X
تبلیغات
صنایع شیمیائی - تصفیه پساب های صنعتی

ایمنی در آزمایشگاه

آزمایشگاه شیمی محلی است که در آن احتمال خطر وجود دارد. این محل محتوی مایعات قابل اشتعال، ظروف شیشه ای شکننده و مواد شیمیایی خورنده و سمی است. با این حال اگر پیشگیری و دقت به عمل آید از یک آشپزخانه خطرناکتر نیست.

معمولترین خطرات در یک آزمایشگاه شیمی عبارتند از:

1- آتش سوزی و انفجار

2- مواد شیمیایی

3- ظروف شیشه ای

 

پیشگیری از آتش سوزی و انفجار

1- در صورت امکان از بکار بردن شعله در آزمایشگاه اجتناب کنید

2- چنانچه لازم است از شعله استفاده کنید پیشگیریهای زیر را به عمل آورید

الف) هرگز یک مایع قابل اشتعال را در ظرف باز حرارت ندهید.

ب) هنگامی که مایع قابل اشتعالی را در حالت تقطیر یا رفلاکس حرارت می دهید اطمینان حاصل کنید که تمام رابطها محکم و عاری از فشار باشند.

ج) هرگز مایعات قابل اشتعال را در نزدیکی شعله از ظرفی به ظرف دیگر منتقل نکنید.

د) هرگز نگذارید که یک محصول تقطیر قابل اشتعال، در نزدیکی شعله آزادانه از خنک کننده به ظرف گیرنده ای که چند اینچ پایین تر از آن است بچکد.

3- هرگز دستگاه بسته ای را که در برابر فشار مسدود شده، حتی اگر خنک کننده هم داشته باشد حرارت ندهید.

4- هنگامی که واکنش گرمازایی را انجام می دهید یک حمام آب سرد یا آب یخ تهیه کنید که اگر واکنش بخواهد از کنترل خارج شود از آن استفاده کنید.

5- محل نزدیکترین کپسول آتشنشانی را یاد بگیرید.

6- هیچگاه به یک مایع جوشان سنگ جوش یا جامد دیگری اضافه نکنید.

7- محلولهای اتری را تا مرحله خشک شدن حرارت ندهید.

 

پیشگیریهای شیمیایی

1- تا جایی که ممکن است نگذارید مواد شیمیایی با پوست شما تماس پیدا کند. و در صورت تماس موضع تماس را با مقدار زیاد آب یا هر ماده شستشو دهنده مناسب بشویید.

2- هرگز ماده شیمیایی را نچشید.

3- تا جایی که ممکن است از استنشاق دود و بخارهای مواد شیمیایی و حلالها اجتناب کنید.

 
علائم در آزمايشگاه شيمي

علامت

معني انگليسي

معني فارسي

 

HAZARD

مضر، خطرناك

 

FLAMMABLE SOLID

جامد آتشگير

 

DANGEROUS WHEN WET

خطرناك موقع مرطوب شدن

 

FLAMMABLE GAS or FLAMMABLE LIQUID

مايع يا گاز آتشگير

 

POISON

سمي

 

CORROSIVE

خورنده

 

BIOHAZARD

خطر بيوشيميايي

 

RADIOACTIVE

راديو اكتيو (پرتوزا)

 

+ نوشته شده در  چهارشنبه سوم آذر 1389ساعت 16:1  توسط شریف حضرتی | 

مقدمه

پدیده تبادل یون برای اولین بار در سال 1850 و به دنبال مشاهده توانایی خاک‌های زراعی در تعویض برخی از یون‌ها مثل آمونیوم با یون کلسیم و منیزم موجود در ساختمان آنها گزارش شد. در سال 1870 با انجام آزمایش‌های متعددی ثابت شد که بعضی از کانیهای طبیعی بخصوص زئولیت‌ها واجد توانایی انجام تبادل یون هستند. در واقع به رزین‌های معدنی ، زئولیت می‌گویند و این مواد یون‌های سختی آور آب (کلسیم و منیزیم) را حذف می‌کردند و به جای آن یون سدیم آزاد می‌کردند از اینرو به زئولیت‌های سدیمی مشهور شدند که استفاده از آن در تصفیه آب مزایای زیاد داشت چون احتیاج به مواد شیمیایی نبود و اثرات جانبی هم نداشتند.

اما زئولیت‌های سدیمی دارای محدودیتهایی بودند. این زئولیتها می‌توانستند فقط سدیم را جایگزین کلسیم و منیزیم محلول در آب نمایند و آنیونهایی از قبیل سولفات ، کلراید و سیلیکات‌ها بدون تغییر باقی می‌مانند. واضح است چنین آبی برای صنایع مطلوب نیست. پس از انجام تحقیقات در اواسط دهه 1930 در هلند زئولیتهایی ساخته شد که به جای سدیم فعال ، هیدروژن فعال داشتند. این زئولیتها که به تعویض کننده‌های کاتیونی هیدروژنی معروف جدید ، سیلیس نداشته و علاوه بر این قادرند همزامان هم سختی آب را حذف کنند و هم قلیائیست آب را کاهش دهند.

برای بهبود تکنولوژی تصفیه آب ، گامهای اساسی در سال 1944 برداشته شد که باعث تولید زرین‌های تعویض آنیونی شد. زرین‌های کاتیونی هیدروژنی تمام کاتیونی آب را حذف می‌کنند و رزین‌های آنیونی تمام آنیونهای آب را از جمله سیلیس را حذف می‌نمایند ، در نتیجه می‌توان با استفاده از هر دو نوع زرین ، آب بدون یون تولید کرد. همچنین پژوهشگران دریافتند که سیلیکات آلومینیم موجود در خاک قادر به تعویض یونی می‌باشد. این نتیجه گیری با تهیه ژل سیلیکات آلومینیم از ترکیب محلول سولفات آلومینیم و سیلیکات سدیم به اثبات رسید. بنابراین اولین رزین مصنوعی که ساخته شد سیلیکات آلومینیم بود. و امروزه اکثر زرین‌های تعویض یونی که در تصفیه آب بکار می‌روند رزین‌های سنتزی هستند که با پلیمریزاسیون ترکیبات آلی حاصل شده‌اند.

