کدورت آب و روشهای اندازه گیری

کدورت آب و روشهای اندازه گیری

کدورت آب و روشهای اندازه گیری

کدورت آب چیست

کدورت آب Turbidityيک ويژگی فيزيکی اصلی آب است.

کدورت توانايی آب در عبور دادن نور و يا معياری برای ميزان جذب يا پراکندگی نور توسط مواد معلق در آب است.

کدورت در اثر وجود مواد معلق کلوئيدی در آب ايجاد مي‌شود. اندازه ذرات کلوئيدی يک ميکرون تا يک هزارم ميکرون (0.001 تا0.000001ميليمتر) مي‌باشد. مواد کلوئيدی به دو دسته تقسيم می شوند:

1- کلوئيدهای کوچک با اندازه 001/0 تا 01/0 ميکرون

2- کلوئيدهای بزرگ با اندازه 1/0 تا 1 ميکرون.

هر يک از ذرات موجود در آب بر حسب شکل، اندازه و تراکم آنها در آب با جذب يـا پراکنده ساختن بخشی از نور تابيده شده به آن، ميزان نور عبور کرده را تقليل مي‌دهند. هرچـه شـدت نـور عبـور کرده بيشتر باشد، ظاهر آب شفاف‌تر و زلال‌تر به نظر مي‌آيد و هرچه ميزان و تراکم عامل‌های خارجي، اعم از آلی و معدنی (گل و لاي، خاک رس، سيلت، باکتري‌ها و ويروس‌ها، ميکروارگانيسم‌ها، رشته‌های گياهی ترکيبات آلی رنگی محلول، ذرات سياه مثل کربن فعال و اکسيدهای فلزي)در آب فزون‌تر باشد، ميزان نور جذب يا منحرف‌شده بيشتر و در نتيجه کدورت آب بيشتر است.

منشاء عوامل ايجادکننده کدورت درآب


تخليه فاضلاب‌های شهری و صنعتی و مواد زايد گوناگون به منابع آب، روان آبهای سطحی ناشی از بارش‌های جوی همراه با مواد فرسايش‌يافته از سطح زمين و لايه‌های درونی خاک، ميکروارگانيسم‌ها، جلبک‌ها و گياهان آبزی و ترکيبات حاصل از تجزيه و فساد آنها، اسيد هـای هيوميـک و ساير ترکيبات آلی ناشی از تجزيه گياهان و برگ‌ها، غلظت زياد آهن سه ظرفيتی در آب به ويژه در آب‌های زيرزميني، حباب‌های هوا و ذرات ناشی از فرآيندهای تصفيه از مهمترين عوامل ايجاد کدورت در آب مي‌باشند.

اهميت کدورت در آب آشاميدني


در ميان عامل‌های مشخص‌کننده کيفيت آب، کدورت از جايگاه ويژه‌ای برخوردار است. کدورت بر مقبوليت عمومی کدورت (زيبا شناختي) آب آشاميدنی تاثير منفی گذاشته؛ موجبات اعتراض و نارضايتی مشترکان را فراهم مي‌سازد. كدورت بيش از 5 واحد معمولاً برای مصرف‌كننده قابل تشخيص است، اهميت کدورت تا آنجاست که باعـث شـده تنهـا محـور و اساس عملکرد فرآيندهای متعارف تصفيه آب بر حذف عامل‌های ايجادکننده کدورت بنا نهاده شود و اصول طراحی تصفيه‌خانه‌ها نيز بر پايه زدايش کدورت استوار است.

مشکل کدورت بيشتر در آب‌های سطحی و همچنين چشمه‌هايی که از دل لايه‌های زمين‌هايی با تراکم کم و خلل و فرج زياد و دانه‌بندی درشت مي‌جوشند در فصول بارندگی نمايانتر مي‌باشد و آب‌های زيرزمينی خصوصاً آب چاه‌های عميق و نيمه‌عميق به دليل خاصيت فيلتراسيون لايه‌های مختلف زمين و فرآيند جذب سطحی کمتر مشهود مي‌باشد.

کدورت ناشی از مواد آلی و معدنی بستر مناسبی برای جذب حشره‌کش‌ها و ساير ترکيبات آلی و ميکروارگانيسم‌ها و حتی فلزات سنگين است. ذرات آلی و معدنی مسبب کدورت با فراهم آوردن مواد غذايي، بستر مناسبی را برای رشد ميکروب‌ها در شبکه‌های توزيع فراهم مي‌آورند.

اين ذرات، با ايجاد پوشش محافظ مانع از تماس مواد گندزدا با ميکروب‌ها مي‌شوند.

