خصوصیات فاضلاب

  مرحله اول در طراحی سیستم های موفق جمع آوری و تصفیه فاضلاب مربوط به تعیین خصوصیات فاضلاب مورد تصفیه است. به این ترتیب به منظور ارائه بهترین سیستم های تصفیه برای تصفیه فاضلاب ها٬ دانستن خصوصیات واقعی فاضلاب٬ ضروری است.در روش های معمول٬ خصوصیات فاضلاب به سرعت جریان فاضلاب به صورت حجم سیال بر مدت زمان اندازه گیری می شود. واحد های انگلیسی سرعت جریان فاضلاب٬ روز/گالن است که هنوز هم در ایالات متحده زیاد به کار می رود. واحدهای متریک برای سرعت جریان فاضلاب ثانیه/لیتر یا ثانیه /متر مکعب هستند که در سایر نقاط جهان به کار می روند.سایر خصوصیات فیزیکی فاضلاب عبارتند از ویسکوزیته و درجه حرارت.

خصوصیات شیمیایی فاضلاب ها از تعداد کمی پارامتر های شمیایی ساده تا تعداد زیادی پارامترهای شیمیایی متغیر است. نمونه های فاضلاب معمولا از محل جمع آوری می شوند و به آزمایشگاه شیمی که در آن شیمیست ها ترکیبات مختلف را آنالیز می کنند٬ منتقل می شوند و نتایج را برای فردی که آنالیز ها را درخواست نموده گزارش می کنند. خصوصیت بیولوژیکی فاضلاب ها را با تعداد کمی از پرامتر ها به تازگی شروع کردند. بیولوژیست ها آخرین دسته از گروه تشخیص فاضلاب هستند.

نمونه برداری٬ مهم ترین فاکتور در هرآزمایش فاضلاب است. معمولا دو نوع نمونه وجود دارد٬ نمونه ساده و نمونه مرکب.یک نمونه ساده٬ یک نمونه منفرد است که در یک مدت زمان معین در یک محل معین جمع آوری می شود. آنالیز های نمونه های  ساده خودشان ارزش کمی دارند مگر اینکه میزان جریان های فاضلاب به مدت طولانی ثابت باشند. نمونه های مرکب٬ ترکیبی از یکسری نمونه های ساده هستند که در فواصل جریان متغیر در مدت زمان مورد نظر برداشت شدند. یک نمونه رکب 24 ساعته اغلب به عنوان یک مدت زمان مناسب در نمونه گیری به کار می رود. همچنین می توان یک نمونه مرکب 24 ساعته را از طریق جمع آوری 24 سری نمونه ساده با فواصل یک ساعته تهیه کرد و سپس اندازه هر نمونه ساعتی را تقسیم بر میزان جریان فاضلاب در آن زمان نمود٬ بنابراین نمونه مرکب 24 ساعته نمایانگر یکسری نمونه های ساده با توجه به میزان جریان است.

خصوصیات فیزیکی٬ شیمیایی و خصوصیات بیولوژیکی تقسیم بندی می شوند. اولین خصوصیات فیزیکی فاضلاب سرعت جریان سیال است که معمولا به وسیله مهندسین اندازه گیری می شود.

منبع: کتاب میکروبیولوژی  بهداشت محیط – راس . ایی . مکینی

روش ها ی اندازه گیری کلر باقی مانده

  کل کلر باقی مانده

  تمام روش های رایج برای اندازه گیری کلر باقی مانده به قدرت اکسید کنندگی آنها بستگی دارد. بنابراین هر ماده اکسید کننده دیگری که در محیط وجود داشته باشد ٬ ممکن است با آزمایش تداخل نماید. منگنز با ظرفیت بالاتر از 2 و نیتریت ها متداول ترین مداخله کنندگان هستند.

روش ارتوتولیدین؛ در سال 1909 فلپس استفاده از ارتوتولیدین را به عنوان یک معرف رنگ سنجی برای کلر باقی مانده پیشنهاد کرد. المز و هاسر استفاده از استاندارد های رنگی را با آزمایش فوق ترکیب نموده و آزمایش را به صورت کمی در آوردند. این روشآزمایش به دلیل سادگی٬ کلریناسیون را به عنوان یک روش عملی ربای گند زدایی منابع کوچک آب در آورد . به هر حال٬ آزمایش ارتوتولیدین٬ دقت و وضوح  نسبتا ضعیفی نسبت به دیگر روش های حاضر داشته و همچنین ارتوتولیدین یک ترکیب سمی با پتانسیل سرطان زایی شناخته شده است.بنابراین کاربرد آن  به عنوان یک روش استاندارد از « استاندارد متد » حذف شده است.

