نکات کلیدی برای عملیات تست کیفیت آب در تصفیه خانه های فاضلاب قسمت هفتم

39. اسیدیته و قلیایی بودن آب چیست؟
اسیدیته آب به مقدار مواد موجود در آب اطلاق می شود که می تواند پایه های قوی را خنثی کند. سه نوع ماده تشکیل دهنده اسیدیته وجود دارد: اسیدهای قوی که می توانند H+ را کاملاً تفکیک کنند (مانند HCl، H2SO4)، اسیدهای ضعیف که H+ را تا حدی تجزیه می کنند (H2CO3، اسیدهای آلی) و نمک های متشکل از اسیدهای قوی و بازهای ضعیف (مانند NH4Cl، FeSO4). اسیدیته با تیتراسیون با محلول پایه قوی اندازه گیری می شود. اسیدیته اندازه گیری شده با متیل اورانژ به عنوان شاخص در طول تیتراسیون، اسیدیته متیل اورانژ نامیده می شود، از جمله اسیدیته تشکیل شده توسط اولین نوع اسید قوی و نوع سوم نمک اسید قوی. اسیدیته ای که با فنل فتالئین به عنوان شاخص اندازه گیری می شود، اسیدیته فنل فتالئین نامیده می شود، که حاصل جمع سه نوع اسیدیته فوق است، بنابراین اسیدیته کل نیز نامیده می شود. آب طبیعی به طور کلی اسیدیته قوی ندارد، اما حاوی کربنات ها و بی کربنات هایی است که آب را قلیایی می کند. هنگامی که در آب اسیدیته وجود دارد، اغلب به این معنی است که آب توسط اسید آلوده شده است.
در مقابل اسیدیته، قلیایی بودن آب به مقدار مواد موجود در آب اطلاق می شود که می تواند اسیدهای قوی را خنثی کند. موادی که قلیایی را تشکیل می دهند شامل بازهای قوی (مانند NaOH، KOH) که می توانند OH- را به طور کامل تفکیک کنند، بازهای ضعیفی که تا حدی OH- را جدا می کنند (مانند NH3، C6H5NH2) و نمک های تشکیل شده از بازهای قوی و اسیدهای ضعیف (مانند Na2CO3، K3PO4، Na2S) و سه دسته دیگر. قلیاییت با تیتراسیون با محلول اسید قوی اندازه گیری می شود. قلیائیت اندازه گیری شده با استفاده از متیل اورانژ به عنوان شاخص در طی تیتراسیون، مجموع سه نوع قلیائیت فوق است که به آن قلیاییت کل یا قلیایی متیل اورنج می گویند. قلیائیت اندازه گیری شده با استفاده از فنل فتالئین به عنوان شاخص، پایه فنل فتالئین نامیده می شود. درجه، شامل قلیائیت تشکیل شده توسط نوع اول پایه قوی و بخشی از قلیاییت تشکیل شده توسط نوع سوم نمک قلیایی قوی.
روش های اندازه گیری اسیدیته و قلیاییت شامل تیتراسیون نشانگر اسید-باز و تیتراسیون پتانسیومتری است که به طور کلی به CaCO3 تبدیل شده و بر حسب میلی گرم در لیتر اندازه گیری می شود.
40. مقدار pH آب چقدر است؟
مقدار pH لگاریتم منفی فعالیت یون هیدروژن در محلول آبی اندازه گیری شده است، یعنی pH=-lgαH+. یکی از رایج ترین شاخص های مورد استفاده در فرآیند تصفیه فاضلاب است. در شرایط دمای 25 درجه سانتی گراد، زمانی که مقدار pH برابر با 7 باشد، فعالیت یون های هیدروژن و یون هیدروکسید در آب برابر است و غلظت مربوطه 10-7 مول در لیتر است. در این زمان، آب خنثی است و مقدار pH > 7 به معنای قلیایی بودن آب است. و مقدار pH<7 means the water is acidic.
