مقاله کامل در مورد خواص آب

خواص‌آب
آب حالت محلول تركيبo2H مي‌باشد يازده درصد وزني آب را هيدروژن و 89 درصد آن‌را اكسيژن تشكيل مي‌دهد. آب خالص در طبيعت يافت ‌نمي‌شود و هميشه با مقداري مواد خارجي همراه است.
خواص فيزيكي آب‌هاي آشاميدني
الف) درجه گرماي آب آشاميدني: آب بسيار سرد اثرهاي بدي بر دستگاه گوارش انسان دارد و آب با درجة گرماي بسيار حالت بي‌مزگي داشته و گوارا نيست. درجه گرماي آب آشاميدني بايد ميان 5 تا 15 درجه باشد. مناسب‌ترين درجة گرماي آب آشاميدني 8 تا 12 درجه سانتي‌گراد است.
ب) رنگ آب آشاميدني: آب آشاميدني بايد بي‌رنگ باشد و در ضخامت‌هاي زياد رنگ آبي مايل به سبز زلالي را داشته باشد.
ج) بوي آب آشاميدني: آب آشاميدني بايد بي‌بو باشد وجود اسيد سولفوريك، كلر، فنول، آمونياك به آب بوي ناخوشايند مي‌دهند. با 50 تا 60 درجة گرم كردن آب بوي آن بيشتر نمودار مي‌گردد. آزمايش تعيين بو بهتر است در محل برداشت آب انجام گيرد تا اينكه پيش از آزمايش گازهاي بودار از آب بيرون نروند.
د) مزه‌ي آب آشاميدني: مزة آب گوارا باشد. آب با درجة سختي كم حالت بي‌مزگي ناخوشايندي را مي‌دهد. شوري آب نشانه‌ي وجود نمك خوراكي و تخلي آن دليل زيادي تركيب‌هاي منيزيم مي‌باشد. آب‌هاي قليايي (9PH>) مزة آب صابون را دارند در حالي كه آب‌هاي اسيدي (6PH<) ترش مزه هستند. وجود زيادي نمك‌هاي آهن و آلومينيوم مزه آب را گس مي‌كند در حالي كه مزة
گنديدگي آب به علت آلودگي‌هاي آلي آنست كه ممكن است همراه با ميكروب‌هاي بيماري‌زا نيز باشد.
براي بررسي كيفيت آب در تصفيه خانه گام‌هاي زير برداشته مي‌شوند:
نمونه‌برداري از آب: در يك تصفيه خانه و يا يك منبع طبيعي آب، نمونه‌برداري از آب بايد منظم و در چند نقطه از مسير جريان آن انجام گيرد. نمونه‌برداري از نقطه‌ي وارد شدن آب به تصفيه خانه و نقطه‌ي بيرون رفتن آن كافي نيست بلكه براي كنترل كار واحدهاي گوناگون نيز بايد نمونه‌برداري‌ها و آزمايش‌هاي لازم انجام گيرد. بسته به وسايل آزمايش و سيستم كار در آزمايش‌گاه تصفيه‌خانه نمونه‌هاي برداشت. آب 2 تا 3 ليتر مي‌باشد و بايد هنگام برداشت توجه شود كه هيچ‌گونه گازي از آن بيرون نرود و فوراً شيشه‌ي نمونه بسته شود. زمان ميان برداشت نمونه و آزمايش آن نبايد از 72 ساعت تجاوز كند. شيشه نمونه‌برداري بايد قبلاً با آب مورد آزمايش چند بار شسته شود. فاصلة‌ دو نمونه‌برداري براي آزمايش‌هاي تعيين خواص فيزيكي و شيميايي منبع‌هاي طبيعي آب حداكثر 3 ماه و براي آزمايش‌هاي باكتريولوژي در مورد شهرهاي كوچك حداقل يك تا دوهفته و براي شهرهاي بزرگ هر روز بايد انجام گيرد. از آب تصفيه شده‌اي كه براي فرستادن در شبكه آماده شده است بايد هر روز نمونه‌برداري و آزمايش به عمل آيد.
