رابطه بين TDS و EC چيست؟

براي طراحي آب شيرين كن نياز است مفهوم TDS ، EC و  رابطه بين TDS و EC  آشنايي داشته باشيد در زير هر كدام از اين پارامترها را بصورت مختصر توضيح داده شده است.

TDS يا غلظت املاح

منظور از TDS كل مواد جامد محلول در آب يا غلظت املاح آب است كه برابر مجموع غلظت همه يون هاي موجود در آب مي باشد.

براي اندازه گيري كل مواد جامد محلول در آب، آبي را كه از صافي مخصوص عبورداده شده و مواد معلق و كلوئيدي آن گرفته شده بعنوان نمونه انتخاب مي كنند و سپس حجم دقيقي از آن را در يك بوته چيني دقيقا وزن شده ريخته و در دماي 110 درجه سانتيگراد تبخير و خشك مي كنند. تفاوت وزن بوته قبل از ريختن نمونه و پس از خشك شدن نمونه روي آن، وزن كل مواد جامد محلول در نمونه آب را نشان مي دهد كه اگر بر حجم نمونه تقسيم شود غلظت املاح آب به دست مي آيد كه معمولا برحسب ppm يا ميلي گرم در ليتر گزارش مي كنند.

واضح است كه اگر غلظت يون ها برحسب معادل كربناتي باشند، غلظت يون هاي مختلف را مي توان باهم جمع كرد.

محدوده TDS آب هاي مختلف به صورت زير است:

• TDS كمتر از 100ppm مطلوب صنعتي
• TDS حدود 500ppm مطلوب آشاميدني
• TDS كمتر از 1000ppm مجاز براي آشاميدن
• TDS حدود 10000ppm آبهاي شور
• TDS حدود 40000ppm آب دريا

EC يا هدايت الكتريكي آب

هدايت الكتريكي يا كنداكتيويته آب، معرف قدرت يوني يك محلول براي انتقال جريان برق است. واحد هدايت الكتريكي آب مو بر سانتي متر (mho/cm) است. ( واحد مقاومت الكتريكي ohm است و چون هدايت الكتريكي عكس مقاومت است، از اين رو واحد آن mho مي باشد ).

مو بر سانتي متر عدد بزرگي است از اين رو معمولا از واحد µmho/cm استفاده مي شود كه يك ميليون برابر كوچك تر است.

هدايت الكتريكي آب خالص در 25c برابر با 0/056µmho/cm است.

چون در محلول ها، يون ها، جريان برق را منتقل مي كنند از اين رو EC با TDS رابطه دارد. در محلول هاي رقيق ارتباط اين دو پارامتر بصورت TDS=0/5EC است.

وقتي غلظت ناخالصي زياد مي شود يون ها روي حركت يكديگر اثر منفي گذاشته و هدايت الكتريكي محلول ديگر همانند محلول رقيق متناسب با تعداد يون ها نمي باشد.

رابطه بين TDS و EC براي هر نمونه آب فرق دارد و به غلظت و نوع ناخالصي هاي موجود در آب بستگي دارد. براي بسياري از آب هاي شهري و طبيعي داريم:

TDS (mg/l)=0/55 (µmho/cm)

اهميت اين دو پارامتر در اين است كه سرعت خورندگي آب در شرايط يكسان با افزايش EC افزايش مي يابد و نيز با افزايش هدايت الكتريكي آب، درجه يونيزاسيون نمك هاي آب كاهش مي يابد.

بوهاي نامطبوع تصفيه فاضلاب بيولوژيكي

توليد باكتري ها و آزادسازي تركيبات با بوي ناخوشايند و نامطبوع سامانه هاي جمع آوري فاضلاب، ايستگاه هاي بالابر و تصفيه خانه هاي فاضلاب براي مردمي كه نزديك وسايل حمل، جمع آوري فاضلاب و تجهيزات تصفيه زندگي مي كنند و يا كاركناني كه در اين گونه مكان ها كار مي كنند، مزاحمت ايجاد مي كند. توليد بوهاي نامطبوع تصفيه فاضلاب بيولوژيكي زماني روي مي دهد كه فاضلاب يا لجن سپتيك شود. لجن يا فاضلاب سپتيك شده زماني توسعه مي يابد كه BOD محلول از راه فعاليت باكتري ها در صورت عدم حضور اكسيژن مولكولي آزاد و نيترات تجزيه شود.

تجزيه BOD محلول اغلب بعنوان سپتيك خوانده مي شود. سپتيك شدن زماني روي مي دهد كه لجن يا فاضلاب براي مدت زمان زيادي در سامانه جمع آوري فاضلاب و يا در سامانه هاي تصفيه بيولوژيكي باقي بمانند. توليد بوي بد بيولوژيك و آزادسازي آن مي تواند در هضم كننده هاي بي هوازي نيز روي دهد. با وجود آنكه بيشتر تركيبات بدبو از راه سپتيك شدن، توليد مي شوند، اغلب تركيبات بدبو پايه سولفور دارند. اين تركيبات شامل سولفيد هيدروژن H2S، سولفيد دي متيل و مركاپتانت ها هستند. همچنين بسياري از تركيبات بدبو از راه تجزيه بي هوازي كربوهيدرات ها، ليپيدها و پروتئين ها يا تركيبات نيتروژن دار توليد مي شوند.

تجزيه بي هوازي BOD محلول منجر به توليد تركيبات آلي و تركيبات غيرآلي مي شود. بسياري از اين تركيبات بدبو شامل تركيبات آلي فرار VOC و اسيدهاي چرب فرار VFA هستند. بعضي از گازهاي غيرآلي هم از راه تجزيه بي هوازي BOD محلول توليد مي شوند و بعضي از اين گازها مثل آمونياك و سولفيد هيدروژن بدبو هستند.

مشكلات بوهاي نامطبوع بيولوژيك

تركيبات بدبو موجب بسياري از مشكلات هستند. اين مشكلات شامل شكايت ها از بوي بد، دعواي حقوقي و جريان فاضلاب از حالت بي هوازي فرآيندهاي لجن فعال است كه ممكن است موجب رشد باكتريايي رشته اي نامطلوب است.