شیمی رزین‌ها

رزین‌های موازنه کننده یون ، ذرات جامدی هستند که می‌توانند یونهای نامطلوب در محلول را با همان مقدار اکی والان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه جایگزین کنند. رزین‌های تعویض یونی شامل بار مثبت کاتیونی و بار منفی آنیونی می‌باشد بگونه‌ای که از نظر الکتریکی خنثی هستند. موازنه کننده‌ها با محلول‌های الکترولیت این تفاوت را دارند که فقط یکی از دو یون ، متحرک و قابل تعویض است به عنوان مثال ، یک تعویض کننده کاتیونی سولفونیک دارای نقاط آنیونی غیر متحرکی است که شامل رادیکالهای آنیونی SO2-3 می‌باشد که کاتیون متحرکی مثل +H یا +Na به آن هستند.

این کاتیونهای متحرک می‌توانند در یک واکنش تعویض یونی شرکت کنند به همین صورت یک تعویض کننده آنیونی دارای نقاط کاتیونی غیر متحرکی است که آنیون‌های متحرکی مثل -Cl یا -OH به آن متصل می‌باشد. در اثر تعویض یون ، کاتیون‌ها یا آنیون‌های موجود در محلول با کاتیون‌ها و آنیون‌های موجود در رزین تعویض می‌شود ، بگونه‌ای که هم محلول و هم رزین از نظر الکتریکی خنثی باقی می‌ماند. در اینجا با تعادل جامد مایع سروکار داریم بدون آنکه جامد در محلول حل شود. برای آنکه یک تعویض کننده یونی جامد مفید باشد باید دارای شرایط زیر باشد:


  1. خود دارای یون باشد.
  2. در آب غیر محلول باشد.
  3. فضای کافی در شبکه تعویض یونی داشته باشد ، بطوریکه یونها بتوانند به سهولت در شبکه جامد رزین وارد و یا از آن خارج شوند.

در مورد رزین‌های کاتیونی هر دانه رزین با آنیون غیر تحرک و یون متحرک +H را می‌توان همچون یک قطره اسید سولفوریک با غلظت 25% فرض نمود. این قطره در غشایی قرار دارد که فقط کاتیون می‌تواند از ان عبور نماید. شکل زیر تصویر یک دانه رزین و تصویر معادل یک قطره اسید سولفوریک 25% نشان می‌دهد.

طبقه بندی رزین‌ها

رزین‌ها بر حسب گروه عامل تعویض متصل به پایه پلیمری رزین به چهار دسته تقسیم می‌شوند:


  1. رزین‌های کاتیونی قوی SAC) Strongacidis Cation)
  2. رزین‌های کاتیونی ضعیف WAC) Weak acidis Cation)
  3. رزین‌های آنیونی قوی SBA) Strongbasic anion)
  4. رزین‌های آمونیونی ضعیف WBA) Weak basic anion

بطور کلی رزین‌های نوع قوی در یک محدوده وسیع PH و رزین‌های نوع ضعیف در یک محدوده کوچک از PH مناسب هستند. ولیکن با استفاده از رزین‌های نوع ضعیف ، صرفه جویی قابل توجهی در مصرف مواد شیمیایی مورد نیاز برای احیا رزین را باعث می‌شود. رزین‌های کاتیونی قوی قادر به جذب کلیه کاتیونهای موجود در آب می‌باشد ولی نوع ضعیف قادر به جذب کاتیونهای هستند که به قلیائست آب مرتبط است و محصول سیستم اسید کربنیک است.


نوع قوی
Ca(HCO3)2 OR MgSO4 + 2ZSO3H -----> Ca2++2H2CO3 OR Mg2+ + H2SO4


نوع ضعیف
Mg(HCO3)2 OR Ca(HCO3)2 + 2ZCOOH -----> (ZCOO)2+ + Mg(ZCOO)2+Ca + 2H2CO3


مزیت رزین‌های کاتیونی ضعیف بازدهی بالای آنها در مقایسه با رزینهای کاتیونی قوی می‌باشد ، در نتیجه باعث تولید پساب کمتر در احیا مکرر می‌گردد. اصولا زمانی که هدف جداسازی کلیه کاتیونهای آب است بکارگیری توام رزین کاتیونی قوی و ضعیف اقتصادی تر از بکارگیری رزینهای کاتیونی قوی می‌باشد. رزین‌های آنیونی قوی قادر به جذب کلیه آنیونهای موجود در آب بوده ولی رزین‌های آنیونی قادر به جذب آنیون اسیدهای قوی نظیر اسید سولفوریک ، کلریدریک و نیتریک می‌باشد. رزین‌های آنیونی ضعیف مقاومتر از رزینهای آنیونی قوی بوده و به همین جهت در سیستم‌های تصفیه آب ، رزین‌های آنیونی قوی در پاین دست رزینهای آنیونی ضعیف قرار می‌گیرند.


2HCl OR 2H2SiO3 + 2ZOH -----> 2ZHSio3ZCl + H2O


2HCl OR 2HNO3 + ZOH -----> 2ZCl OR 2ZNO3 + H2O

برخی از کاربردهای رزین‌ها

  • رزین‌های کاتیونی سدیمی نه تنها کاتیون‌های سختی آور آب بلکه همه یون‌های فلزی را با سدیم تعویض می‌کنند. برای احیا این نوع رزین‌های کافی است که رزین را با آب نمک شست و شو دهیم تا رزین به فرم اولیه خود برگردد.

  • با رزین‌های کاتیونی چه نوع هیدروژنی و چه نوع سدیمی می‌توان آهن و منگنز را چون بقیه کاتیونها حذف کرد اما به علت امکان آلوده شدن رزین‌ها معمولا مشکلاتی داشته و باید نکاتی را رعایت کرد. اولا باید دقت کرد که قبل از حذف یون آهن توسط رزین هیچ هوایی با آب در تماس قرار نگیرد چون در اثر مجاورت با هوا ، آهن و منگنز محلول در اب اکسیده شده غیر محلول در می‌آیند و در نتیجه روی ذرات رزین رسوب کرده و باعث آلوده شدن رزین می‌گردد.

