کدورت و روشهای اندازه گیری آن | تجهیز الکترونیک راسپینا
ارائه دهنده ی محلولهای استاندارد فرمازین جهت کالیبراسیون دستگاه های کدورت سنج
خانه

تجهیز الکترونیک راسپینا

تولید کننده تجهیزات آزمایشگاهی

تلفن تماس ، پشتیبانی و مشاوره
017-32204356

کدورت و روشهای اندازه گیری آن

کدورت چیست:

يک ويژگی فيزيکی اصلی آب و بيانگر توانايی آب در عبور دادن نور و يا معياری برای ميزان جذب نور و 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 در آب:
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 خذف 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 دسترسی و 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 شميايی مضر و يا عامل طعم و بوی نامطلوب فراهم مي‌کنند. در تصفيه‌خانه‌های آب کدورت باعث کاهش کارايی فيلترهای شنی خصوصاً فيلترهای شنی کند مي‌شود. مصرف آبی كه كدورت بالايی داشته و كلرزنی مي‌شود مخاطرات بهداشتی در پی دارد. کدورت با رنگ آب و همچنين طعم و بوی آب در ارتباط مي‌باشد. از طرفی وجود كدورت باعث اختلال در انجام آزمايشات آب مي‌گردد.

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.
راه‌های کاهش کدورت: روش‌های ذيل به طور مستقيم يا غيرمستقيم و با راندمان‌هايی 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:

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. ظرف شيشه‌ای کثيف و دارای خراش، تلاطم نمونه و لرزش دستگاه و همچنين وجود حباب‌های هوا، اندازه‌گيری دقيق کدورت با مشکل مواجه مي‌سازند.

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

روشی ديگر برای اندازه‌گيری کدورت است که عموميت يافته است. اين روش بر اساس مقايسه شدت پراکندگی نور در يک نمونه در شرايط مشخص با شدت پراکندگی نور در يک محلول استاندارد در همان شرايط 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 و تفرق نور كار مي‌كند. 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 مقطر مي‌باشد و روش سنجش بر اساس اصل پراکندگی پرتوهای نور توسط ذرات داخل آب مي‌باشد. 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 و تحقيقات صنعتی ايران يک NTU و حداکثر مجاز آن پنج NTU مي‌باشد.



شما هم می توانید دیدگاه خود را ثبت کنید

- کامل کردن گزینه های ستاره دار (*) الزامی است
- آدرس پست الکترونیکی شما محفوظ بوده و نمایش داده نخواهد شد

×

جستجو

برای جستجو عبارت مورد نظر را نوشته و کلید enter را بفشارید ...

ورود به ناحیه کاربری