دلايل ايجاد بوهاي نامطبوع بيولوژيك:

تجزيه بي هوازي BOD محلول، بدون نيترات يا اكسيژن مولكولي آزاد روي مي دهد. با وجود آنكه بعضي از باكتري ها تنها از اكسيژن مولكولي آزاد براي تجزيه BOD محلول استفاده مي كنند و بسياري از باكتري ها از نيترات يا اكسيژن مولكولي آزاد براي تجزيه BOD قابل حل استفاده مي كنند، اغلب باكتري ها توانايي استفاده از مولكول هاي ديگر را براي تجزيه BOD محلول دارند. اين مولكول ها شامل سولفات ، يك مولكول آلي و دي اكسيدكربن هستند. تنفس زماني روي مي دهد كه باكتري ها از مولكول هاي آزاد اكسيژن يا نيترات براي تجزيه BOD محلول استفاده مي كنند. اين عمل وقتي صورت مي گيرد كه اكسيژن مولكولي و يون هاي باكتريايي جديد توليد مي شوند.وقتي از اكسيژن يا نيترات مولكولي آزاد استفاده مي شود، هيچ تركيب بدبويي در طول تجزيه BOD محلول توليد نمي شود.

اشكال تجزيه بي هوازي BOD محلول كه در نتيجه توليد تركيبات بدبو تشكيل مي شوند، احياي سولفات و اسيد تركيب و توليد الكل ( تخمير ) تركيبي است. احيا و تخمير سولفات در غيبت اكسيژن و نيترات مولكولي آزاد يا در حضور گراديان نيترات و گراديان اكسيژن روي مي دهد. وقتي كه سولفات براي تجزيه BOD محلول استفاده مي شود، دي اكسيدكربن، آب، سولفيد هيدروژن، سولفيد و مخلوطي از تركيبات آلي زنجيره كوتاه ( اسيدها، الكل ) و سلول هاي باكتريايي جديد توليد مي شود.

وقتي از يك مولكول آلي براي تجزيه BOD قابل حل استفاده مي شود، دي اكسيدكربن، آب، مخلوطي از تركيبات زنجيره كوتاه ( اسيدها، الكل ها) و سلول هاي باكتريايي جديد توليد مي شود. بر اين اساس، بعضي از تركيبات آلي كه توليد مي شوند، تركيبات آلي فرار VOC، اسيدهاي چرب فرار VFA و تركيبات سولفور VSC هستند.

اسيدهاي چرب فرار اسيدهاي زنجيره كوتاهي هستند كه در فشار اتمسفر به بخار تبديل مي شوند. بعضي از اين اسيدها بدبو هستند. اگر تركيبات محتوي نيتروژن و سولفور مثل اسيدهاي آمينه و پروتئين ها در طول سپتيك شدن تجزيه شوند، تركيبات بدبوي محتوي نيتروژن و تركيبات بدبوي محتوي سولفور با تركيبات سولفور فرار VSC توليد مي شوند. همچنين تجزيه تركيبات محتوي سولفور و نيتروژن مثل اسيدهاي آمينه سيستين منجر به آزادسازي گازهاي غيرآلي بدبو مانند آمونياك و سولفيد هيدروژن مي شود.

وقتي كه تجزيه BOD محلول روي مي دهد، الكترون ها از تركيب آلي تجزيه شده، به مولكول حمل الكترون انتقال مي يابند. مولكول حمل ( انتقال ) الكترون ممكن است اكسيژن، نيترات، سولفات مولكولي آزاد، يك مولكول آلي يا دي اكسيدكربن باشد. انتقال الكترون ها بعنوان يك واكنش كاهش اكسيداسيون شناخته مي شود. اين گونه واكنش ها در لجن يا فاضلاب مولكول هايي كه براي حمل الكترون ها استفاده مي شوند، مي توانند با قابليت كاهش – اكسيداسيون ORP فاضلاب يا لجن تعيين شوند. مقدار قابليت كاهش – اكسيداسيون به ميلي ولت محاسبه مي شود و ممكن است مثبت يا منفي باشد.

كنترل بوهاي نامطبوع بيولوژيك

• تغيير شكل آنوكسيك
• بيوفيلتر و برج هاي بيولوژيك
• تصفيه شيميايي
• حوض دانه گير
• نظافت ( پاك كردن )
• طراحي
• تغيير pH

 مقايسه روش هاي تصفيه آب

منظور از روش هاي پيشرفته تصفيه آب، تقدم زماني آنها نيست بلكه روش هايي هستند كه ميتوانند منجر به تهيه آب تقريبا خالص شوند. بهمين خاطر، تقطير هرچند خيلي قديمي تر از روش آهك زني است ولي بعنوان روش پيشرفته تصفيه آب مطرح مي شود. اكنون مقايسه روش هاي پيشرفته تصفيه آب را از چهار ديد بررسي مي كنيم. اول در مورد هزينه تصفيه، دوم در مورد كيفيت آب تصفيه شده، سوم در مورد كيفيت آب ورودي و بالاخره چهارم موارد كاربرد هر يك از اين روش ها.

روش هاي پيشرفته تصفيه آب

مقايسه روش هاي پيشرفته تصفيه آب شامل موارد زير است:

هزينه تصفيه

از نظر ترموديناميكي، هر روش تصفيه اي كه براي جداسازي بكار رود مستلزم مصرف يك حداقل انرژي است اما در عمل بعلت برگشت ناپذير بودن فرآيندها، مصرف انرژي بسيار بيشتر از حداقل انرژي است.

براي حذف يون ها از آب علاوه بر الكترودياليز روش هاي ديگري مثل اسمزمعكوس، رزين هاي تعويض يوني و تقطير هم مطرح است. هرچند كه از نظر تئوري در هر يك از اين فرآيندها ملزم به مصرف يك حداقل انرژي هستيم، اما انرژي واقعي مورد نياز بستگي به درجه برگشت ناپذير بودن هر يك از فرآيندها دارد.