  • با استفاده از رزین‌های تبادل یونی می‌توان لیزین را که جز اسید آمینه ضروری مورد نیاز رژیم غذایی خوکها ، ماکیان و سایر گونه‌های حیوانی می‌باشد ، را تخلیص کرد. دلیل اهمیت تخلیص این اسید آمینه ، نزدیکتر شدن رژیم غذایی حیوانات به نیازمندیهای آنها در مصرف مواد خام و ... است با توجه به اینکه مقدار لیزین در دانه‌ها ، بخصوص غلات ناچیز می‌باشد.

  • حذف سیلیکا از آبهای صنعتی با استفاده از رزین‌های آنیونی قوی

  • حذف آمونیاک از هوا بوسیله زئولیت‌های طبیعی اصلاح شده (کلینوتپلولیت)

 


 

+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و سوم آبان 1389ساعت 14:27  توسط شریف حضرتی | 

 

مقدمه:

دیر زمانی نیست که یکی از اهداف مهم واصلی در قانون تاًسیس شرکتها و کارخانجات صنعتی در ایران حفظ محیط زیست و جلوگیری از آلودگی آن تعیین شده است. به موجب این قانون کارخانجات صنعتی می بایست نظارت و دقت مضاعفی در خصوص جلوگیری از تخریب محیط زیست به هر نحو به عمل آورند. در غیر این صورت با برخوردهای جدی و شدیدی از سوی سازمان حفاظت از محیط زیست روبرو خواهند شد.

در دهه های گذشته تعاریف جدیدی از توسعه یافتگی و پایداری در فرایند توسعه در کتب و محافل علمی و سیاسی مشاهده می شود . یکی از نگرش های جدید توسعه یافتگی و یکی از ارکان مهم توسعهً پایدار در کشورهای مدعی ، برخورد با آثار سوء مسایل زیست محیطی می باشد که پیگیری جدی در جهت جلوگیری از بروز آن، به فرهنگ و نگرش دولت ها در خصوص ارزش نهادن به فرهنگ والای انسانی بستگی دارد

در دو دههً گذشته در کشور عزیز ما ، ایران نیز به حفظ محیط زیست و جلوگیری از تخریب آن توجه زیادی شده است . ایران نیز مانند دیگر کشورهای جهان متعهد گردیده که درجهت حفظ محیط زیست به طور جدی تلاش و این کره خاکی را برای نسل های آینده حفظ نماید.

از جملهً این تعهدات حفظ منابع آبی و احداث تصفیه خانه فاضلاب برای تصفیه آبهای آلوده می باشد. آلودگی آب علاوه براینکه باعث نشر بسیاری از بیماری های مختلف می شود، سلامت و کیفیت منابع محدود آب تمیز را نیز تحت تاًثیر قرار داده ودر بلند مدت صدمات زیادی را بر پیکره توسعهً اقتصادی و اجتماعی جامعه وارد می سازد. از این جهت بازیافت فاضلابها و پسآبهای صنعتی ، بخصوص در کشورهایی که دچار کم آبی یا بی آبی هستند ، اهمیت خاصی پیدا نموده واین روش در حال حاضر در ایران نیز مورد توجه قرار گرفته و بسیاری از صنایع کشور در بازیافت پسابهای صنعتی به منظور افزایش تولید وایجاد شرایط و فضای توسعه اقدام می نمایند.

تصفیه بیولوژیکی پسآب های صنعتی نیز یکی از روش های استاندارد و قابل قبول در سطح جهان است که در جهت استفاده مجدد و بازیافت آب در کارخانجات صنعتی از آن استفاده می شود.

مبحث اول:

مشخصه های فیزیکی،شیمیایی و زیست شناسی فاضلاب

فاضلاب را از روی ترکب فیزیکی ، شیمیایی و زیست شناختی (بیولوپژیکی) آن مشخص می کنند که به اختصار در ادامه به آن می پردازیم :

الف : مشخصه های فیزیکی (مواد جامد ، رنگ ، بو ، دما ، کدورت و چگالی)

 

 

۱ : مواد جامد :

عبارت است از مواد شناور ، مواد قابل ته نشینی ، مواد کلوییدی و مواد محلول است . در کل مواد جامد عبارت است از تمامی موادی که به شکل پسمانده تبخیر فاضلاب در دمای 103 تا 105 درجه باقی می ماند

2 رنگ :نمایانگر وضعیت یا عمر فاضلاب است رنگ هر فاضلاب نمایانگر وضعیت کیفی آن نیز میباشد

 

 

3 : بو :بوی فاضلاب معمولا" از گازهای حاصل از تجزیه مواد عالی یا گازهای محلول در آن و یا از مواد افزوده شده به فاضلاب ناشی می شود بو یکی از مهمترین مشخصه های فاضلاب است ک اختلالات و موانع زیادی در مسایل بهداشتی ، تشخیص بو و حتی مانع سرمایه گذاری در نقاط آلوده به فاضلاب می شود

4 : دما :

عدم کنترل دمی فاضلاب های صنعتی و خانگی که معمولا" به دلیل واکنشهای زیست شناختی با افزایش رو برو است باعث ایجاد شوک به آبهای پذیرنده فاضلاب های فوق از لحاظ افت شدید اکسیژن محلول در خلال ماههای گرم میشود (چرا که اکسیژن در آب گرم کمتر از آب سرد حل میشود )

که ممکن است موجب مرگ ومیر در حیات آبی میشود

5 : کدورت :

 شاخصی است برای تعیین کیفیت فاضلاب ها و آبهای طبیعی از لحاظ مقدار مواد معلق اضافی و کلوییدی موجود در آن .

6 : چگالی :

به دلیل امکان تشکیل جریانهای چگالی در مخازن ته نشینی و در سایر واحد های تصفیه خانه ، از مشخصه ای فیزیکی مهم فاضلاب تلقی میشود

ب : مشخصه های شیمیایی ( مواد آلی ، اندازه گیری محتوای آلی،ماده غیر عالی ، گازها)

 1 : مواد آلی :

شامل کربو هیدرات ها ، پروتویین ها ، پاک کننده ها و آلاینده های درجه اول استکربو هیدرات ها :

به طور گسترده در طبیعت یافت میشوند و دارای کربن ، هیدروژن و اکسیژن هستند (قند ، نشاسته،.......)پروتیین ها :

اجزای عمده ارگانیسم های حیوانی هستند و به میزان کمتری در گیاهان یافت میشوند چربی :

انواع چربی ها از جمله ترکیبات آلی پایدار می باشند و به راحتی به وسیله باکتری ها تجزیه نمی شوند و بیشتر باعث پوشاندن سطح آب و بروز مشکلات متعدد می شوند.پاک کننده ها:

پاک کنده ها یا مواد آلی سطحی ، مولکول های آلی بزرگی هستند که تا حدی در آب قبل حل هستند . این مواد اغلب در سطح تماس هوا با آب جمع می شوند . در جریان هوادهی فاضلاب این ترکیبات در سطح حبابهای هوا جمع می شوند وبدین ترتیب کف بسیار پایداری به وجود می آورند.