آزمايش آب
معمولاً دو گروه آزمايش روي آب انجام مي‌گيرد:
نخست، آزمايش‌هاي روزمره- آزمايش‌هاي روزمره در يك تصفيه خانه شامل تعيين خواص فيزيكي نظير تعيين درجة گرماـ رنگ‌ـ بو و مزة آب و تعيين خواص شيميايي نظير درجة سختي
آب‌ـ درجة اسيدي‌ـ مقدار گازهاي محلول در آب و مقدار تركيب‌هاي شيميايي گوناگوني كه ممكن است در آب از حد مجاز بيشتر باشند. بالاخره تعيين خواص بيولوژيك و باكتريولوژيك يعني كشت باكتري و تعيين تعداد موجودهاي زنده در يك صد ميلي‌ليتر آب و نوع آنها.
دوم، آزمايش كامل‌ـ براي طرح يك تصفيه‌خانه و انتخاب واحدهاي مناسب براي تصفية‌ آب مورد نظر را و تعيين ابعاد يكان‌هاي نامبره نياز به آگاهي كامل بر تمام خواص فيزيكي و شيميايي آب مي‌باشند. يكي از اين آزمايش‌ها، آزمايش تعيين نوع و مقدار مواد منعقد كنندة لازم براي ته‌نشيني مواد معلق مي‌باشد. همچنين در اين آزمايش تعيين مقدار همة نمك‌هاي موجود در آب حتي به مقدارهاي بسيار ناچيز لازم است تا پيش‌بيني اثر آن مواد در بازدة كار يكان‌هاي گوناگون تصفية‌خانه امكان‌پذير باشد براي اين آزمايش‌ها بايد نمونه‌برداري از آب در روزهاي گوناگون سال و در ساعت‌هاي گوناگون روز انجام گيرد. ساعت و روز برداشت نمونه بايد متناوباً تغيير كنند تا اينكه همة حالت‌هاي گوناگون آب در منبع طبيعي مورد برداشت بررسي شده باشند.
روش‌هاي تصفيه آب:
آبي كه در طبيعيت بدست مي‌آيد معمولاً قابل استفاده نبوده و بايد تصفيه گردد. اين كار به ويژه براي آب‌هاي روي زمين خيلي لازم است. آب‌هاي آلوده را مي‌توان به سه روش مكانيكي ـ شيميايي‌ و زيستي (بيولوژيك) تصفيه نمود. در تصفية‌آب آشاميدني ممكن است چند گونه از تصفيه‌هاي نامبرده تواماً در يك دستگاه انجام گيرد. مهمترين روش‌هاي متداول در تصفية‌ آب آشاميدني عبارتند از:
گرفتن مواد درشت با كمك آشغال‌‌گير
ته‌نشين كردن مواد خارجي معلّق در آب
تصفية آب با كمك صافي‌ها
اكسيد كرد مواد آلي موجود در آب با كمك هوا رساني
گندزدايي آب توسط مواد شيميايي
شبكه آشغال‌گير
پيش از ورود آب به تصفيه‌خانه با كمك اين شبكه‌هي فلزي مواد بزرگ شناور در آب گرفته مي‌شوند. از اين رو تنها براي برداشت از منبع روي زميني مانند رودخانه‌ها به كار مي‌روند. در صورت زياد بودن مواد شناور در آب رودخانه و براي جلوگيري از بسته شدن شبكه‌هاي نامبرده آنها را در دو يا سه رديف با سوراخهاي گوناگون قرار مي‌دهند شبكه‌هاي آشغال‌گير درشت با سوراخهاي 20 تا 30 ميليمتر و شبكه‌هاي ريز با سوراخ‌هاي 2 تا 5 ميليمتر و شبكه‌هاي خيلي ريز كه به ندرت مورد استفاده قرار مي‌گيرند با سوراخ‌هاي 2/0 تا يك ميليمتر ساخته مي‌شوند. مجموع سطح سوراخ‌هاي نخستين شبكه بايد 5/1 تا 2 برابر سطح مقطع لوله آورنده آب به تصفيه‌خانه باشد و سرعت آب در سوراخ‌هاي شبكه نبايد بيش از 66/0 متر بر ثانيه گردد.