در اسمزمعكوس، مولكول هاي آب هستند كه از غشا عبور مي كنند در حاليكه در الكترودياليز يون هاي ماده حل شده ( ناخالصي ) هستند كه از غشا عبور مي كنند.

چون اتلاف انرژي ناشي از برگشت ناپذيري فرآيند بيشتر بعلت اصطكاك يون ها با ديواره حفره هاي غشا مي باشد بنابراين مي توان انتظار داشت كه هرچه ناخالصي بيشتر باشد اتلاف انرژي در الكترودياليز بيشتر از اسمزمعكوس است چون در اسمزمعكوس ناخالصي ها از غشا عبور نمي كنند.

رزين هاي تعويض يوني براي حذف نمك در محلول هاي فوق العاده رقيق، ارزانترين روش هستند. اما هزينه اين روش با افزايش غلظت نمك به سرعت افزايش مي يابد. در غلظت حدود 500ppm الكترودياليز، اقتصادي ترين روش نمك زدايي است ولي در غلظت حدود 5000ppm اسمزمعكوس در الويت قرار مي گيرد و در غلظت هاي 100000ppm به بالا تقطير اقتصادي ترين روش حذف ناخالصي ها از آب مي باشد.

كيفيت آب تصفيه شده

الف) تقطير: اين روش تنها روش تصفيه آب است كه به طور صددرصد، تمام عوامل بيماري زا ( باكتري، ويروس و غيره ) را از آب ورودي حذف مي كند. از نظر تئوري، تقطير قادر به حذف تمام مواد مي باشد اما در عمل به خاطر حمل ذرات مايع توسط بخار ممكن است مقداري دي اكسيدكربن يا آمونياك وجود داشته باشد.

ب) رزين هاي تعويض يوني: در اين روش مي توان آب با هر كيفيت دلخواهي تهيه كرد. آب با درصد خلوص زيادي كه مي توان از اين روش تهيه كرد عملا حتي با چندين بار تقطير هم نمي توان تهيه كرد.

ج) اسمزمعكوس: اين روش مي تواند كل مواد جامد محلول در آب را تا نودونه درصد كاهش دهد. در عمل، حذف تا نود و پنج درصد معمول است. حذف باكتري، ويروس و ميكروب هاي ديگر صد در صد است اما در عمل به خاطر آب بندي نبودن قسمت هاي مختلف، ممكن است اندكي از اين مواد در آب تصفيه شده ديده شوند.

د) الكترودياليز: مي تواند TDS آب ورودي را تا حدود 500ppm به صورت اقتصادي كاهش دهد اما ناخالصي هاي غيريوني و كلوييدي آب باقي مي مانند.

كيفيت آب ورودي

الف) تقطير : در اين روش مي توان از هر نوع آبي ( آب شيرين، آب شور، آب دريا ) استفاده كرد. براي جلوگيري از ايجاد رسوب سخت در داخل دستگاه معمولا تصفيه مقدماتي آب ورودي براي حذف سختي توصيه مي شود و نيز براي حذف يون هاي فلزي مي توان از رزين هاي تعويض يوني به عنوان تصفيه مقدماتي استفاده كرد.

ب) رزين هاي تعويض يوني: پس از تصفيه مقدماتي آب ورودي، آب هايي كه كل مواد جامد محلول آنها از 700ppm كمتر باشد و نيز ناخالصي هاي آلي و بيولوژيكي آب بسيار كم باشد را مي توان بصورت موثر و اقتصادي با اين روش تصفيه كرد.

وقتي كه مواد آلي محلول در آب و BOD آب ورودي زياد باشد در آن صورت حتما بايد آب ورودي را تصفيه مقدماتي كرد كه كار پر دردسر و پرهزينه اي است.

اگر غلظت مواد جامد محلول بيشتر از 1000mg/L باشد استفاده از روش هاي ديگر چون اسمزمعكوس و الكترودياليز توصيه مي شود.

ج) اسمزمعكوس : پس از حذف مواد معلق و تصفيه مقدماتي، بستگي به آناليز آب خام دارد، اسمزمعكوس قادر است كه از آب دريا تا 5000ppm ، آب شور و نيم شور چاهها، آب آشاميدني تهيه نمايد.

د) الكترودياليز : آب هاي شور تا 7000ppm را هم مي توان با اين روش تصفيه كرد اما آب هايي كه TDS آنها حداكثر 2000ppm است را مي توان با راندمان اقتصادي خيلي خوب تصفيه نمود.

براي تهيه آب صنعتي از آب خام موارد زير قابل توجه است:

1. اگر TDS آب ورودي بيشتر از 400ppm باشد از اسمز معكوس مي توان براي تصفيه مقدماتي آب ورودي به واحدهاي تعويض يوني استفاده كرد چون باعث كاهش هزينه تصفيه آب مي شود .
2. اگر TDS آب ورودي كمتر از 400ppm نباشد و كاهش TDS آب تا 10% مورد قبول باشد در آن صورت اسمزمعكوس بسيار اقتصادي تر از واحدهاي تعويض يوني خواهد بود.
3. براي آب خام بدون توجه به مقدار TDS ، اگر مقدار مواد آلي بيشتر از 15g/L باشد، اسمزمعكوس مي تواند براي تصفيه مقدماتي آب ورودي به واحد تعويض يوني به كار رود.

موارد كاربرد

الف) تقطير: براي تهيه آب مقطر در آزمايشگاه ها، تهيه آب مطلوب در پزشكي و نيز توليد آب آشاميدني از آب دريا يا شور، روش تقطير بكار مي رود.

ب) رزين هاي تعويض يوني: اين يك روش ترجيحي براي تهيه آب با كيفيت بالا از آب شهري، سبك كردن آب، تهيه آب تغذيه بويلرهاي با سوخت فسيلي يا هسته اي، تهيه آب پالايشگاه ها، صنايع شيميايي، صنايع غذايي و آشاميدني، صنايع داروسازي و الكترونيك و نيز در امور پژوهشي است.