                         آلاینده های درجه اول (PRIORITY POLLUTANTS) 

آلاینده های درجه اول (هر دو نوع آلی و غیر آلی) را بر اساس آثار شناخته شده آنها در سرطلن زایی ، جهش زدایی ، آسیب رسانی به جنین و یا سمی بودن بسیار شدید دسته بندی کرده اند . بسیاری لز آلاینده های درجه اول آلی نیز تحت عنوان ترکیبات آلی فرار (VOC) طبقه بندی کرده اند.

2: اندازه گیری محتوای مواد آلی :

BOD : (نیاز اکسیژن بیو شیمیایی) : پارامتر آلودگی آبی که بیشترین مور استفاده را دارد و هم برای فاضلاب و هم آبهای سطحی به کار میرود و نشان دهنده مواد آلی قابل تجزیه توسط میکرو ارگانیسم می باشدCOD :نیاز اکسیژن شیمیایی ، مانند BOD نشان دهنده مقدار مواد آلی موجود در فاضلاب است ولی با این تفاوت که فقط در آزمایشگاه و با استفاده از یک عامل اکساینده قوی شیمیایی در محیط اسیدی قابل اندازه گیری است

TOC : کل کربند آلی می باشد این نیز نمایانگر کل ماده آلی موجود در آب است .

3 : ماده غیر آلی :

عبارت اند از قلیاها ، کلریدها ، فلزات سنگین ، نیتروژن ،ترکیبات غیر آلی سمی ،گوگرد و فسفر می باشد .

4 : گازها :

گازهایی که عموما"در فاضلاب های تصفیه نشده یافت می شوند عبارتن از : نیتروژن(N2) ، اکسیژن(O2) ، کربن دی اکسید(CO2) ، هیدروژن سولفویید(H2S) ، آمونیاک(NH3) و متان(CH4)

سه گاز اول از گازهای عمومی جو هستند و در همه آبهایی که در معرض هوا باشند دیده می شوند و سه گاز آخر از تجزیه مواد آلی موجود در فاضلاب مشتق می شوند .

ج:مشخصه های زیست شناختی :موفقیت در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب ،به عنوان مثال قابلیت تجزیه مواد موجود در فاضلاب یا قابلیت ته نشینی آنها حاصل اختصاصات مرفولوژیکی و سنیتیکی لجن فعال یا بیبوفیلم میباشد کهاین اختصاصات مزبور ، به اجتماع میکروارگانیزمهای تک سلولی و پرسلولی در لجن بستگی دارد

انواع باکتری های بیماری زای رودده ای ، ممکن است در منابع آب یا در اضلاب وجود داشته باشد . باکتری های بیماری زایی که از طرق آب یا فاضلاب قابل انتقال هستند شامل : سالمونلا ، شیگلا ، کمپیلوباکتر ، اشرشیاکلی انتروپاتوژنیک ، ویبریوکلرا ، لپتوسپیرا و یرسینیا میباشند .

ویروس ها نیز از میکروبایی ستند که در فاضلاب ها وجود دارند . پروتوزوآی اتوژنیک در آب آشامیدنی و فاضلاب شامل :ژیاردا لامبیا ، انتامباهیسترلیتیکا و کریپتوسیوریدیوم سبب اسهال یا گاسترونتریت می شوند . همچنین نماتو ها ، جانداران آبزی مجود در آب شیرین ، شور و خاک می باشند . جلبک ها نیز از موجودات پرسلولی و گاهی تکسلولی فاضلاب ها می باشند که انواع جلبک هایی که در فاضلاب وجود دارند میتوان به جلبک های سبز-آبی(CYANOPHYTA) ، مانند MICROCYSTIS VINIDIS و یا NOSTC CAMEUM و جلبک های سبز مانند SCENEDESMUSOBLIGUS و جلبک های زرذ-سبز مانند : CHLOROSACCUS FLUIDUS ، فلاژله ای گیاهی مانند EUGLENA VINIDIS ، جلبک های طلایی مانند : CHROMULINA ROSANOFFI ، جلبک های قهوه ای مانند BANGIA ATROPURPUREA

دیاتومه ها مانند : MELOSIRA VARIANS ، تک سلولی هایی انند آمیب ها ، مژکداران ،ساکتوریا و روتیفرها نیز در فاضلاب ها موجود میباشند که نقش عمده ای را در فع و انفعلات شیمیایی و تغییر ماهیت آب دارا هستند .

+ نوشته شده در  چهارشنبه دوازدهم آبان 1389ساعت 15:52  توسط شریف حضرتی | 

نگاه اجمالی

آب طبیعی معمولاً حاوی مقداری گاز اکسیژن می‌باشد. اکسیژن در گوارا کردن آب و خوش طعم نمودن آن اهمیت زیادی دارد. زندگی حیوانات و گیاهان آبزی به حداقل غلظت اکسیژن محلول در آب بستگی دارد. ماهی ، بیش از سایر جانداران و باکتری کمتر از تمام آبزیان به اکسیژن محلول نیاز دارد. مقدار اکسیژن محلول در آبی که ماهی در آن پرورش می‌یابد، نباید کمتر از 5PPM باشد. در صورتیکه مقدار اکسیژن موجود در آب کمتر از حداقل مجاز برای زندگی جانداران آبزی باشد، آن آب آلوده تلقی می‌شود. آبهای سطحی (اکسیژن محلول در آب) بیشتری از آبهای زیرزمینی دارند.