روش یدومتری؛ از نظر تاریخی دارای اهمیت می باشد٬ زیرا تا سال 1913 که روش ارتوتولیدین ابداع گردد٬ به عنوان اساس کنترل کلریناسیون مورد استفاده قرار می گرفت.این روش هنوز استفاده می شود و آزمایش به قدرت اکسید کنندگی کلر آزاد و ترکیبی باقی مانده در تبدیل یون یدور به ید آزاد بستگی دارد.

Cl₂  +  2I^-    à  I₂   +  2 Cl^-                 

I₂  + نشاسته  à    رنگ آبی(آزمایش کیفی)

در حضور نشاسته٬ ید رنگ آبی ایجاد می کند که به عنوان دلیلی بر وجود کلر باقی مانده پذیرفته شده است٬ اما مقدار کلر باقی مانده موجود را مشخص نمی نماید٬ مگر آن که شخص قادر باشد شدت رنگ آبی را ارزیابی کند. اگر ید آزاد شده را با یک محلول احیا کننده استاندارد تیتر نماییم٬ روش یدومتری را می توانیم به یک اندازه گیری کمی تبدیل کنیم.معرف کاربردی رایج سدیم تیوسولفات است و ختم عمل با محو شدن رنگ آبی مشخص می شود.

روش تیتراسیون آمپرومتری؛ روش های تیتراسیون اکسیداسیون – احیاء از زمره اولین روش های به کار رفته برای اندازه گیری کلر باقی مانده آزاد و ترکیبی بوده اند. یکی از وسایلی که برای چنین تیتراسیونی به کار می رود٬ تیتر کننده آمپرومتری می باشد که بر پایه اصول پولارو گرافی قرار دارد. این وسیله دارای الکترودی است که کامل شدن واکنش تیتراسیون اکسیداسیون – احیاء را نشان می دهد.

   اکسید فنل آرسین ماده احیا کننده ای است که معمولا به عنوان ماده تیترکننده به کار می رود.

؛ اصول آزمایش در این روش مشابه روش آمپرومتری است. DPDروش

منبع: کتاب شیمی محیط زیست ( آنالیزهای آب و فاضلاب )

کلریناسیون

اولین هدف از کلریناسیون منابع آب عمومی و پساب فاضلاب ها٬ جلوگیری از انتشار بیماری های قابل انتقال توسط آب می باشد. عمل گند زدایی با کلر بسیار فراگیر و معمول است.

شیمی کلریناسیون:

   کلر به فرم آزاد و یا هیپوکلریت ها استفاده می شود. در هر دو حالت به عنوان یک ماده اکسید کننده قئی عمل نموده و اغلب به صورت خود به خودی در واکنش های جانبی با چنان سرعتی مصرف می شود کهک با گند زدایی اندکی همراه خواهد شد٬ مگر این که مقادیر مازاد بر کلر مورد نیاز به آب افزوده شده باشد.

واکنش با آب:

   کلر با آب ترکیب شده و اسید هیدروکلریک و اسیدهیپوکلرو تولید می نماید.

Cl₂ +H₂O  ßà HOCl + H⁺ + Cl^-                                                                                                 ( 1-1  

ماهیت واکنش ها به وسیله کلر آزاد تعیین می شود. این امر اغلب منجر به تشکیل ترکیبات مضر نظیر تری کلرآمین  می شود. برای به حداقل رساندن اثرات فوق٬ باید از آبی با کیفیت بالا برای کلریناتور استفاده شود و در نقطه ای که محلول آب کلر تزریق می شود٬ اختلاط سریع مورد نیاز است تا از ایجاد شرایط اسیدی موضعی جلوگیری به عمل آید.

   هیپوکلریت ها به شکل محلول های هیپوکلریت سدیم و هیپوکلریت کلسیم غلیظ به فرم خشک مورد استفاده قرار می گیرد. محلول هیپوکلریت در مواقعی که مقادیر زیادی از این ماده مانند ضدعفونی فاضلاب ها مورد نیاز است و در محل در دسترس بوده و یا تولید آن در محل از محلول های نمک عملی است٬ متداول می باشد. هیپوکلریت کلسیم برای مواقعی که مقادیر کم مورد نیاز است یا استفاده متناوب آن توصیه شده باشد٬ متداول تر است. هر دو ترکیب در آب یونیزه شده و طبق واکنش های زیر یون هیپوکلریت تولید می نماید:

Ca(OCl)₂    à Ca²⁺  +  2OCl ^-

NaOCl    à   Na⁺   +  OCl ^–

البته این یون طبق معادله (1-1) با یون های هیدروژن تعادلی را ایجاد می کند٬ لذا می توان نتیجه گیری کرد که چه کلر و چه هیپوکلریت ها اگر به آب افزوده شوند٬ تعادل یکسانی در آب برقرار می شود.

منبع: کتاب شیمی محیط زیست (آنالیزهای آب و فاضلاب