ج) اسمزمعكوس : هرجا كه حذف مواد آلي اهميت حياتي داشته باشد ( مثلا در پزشكي، داروسازي و صنايع الكترونيك ) روش اسمزمعكوس مي تواند جايگزين تقطير شود، با اين مزيت كه هم اقتصادي تر است و هم سرعت كار بيشتر مي باشد. امروزه اسمزمعكوس اقتصادي ترين روش براي تهيه آب آشاميدني از آب هاي نيمه شور است.

د) الكترودياليز: نقش الكترودياليز بيشتر در مواقعي مطرح مي شود كه بخواهيم از آب هاي نيمه شور، آب آشاميدني تهيه نماييم. فعلا تبديل آب دريا با روش الكترودياليز به آب شرب مطرح نيست چون اقتصادي نيست.

توجه كنيد كه:

1. غشاهاي آنيوني، كلرايد را خيلي راحت تر از سولفات عبور مي دهند. ولي برعكس الكترودياليز، RO سولفات را خيلي بهتر از كلرايد حذف مي كند. از نظر غشا كاتيوني نيز الكترودياليز يون هاي يك ظرفيتي را بر دو ظرفيتي ترجيح مي دهد در حاليكه RO اين چنين نيست. خلاصه اينكه NACL زياد الكترودياليز ولي سولفات زياد، اسمزمعكوس را مطلوب تر مي كند.
2. الكترودياليز فاضلاب كمتري نسبت به RO توليد مي كند. جايي كه آب خام كم است و يا دفع فاضلاب مشكل است، الكترودياليز مطلوب تر است.
3. الكترودياليز يون هاي معدني را حذف مي كند. حذف مواد كلوئيدي آلي و غيره با اين روش مطلوب نيست.
4. الكترودياليز بيشتر از RO به نيروي متخصص نياز دارد.
5. الكترودياليز به برق مستقيم با ولتاژ نسبتا بالا نياز دارد.

در مورد مقايسه روش هاي پيشرفته تصفيه آب صحبت كرديم اميدواريم كه مفيد باشد.

پكيج تزريق مواد شيميايي

پكيج تزريق مواد شيميايي يكي از پراهميت ترين تجهيزات در صنايع مختلف مي باشد كه جهت افزودن طيف وسيعي از مواد شيميايي كه داراي كاربردهاي مختلفي مي باشند استفاده مي شود كه از آن جمله مي توان به مواد ضد رسوب، مواد منعقد كننده و كمك منعقد كننده، مواد ضد خوردگي، اسيد و قليا و در نهايت مواد ضدعفوني كننده نظير كلر اشاره كرد.

نخست محلول رقيق شده با آب را از ماده ي مورد نظر تهيه كرده و سپس آن را طبق نتايج آزمايشگاهي با نسبت از پيش تعيين شده به فاضلاب مي افزايند. چون مقدار مصرف مواد منعقد كننده با درجه ي اسيدي pH فاضلاب بستگي دارد، دستگاه هاي خودكاري ساخته شده كه پس از تعيين مداوم درجه ي اسيدي فاضلاب مقدار ماده ي منعقدكننده ي مصرفي را تغيير مي دهد. استفاده از مواد منعقد كننده، بيشتر براي فاضلاب هاي صنعتي و يا فاضلاب شهرهايي كه موسسات صنعتي فراواني در خود دارند مناسب است و در اين صورت گاهي از تصفيه ي زيستي صرف نظر مي شود.

برخي كاربردهاي پكيج تزريق مواد شيميايي :

• پكيج تزريق هيپوكلريت سديم
• پكيج تزريق هيپوكلريت كلسيم
• پكيج تزريق آهك
• پكيج تزريق پلي آلومينيوم كلرايد
• پكيج تزريق پلي الكتروليت
• پكيج تزريق اسيد
• پكيج تزريق باز
• …

مواد شيميايي براي تزريق بايد در غلظتي كه مدنظر است تهيه و مورد استفاده قرار گيرد، معمولا مواد شيميايي آماده تزريق را براي 8 تا 12 ساعت كار تهيه مي شود. مواد شيميايي آماده شده به ميزان مورد نياز از طريق پمپ تزريق به مخزن تزريق مي شود.

مخازن تهيه مواد شيميايي مي تواند از جنس پلي اتيلن، بتن يا استنلس استيل باشد. در صورت ساخت اين مخازن از مصالح بنايي بايد سطوح داخلي آن ها كه در تماس با مواد شيميايي است به منظور جلوگيري از خوردگي با مواد ضدخورنده پوشيده شود.

مواد شيميايي بايد بصورتي محلول شده باشد كه در حين تزريق باعث گرفتگي لوله هاي جريان شود.

 باكتري رشته اي فاضلاب

با وجود آنكه بعضي از جلبك هاي رشته اي و قارچ هاي رشته اي در فرآيندهاي لجن فعال وجود دارند، اغلب ميكروارگانيسم هاي رشته اي باكتري ها هستند. اين باكتري ها از سه راه وارد فرآيند لجن فعال مي شوند:

1. ورود همانند ميكروارگانيسم هاي آب و خاك
2. رشد آنها در بيوفيلم در سامانه هاي جمع آوري فاضلاب
3. پساب ها

اين باكتري ها كارهاي مثبت و منفي در فرآيند لجن فعال انجام مي دهند، كارهاي مثبت شامل:

• تجزيه BOD محلول
• تشكيل فلات
• تجزيه بعضي از اشكال پيچيده BOD

كارهاي منفي شامل:

• مشكلات ته نشيني
• فقدان مواد جامد
• توليد كف

ميكروارگانيسم هاي رشته اي توليدكننده كف شامل ميكروتريكس پارويسلا، نوكارديوفرم ها است. اينكه آيا اين باكتري ها كارهاي مثبت يا منفي را در لجن فعال انجام مي دهند به وسيله فراواني نسبي شان تعيين مي شود. كارهاي مثبت وقتي رخ مي دهد كه يك تا پنج باكتري رشته اي در اغلب ذرات فلاك وجود داشته باشد. از مشخصات باكتري هاي رشته اي و شرايط عملكردي آنها مي توان به رشد نامطلوب و كند آنها و شرايط بهره برداري خاصي كه براي كنترل رشد مطلوب اين نوع باكتري ها لازم است، اشاره كرد.

