آب به عنوان محصول نهایی اصلی واحدهای صنعتی شناخته نمی‌شود، اما این مایه حیات نقش کلیدی را در اکثر فرایندهای صنعتی ایفا می‌کند. این موضوع باعث می‌شود صنعت آب و فاضلاب در مقایسه با سایر صنایع با چالش‌های خاص خود مواجه باشد. این چالش‌ها تنها به مدیریت کیفیت آب مصرفی در واحدهای صنعتی محدود نمی‌شود، بلکه بهره‌برداران باید در خصوص وضعیت پساب انتشار یافته در محیط زیست نیز احساس مسئولیت کنند. در کشور ما نیز به منظور اطمینان از تأمین آب تمیز و با کیفیت برای نسل‌های آینده، استاندارد ملی 22315 به منظور پایش وضعیت پساب انتشار یافته از واحدهای صنعتی در محیط زیست تدوین شده است. بر اساس این استاندارد، تمامی واحدهای صنعتی مشمول الزام نصب و راه‌اندازی سامانه‌های پایش لحظه‌ای آلاینده‌های هوا و آب(پیوست ج استاندارد)، باید نسبت به نصب و راه‌اندازی این سامانه‌ها اقدام نمایند.
البته پایش آنلاین کیفیت آب و پساب تنها محدود به قوانین زیست‌محیطی نیست. از اطلاعات بسیار مهم آنالایزر های آب و پساب می‌توان برای بهبود فرآیند تولید و افزایش سودآوری نیز استفاده کرد. بهره‌برداران کارخانه‌ها باید به طور مستمر به بهبود فرآیند تولید در راستای کاهش هزینه‌ها و افزایش راندمان تولید از طریق تحلیل داده‌های دریافتی از آنالایزر آب و پساب بپردازند.
پارامترهای حائز اهمیت در تعیین کیفیت آب و پساب که باید توسط آنالایزرهای آب و پساب اندازه‌گیری شوند عبارتند از دما، دبی، سختی، کدورت، رسانایی، BOD، DO، COD، pH و … که در ادامه با هر یک از این پارامترها بیشتر آشنا خواهیم شد.
معمولاً پکیج‌های آنالایزر آب و پساب از پراب‌های متعددی تشکیل می‌شوند که هر یک وظیفه اندازه‌گیری یک پارامتر را بر عهده دارند. نهایتاً اطلاعات در ترانسمیتر تجمیع شده و به سیستم کنترلی یا نمایش‌دهنده‌ها منتقل می‌شود. در برخی موارد که شرایط فرآیندی خاص است و نیاز است پیش از ورود نمونه به آنالایزر آب و پساب، آماده‌سازی صورت پذیرد، این آنالایزرها به صورت پنل‌های استخراجی طراحی می‌شوند که نمونه به کمک پمپ به آنها وارد شده و اندازه‌گیری انجام می‌شود.
تعیین مقدار pH یکی از آزمایشات مهم و پرکاربرد در شیمی آب است. تقریباً هر مرحله از تأمین آب و تصفیه فاضلاب، به عنوان مثال خنثی‌سازی اسید-باز، نرم شدن آب، انعقاد، گندزدایی و فرآیندهای کنترل خوردگی، وابسته به pH است. آنالایزرهای آب و پساب برای اندازه‌گیری pH از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند.
در یک دمای معین، شدت خاصیت اسیدی یا بازی یک محلول با مقدار pH یا فعالیت یون هیدروژن آن نشان داده می‌شود. قلیاییت و اسیدیته ظرفیت‌های خنثی کننده اسید و باز آب هستند و عموماً به صورت میلی‌گرم کربنات کلسیم در لیتر بیان می‌شوند. ظرفیت بافر مقدار اسید یا باز قوی مورد نیاز برای تغییر pH نمونه 1 لیتری به میزان 1 واحد است که معمولاً بر حسب مول در لیتر بیان می‌شود. ولی خود کمیت pH بدون واحد و در بازه 0 تا 14 گزارش می‌شود.
