pH در تصفیه آب و فاضلاب
میزان pH فاضلاب خانگی یا شهری، در محدوده 6 تا 7.5 است. ولی pH فاضلاب های صنعتی با توجه به نوع صنعت، تولیدانت و یا فعالیتهای آن در محدوده بسیار وسیع تر، از بسیار اسیدی تا بسیار قلیایی، می باشند. همانطور که می دانید میزان pH=7 حالت خنثی، pH بین 6-0 حالت اسیدی و pH در رنج 14-8 حالت قلیایی یا بازی دارد.
در این مقاله به توضیح در مورد تنظیم pH در تصفیه آب و فاضلاب می پردازیم. همچنین فرآیند خنثی سازی را توضیح داده و مراحل طراحی سیستم کنترل pH را شرح می دهیم.
خنثی سازی
از بین بردن خاصیت اسیدی یا قلیایی آب و فاضلاب به وسیله یک عامل شیمیایی مناسب را خنثی سازی گویند. فاضلاب از نظر pH، به دو بازه اسیدی و قلیایی تقسیم می شود. اگر اسیدی باشد، این عوامل شیمیایی مواد قلیایی نظیر آهک، هیدروکسید سدیم، کربنات سدیم (خاکستر سودا)، هیدروکسید آمونیوم، هیدروکسید کلسیم (آهک) یا هیدروکسید منیزیم هستند. اگر قلیایی باشد، مواد اسیدی مانند اسید سولفوریک و اسید کلریدریک، اسید فسفریک، اسید نیتریک یا دی اکسید کربن به آن اضافه می شود. شایان ذکر است که مقدار pH مجاز برای مصارف آب و یا تخلیه فاضلاب به آب های سطحی و رودخانه ها در محدوده 8.5-6.5 قرار می گیرد. به منظور تصفیه آب و فاضلاب از باکتری ها و میکروارگانیسم های مضر، اولین قدم خنثی سازی می باشد.
تنظیم pH فاضلاب صنعتی
زمانی که مقدار فاضلاب کم باشد از هیدروکسید سدیم به جای آهک جهت متعادل سازی، استفاده می شود. زمانی که حجم فاضلاب اسیدی زیاد باشد، به جای هیدروکسید سدیم از آهک استفاده می شود. آهک را به شکل دوغاب به آن اضافه می نمایند. ماده شیمیایی مورد استفاده، زمانی که pH فاضلاب، قلیایی باشد، اسید سولفوریک است. این انتخاب به دلیل هزینه اندک آن می باشد. در مواقعی فرآیند های پائین دست جریان شامل فرآیند بی هوازی می باشد.
فرآیند بی هوازی برای حذف مواد جامد آلی در پساب های صنعتی و بهداشتی می باشد. با توجه به محدودیت های موجود در روش های هوازی، روش بی هوازی در اغلب تصفیه خانه ها مورد استفاده قرار می گیرد. این مسئله موجب استفاده از مقادیر نسبتا زیادی اسید کلریدریک به جای اسید سولفوریک برای تنظیم pH می گردد. زیرا سولفات استفاده شده در فرآیند بی هوازی تبدیل به سولفید هیدروژن می شود. این ماده دارای بوی بد بوده و خاصیت خورندگی دارد. در نتیجه احیاء شده و به صورت گاز از سیستم خارج می شود.
شایان ذکر است که از اسید سولفوریک بیشتر از اسید کلریدریک استفاده می شود. این امر به دلیل هزینه عملیاتی پایین تر اسید سولفوریک نسبت به اسید کلریدریک است. دلیل دیگر آن فرار نبودن اسید سولفوریک می باشد. زیرا سبب خوردگی قطعات فلزی محیط نمی شود.
تنظیم pH فاضلاب صنعتی در عملیات پیش تصفیه فاضلاب، برای عملیات خنثی سازی، از جمله پر زحمت ترین امور در سیستم های تصفیه فاضلاب می باشد.
مشکلات تنظیم pH فاضلاب صنعتی برای عملیات خنثی سازی
- pH فاضلاب ورودی، با سرعت 1 واحد pH در دقیقه می تواند تغییرکند. این امر سبب تغییر ناگهانی pH می گردد.
- مقدار نسبتا کمی معرف باید به طور کامل با حجم زیادی از مایع و در مدتی کوتاه مخلوط شود. منظور از معرف اسید سولفوریک و اسید کلریدریک است.
- ارتباط بین pH و غلظت یا جریان معرف برای خنثی سازی اسید قوی – باز قوی به ویژه در هنگام رسیدن به pH=7، کاملا غیر خطی است. همین مسئله موجب می شود که عملیات خنثی سازی به صورت چند مرحله ای به انجام برسد.
- نرخ شدت جریان می تواند در عرض چند دقیقه دو برابر شود.
موارد موثر در کنترل pH
قابل ذکر است که برای طراحی سیستم کنترل pH، موارد زیر دارای اهمیت می باشند:
- نمونه برداری فاضلاب باید با دقت کافی و در نظر گرفتن شرایط سیستم صورت گیرد.
- طول دوره نمونه برداری باید به گونه ای باشد که شرایط عمومی پساب را در بر گیرد.
- مخزن متعادل ساز می تواند باعث اختلاط پساب ها با یکدیگر شود. همچنین می تواند موجب کاهش میزان مصرف مواد شیمیایی مورد نیاز برای عملیات خنثی سازی در کنترل pH شود.
پکیج تزریق و کنترل اتوماتیک pH
به منظور تزریق و کنترل اتوماتیک pH، استفاده از پمپ های فرمان پذیر الزامی است. منظور از پمپ های فرمان پذیر پمپ های دوزینگ دیجیتال و یا پمپ های موتوردار مجهز به سروو موتور می باشد. بدین صورت که میزان pH توسط آنالایزر آنلاین pH اندازه گیری شده و با توجه به Set Point تعریف شده و محاسبه Lag Time، میزان تزریق اسید و یا قلیا توسط پمپ تنظیم می گردد. در واقع سیگنال خروجی از آنالایزر و سیستم کنترل PID فرمان لازم را به پمپ صادر می کند.
شرکت پرتو کنترل هوشمند با سابقه درخشان در طراحی و ساخت انواع پکیج تزریق مواد شیمیایی، آمادگی ارائه مشاوره و خدمات مربوطه را برای مشتریان گرامی اعلام می دارد.