با تشخيص و شناسايي ميكروارگانيسم هاي رشته اي كه مسئول ايجاد مشكلات بهره برداري هستند، شرايط بهره برداري كه اجازه رشد نامطلوب و سريع ارگانيسم هاي رشته اي را مي دهند، قابل شناسايي هستند. زمانيكه شرايط بهره برداري تشخيص داده شد، مي توان آنها را براي كنترل رشد نامطلوب ميكروارگانيسم هاي رشته اي تنظيم كرد.

كنترل رشد باكتري رشته اي

معيارهاي فعاليت براي كنترل باكتري هاي رشته اي و يا مشكلات فعاليت آنها به شرح ذيل است:

• مهيارهاي كنترل عادي و سريع
• افزايش حالت برگشت لجن فعال RAS
• تغييرات در مقدار سوبستره در تانك هوادهي
• افزايش منعقدكننده به جريان حوض ته نشيني ثانويه
• افزايش پليمر به جريان حوض ته نشيني ثانويه
• اضافه كردن يك سم
• معيارهاي كنترل ويژه و كند
• تشخيص مسائل ارگانيسم هاي رشته اي
• شناخت عوامل شرايط فعاليت براي رشد رشته اي نامنظم
• تنظيم شرايط فعاليت براي پيشگيري رشد رشته اي نامنظم
• استفاده از سلكتور
• آنوكسيك
• بي هوازي
• F/M

عوامل اكسيد كننده ممبران آب شيرين كن

عوامل اكسيد كننده ممبران RO در بحث آب شيرين كن بسيار حائز اهميت است و در صورت كنترل اين عوامل طول عمر ممبران هاي دستگاه آب شيرين كن افزايش پيدا مي كند. حضور كلر آزاد يا ساير مواد اكسيد كننده قوي در آب خوراك RO با غشا پلي آميدي سبب تخريب اين نوع غشا مي گردد. از اين رو حتما بايد با تزريق مواد احياكننده چون بي سولفيت سديم يا استفاده از كربن فعال، ماده اكسيدكننده موجود در آب خوراك را از بين برد.

گهگاهي به دو دليل مواد اكسيدكننده معمولا فرصت تخريب غشا را مي يابند. اول اينكه عليرغم تزريق ماده احياكننده، مقداري از ماده اكسيدكننده، همراه آب خوراك وارد سيستم مي شود اين امر به خاطر تزريق ناكافي ماده احيا كننده يا عدم زمان ماند كافي براي تكميل واكنش اكسيداسيون احيا است. دوم اينكه در صورت استفاده از بستر كربن فعال، جذب كامل همه ماده اكسيدكننده از آب خوراك سيستم انجام نمي گيرد.

به دليل اهميت و حساسيت زياد غشا پلي آميدي به مواد اكسيدان در بعضي از صنايع از سيستم كنترل دوگانه استفاده مي شود، به اين صورت كه از دو سيستم كنترل استفاده مي كنند كه در صورت نقض يكي، دومي از ورود غيرمجاز ماده اكسيدان جلوگيري كند.

براي حذف ماده اكسيدان معمولا از ماده احياكننده بي سولفيت سديم استفاده مي شود كه مقدار مورد نياز آن حدود 1ppm بيشتر از غلظت كلر يا هر ماده اكسيدان موجود در آب است. اما بايد توجه داشت كه غلظت بيشتر بي سولفيت سديم باعث ايجاد محيط احيايي در آب مي شود كه خود باعث رشد، استمرار عمر و دوام باكتري هاي بي هوازي مي شود.

پارامتر كليدي ديگر براي ايجاد سازگاري بين كيفيت آب و غشا، PH آب است. غشا پلي آميدي مقاومت خوبي در مقابل تغييرات pH دارد، اما غشا استات سولزي به تغييرات PH بسيار حساس مي باشد. چون در pH بازي بويژه در دماهاي بالاتر از محيط، سرعت هيدروليز استات سلولز قابل توجه مي باشد.

pH مطلوب براي به حداقل رسيدن هيدروليز غشا سلولزي 4/8 مي باشد، اما بايد توجه داشت pH آب شور بالاتر از pH آب شيرين مي باشد و اين به خاطر تغليظ بي كربنات در آب شور خروجي از واحد RO مي باشد. در عمل بايد سعي كرد كه pH آب ورودي حدود 6/5 باشد.

وجود آهن در آب خوراك RO اثر تخريبي مواد اكسيدكننده را به ميزان زيادي افزايش مي دهد. زيرا در حضور مواد اكسيدكننده آهن به فرم اكسيدشده يعني Fe+3 خواهد بود كه غيرمحلول مي باشد. با ورود Fe+3 همراه جريان خوراك به مدول هاي RO، تمايل به نشستن روي سطح غشا را دارد. حال با حمله مواد اكسيدكننده به غشا RO در حضور آهن، آهن به صورت يك كاتاليزور عمل نموده و قدرت تبادل بار الكتريكي مواد اكسيدكننده را روي سطح غشا شديدا افزايش مي دهد. در واقع در اين فرآيند، آهن تمايل به فرم احيا شده خود يعني Fe+2 دارد و با دريافت الكترون قدرت اكسيدكنندگي بالاتري به مواد اكسيدكننده مي دهد.

راه حل مساله، حذف عوامل به وجود آورنده اين شرايط است. يك راه حل حذف آهن نامحلول Fe+3 به وسيله فيلتراسيون دقيق در بالادست RO از آب خوراك مي باشد. راه حل ديگر، حذف كامل مواد اكسيدكننده از آب خوراك و ايجاد محيط اندكي احيا كننده مي باشد.