روش ته‌نشين كردن مواد خارجي آب
ته‌نشين ردون استفاده از مواد شيميايي: تصفيه در استخرهاي ته‌نشيني را معملولاً تصفية مقدماتي آب نيز مي‌نامند. چون آب‌هاي موجود د رطبيعت دراراي مقداري مواد معلق مي باشند ۀ‌كه در مرحله‌ي نخست بايد از آب گرفته شوند نبابراين آّ را وارد استخرهاي بزرگي مي‌كنند و از سوي ديگر خارج مي‌سازند آب پس از وارد شدن به استخر سرعتش كاسته شده و به 2 تا 10 ميليمتر در ثانيه مي‌رسد اين سرعت كافي است كه به ذرات معلق امگان ته‌نشيني را بدهد. اين كار
ممكن است به شكل متناوب نيز صورت گيرد يعني استخري را پر ا آب كرده بگذارند ته‌نشين گردد و سپس آب‌را خلي نموده و استخر را بشويند. ولي اين شك لكار تنها براي دري‌هاي كم اجرا پذير است و نياز به تعداد زيادي استخر مي‌گردد. از اين رو امروزه كمتر از اين روش استفاده مي‌شود.
ته‌نشيني با استفاده از مواد شيميايي
براي كوتاه كردن مدت زمان ته‌نشني و نيز برا ي كم كردن مقدار نمك‌هاي محلول در آب غالباً استخرهاي ساده‌ ته‌نشيني كفايت نكرده و كاربرد مواد شيميايي جهت تصفية آب لازم مي‌گردد. نوع و مقدار مواد شيميايي لازم بايد نسبت به نوع آب و مواد آن در آزمايشگاه تعيين گردد.
مواد شيميايي كه براي ته‌نشيني مواد خارجي آب مصرف مي‌شوند به صورت زير كار مي‌كنند:
نخست ـ مواد شيميايي مصرفي كه بيشتر داراي بار الكتريكي مثبت مي‌باشند مواد ريز معلق در آب را كه معمولاً داراي بار منفي هستند به دور خود جذب كرده و ذرات معلق بزرگ و سنگين‌تري را مي‌سازند و براي ته‌نشني آماده مي‌كنند اين پديده را انعقاد مي‌نامند.
دوم: مواد شيميايي با نمك‌هاي محلول در آب تركيب شيميايي نموده و از نمك‌هاي محلول نمك‌هاي نامحلول به وجود مي‌آورند و آنها را براي ته‌نشيني آماده مي‌سازند. مواد شيميايي كه در تصفية آب آشاميدني به كار مي‌روند بسيار گوناگون مي‌باشند و مهمترين آنها عبارتند از: سلوفات آلومينيوم (زاج سفيد)(o2H18.3)4So)2Al) ـ آلومينيوم سديم(2NaAlo) ـ كلرور آلومينيوم‌ (o2H6,3Alcl) ـ كلرور آهن (o2H6,3Fecl)ـ سولفات آهن سه‌ارزشيo2H9,3(4So)2Fe ـ سولفات آهن (o2H7,4seF)ـ سولفات مس (كات كبود) (o2H5,4CuSo).