کارايی مواد گندزدا را به شدت کاهش مي‌دهند و در نتيجه ميزان مصرف مواد گندزدا را افزايش مي‌دهند. همچنين گندزدايی به روش UV (استفاده از اشعه ماوراء بنفش) درآب‌های کدر کاربرد ندارد. مواد کلوئيدی کدورت‌زا، سطوحی را برای جذب ارگانيسم‌های بيولوژيکی يا مواد شیميايی مضرياعامل طعم و بوی نامطلوب فراهم مي‌کنند.

رابطه کدورت با آلودگی میکروبی آب

ارتباط معناداری بين کدورت آب و شمارش ميکروب‌ها در آب وجود دارد. سازمان جهانی بهداشت در سال 2006 شرط سلامت ميكروبی و فقدان باکتری و ويروس‌ها در آب را بر مبنای کدورت قرار داده است. به عنوان مثال اگر ميانگين کدورت نمونه‌ها کمتر از يک NTU يا کدورت يک نمونه منفرد کمتر از پنج NTU باشد، به احتمال يقين 99/99% آب عاری از باکتري‌ها و ويروس‌ها خواهد بود. مشـروط بـر آن کـه کلـر باقيمـانده آزاد پس از 30 دقيقه تماس در محدوده 8/0 – 5/0 ميلي‌گرم در ليتر و PH آب کمتر از 8 باشد.

کـدورت نه تنهـا بـه عنـوان شاخص کارآمدی تصفيه‌خانه‌های آب در زدايش عامل‌های ميکروبی بلکه مي‌تواند به عنوان مشخصه ميکروبی آب نيز شناخته شود، زيرا آزمايش شمارش و تعيين مقدار باکتري‌های شاخص آلودگی مدفوعی آب (باکتري‌های کليفرم – اشرشياکلي) نيازمند صرف زمانی معادل 24 تا 72 ساعت مي‌باشد، برای رفع اين نقيصه آزمايش کدورت در کمترين زمان ممکن بسيار راهگشا است.

بـه هميـن دليـل در آمريکـا آزمايـش کـدورت جـزء اوليـه آزمايش ميکروبی آب شده است و در يک تحقيق اعلام شده است که باکتری اشرشياکلی (Esherichiacoli) در پوشش ذرات معلق و يا به صورت بيوفيلم در مي‌آيد. در مقايسه با حالت آزاد مقاومت آن در برابر کلر 2400 مرتبه افزايش مي‌يابد.


روش های کاهش کدورت آب:

روش‌های ذيل به طور مستقيم يا غيرمستقيم از حدود 30 تا نزديک به 100% در کاهش کدورت نقش دارند:
1- ته‌نشينی و فراهم نمودن زمان ماند کافی برای ته‌نشينی ذرات معلق
2- فيلتراسيون (استفاده از صافي‌های شنی تند، کند، تحت فشار – تک‌لايه و چندلايه)
3- انعقاد و فيلتراسيون (فيلتراسيون در خط)
4- انعقاد و لخته‌سازی و فيلتراسيون (فيلتراسيون مستقيم)
5- انعقاد + لخته‌سازی + ته‌نشينی و فيلتراسيون (تصفيه متعارف)
6- انعقاد + فيلترهای دانه‌درشت (ROUGHTING FILTER) + فيلترهای چندلايه
7- الکتروکواگولاسيون (ناپايداری ذرات معلق کلوئيدی محلول در يک محيط آبی با استفاده از جريان الکتريکی که طی آن ذرات با کاهش بار سطحی بر نيروی واندروالس بين خود غلبه کرده و باعث توليد لخته مي‌شود)
8- فرآيندهای غشايی مانند استفاده از ميکروفيلترها، اولترافيلترها و نانوفيلترها
9- استفاده از روش اسمز معکوس (REVERSE OSMOSIS)

روش انعقاد لخته‌سازی ته‌نشينی و فيلتراسيون


در اين روش که متداولترين و موثرترين روش حذف کدورت در تصفيه‌خانه‌های بزرگ آب مي‌باشد.

در ابتدا در حوضچه‌های اختلاط سريع مواد منعقدکننده مانند سولفات آلومينيم (آلوم)، پلي‌آلومينيم کلرايد ( PAC )، سولفات آهن دو ظرفيتی و سه ظرفيتی و در صورت نياز کمک‌منعقدکننده‌هايی مانند خاک رس، سيليکات سديم و پليمرها (ترکيبات آلی به صورت طبيعی و مصنوعی با ساختار ملکولی پيچيده و وزن ملکولی بالا مانند نشاسته و پلي‌آميدها) به وسيله ميکسرهای در مدت حدود 60 تا 30 ثانيه با آب مخلوط مي‌گردند تا عمل انعقاد ذرات کلوئيدی رخ دهد.