اختلاف فاضلاب شهري و صنعتي

اختلاف فاضلاب شهري و صنعتي قابل تامل است. هدف اصلي صنعت، توليد بهترين فرآورده ممكن با كمترين هزينه است. بنابراين ايجاد تاسيسات تصفيه ضايعات، ناديده گرفتن هدف اصلي صنعت است. به منظور رقابت در بازار جهاني، صنعت بايستي هزينه ها را در حداقل نگه دارد و آشكارترين زمينه صرفه جويي، بخش تصفيه ضايعات است. زيرا فرآورده توليدي، حداقل تاثير را از اين قسمت دريافت مي نمايد. بنابراين تصفيه نمودن يا عدم تصفيه ضايعات تاثيري بر فرآورده توليد شده ندارد. از طرف ديگر، سازمان هاي مسئول تصفيه فاضلاب نيز بايد هزينه هاي عملياتي را كاهش دهند و اين امر تحت تاثير قوانين موجود براي سازگاري عمليات با نيازمندي هاي پذيرفته شده محيط زيست مي باشد و اين نيز باعث افزايش هزينه ها مي شود.

اين سازمان ها بايد سرويس هاي ديگري ارائه دهند كه مستلزم استخدام نيروهاي بيشتر است. مقايسه بين صنايع و نيز سازمان هاي مسئول تصفيه، تفاوت عمده در اهداف هر دو طرف قضيه را روشن مي نمايد.

جدول زمان بندي كارها در صنايع بسيار متغير است. ممكن است زماني يك واحد صنعتي تعطيل باشد، در حالي كه در زمان ديگر همان صنعت ممكن است چند برابر ظرفيت معمول به كار ادامه دهد. در يك زمان ممكن است بار عمده فاضلاب تا ظهر توليد شود ( به دليل يك مشكل در برنامه بهره برداري ) و در زمان ديگر ممكن است هيچ فاضلابي ) به دليل ايجاد مشكل در واحد و يا تعطيل آخر هفته توليد نگردد.

در حالي كه سيستم فاضلاب شهري بايد تمام ساعات شبانه روز و نيز تمام هفته فعاليت نمايد. جريان فاضلاب در يك شهر از يك الگوي خاص در طول روز تبعيت مي نمايد، چنانچه قرار باشد يك سيستم فاضلاب شهري براي فاضلاب صنعت نيز جوابگو باشد بايد متفاوت از روش هاي معمول، طراحي و بهره برداري شود تا بتواند جوابگوي هر دو نوع فاضلاب توليدي باشد.

بدين معني كه اگر سيستمي فقط براي فاضلاب شهري طراحي شود، نمي تواند پذيراي فاضلاب صنعتي باشد. از ديدگاه صنعت، تصفيه فاضلاب بعنوان يك ضرورت تحميل شده است زماني كه تاثير فاضلاب روي آب هاي پذيرنده آشكار باشد يا توسط موسسات ذيربط تصفيه الزامي باشد، اين امر ضرورت پيدا مي يابد.

مقادير آلاينده ها در ضايعات صنعتي مي تواند در محدوده صفر تا حدود 100/000ppm تغيير كند. متغيرهاي فاضلاب صنعتي در دوره هاي نرمال كاري و دوره هاي متغير موقت غيرقابل پيش بيني است. از طرف ديگر حجم ضايعات شهري به خوبي مشخص شده است و در محدوده 100-1000ppm براي آلاينده هايي كه معمولا در حجم هاي 50 تا 150 گالن به ازاي هر نفر آلاينده موجود است، بايد جداگانه طراحي و بهره برداري شود.

ضايعات صنعتي در ميزاني كه خيلي متفاوت است ( از مقادير صفر تا پنج برابر ميزان فاضلاب هاي خانگي ) اكسيژن مصرف مي كنند. برخي فاضلاب ها فاقد ماده آلي هستند، بنابراين به اكسيژن نياز ندارند.

محصولات جانبي گندزدايي DBP چيست؟

محصولات جانبي گندزدايي DBP چيست ؟ هدف از تصفيه آب آشاميدني، حذف عوامل بيماري زا، مواد شيميايي سمي، عوامل آلاينده و اثرگذار در خصوصيات زيبايي شناختي آب خام مي باشد. در منابع آب سطحي از قبيل رودخانه ها، درياچه ها و مخازن سدها، فرآيندهاي معمول تصفيه آب شامل انعقاد، لخته سازي، ته نشيني، صاف سازي و گندزدايي به كار مي روند.

انعقاد، خنثي سازي بار سطحي ذرات و لخته سازي، تركيب ذرات كوچك با يكديگر و ايجاد لخته هاي بزرگ قابل ته نشيني مي باشد.

در ته نشيني و صاف سازي، لخته ها و ديگر ذرات خنثي شده از قبيل عوامل بيماري زا حذف مي شوند. گندزدايي فرآيند نهايي است كه براي تامين دو هدف :

• كشتن يا غيرفعال سازي عوامل بيماري زا
• ايجاد باقي مانده موثر در آب تصفيه شده به منظور ممانعت از رشد ميكروبي در شبكه توزيع آب، بكار مي رود.

هر چند كه درصد بالايي از عوامل بيماري زا توسط انعقاد، لخته سازي، ته نشيني و صاف سازي حذف مي شوند اما گندزدايي فرآيندي مهم براي محافظت عموم از تماس با عوامل بيماري زاي ناشي از آب، مي باشد.

كلر، كلرآمين ها، ازن، دي اكسيد كلر و اشعه ماورابنفش جز گندزداهاي معمول مي باشند. در فرآيند گندزدايي علاوه بر كشتن يا غيرفعال سازي عوامل بيماري زا، ماده گندزدا با مواد آلي طبيعي ( مانند هواد هيوميك و فوليك ) يا برميدهاي آب واكنش داده و منجر به توليد تركيبات آلي و غيرآلي گوناگوني مي شود كه به اين محصولات عمدتا محصولات جانبي گندزدايي DBP مي گويند.