عوامل موثر در مقدار

 

مقدار اکسیژن محلول در آب ، طبق قانون هنری ، تابعی از دما و فشار جزئی اکسیژن موجود در محیط است، همچنین به مواد موجود در آب هم بستگی دارد. غلظت اکسیژن حل شده در آب کم است بنابراین از لحاظ بوم‌شناختی ناپایدار است. مقدار اکسیژن در صفر درجه و فشار متعارفی حدود 14,6ppm می باشد. این مقدار در 20 درجه سانتی‌گراد به 9,2ppm می‌باشد.

انحلال پذیری گازها با افزایش دما کاهش می‌یابد. بنابراین آب رودخانه‌ای که بطور مصنوعی گرم شده است، دچار آلودگی گرمایی می‌باشد و آن کمتر از آبهای سرد است. آلودگی گرمایی آب ، اغلب به علت نیروگاههای برق می‌باشد که آب سرد را از رودخانه‌ها یا دریاچه برای خنک کردن دستگاهها بکار می‌برند و آب گرم‌شده را به منبع اصلی برمی‌گردانند.

نقش مواد آلی در کاهش

وجود مواد شیمیایی احیا کننده و بویژه مواد آلی در آب موجب مصرف و کاهش مقدار اکسیژن محلول می‌گردد. فاضلابها و پسابهای صنعتی و خانگی ، حاوی مقادیر زیادی مواد آلی هستند. تخلیه آنها در آبها ، بسرعت باعث آلودگی آب و کاهش می‌شود. آبهای جاری در نهرها و رودخانه‌های کم‌عمق که هوادهی می‌شود، بطور مداوم اکسیژن‌دار می‌شوند. اما آبهای راکد یا آبی که نزدیک کف یک دریاچه عمیق است، تقریباً عاری از اکسیژن است، زیرا با ماده آلی واکنش دارد و هیچ مکانیسمی برای تجدید آن وجود ندارد.

از شاخص‌های اساسی کیفیت آبها و پسابها تعیین مقادیر BOD (مقدار اکسیژن لازم جهت تجزیه مواد آلی موجود در آب) و COD ( اکسیژن لازم برای اکسیداسیون مواد قابل اکسید شدن موجود در آب) می‌باشد. تعیین یک روش کلیدی برای تعیین شاخص های مذکور به شمار می‌رود.

نقش اکسیژن محلول در خاصیت خورندگی آب

اکسیژن محلول در آب یکی از دلایل اصلی خاصیت خورندگی آب می باشد، آهن و اکسیژن در تماس با آب ، تشکیل قطب‌های کاتد و آند را می‌دهند. آهن به عنوان آند عمل کرده ، به هیدروکسید فرو و سپس به هیدروکسید فریک و بعد از آن به اکسید آهن تبدیل می‌شود. با توجه به مشکلات متعددی که وجود اکسیژن در آبهای صنعتی (بویژه در آب جوشاورها) ایجاد می‌کند، حذف آن از آبهایی که استفاده صنعتی دارند، لازم است.

روشهای حذف اکسیژن محلول از آب

حذف از آب را معمولاً تجزیه هوازدایی می‌نامند که به روش فیزیکی و شیمیایی انجام می‌گیرد. در روش فیزیکی از دستگاه خاصی استفاده می‌شود که با استفاده از جریان متضاد آب و بخار داغ ، اکسیژن را از آب خارج می‌کند. پس از هوازدایی به روش فیزیکی برای تکمیل عملیات از روش شیمیایی استفاده می‌شود که به سه صورت انجام می‌گیرد:


  • اضافه کردن سولفیت سدیم (با جذب اکسیژن به سولفات سدیم تبدیل می‌گردد)

  • اضافه کردن هیدرازین

  • استفاده از گاز در محیط قلیایی

تصویر

روش‌های اندازه گیری

روش فیزیکی

امروزه برای اندازه گیری در محل نمونه برداری از دستگاههای کوچک سیار که مجهز به الکترود غشایی است، استفاده می‌شود. الکترود غشایی بر اساس سرعت نفوذ مولکولهای اکسیژن از یک غشا ساخته شده است. این روش فیزیکی بطور ساده و سریع انجام می‌گیرد.

روش شیمیایی وینکلر یا یدومتری

یدومتری دقیق‌ترین و قابل اعتمادترین روش اندازه گیری می‌باشد.‌ این روش یک روش تیتراسیونی است که بر اساس خواص اکسیدکنندگی اکسیژن محلول انجام می‌گیرد. با افزایش به محلول قلیایی شده آب ، هیدروکسید منگنز با اکسیژن محلول آب ترکیب شده ، ایجاد می‌کند. با مصرف تمام اکسیژن موجود ، محلول اسیدی می‌شود. با افزودن یدور ، در محیط اسیدی با یون یدور ، وارد واکنش شده ، ید آزاد می‌کند. مقدار ید آزاد شده توسط محلول تیوسولفات تعیین می‌شود و از روی مقدار تیوسولفات مصرفی ، مقدار اکسیژن موجود در آب محاسبه می‌شود.

اساس روش اندازه‌گیری:
معمولی‌ترین روش تعیین اكسیژن محلول بر اساس آزاد كردن ید توسط اكسیژن محلول می‌باشد. ید آزاد شده عموماً توسط یك محلول احیاءكننده مانند تیوسولفات سدیم اندازه‌گیری می‌شود. چسب نشاسته خاتمه عمل را نشان می‌دهد. نشاسته ید آزاد شده را جذب نموده و رنگ آبی ایجاد می‌كند و هنگامیكه تمامی ید احیاء گردید محلول بیرنگ می‌شود.
روش و نیكلر یا یدومتری روش استانداردی برای تعیین اكسیژن محلول می‌باشد. این روش بر اساس اكسیداسیون Mn2+ به ظرفیت بالاتر (Mn4+) در محیط قلیائی توسط اكسیژن می‌باشد. منگنز با ظرفیت چهار یون ید را در محیط اسیدی به ید آزاد اكسیده می‌كند و مقدار ید آزاد شده كه برابر با اكسیژن محلول می‌باشد توسط تیتزاسیون با تیوسولفات استاندارد اندازه‌‌گیری می‌شود.
در این روش وجود بعضی از مواد مانند نیتویتها و آهن سه ظرفیتی قابلیت اكسیدكنندگی I- را به I2 دارند. و نتیجه آزمایش را زیاد نشان می‌دهد. و بر عكس مواد احیاء كننده مانند S2-, So32-, Fe2+ ید را احیاء كرده و به I- تبدیل می‌كنند و نتیجه آزمایش را كمتر از حد واقعی نشان می‌دهد. بنابراین روش تصحیح نشده چنانكه اكسیژن در محیط وجود نداشته باشد با افزایش سولفات منگنز و معرف یدور قلیائی (NaOH, KI) رسوب سفید رنگ 2Mn(OH) تشكیل می‌گردد.

Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  یکشنبه نهم آبان 1389ساعت 11:34  توسط شریف حضرتی | 

گستردگی صنعت و پیشرفت فناوری باعث گردیده تهیه آب برای صنعت نیز دارای تنوع و دگرگونیهای زیادی گردد. امروزه صنایع بدلیل استفاده از دستگاههای بسیار خاص و گران قیمت نیازمند آبی با تصفیه ای بخصوص می باشند که در این راستا بایستی از روشهایی ویژه بجز سبکهای قدیمی، ترسیب و تغویض یونی با استفاده از رزینها بکار گرفته شود.
مهمترین و کارآمدترین این روشها، استفاده از غشاءهای بسیار نازک با سوراخهایی با قطر کمتر از یک میکرومتر می باشد. این غشاءها عمدتا از جنس استات سلولز بوده و قادر است از عبور املاح محلول جلوگیری کرده و بدینوسیله آب را با راندمان قابل توجهی تصفیه کند.
یکی از مشهورترین این روشها اسمز معکوس (Revers Osmosis) می باشد که از غشاءهایی با قابلیت عبور مولکولهای آب و حذف دیگر املاح آب تا نزدیک به 90% استفاده می نماید.
یکی دیگر از این روشها الکترودیالیز معکوس [(Electro Dialysis Reversal) EDR] می باشد. در روش EDR از غشاهایی با خاصیت انتخابی استفاده می گردد.
لازم به ذکر است اگرچه قیمت پایه این دستگاهها برای کشورهای در حال توسعه زیاد می باشد اما استفاده از آنها با هزینه راهبری کمتری نسبت به روشهای تعویض یونی (Ion Exc) همراه خواهد بود.
 
+ نوشته شده در  یکشنبه دوم آبان 1389ساعت 10:41  توسط شریف حضرتی | 
 

عنوان : اندازه گيری سختی آب (1)

هدف آزمایش :  اندازه گيري يون هاي كلسيم و منيزيم موجود در آب هاي قابل شرب شهري – آشنايي با انواع سختي آب

مقدمه و تئوري:

سختي آب : ناشي از املاح كلسيم و منيزيم و به ميزان كمتر ناشي از املاح آلومينيم ، روي ، منگنز، آهن و .. است.

اهمیت سختی آب

مقدار سختی آب ، علاوه بر اینکه در آبهای صنعتی اهمیت وافر دارد، از نظر بهداشت عمومی نیز اهمیت خاصی دارد. کلسیم که یکی از عوامل سختی آب است، در رشد استخوان و حفظ تعادل بدن دخالت داشته، ولی به همان اندازه ، سولفات کلسیم به علت کمی قابلیت هضم ، ناراحتی هایی در دستگاه هاضمه بوجود می‌آورد.

گاهی توصیه می‌شود که جهت تامین بهداشت و سلامت مصرف کنندگان ، آهک به آب آشامیدنی افزوده شود. بعضی دانشمندان معتقدند، بهتر است کلسیم و منیزیم لازم بدن توسط غذا تامین شود و حتی‌الامکان از آبهای سبک برای شرب استفاده شود. باید توجه داشت که بدن نسبت به سنگینی موجود در آب مورد مصرف خود حساسیت دارد، چنانچه این نوشیدنی تغییر یابد، ممکن است در دستگاه گوارش ایجاد اخلال نماید و این موضوع را به اصطلاح آب به آب شدن می‌گویند.

زیانهای سختی آب:

1- ایجاد سوء هاضمه.

2- کدر کردن آب جوش.

3- گوارایی آب را کم میکند.

4- دیر شدن پخت و پز به ویژه در مورد حبوبات و سبزیجات.

5- سختی آب در واکنش با صابون، رسوبهایی ایجاد میکند که در منافذ پوست باقی می‌ مانند و باعث زبری پوست میشوند

6- ایجاد رسوب و اتلاف انرژی در لوله و دستگاههایی که آب گرم دارند.

7- مصرف پاک کننده بیشتر برای شستشو.

سختي موقت : سختی موقت (Temporary Hardner) را سختی کربناتی (Carbonate Hardner) نیز می‌نامند. این سختی ، مولود بی‌کربنات کلسیم و منیزیم است که عمدتا به کمک حرارت و یا استفاده از كربنات كلسيم از بين ميرود.

در اينجا بي كربنات ها به شكل كربنات رسوب كرده و سختي از بين مي رود.

سختي دائم : سختی دائم (Permanent Hardner) را سختی غیرکربناتی (Noncarbonate Hardner) نیز می‌نامند. این سختی ، با حرارت دادن قابل حذف نیست.

مولود كلريد، سولفات ، نيترات، هيدروكسيد، منيزيم ، و كلسيم است. براي از بين بردن سختي دائم از نرم كننده هاي يوني ( تبادل كننده هاي يوني ) مثل فسفات سديم استفاده مي شود.

سختي آب را بر حسب ppm كربنات كلسيم ( ميلي گرم كربنات كلسيم در 1 ليتر آب ) گزارش مي دهند.

وسایل :

بورت 25 ml – بشر 150 ml – بشر 250 ml – ارلن ماير 250 ml – پيپت حجم سنجي

مواد :

محلول كلريدريك اسيد 0.1 M استاندارد – شناساگر متيل اورانژ – يك نمونه از آب سخت

روش کار :

1- ارلن را شسته و 25 ميلي ليتر آب شهر ( آب سخت؛ تيتر شونده ) را در ارلن ميريزيم.

2- دو قطره متيل اورانژ ( شناساگر ) را به آن اضافه ميكنيم. ( متيل اورنژ براي تشخيص نقطه ي پاياني مورد استفاده قرار ميگيرد. ) مشاهده مي شود كه محلول به رنگ زرد در خواهد آمد.

3- بورت را با كمي HCl شستشو داده  و سپس بورت را با حجمي دلخواه ، از HCl  با غلظت 0.1 M پر مي كنيم.