مقدار pH نشان دهنده اسیدیته و قلیایی بودن آب است، اما نمی تواند مستقیماً اسیدیته و قلیایی بودن آب را نشان دهد. به عنوان مثال، اسیدیته محلول اسید هیدروکلریک 0.1mol/L و محلول اسید استیک 0.1mol/L نیز 100mmol/L است، اما مقادیر pH آنها کاملاً متفاوت است. مقدار pH محلول اسید کلریدریک 0.1mol/L 1 است، در حالی که مقدار pH محلول اسید استیک 0.1mol/L 2.9 است.
41. روش های رایج اندازه گیری مقدار pH کدامند؟
در تولید واقعی، برای درک سریع و آسان تغییرات مقدار pH فاضلاب ورودی به تصفیه خانه، ساده ترین روش اندازه گیری تقریبی آن با کاغذ آزمایش pH است. برای فاضلاب های بی رنگ و بدون ناخالصی های معلق می توان از روش های رنگ سنجی نیز استفاده کرد. در حال حاضر، روش استاندارد کشور من برای اندازه گیری مقدار pH کیفیت آب، روش پتانسیومتری است (روش الکترود شیشه ای 6920–86 GB). معمولاً تحت تأثیر رنگ، کدورت، مواد کلوئیدی، اکسیدان ها و عوامل کاهنده قرار نمی گیرد. همچنین می تواند PH آب تمیز را اندازه گیری کند. همچنین می تواند مقدار pH فاضلاب صنعتی آلوده به درجات مختلف را اندازه گیری کند. این نیز یک روش پرکاربرد برای اندازه گیری مقدار pH در اکثر تصفیه خانه های فاضلاب است.
اصل اندازه گیری پتانسیومتری مقدار pH به دست آوردن پتانسیل الکترود نشان دهنده، یعنی مقدار pH، با اندازه گیری اختلاف پتانسیل بین یک الکترود شیشه ای و یک الکترود مرجع با پتانسیل شناخته شده است. الکترود مرجع عموماً از یک الکترود کالومل یا یک الکترود Ag-AgCl استفاده می کند که الکترود کالومل بیشترین استفاده را دارد. هسته پتانسیومتر pH یک تقویت کننده DC است که پتانسیل تولید شده توسط الکترود را تقویت می کند و آن را بر روی سر متر به صورت اعداد یا اشاره گر نمایش می دهد. پتانسیومترها معمولاً مجهز به دستگاه جبران دما برای تصحیح اثر دما بر روی الکترودها هستند.
اصل کار PH متر آنلاین مورد استفاده در تصفیه خانه های فاضلاب، روش پتانسیومتری است و اقدامات احتیاطی برای استفاده اساساً مانند pH مترهای آزمایشگاهی است. با این حال، از آنجایی که الکترودهای مورد استفاده به طور مداوم در فاضلاب یا مخازن هوادهی و سایر مکان‌های حاوی مقدار زیادی روغن یا میکروارگانیسم‌ها برای مدت طولانی خیسانده می‌شوند، علاوه بر این که PH متر باید مجهز به دستگاه تمیزکننده خودکار الکترودها باشد، به صورت دستی تمیز کردن نیز بر اساس شرایط کیفیت آب و تجربه عملیاتی مورد نیاز است. به طور کلی PH متر مورد استفاده در آب ورودی یا مخزن هوادهی به صورت دستی یک بار در هفته تمیز می شود، در حالی که PH متر مورد استفاده در آب خروجی را می توان یک بار در ماه به صورت دستی تمیز کرد. برای pH مترهایی که می توانند به طور همزمان دما و ORP و سایر موارد را اندازه گیری کنند، باید طبق اقدامات احتیاطی مورد نیاز برای عملکرد اندازه گیری نگهداری و نگهداری شوند.