بسياري از مواد گندزداي اكسيدكننده براي كنترل رنگ، بو و مزه، حذف آهن و منگنز و ديگر تركيبات مواد آلي و غيرآلي به كار مي روند و هنگامي كه از كلر استفاده شود آنرا بعنوان پيش اكسيداسيون يا پيش كلرزني مي شناسند. تركيبات مختلف حاصل از فرآيندهاي اكسيداسيون را نيز مي توان در گروه DBP قرار داد.

معمولترين محصولات جانبي گندزدايي در آب در حين استفاده از كلر و كلر آمينها، تري هالومتان ها THM و هالواستيك اسيدها HAAs مي باشند. برومات در اثر ازن زني آب در غلظت هاي بالاي برومايد تشكيل مي شود و كلريت در اثر استفاده از دي اكسيد كلر توليد مي شود. هيدرات كلرال، هالواستونيتريلها و كلروپيكرين ساير محصولات جانبي ناشي از كلرزني مي باشند و در ضمن كلريدسيانوژن نيز يكي از محصولات جانبي گندزدايي در آب كلرينه مي باشد.

آلدئيدها، كتواسيدها و كربوكسيل اسيدها، تركيبات آلي معمول شناسايي شده در آب ازن زني شده مي باشند. كلرات ممكن است در محلول مادر كلر ( هيپوكلريت ) و در آب تصفيه شده توسط ازن و دي اكسيدكلر تشكيل شود. بسياري از محصولات جانبي گندزدايي در حد ميكروگرم در ليتر در آب تصفيه شده حضور دارند.

 راههاي حذف نمك آب

وجود غلظت بالاي نمك هاي معدني در آب باعث ايجاد شوري مي شود. همچنين، نمك هاي معدني خاص مي توانند مشكلات زيادي از نظر كيفيت آب، جنبه ي گوارايي و مصارف صنعتي ايجاد نمايد. اثر مواد معدني مي تواند روي سميت، بهره برداري فرآيند و كيفيت محصول در فرآيندهاي صنعتي باشد. حذف كل جامدات محلول از آب، نمك زدايي يا حذف نمك آب ناميده مي شود. شوري آب خام بسته به منبع آب متغيير است. ميزان شوري برحسب mg/l كل جامدات محلول TDS، يون كلرايد يا نمك معمولي Nacl بيان مي شود.

حذف نمك ( معدني زدايي ) آب به وسيله فرآيندهاي مختلفي قابل انجام است. برخي از اين فرآيندها :

• تبادل يون
• فرآيندهاي غشايي
• تقطير
• انجماد

هستند. تبادل يون و فرآيندهاي غشايي به طور معمول در تصفيه آب استفاده مي شود.

تبادل يون براي حذف نمك آب

تبادل يون يك واحد فرآيندي مورد استفاده براي حذف انتخابي يون هاي نامطلوب و انواع كاتيون ها و كاتيون ها است.تبادل يون براي حذف مواد معدني آب نيز استفاده مي شود. در هر دو حالت بستر تبادل يون متشكل از يك فاز جامد و يك يون متحرك چسبيده به گروه عامل ثابت است. يون هاي متحرك موجود در رزين با يون هاي موجود در آب مبادله مي شوند. رزين اشباع شده احيا شده و دوباره استفاده مي شود. سيستم تبادل يون مي تواند به صورت مداوم يا غيرمداوم بهره برداري مي شود. در فرآيندهاي غيرمداوم، رزين تا تكميل واكنش با آب مخلوط مي شود. رزين اشباع شده، ته نشين، تخليه و احيا مي گردد. در سيستم مداوم، آب از ميان يك ستون پر شده با رزين هاي مورد نظر عبور داده مي شود.

رزين هاي تبادل يون كاتيوني يا آنيوني هستند. رزين هاي كاتيوني يون هاي مثبت و رزين هاي آنيوني يون هاي منفي را مبادله مي كنند. رزين هاي كاتيوني سديمي كاتيون هاي دوظرفيتي مولد سختي را حذف نموده و آن ها را با يون هاي سديم موجود روي بستر جايگزين مي كنند. بستر با محلول كلريد سديم احيا مي شود. در رزين هاي كاتيوني هيدروژني، يون هاي هيدروژن با يون هاي مختلف موجود در آب ( كلسيم، منيزيم، سديم و پتاسيم و غيره ) جابجا مي شوند. مبدل هاي كاتيوني هيدروژني با اسيد معدني احيا مي شوند. پركاربردترين و ارزانترين ماده ي مورد استفاده براي احياي اين رزين ها اسيدسولفوريك است.

كاربرد رزين كاتيوني سديمي

• سختي گيري
• احيا

سيستم هاي تبادل يون اغلب به صورت ستون هاي حاوي بستر آكنده ي دانه اي طراحي مي شوند. آب تحت فشار روي بستر چكانده مي شود. وقتي همه ي ظرفيت تبادل رزين تمام شد، ستون ابتدا به منظور حذف جامدات به دام افتاده پس شويي مي شود و سپس بستر احيا مي شود. عملكرد رزين هاي كاتيوني و آنيوني ساختگي بهتر از زئوليت هاي طبيعي است. براي معدن زدايي آب ممكن است رزين هاي كاتيوني و آنيوني به صورت ستون هاي جداگانه اي سري نصب شوند و يا هر دو نوع رزين با هم مخلوط و در يك راكتور قرار داده شوند.

تجهيزات و بهره برداري تبادل يوني

تجهيزات مورد نياز براي يك سيستم تبادل يون مورد استفاده براي معدني زدايي آب شامل سيستم هاي پيش تصفيه، بستر تبادل يون، رزين ها، پمپ هاي تزريق، پمپ و مخازن ذخيره محلول احيا، سيستم پس شويي، و يك سيستم آب كشي است. روش هاي بهره برداري سيستم هاي تبادل يون به نوع آن بستگي داشته و توسط سازندگان آموزش داده مي شود. به طور كلي، مراحل بهره برداري فرآيند تبادل يون معدني زدايي متشكل از چهار مرحله حذف يون ها، پس شويي، احيا و آب كشي كند و تند بوده كه به صورت متوالي بهره برداري مي شود.