الکترودهای اندازه‌گیری pH در آنالایزرهای آب و پساب از متریال‌های مختلف شیشه‌ای، PTFE و غیره بسته به شرایط فرآیندی ساخته می‌شوند.
DO یا اکسیژن محلول در آب عاملی است که حضور آن در آب منجر به فعالیت‌های باکتریایی تبدیل کننده آمونیوم به نیترات می‌شود. بر این اساس برای کنترل فعالیت این باکتری‌ها سطح اکسیژن محلول در آب باید همواره پایش و کنترل شود. آنالایزر آب و پساب برای اندازه‌گیری DO نقش مهمی در این فرآیند ایفا می‌کند.
همچنین اندازه اکسیژن محلول برای نگهداری و پرورش آبزیان و مطالعات خوردگی نیز بسیار حائز اهمیت است. معمولاً عدد 2 mg/l برای حد بهینه اکسیژن محلول به منظور تعادل در فرآیندهای تعیین سطح نیترات آب توصیه می‌شود.
سنسورهای نوری اندازه‌گیری اکسیژن محلول در آب (Optical DO Sensors) که در آنالایزر آب و پساب استفاده می‌شوند، معمولاً به نام سنسورهای لومینسنت نیز شناخته می‌شوند، هرچند که برخی از آنها نیز به وسیله نور فلورسنت عمل می‌کنند. در این روش رنگ فلورسنت به وسیله نور با طول موج پایین درون ممبران اندازه‌گیری تحریک شده و پس از عبور از سلول حاوی نمونه، نور با طول موج بلندتری ساطع می‌کند که در دستگاه اندازه‌گیری می‌شود. هرچه غلظت اکسیژن بیشتر باشد مدت زمان پراکندگی نور کاهش می‌یابد و در نتیجه اندازه‌گیری این زمان را می‌توان به عنوان تابعی از غلظت اکسیژن در نظر گرفته و به محاسبه مقدار مورد نظر پرداخت.
EC یا هدایت الکتریکی یکی دیگر از پارامترهای حائز اهمیت در پایش وضعیت آب و پساب است که توسط آنالایزرهای آب و پساب اندازه‌گیری می‌شود. رسانش الکتریکی همانطور که از نامش پیداست نشان دهنده توانایی آب در انتقال جریان الکتریکی است. از آنجایی که نمک‌های محلول در آب باعث هدایت الکتریکی آن می‌شوند، آنالایزر EC نشان دهنده میزان یون‌ها و خلوص آب نیز است. آب مقطر خالص هدایت الکتریکی پایینی دارد.
با توجه به تأثیر مستقیم دما بر رسانش محلول‌های مختلف، اندازه‌گیری دما در کنار اندازه‌گیری هدایت الکتریکی آب بسیار حائز اهمیت می‌باشد. همانطور که در شکل زیر نیز پیداست با توجه به ماهیت اکثر تجهیزات ابزار دقیق، اندازه‌گیری این مشخصه چندان کار سختی نخواهد بود چرا که رسانش آب را می‌توان با استفاده از روش القایی به کمک یک مدار الکتریکی به راحتی محاسبه نمود. Electrical Conductivity با واحد ms/cm گزارش می‌شود.
کدورت‌سنج‌ها که به واسطه روش استاندارد اندازه‌گیری، به عنوان نفلومتر نیز شناخته می‌شوند، بخش مهمی از آنالایزر پساب را تشکیل می‌دهند. این دستگاه‌ها نور را از طریق منبع نوری ساطع کرده و میزان پراکندگی نور ناشی از وجود ذرات در نمونه را اندازه‌گیری می‌کنند. کدورت بر اساس واحد NTU (Nephelometric Turbidity Units) گزارش می‌شود.