42. اقدامات احتیاطی برای اندازه گیری مقدار pH چیست؟
⑴پتانسیومتر باید خشک و ضد گرد و غبار نگه داشته شود، به طور منظم برای تعمیر و نگهداری روشن شود، و قسمت اتصال سرب ورودی الکترود باید تمیز نگه داشته شود تا از ورود قطرات آب، گرد و غبار، روغن و غیره جلوگیری شود. هنگام استفاده از برق متناوب، از اتصال زمین خوب اطمینان حاصل کنید. پتانسیومترهای قابل حملی که از باتری های خشک استفاده می کنند باید به طور مرتب باتری ها را تعویض کنند. در عین حال، پتانسیومتر باید به طور منظم برای کالیبراسیون و نگهداری، کالیبره و صفر شود. هنگامی که به درستی اشکال زدایی شود، نقطه صفر پتانسیومتر و تنظیم کننده های کالیبراسیون و موقعیت یابی را نمی توان به دلخواه در طول آزمایش چرخاند.
⑵آب مورد استفاده برای تهیه محلول بافر استاندارد و شستشوی الکترود نباید حاوی CO2 باشد، مقدار pH آن بین 6.7 تا 7.3 و رسانایی کمتر از 2 μs/cm باشد. آب تصفیه شده با رزین تبادل آنیونی و کاتیونی می تواند پس از جوشاندن و خنک شدن آن، این نیاز را برآورده کند. محلول بافر استاندارد تهیه شده باید مهر و موم شده و در یک بطری شیشه ای سخت یا بطری پلی اتیلن نگهداری شود و سپس در یخچال با دمای 4 درجه سانتیگراد نگهداری شود تا عمر مفید آن افزایش یابد. اگر در هوای آزاد یا در دمای اتاق نگهداری شود، عمر سرویس به طور کلی نمی تواند بیش از 1 ماه باشد، بافر استفاده شده را نمی توان برای استفاده مجدد به بطری ذخیره سازی بازگرداند.
⑶ قبل از اندازه گیری رسمی، ابتدا بررسی کنید که آیا ابزار، الکترود و بافر استاندارد نرمال هستند یا خیر. و pH متر باید به طور مرتب کالیبره شود. معمولا چرخه کالیبراسیون یک چهارم یا نیم سال است و برای کالیبراسیون از روش کالیبراسیون دو نقطه ای استفاده می شود. یعنی با توجه به محدوده مقدار pH نمونه مورد آزمایش، دو محلول بافر استاندارد نزدیک به آن انتخاب می شود. به طور کلی، اختلاف مقدار pH بین دو محلول بافر باید حداقل بیشتر از 2 باشد. پس از تعیین موقعیت با محلول اول، محلول دوم را دوباره آزمایش کنید. تفاوت بین نتیجه نمایش پتانسیومتر و مقدار pH استاندارد دومین محلول بافر استاندارد نباید بیشتر از 0.1 واحد pH باشد. اگر خطا بیشتر از 0.1 واحد pH باشد، باید از محلول بافر استاندارد سوم برای آزمایش استفاده شود. اگر خطا در این زمان کمتر از 0.1 واحد pH باشد، به احتمال زیاد در محلول بافر دوم مشکل وجود دارد. اگر خطا همچنان بیشتر از 0.1 واحد pH باشد، مشکلی در الکترود وجود دارد و الکترود باید پردازش شود یا با الکترود جدید جایگزین شود.
⑷هنگام تعویض بافر یا نمونه استاندارد، الکترود باید به طور کامل با آب مقطر شسته شود و آب متصل به الکترود باید با کاغذ صافی جذب شود و سپس با محلول اندازه گیری شده شستشو داده شود تا تاثیر متقابل از بین برود. این برای استفاده از بافرهای ضعیف مهم است. این امر به ویژه هنگام استفاده از راه حل ها مهم است. هنگام اندازه گیری مقدار pH، محلول آبی باید به طور مناسب هم زده شود تا محلول یکنواخت شود و تعادل الکتروشیمیایی حاصل شود. هنگام خواندن، باید هم زدن را متوقف کرد و اجازه داد مدتی بماند تا قرائت ثابت بماند.
⑸ هنگام اندازه گیری، ابتدا دو الکترود را به دقت با آب بشویید، سپس با نمونه آب بشویید، سپس الکترودها را در یک لیوان کوچک حاوی نمونه آب فرو کنید، لیوان را به دقت با دستان خود تکان دهید تا نمونه آب یکنواخت شود، و ثبت کنید. مقدار pH پس از خواندن ثابت است.