كاربرد روش‌هاي گوناگون تصفية آب
بسته به نتايج آزمايش آب خام بايد يك رشته تصفيه‌هايي براي آن پيش‌بيني نمود تا از نظر بهداشتي مناسب براي آشاميدن گرديده و تا آنجا كه ممكن است جواب گوي‌نيازهاي ديگري نيز مانند شستشوي روزانه و كاربرد در كارخانه‌ها باشد. مهم‌ترين كاربردهايي كه از روش‌هاي گوناگون تصفية آب در شهرها لازم مي‌آيند به ترتيب اهميت عبارتند از:
گندزدايي آب آشاميدني: كارگندزدايي و كشتن باكتري‌هاي موجود در آب ممكن است به صورت شيميايي و يا فيزيكي انجام گيرد. كم‌ترين تصفيه‌ايست كه در شبكه آبرساني هر شهر بايد به اجرا درآيد. گندزدايي به روش‌هاي زير انجام پذير است:
الف) كلر زدن: روش‌كلر زني ارزان‌ترين راه گندزدايي آب است. كلر را ممكن است به صورت گازي شكل (2cl) و يا به صورت تركيب هيپوكلريت كلسيم 2(clo)ca و يا هيپوكليريت سديم cloNa (آب ژاول) بكار برده كلر گازي شكل داراي اثر بيشتري مي‌باشد و سمي است . كلر و يا تركيب‌هاي آن پس از ورود به آب تجزيه شده و توليد اسيد هيپوكلروس clo , Hclo مي‌كند كه روي پرتو پلاسم سلول زنده اثر كرده و فعل و انفعال آنزيم از كار مي‌اندازد. در مورد گاز كلر نتيجه مي‌شود.
در صورت به كار بردن تركيب هيپو كلريت كلسيم نتيجه مي‌شود.
پس خاصيت گندزدايي Hclo بيشتر از clo- است. اگر آب داراي خاصيت قلياتي باشد اسيد مزبور خنثي شده و از خاصيت گندزدايي كلر كاسته مي‌شود. پس مقدار كلر لازم براي گندزدايي آب با درجة pH آب بستگي دارد.
عامل ديگر كه در ميزان مصرف كلر مؤثر است درجة گرماي آب مي‌باشد. براي نمونه اثر كلر در محيطي با درجة اسيدي ثابت در گرماي 30 درجه سه‌برابر اثر آن در 4 درجه است بجز دو عامل نام برده درجة آلودگي آب نيز در تعيين مقدار كلر لازم تأثير اساسي دارد. براي كلرگازي شكل مقدار مصرف با توجه به عوامل ياد شده از 3/0 تا 5 گرم و يا بيشتر براي هر متر مكعب آب‌هاي آلوده است. ولي براي آب‌هاي خام مصرفي در آبرساني معمولاً بيش از يك تا 3 گرم كلر براي هر متر مكعب آب خام مصرف نمي‌كنند. هنگام بيرون آمدن آب از تصفيه خانه بايد كنترل نمود كه كلر باقيمانده در آب از 3/0 در هر متر مكعب بيشتر نباشد. وجود كلر زياد رنگ و بوي آب را تغيير داده آن را بد رنگ و بد بو مي‌سازد از نظر بهداشتي تا 50 ميلي‌گرم در ليتر (50 گرم در متر مكعب ) كلر در‌ آب اثر مسموميت آني ندارد. در صورتي كه هنگام تصفيه، كلر زيادي به آب زده باشند بايد آن را دوباره از آب بيرون آورد. اين كار معمولاً يا با كمك هوادهي و يا بوسيله افزودن مواد شيميايي از قبيل تيو سولفات سديم 3o2S2Na و يا گاز 2So انجام مي‌شود.

به‌جز روش‌هاي نامبرده مي‌توان جذب كلر اضافي را از آب با كمك پودر زغال فعال كه روي صافي‌ها قرار داده‌ شده است انجام داد.

كلر ماده‌ايست اكسيد كننده پس در تعيين مقدار مصرف آن بايد توجه نمود كه آنقدر كلر به آب افزود تا بجز اكسيد كردن مواد اكسيد كردن مواد اكسيدپذير آب به مصرف كشتن ميكروب‌ها نيز رسيده و مقدار همه در آب باقي بماند. بايد در نظر داشت كه كلر در كار بعضي از واحدهاي تصفيه‌خانه (هم‌چون واحدهاي تصفية زيستي و يكان‌هاي كم كردن آهن و منگنز) اخلال مي‌كند.

فایل : 42 صفحه

فرمت : Word