کدورت‌سنج‌ها در واقع میزان شفافیت یا عبور نور از آب را اندازه‌گیری می‌کنند. چرا که وجود مواردی مانند پساب، پلانکتون‌ها و غیره منجر به کدورت آب خواهند شد. هرچه آب کدرتر باشد میزان اندازه‌گیری شده NTU نیز بیشتر است.
به طور کلی اندازه‌گیری کل جامدات معلق از طریق عبور نمونه آب از یک فیلتر از پیش وزن شده انجام می‌شود. ذرات ریز روی فیلتر به دام می‌افتند و سپس خشک می‌شوند و پس از وزن کردن مجدد روی وزن فیلتر تأثیر می‌گذارند و بر این اساس نتایج به واحد میلی‌گرم در لیتر قابل گزارش می‌باشند.
البته این روش علی‌رغم سادگی و قیمت مناسب مورد تأیید استاندارد 22315 نمی‌باشد و همانطور که در جدول پایان مقاله آمده است در این استاندارد به اندازه‌گیری از طریق روش نفلومتری فرو سرخ مطابق با روش استاندارد جهانی ISO 7027 اشاره شده است. آنالایزرهای آب و پساب مدرن از این روش استاندارد برای اندازه‌گیری TSS استفاده می‌کنند.
درجه حرارت یکی از معمول‌ترین و مهم‌ترین کمیت‌هایی است که برای کنترل اکثر فرایندهای صنعتی باید اندازه‌گیری شود. آنالایزرهای آب و پساب معمولاً شامل سنسورهای دما نیز هستند. چهار روش کلی برای اندازه‌گیری دما وجود دارد که بر اساس چهار اصل اساسی فیزیک کار می‌کنند:
بسیاری از پارامترهای پساب که پیش‌تر به آنها اشاره کردیم به دما وابسته هستند و از این جهت استفاده از دماسنج در پکیج‌های پایش آنلاین پساب بسیار حائز اهمیت می‌باشد.
در جدول زیر به روش‌های نمونه‌برداری و آنالایزر آب و آنالایزر پساب مورد استفاده سامانه‌های پایش لحظه‌ای آب و پساب مطابق با استانداردهای مرجع، که تنها روش‌های مورد تأیید استاندارد ملی 22315 ایران نیز می‌باشند، اشاره شده است.
|
ردیف |
پارامتر |
روش نمونه برداری |
تکنولوژی اندازه گیری |
استاندارد اندازه گیری |
موانع اندازه گیری |
ملاحظات |
|
1 |
کدورت (Turbidity) و کل ذرات جامد معلق (TSS) |
غوطه وری |
نفلومتری فروسرخ (LED 860nm) برای رودخانه ها و فاضلاب |
DIN EN 27027 ISO 7027 |
حباب هوا، ذرات روغنی و نورهای محیطی |
حسگر باید در محل هایی که محیط تحت پایش ( آب یا فاضلاب ) از آرام نسبی برخوردار باشد، نصب گردد تا از تشکیل حباب هوا جلوگیری به عمل آید. برا تمیزکاری خودکار حسگر، استفاده از هوای فشرده و همچنین آب تحت فشار مجاز نمی باشد. حسگر آنالایزر آب باید مجهز به ضریب تصحیح اثر نور های محیطی باشد |
|
نفلومتر مرئی (tungsten filament) برای کاربرد آب آشامیدنی |
EPA180.1 ASTM D1889-88 |
|||||
|
2 |
pH |
غوطه وری |
پتانسیومتری |
Standard method 4500-H,B |
به منظور افزایش دقت اندازه گیری بایستی حتما سنسور دما نیز نصب گردد. |
|
|
3 |
دما |
غوطه وری |
روش الکترودی |
|||
|
4 |
EC |
غوطه وری |
روش های هدایت سنجی شامل تماسی و القایی |
Standard method 2510 |