4- HCl ( تيترانت ) را با بورت قطره قطره به محلول ارلن اضافه ميكنيم. مشاهده مي گرد كه محلول به رنگ نارنجي در خواهد آمد.

متيل اورانژ در محلول بازي به رنگ زرد و در محلول اسيدي نارنجي مي شود.

محاسبه :

نتيجه : طبق جدول زير به دست آوردن عدد 800 براي سختي آب غير طبيعي است. در اين آزمايش به علت عدم شستشوي كامل بورت و در نتيجه وجود مقداري از محلولي ديگر در آن باعث اشتباه در اندازه گيري ها شد.

آب سخت

200-500 ppm

سختي متوسط

100-200 ppm

سختي كم

55-100 ppm

آب نرم

<50 ppm


+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و پنجم مهر 1389ساعت 11:24  توسط شریف حضرتی | 
عوامل ايجاد كننده اسيديته در آب:

اسيد سولفوريك (H2SO4) و اسيد نيتريك (HNO3) و اسيد كلريدريك (HCl) عوامل ايجاد كننده اسيديته در آب مي باشند. براي اندازه گيري اسيديته (FMA) بايد غلظت يون هاي Cl- ، SO42- و NO3 را اندازه گيري نمود و غلظت يون هاي سولفات و نيترات و كلرور بر حسب ppm كربنات كلسيم محاسبه و مجموع آنها FMA مي باشد.

 

1- تبديل غلظت SO4-2 از ppm SO4 به ppm كربنات كلسيم:

SO42- ≡ CaCO3

[SO4 2-] (as ppm SO4) × 1.04 = ppm CaCO3

2- تبديل غلظت -Cl از ppm Cl به ppm كربنات كلسيم:

[Cl -] (as ppm Cl) × 1.41 =  ppm CaCO3

3-  تبديل غلظت -NO3از NO3 ppm به ppm كربنات  كلسيم:

[NO3-] (as ppm NO3) × 0.64 =  ppm CaCO3

خلاصه:

[NO3-] (as ppm NO3) × 0.64 =  ppm CaCO3

[Cl -] (as ppm Cl) × 1.41 =  ppm CaCO3

[SO4 2-] (as ppm SO4) × 1.04 = ppm CaCO3

 

FMA برحسب ppm كربنات  كلسيم برابر است با :

FMA(as ppm CaCO3)= SO42- (ppmCaCO3) +Cl-(ppmCaCO3 )+  NO3-( ppmCaCO3)

مثال :

در يك نمونه آب غلظت سولفات 4ppm و نيترات 2ppm و كلرو6ppm است . اسيديته (FMA) را محاسبه كنيد.

 

4 (ppm SO42-)× 1.04=4.16 ppmCaCO3

2 (ppm NO3-)× 0.81=1.62ppmCaCO3

6 (ppm Cl-)× 1.41=8.46 ppmCaCO3

 

FMA=4.16+1.62+8.46=14.24 ppmCaCO3

FMA=14.24 ppmCaCO3

FMA زماني وجود دارد كه PH از 4.3 كمتر باشد . بنا براين ابتدا PH نمونه را اندازه گيري نموده و اگر PH از 4.3  بالاتر باشد اسيديته آزاد (  FMA ) صفر خواهد بود . براي اندازه گيري اسيديته آب ميتوان از رزين زئوليت هيدروژن استفاده كرد . براي اين كار نمونه آب را از زئوليت هيدروژن عبور مي دهند.

H2Z + Ca2+ →  CaZ + 2 H+

H2Z + Mg2+ →  MgZ + 2 H+

H2Z + 2K+ →  K2Z + 2 H+

H2Z + 2Na+ →  Na2Z + 2 H+

 

با شروع بهره برداري از زئوليت هيدروژن ، FMA خيلي بالا است . به مرور FMA به مقدار خيلي كم  كاهش مي يابد . وقتي كه رزين اشباع مي شود ، FMA يك نزول ناگهاني دارد كه در اينجا رزين اشباع شده و بايد آن را احيا كرد.

روش FMA بطريق عملي :

به مقدار مشخصي نمونه ، معرف متيل اورانژاضافه كرده و با محلول كربنات سديم 02/0 نرمال تيتر  ميكنند تا رنگ محلول  از صورتي به زرد تغيير كند .

ppm اسيديته آزاد (FMA) برحسب كربنات كلسيم برابر است با :

 

ppm FAM (as CaCO3)= V(ml) Na2CO3 × 0.02 N  × 1000/V Sample(ml)

اگر 50 ميلي ليتر نمونه استفاده شود:

 

Ppm  FMA (as  CaCO3 ) =V(ml) Na2CO3 0.02 N × 20

Na2CO3 + 2H+ →     H2O + CO2 + 2Na+

 

2H+ ≡    Na2CO3 ≡    CaCO3

100×1000 mg

2×1000×1

X

(V×N) Na2CO3

X=A mg

V ml

A mg

1000

X

اگر نرماليته كربنات سديم 0.02 نرمال و حجم نمونه مصرفي 50 ميلي متر باشد در نتيجه:

 

FMA = V(ml) Na2CO3 × 20 ppm CaCo3

معايب روش اندازه گيري FMA :

1-  اگر نمونه رنگي باشد نمي توان از معرف متيل اورانژ استفاده كرد زيرا رنگ محلول را مي پوشاند ، براي تشخيص ختم عمل بايد از PH متر استفاده كرد.

2-  كلر آزاد (Cl2) رنگ معرف را از بين مي برد كه براي حذف كلر آزاد از تيوسولفات سديم استفاده مي كنند. يك قطره براي رفع مزاحمت كلر آزاد كافي است.

Cl2 + 2 e- →  2Cl-

2S2O32- →S4O62- + 2e-

Cl2 + 2Na2S2O3 →  2Nacl + Na2S4O6

Cl2 ≡  2 S2O32-

Cl2 ≡   2 Na2S2O3

به ازاي يك ppm كلر آزاد دو ppm تيوسولفات سديم نياز است.



ادامه مطلب
+ نوشته شده در  یکشنبه هجدهم مهر 1389ساعت 11:35  توسط شریف حضرتی | 

منشاء قليائيت در آب وجود يون هاي هيدروكسيد (-OH) ، كربنات (2-CO3) و بي كربنات (-HCO3) مي باشد. البته براتها (3-BO3) ، فسفات ها (3-PO4) و سيليكات ها (3-SiO3) نيز مي توانند ايجاد قليائيت كنند.

قليائيت آب ، ظرفيت كمي آب در خنثي نمودن يك اسيد قوي تا PH مورد نظر مي باشد. تعیین قلیائیت در تفسیر و کنترل فرآیندهای تصفیه آب  و فاضلابها کاربرد فراوانی دارد.

قليائيت مي تواند به پنج صورت زير وجود داشته باشد:

  1. محلول فقط شامل هيدروكسيد (-OH)  باشد.
  2. محلول فقط شامل كربنات (2-CO3) باشد.
  3. محلول فقط شامل بي كربنات(-HCO3)  باشد.
  4. محلول شامل كربنات و بي كربنات (2-CO3) و (-HCO3)  باشد.
  5. محلول شامل هيدروكسيد و كربنات (-OH) و (2-CO3)  باشد.

 

در صورتي آب داراي قليائيت است كه PH آن از 4.6-4.3 بالاتر باشد.

 

قليائيت شامل قليائيت فنل فتالئين (P) و متيل اورانژ يا قليائيت كل (T يا M) مي باشد.

قليائيت فنل فتالئين مربوط به نمكهائي است كه PH آنها از 8.2 (PH تغيير رنگ فنل فتالئين) بالاتر باشد يعني نمكهايي است كه داراي عامل هيدروكسيد(-OH)  و كربنات (2-CO3) هستند.

قليائيت متيل اورانژ شامل قليائي هايي است كه PH آنها از 4.5 (PH تغيير رنگ متيل اورانژ) بالاتر باشد يعني قليائي هايي كه شامل هيدروكسيد (-OH)  ، كربنات (2-CO3) و بي كربنات (-HCO3) هستند.

براي اندازه گيري قليائيت از يك اسيد قوي مانند اسيد سولفوريك يا اسيد كلريدريك 0.02 نرمال استفاده مي كنند.

روش تعيين قليائيت

به حجم مشخصي از نمونه چند قطره معرف فنل فتالئين اضافه مي كنند (حجم بستگي به قليائيت نمونه دارد) اگر قليائيت بالا باشد حجم كمتري انتخاب مي كنيم اگر محلول تغيير رنگ نداد محلول قليائيت فنل فتالئين ندارد (PH=0) و حاوي يونهاي هيدروكسيد و كربنات نيست اگر بعد از اضافه كردن فنل فتالئين رنگ محلول ارغواني شد محلول داراي قليائيت فنل فتالئين است. سپس محلول را با اسيد كلريدريك 0.02 نرمال تيتر مي كنند تا محلول بي رنگ شود. حجم اسيد كلريدريك مصرفي را يادداشت مي كنند. (A cc)

براي تعيين قليائيت متيل اورانژ چند قطره معرف متيل اورانژ اضافه كرده و در صورتيكه رنگ محلول قرمز مايل به پوست پيازي شد نشان دهنده P=M است. اگر رنگ محلول زرد شد عمل تيتراسيون با اسيد كلريدريك 0.02 نرمال را ادامه داده تا رنگ محلول به نارنجي يا پوست پيازي تغيير رنگ دهد. حجم اسيد مصرفي را يادداشت مي كنند. (B cc)

چنانچه تشخيص نقطه پايان تيتراسيون در قليائيت متيل اورانژ مشكل باشد از PH متر يا معرف مخلوط استفاده مي كنند. معرف مخلوط (Indicator Mix) مخلوط دو معرف متيل رد و برموكروزول مي باشد و تغيير رنگ از سبز به صورتي مي باشد.

مراحل ختم عمل در Indicator Mix:

آبي – سبز

PH > 5.2

سبز PH = 5
صورتي – خاكستري PH = 4.8
صورتي PH = 4.6

نقطه پايان تيتراسيون در PH = 4.6 و تغيير رنگ از سبز به صورتي مي باشد.


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  یکشنبه هجدهم مهر 1389ساعت 11:25  توسط شریف حضرتی | 
 
صفحه نخست
پست الکترونیک
آرشیو
عناوین مطالب وبلاگ
درباره وبلاگ
باسلام و وقت بخیر
این وبلاگ در رابطه بادرس صنایع شیمیایی تهیه و تنظیم شده است.
لطفا از عناوین مطالب وبلاگ دیدن فرمایید.
باتشکر شریف حضرتی

نوشته های پیشین
هفته اوّل تیر 1390
هفته چهارم خرداد 1390
هفته اوّل خرداد 1390
هفته دوم آذر 1389
هفته اوّل آذر 1389
هفته چهارم آبان 1389
هفته سوم آبان 1389
هفته دوم آبان 1389
هفته اوّل آبان 1389
هفته چهارم مهر 1389
هفته سوم مهر 1389
هفته چهارم دی 1388
هفته اوّل دی 1388
هفته چهارم آذر 1388
هفته سوم آذر 1388
هفته دوم آذر 1388
آرشیو موضوعی
اقتصاد مهندسی
انتقال جرم
مدیریت
آزمایشگاه تجزیه دستگاهی
آزمایشگاه شیمی فیزیک
مکانیک سیالات
کار گاه اصول عملیات واحد
آزمایشگاه مکانیک سیالات
تصفیه پساب های صنعتی
کترل فرآیند
کاربرد رایانه در شیمی
طراحی رآکتور های شیمیایی
پیوندها
تصاویری از عسلویه
شیمی چسب
شیمی نفت
آشنايي با رشته مهندسي شيمي
ترجمه انگلیسی آنلاین
دانشگاه آزاد اسلامی اهر
اجباری
اصول عملیات واحد
هيدروشيمي آب درياچه اروميه
چهل خصوصيت افراد موفق
مدل سازي انتقال جرم قطرات غيرکروي
آشنايي با مهندسی شیمی
نانوفناوري و فاضلاب
روشهای فیزیکی و شیمیایی جداسازی : استخراج
دانشکده علوم گروه شیمی زنجان
ایمنی و مهندسی شیمی
شیمی و محیط زیست
 

 RSS

POWERED BY
BLOGFA.COM