سپس آب وارد حوضچه‌های اختلاط آرام (لخته ساز) شده که درمدت حدود 30 تا 60 دقيقه آب منعقد شده به آرامی به هم زده مي‌شود تا لخته‌ها (فلوک‌ها) تشکيل گردند، سپس آب وارد حوضچه‌های ته‌نشيني‌شده، در اثر زمان ماند لخته‌ها ته‌نشين شده و در نهايت آب را از فيلترهای شنی تند عبور داده تا لخته‌های کوچک و ته‌نشين نشده گرفته شوند.

روش‌های اندازه‌گيری کدورت آب

1- كدورت‌سنج شمعی جکسون: J.T.U (JACKSON CANDLE TURBIDIMETEROR UNIT )

دستگاه اندازه‌گيری کدورت بر اساس جذب نور توسط ذرات معلق يا روش کدورت سنج شمعی جکسون شامل يک لوله شيشه‌ای کاليبره شده و دارای سطح تحتانی صاف و شفاف، يک شمع استاندارد و يک محفظه، که لوله‌ها و شمع‌ها را در يک امتداد قرار بگيرند، است. لوله‌های شيشه‌ای و شمع‌ها در حالت عمودی قرار مي‌گيرند. سپس شمع را روشن کرده و داخل لوله استوانه‌ای نمونه آب را مي‌ريزند و از بالا داخل استوانه را نگاه کرده تا زمانی که نور شمع ديده نشود به ريختن نمونه آب ادامه مي‌دهند، سپس ارتفاع آب را در استوانه يادداشت کرده بر اساس ارتفاع آب از روی جدول درجه‌بندی کدورت‌سنج شمعی ميزان کدورت را مشخص مي‌کنند.

هر چه ارتفاع آب در لوله استوانه‌ای کمتر باشد، آب دارای کدورت بيشتری بوده است. روش کدورت‌سنج جکسون JTU برای مقادير بيشتر از 25 واحد برای آب‌های با کدورت بالا کاربرد دارد. استاندارد آب بر اساس کدورت‌سنج جکسون حداقل 5 و حداکثر 25 مي‌باشد.

عواملی زیراندازه‌گيری دقيق کدورت با مشکل مواجه مي‌سازند.

1- شيشه‌ای کثيف ویا دارای خراش

2- تلاطم نمونه ویا لرزش دستگاه

3- وجود حباب‌های هوا

2- روش نفلومتری NEPHELOMETRIC TURBIDIMETER UNIT(N.T.U)

روشی ديگر برای اندازه‌گيری کدورت است که عموميت يافته است.

اساس کار مقايسه شدت پراکندگی نور در يک نمونه با شدت پراکندگی نور در يک محلول استاندارد درشرايط یکسان مي‌باشد.

هرچه پراکندگی نور بيشتر باشد کدورت نمونه هم بيشتر خواهد بود.

کدورت‌سنج نفلومتر شامل يک منبع نور يک عدسی و روزنه جهت متمرکز کردن نور و سل نمونه و يک دتکتور فتومتريک (آشکارساز نوري) برای مشخص‌کردن شدت نور پخش‌شده در زوايای 90 درجه يک مسير نوری است.

انـدازه تفـرق نـوری را كـه در زاويـه 90 درجـه منكسر مي‌شود، اندازه‌گيری مي‌كند.

يک NTU کدورت حاصل از يک ميليگرم Si02 در يک ليتر آب مقطراست.

امروزه از ماده شيميايی فورمازين به جای Sio2 استفاده مي‌شود. که با FTU بيان مي‌شود.

3- روش شمارش ذرات به کمک دستگاه الکترنيکي:

ايـن روش بسيـار دقيق و پيشرفته است. حتی مقدار ذرات و اندازه و سايز ذرات را شمارش و دسته‌بندی مي‌کند.
استاندارد ملی کدورت در آب آشاميدني:
حد مطلوب کدورت در آب شرب

طبق استاندارد شماره 1053 موسسه استاندارد يک NTU و حداکثر مجاز آن پنج NTU مي‌باشد.

جهت سفارش دستگاه تصفیه جهت حذف کدورت آب باما تماس بگیرید.

جهت سفارش آزمایش آب ویا خرید کدورت سنج از صفحه فروشگاه بازدید کنید .

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.