به منظور افزایش دقت اندازه گیری بایستی حتما سنسور دما نیز نصب گردد. |
|
|
5 |
DO |
غوطه وری |
روش نوری (لومینانس و فلوسانس) |
به منظور افزایش دقت اندازه گیری آنالایزر آب و پساب بایستی حتما سنسور دما نیز نصب گردد. حسگر باید در محل هایی که محیط تحت پایش ( آب یا فاضلاب ) از آرام نسبی برخوردار باشد، نصب گردد تا از تشکیل حباب هوا جلوگیری به عمل آید. برا تمیزکاری خودکار حسگر، استفاده از هوای فشرده و همچنین آب تحت فشار مجاز نمی باشد. |
||
|
6 |
COD |
غوطه وری – استخراجی |
روش نوری |
DIN 38404 Standard method 5910 B |
رنگ ، کدورت ، نیترات و حباب هوا |
برای رفع مزاحمت عوامل یاد شده از روش scan spectrometry در ناحیه 200-700 نانومتر برای تصحیح اثر جذب اختصاصی نیترات در 220 نانومتر و تصحیح اثر رنگ و کدورت در 550 نانومتر استفاده می گردد. ضمنا به دلیل آن که استفاده از هوای فشرده و همچنین آب تحت فشار به منظور تمیز نمودن حسگر باعث ایجاد خطا در ضریب تصحیح اثر کدورت میگردد، استفاده از این روش برای تمیزکاری حسگر مورد تایید نمی باشد. |
|
استخراجی |
اکسیداسیون با دی اکسید تیتانیوم و اشعه فرابنفش |
ASTM D8084- 17 |
ذرات معلق |
برای رفع مزاحمت، نمونه باید قبل از ورود به آنالایزر فیلتر شده و یا توسط هموژنایزر کاملا یکنواخت گردد. |
||
|
7 |
TOC |
غوطه وری |
روش نوری |
DIN 38404 |
رنگ ، کدورت ، نیترات و حباب هوا |
برای رفع مزاحمت عوامل یاد شده از روش scan spectrometry در ناحیه 200-700 نانومتر برای تصحیح اثر جذب اختصاصی نیترات در 220 نانومتر و تصحیح اثر رنگ و کدورت در 550 نانومتر استفاده می گردد. ضمنا به دلیل آن که استفاده از هوای فشرده و همچنین آب تحت فشار به منظور تمیز نمودن حسگر باعث ایجاد خطا در ضریب تصحیح اثر کدورت میگردد، استفاده از این روش برای تمیزکاری حسگر مورد تایید نمی باشد. |
|
استخراجی |
اسپکترومتری |
Standard method 5910 B |
||||
|
شیمی تر |
Standard method 5310 C |
یون کلرید ، برومید ، یدید و مواد آلی فرار |
برا حذف استفاده از رزین تبادل یونی و همچنین استفاده از یون های نقره و جیوه |
|||
|
ذرات معلق، کدورت، رنگ |
استفاده از فیلتراسیون و هموژن کردن نمونه |
|||||
|
یون سولفیت و نیتریت |
استفاده از سولفامیک اسید |
|||||
|
سوزاندن |
Standard method 5310 B |
کل جامدات معلق |
استفاده از اسید برای کاهش pH نمونه |
|||
|
8 |
فسفات |
استخراجی |
شیمی تر |
Standard method 4500- C )روش وانادو مولیبدات) |
مزاحمت در حضور یونهای آرسنات، فلوراید، سولفید |
مزاحمت سولفید توسط محلول بروماین و با انجام عمل اکسیداسیون از بین می رود. |
|
Standard method 4500-D )روش کلرید قلع) |
مزاحمت در حضور یونهای آرسنات، فلوراید، سولفید |
|||||
|
Standard method4500-D (روش اسید آسکوربیک) |
یون آرسنات می تواند با یون مولیبدات که در این روش نقش واکنشگر را دارند تولید رنگ آبی نماید که مزاحمت طیفی را ایجاد خواهد کرد |
