,HPO₄^-2,H₂BO₃^-,HSiO₃^-,OH^-,HCO₃^-,CO₃^-2 
این ترکیبات از تجزیه مواد معدنی موجود در خاک یا اتمسفر بدست می آیند.
فسفات میتواند از طریق شوینده ها، کودهای شیمیایی و حشره کش ها وارد محیط شود.
 سولفید هیدروژن و آمونیاک نیز میتوانند در اثر تجزیه میکروبی مواد آلی تولید شوند.
قلیائیت به آب مزه ای تلخ می دهد لذا در آب شرب از اهمیت ویژه ای برخورداراست.
اندازه گیری قلیائیت بکمک تیتراسیون آب با یک اسید و تعیین اکی والان هیدروژن صورت می پذیرد.
قلیائیت برحسب میلی گرم در لیتر CaCo3 بیان میشود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب