پارامترهای اصلی تصفیه آب (TDS و TSS)
آب یک عنصر ضروری برای زندگی است و آب سالم برای تضمین جمعیت ایمن و سالم از اهمیت بالایی برخوردار است. منابع آبی مختلف، ماهیت یکسانی ندارند. محتوای آب، از شیرهای آب گرفته تا رودخانهها و دریاچهها بسیار متفاوت است.
تقریباً تمام آبی که از منبع اولیه استخراج میشود شامل انواع مواد معدنی و موجوداتی است که برخی ممکن است برای مصرف انسان مفید باشند و برخی ممکن است خطرناک باشند. از آنجایی که آب میتواند بسته به روز یا حتی ساعتها از نظر خواص متفاوت باشد و میتواند حاوی پاتوژنهای خطرناک باشد، همیشه به دنبال راههایی برای استانداردسازی کارامد کیفیت آب در مقادیر بهینه آن هستیم، به ویژه در مورد آب آشامیدنی.
برای این منظور باید به دنبال استانداردسازی پارامترهای تصفیه آب باشیم که در ادامه این مقاله به بررسی مهم ترین آنها میپردازیم.
دمای آب
دمای آب بر اکثر فرایندهای فیزیکی،بیولوژیکی، شیمیایی و اکوسیستمی در محیطهای آبی تأثیر میگذارد. تغییر دمای جریان یکی از دلایل مهم کاهش کیفیت آب است و سایر پارامترهای کیفیت آب را تحت تأثیر قرار میدهد. به طور کلی، افزایش دمای آب میتواند منجر به موارد زیر شود:
- کاهش اکسیژن محلول (DO) موجود در آب
- افزایش حلالیت فلزات و سایر سموم در آب
- افزایش سمیت احتمالی برخی از مواد برای موجودات آبزی
- افزایش شکوفههای جلبکی، که معمولاً در فصل تابستان یا دورههایی با دمای غیرمعمول گرم رخ میدهد.
دمای آب را میتوان در فواصل زمانی مشخص یا به طور مداوم اندازهگیری کرد. سنسورهای مانیتورینگ (مانیتورینگ مستمر) امکان ارزیابی تغییرات دما را در طول روز فراهم میکنند و در مقایسه با خوانشهای فردی با استفاده از دماسنج، گزینه مقرون به صرفهای برای جمعآوری دادههای دما هستند. دما همراه با سایر پارامترهای کیفیت آب از جمله pH، DO، رسانایی خاص (SC) و کدورت اندازهگیری میشود.
BOD یا تقاضای بیولوژیکی اکسیژن
نیاز بیولوژیکی اکسیژن یا BOD مقدار اکسیژن مصرف شده توسط باکتریهایی است که مواد آلی را تجزیه میکنند. BOD همچنین شامل مقدار اکسیژن موردنیاز برای اکسیداسیون مواد شیمیایی مختلف مانند سولفیدها، آهن آهنی و آمونیاک در آب نیز است.
در حالی که یک آزمایش اکسیژن محلول نشان می دهد که چه مقدار اکسیژن در دسترس است، یک تست BOD نشان می دهد که چقدر اکسیژن مصرف شده است.
در جدول ۱ رابطه بین این پارامتر تصفیه آب و کیفیت آب را مشاهده میکنید:
COD یا تقاضای شیمیایی اکسیژن
اکسیژن موردنیاز شیمیایی (COD) معادل اکسیژن مصرفی هنگام اکسیداسیون مواد آلی موجود در نمونه توسط یک اکسید کننده شیمیایی قوی است. COD میتواند به طور تجربی با BOD، کربن آلی و مواد آلی برای نمونههایی از یک منبع خاص مرتبط باشد و این ارتباط برای نظارت و کنترل نمونهها بسیار مفید است. در واقع COD مقدار کل مواد آلی موجود در آب را بیان میکند، اما BOD تنها بخشی از مواد آلی را اندازهگیری میکند که میتواند به صورت بیولوژیکی تجزیه شود.
رسانایی آب
رسانایی معیاری است که نشان میدهد آب چگونه جریان الکتریکی را عبور میدهد. رسانایی به خودی خود یک آلاینده نیست، بلکه به عنوان شاخصی از وجود آلایندهها عمل میکند. این معیار غیرمستقیم وجود مواد جامد غیر آلی محلول مانند کلرید، نیترات، سولفات، فسفات، سدیم، منیزیم، کلسیم، آهن و آلومینیوم را نشان میدهد.
وجود این مواد باعث افزایش رسانایی کلی آب میشود. مواد آلی مانند روغن، الکل و قندها جریان الکتریسیته را خیلی خوب رسانا نمیکنند و در نتیجه رسانایی کمی در آب دارند.
جامدات غیر آلی محلول مواد ضروری برای زندگی آبزیان هستند. البته غلظت بالای مواد جامد محلول میتواند سطح اکسیژن محلول را کاهش دهد و باعث ایجاد مشکلات تعادل آب برای موجودات آبزی شود. از این رو رسانایی در حدود 300 μs/cm برای آبزیان بهترین حالت ممکن است.
اکسیژن محلول یا DO
اکسیژن محلول، یا غلظت اکسیژن محلول (DO) در آب، جرم گاز اکسیژن موجود در هر لیتر آب است. DO را میتوان بر حسب میلیگرم در لیتر (mg/L) یا قسمت در میلیون (ppm) بیان کرد. جریانهای با غلظت DO بالا معمولاً جریانهای سالمی در نظر گرفته میشوند؛ زیرا قادر به حمایت از تنوع بیشتری از موجودات آبزی هستند. به طور کلی، سطوح DO کمتر از 3 میلی گرم در لیتر برای اکثر موجودات آبزی استرسزا است. اکثر ماهیها با 1-2 میلی گرم در لیتر میمیرند.
سختی آب
سختی اغلب به عنوان یکی دیگر از پارامترهای ارزیابی کیفیت یک منبع آب استفاده میشود. سختی با محتوای نمکهای کلسیم و منیزیم (سختی موقت) بی کربنات، کربنات، سولفاتها، کلریدها و سایر آنیونهای اسیدهای معدنی (سختی دائمی) در ارتباط است.
بیشتر بخوانید: راه های از بین بردن سختی آب
اسیدیته یا pH
اسیدیته یا pH یک عامل شیمیایی مهم آبزیان است. آبی که بیش از حد اسیدی یا بازی است میتواند واکنشهای بیوشیمیایی را مختل کند و منجر به آسیب یا مرگ موجودات آبزی شود. pH در مقیاس 1 تا 14 بیان میشود.
محلولی با pH کمتر از 7 اسیدی در نظر گرفته میشود و محلولی با pH بیشتر از 7، بازی یا قلیایی است. مقیاس pH لگاریتمی است، به این معنی که مقادیر در فاکتورهای ده تغییر میکنند. به عنوان مثال، یک نقطه تغییر pH نشان میدهد که قدرت اسید یا باز ده برابر افزایش یا کاهش یافته است.
رودها معمولاً دارای pH بین 6 تا 9 هستند. وجود مواد محلول از سنگ بستر، خاک و سایر مواد تا حد زیادی بر PH نهرها تأثیر میگذارد. تغییرات pH بر بسیاری از جنبههای شیمی آب تأثیر میگذارد. به عنوان مثال، با افزایش pH، غلظتهای کمتری از آمونیاک برای رسیدن به سطح سمی برای ماهی مورد نیاز است.
با کاهش pH، غلظت فلزات ممکن است افزایش یابد؛ زیرا اسیدیته بالاتر، احتمال حل شدن فلزات در آب را افزایش میدهد.
مواد جامد
اصطلاح “مواد جامد” در تصفیه آب عموماً در اشاره به مواد معلق یا محلول در فاضلاب استفاده میشود. این جامدات ممکن است مواد آلی یا معدنی باشد. غلظت مواد جامد در فاضلاب اغلب برای توصیف فاضلاب استفاده میشود.
بهطوریکه هر چه مواد جامد در یک فاضلاب بیشتر باشد، آن فاضلاب قویتر خواهد بود. با این حال، این پارامتر میتواند گمراه کننده باشد؛ زیرا این قویتر بودن صرفاً نشاندهنده آلودگی با خطر بیشتر نیست. چراکه تنها به غلظت بسیار کمی از مواد جامد برای ایجاد مشکلات بزرگ آلودگی نیاز است. بنابراین؛ شدت مشکلات آلودگی به نوع جامداتی که درگیر هستند بستگی دارد. برای بررسی میزان مواد جامد در تصفیه آب از دو پارامتر TSS و TDS استفاده میشود.
در ادامه به بررسی دقیقتر این دو پارامتر میپردازیم.
TDS چیست؟
اصطلاح TDS یا جامدات محلول به آن دسته از مواد جامد اطلاق میشود که از فیلتر الیاف شیشهای استاندارد با اندازه منافذ 2 میکرون یا کمتر عبور میکنند. این اصطلاح مخفف عبارت Total Dissolved Solids است.
جامدات محلول عمدتاً به چهار دسته مختلف تقسیم میشوند: مواد معدنی، نمکها، فلزات محلول و سایر مواد آلی.
مواد معدنی مانند منیزیم، کلسیم و پتاسیم از منابع طبیعی به دست میآیند و اغلب در آبهای معدنی و آب های چشمه یافت میشوند. در حالی که نمکها را میتوان در آبهای زیرزمینی یافت، به همان اندازه احتمال دارد که از منابع دستساز مانند ترکیبات یخساز، کودها، نرمکنندههای آب و آلودگی فاضلاب به دست آیند.
فلزات هم از لولههای آب، ضایعات معدنی یا صنعتی وارد آب شده یا به طور طبیعی در سنگها یا خاک یافت میشوند. مواد آلی هم از تجزیه جلبکها و مواد گیاهی ایجاد میشوند.
کل جامدات معیاری از مجموع جامدات معلق و محلول در آب است که هم به رسانایی و هم به کدورت مربوط میشود. برای اندازه گیری کل جامدات معلق و محلول، نمونهای از آب را در کوره خشککن قرار میدهند تا آب تبخیر شود و فقط مواد جامد باقی بماند.
برای اندازهگیری جامدات محلول، نمونه را قبل از خشک شدن و وزن کردن فیلتر میکنند. برای محاسبه جامدات معلق، وزن جامدات محلول از کل جامدات کم میشود.
پارامتر TDS به تنهایی نمیتواند نشاندهنده کیفیت آب باشد، اما به طور کلی میتوان گفت، بهترین آب برای آشامیدن معمولاً دارای TDS کمتر از 300ppm است. با این حال، هر منبع آبی با TDS بیش از 250ppm باعث نگرانی در مورد تعداد مواد معدنی و آلایندهها میشود. این مقدار میتواند نشان دهنده وجود ناخالصیهای خاص بیش از حد مجاز باشد، یا میتواند کارایی آبگرمکنها و فیلترها را از طریق ایجاد رسوبات معدنی بر روی لوازم خانگی و تأسیسات برق کاهش دهد.
TSS چیست و چه تفاوتی با TDS دارد؟
اصطلاح TSS از عبارت Total Suspended Solids گرفته شده و به معنی کل جامدات معلق است. و طبق تعریف جامدات معلق یعنی جامداتی که از فیلتر الیاف شیشهای استاندارد با اندازه منافذ 1.5 تا 2 میکرون عبور نمیکنند.
این شامل آن دسته از جامداتی میشود که در زلالساز تهنشین میشوند یا شناور مانده و به عنوان جامدات غیر قابل تهنشینی سبکتر شناخته میشوند. اکثر این ذرات معلق سیلت و خاک رس هستند که در آب حل نمیشوند، اما به صورت شناور (معلق) در آب باقی میمانند.
مواد جامد معلق به سختی دیده میشوند و در آزمایشگاه با اندازهگیری مقدار ماده باقیمانده از مقدار نمونه آب، پس از تبخیر شدن خود نمونه، تعییین میشود.
تفاوت اصلی TSS و TDS
در مورد تفاوت TSS و TDS همانطور که از اسم این دو پارامتر مشخص است، باید گفت که کل جامدات معلق (TSS) به ویژگی کدورت، یعنی شفافیت آب مربوط میشود. آب از فیلتر عبور میکند. ذراتی که در فیلتر نگه داشته میشوند به عنوان کل جامدات معلق شناخته میشوند.
هر چه TSS کمتر باشد، آب شفافتر است و کل جامدات محلول (TDS) مربوط به مواد معدنی و نمکهای محلول در آب است. هنگامی که آب از فیلتر عبور میکند، دو نوع ذره وجود دارد، یکی در فیلتر باقی میماند و دیگری که از فیلتر عبور میکند.
ذراتی که از فیلتر عبور میکنند به عنوان کل جامدات محلول شناخته میشوند. این پارامتر به ویژگیهای رسانایی، شوری، قلیاییت و اندازه گیری سختی مربوط میشود.
نتیجه گیری
همانطور که قبلاً ذکر شد، ضروری است که کیفیت آب به دقت کنترل شود تا با پارامترهای ایمنی صنعت و بهداشت مطابقت داشته باشد و از اثرات خطرناک آن جلوگیری شود.
کیفیت مطلوب آب، شرایط مساعدی را برای تصفیه آب ایجاد میکند و باکتریها و عوامل بیماریزا را کاهش میدهد که میتواند مصرفکننده نهایی را تحتتأثیر قرار دهد.
تصفیه آب مستلزم حفظ چندین پارامتر در محدوده ایدهآل برای اطمینان از کارایی فرایند است. این پارامترها عبارتند از دما، اکسیژن محلول، شوری، قلیاییت، pH، مواد جامد قابل تهنشینی و رسانایی و غیره که در متن این مقاله به آنها اشاره شد.
جهت دریافت مشاوه بیشتر و همچنین خرید مواد شیمیایی صنعتی و تهیه هرگونه مواد اولیه تصفیه آب با کارشناسان واحد فروش دکتر کمیکال تماس بگیرید.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.