پارامترهاي معمول طراحي شامل متوسط ميزان جريان طراحي، كل جامدات محلول آب خام، كل جامدات محلول مورد نياز در آب نهايي، ميزان حذف مواد معدني مورد نياز، ظرفيت تبادل يون رزين ها و ميزان بارگذاري هيدروليكي بستر است.

فرآيندهاي غشايي براي حذف نمك آب

فرآيندهاي غشايي فرآيندهايي هستند كه در آن ها از يك غشا براي نفوذ آب با كيفيت بالا و فيلتر جامدات محلول و معلق استفاده مي شود. اين فرآيندها براساس نيروي عامل به دو گروه تقسيم مي شوند:

1. فرآيندهايي كه نيروي عامل آن ها فشار بوده شامل اسمزمعكوس، نانوفيلتراسيون، اولترافيلتراسيون و ميكروفيلتراسيون هستند
2. فرآيندهايي كه نيروي عامل آن ها جريان الكتريسيته است مثل الكترودياليز و الكترودياليز معكوس

در صنعت آب از فرآيندهاي غشايي براي معدن زدايي و حذف جامدات محلول و معلق استفاده مي شود. اين فرآيندهاي غشايي برمبناي اسمزمعكوس توسعه داده شدند. اسمز، عبور طبيعي آب از ميان يك غشا نيمه تراوا از محلول رقيق به غليظ بوده تا جايي كه غلظت محلول در دو طرف غشا برابر شود. فشار اسمزي، نيروي محرك پديده اسمز است. در اسمز معكوس يك فشار خارجي بيشتر از فشار اسمزي به محلول وارد شده كه باعث حركت آب در خلاف جهت طبيعي در غشا مي گردد. لذا آبي بدون مواد معدني با كيفيت بالا توليد مي شود. فرآيند اسمز معكوس RO براي معدني زدايي آب هاي صنعتي يا نمك زدايي آب دريا در سيستم تامين آب آشاميدني استفاده مي شوند.

نافيلتراسيون، اولترافيلتراسيون و ميكروفيلتراسيون ديگر فرآيندهاي غشايي بوده كه معمولا براي معدني زدايي استفاده نمي شوند اما براي حذف ذرات، رنگ و ساير آلايده هاي آلي و غيرآلي به كار مي روند. گستره ي حذف ذرات در اين فرآيندها كاملا متفاوت از فرآيند اسمزمعكوس است. در حال حاضر غشاهاي استات سلولزي و پلي آميدي ( نايلون ) بيشترين كاربرد را در سيستم هاي اسمز معكوس دارند.

طراحي يك سيستم غشايي براي حذف مواد معدني از آب مستلزم لحاظ كردن متغيرهايي مثل ظرفيت واحد، شوري آب خام، پيش تصفيه ي مورد نياز، ميزان توليد آب، ميزان ريجيكت، فشار كاري، دماي آب ورودي و روش دفع شوراب است. روش طراحي يك سيستم غشايي با هدف حذف مواد معدني از آب شامل مراحل زير است:

1. تعيين كيفيت آب خام و انتخاب فرآيند پيش تصفيه
2. انتخاب نوع سيستم اسمز معكوس با مشورت سازندگان اين سيستم ها
3. انتخاب پارامترهاي طراحي
4. محاسبه ي اندازه ي سيستم
5. تعيين انرژي مورد نياز
6. انتخاب سيستم دفع شوراب
7. برآورد هزينه ي سيستم شامل هزينه ساخت و بهره برداري

 تصفيه فاضلاب كارخانه بسته بندي گوشت

خصوصيات فاضلاب

پساب ناشي از بسته بندي گوشت حاوي بار بالايي از جامدات، مواد شـناور (چربـي)، خـون، فضولات و تركيبات گوناگون آلي ناشي از پروتئين ها است. تركيب فاضلاب ها تا حد بسيار زيادي به نوع محصول توليدي، تأسيسات خط كشتار و فرايند توليد گوشت بستگي دارد.

در اين مراحل انواع تركيبات آلي قابل تجزيه بيولوژيكي كه عمدتاً چربي و پروتئين هستند به دو صورت معلق و محلول توليد مي گردند. اين فاضلاب از نظر اكسيژن مورد نيـاز بيوشـيميايي BOD ،اكسـيژن مـورد نيـاز شيميايي COD ،جامدات معلق SS ،نيتروژن و فسفر در مقايسه با فاضلاب شـهري بسـيار قـوي تر اسـت.

مي توان فاضلاب توليدي در كارخانه فرآوري گوشت را به چهار رده تقسيم كرده است. اين چهار رده شامل:

• فاضلاب حاوي فضولات و مواد دفعي
• فاضلاب عاري از فضولات و مواد دفعي – حاوي مقادير گريس بـالا
• فاضـلاب عاري از فضولات و مواد دفعي – حاوي مقادير كمي گريس
•  آب تميز

فرآيند تصفيه فاضلاب كارخانه

درجه تصفيه فاضلاب به خصوصيات كيفي پساب قابل دفع به محيط زيست بستگي دارد. فاضلاب هايي كـه مستقيماً به داخل سيستم فاضلاب رو دفع مي گردند نسبت به آنهايي كه به منابع آب دفع مي گردند، نيـاز بـه تصفيه كمتري دارند. در اتحاديه اروپا تخليه مستقيم بايستي استانداردهاي تخليه فاضلاب را تأمين نمايد.

واحدهاي لازم براي تصفيه فاضـلاب كشـتارگاه هاي حيوانـات و ماكيـان شـامل:

آشـغالگيري در سـايزهاي مختلف، حوض متعادل سازي، شناورسازي با هواي محلـول و تصـفيه بيولـوژيكي ( بي هوازي – هوازي ) هسـتند.