|||||
|
یون های کروم 6 ظرفیتی و نیتریت با غلظت بالاتر از 1 میلی گرم در لیتر |
||||||
|
9 |
نیترات |
غوطه وری |
روش نوری اسپکتروفتومتری |
Standard method 4500 B |
رنگ ، کدورت ، مواد آلی و حباب هوا |
برای رفع مزاحمت عوامل یاد شده از روش scan spectrometry در ناحیه 200-700 نانومتر برای تصحیح اثر جذب اختصاصی نیترات در 220 نانومتر و تصحیح اثر رنگ و کدورت در 550 نانومتر استفاده می گردد. ضمنا به دلیل آن که استفاده از هوای فشرده و همچنین آب تحت فشار به منظور تمیز نمودن حسگر باعث ایجاد خطا در ضریب تصحیح اثر کدورت میگردد، استفاده از این روش برای تمیزکاری حسگر آنالایز آب مورد تایید نمی باشد. برای رفع مزاحمت ناشی از مواد آلی محلول (DOC) حسگر باید قابلیت تصحیح اثر پارامتر مذکور در طول موج 275 نانومتر راداشته باشد. |
|
استخراجی |
||||||
|
استخراجی |
شیمی تر |
Standard method 4500-H,E |
کل جامدات معلق |
اضافه کردن EDTA |
||
|
10 |
آمونیاک |
استخراجی |
شیمی تر |
Standard method 4500-F (روش فنات) |
یونهای کلسیم و منیزیم |
انجام عمل تقطیر یا فیلتراسیون قبل از انجام آنالیز، برای رفع مزاحمت کدورت اسیدی کردن نمونه تا pH 3 برابر، با استفاده از HCl رقیق برا رفع مزاحمت سولفید |
|
کدورت نمونه و سولفید |
اندازه گیری همزمان پتاسیم برای اعمال ضریب تصحیح یون پتاسیم |
|||||
|
غوطه وری |
یون گزین |
Standard method4500 D ,E برای دامنه سنجش غلظت 0.03 تا 1400 میلی گر م بر لیتر آمونیاک قابل کاربرد است |
آمین ها، Ag، Hg |
اضافه کردن محلول 10 نرمال NaOH/EDTA برای حذف Hg , Ag قلیایی نمودن نمونه برای کاهش مزاحمت آمین ها |
||
|
11 |
کلر آزاد باقیمانده |
استخراجی |
رنگ سنجی |
Standard method 4500-Cl G |
رنگ و کدورت |
صفر کردن دستگاه با استفاده از نمونه |
|
کرومات |
صفر کردن دستگاه با استفاده از بلانک تیو استامید |
|||||
|
12 |
فلو یا دبی آب و پساب |
سنجش داخل لوله های تمام پر |
کلمپ-آن التراسونیک |
چند فاز بودن سیال و حضور کف، فوم و ذرات معلق بیش از حد مجاز |
||
|
الکترومغناطیسی |
در شرایطی که نمونه دارای خورندگی یا شوری بالا باشد جنس بدنه استیل ضد زنگ مناسب و مورد تایید نیست. |
|||||
|
سنجش داخل لوله های نیمه پر |
راداری غیر تماسی |
|||||
|
الکترومغناطیسی |
در شرایطی که نمونه دارای خورندگی یا شوری بالا باشد جنس بدنه استیل ضد زنگ مناسب و مورد تایید نیست. |
|||||
|
سنجش داخل کانالها و رودخانه ها |
راداری غیر تماسی |
چند فاز بودن سیال و حضور کف و فوم |
شرکت هیواکو با سالها تجربه از طریق ارتباط مستقیم با صنایع کشور در تلاش است تا به واحدهای صنعتی در راستای شناسایی و حل مشکلات ناشی از عدم اندازه گیری پارامترهای آب و پساب، مشاوره لازم را ارایه نماید. این شرکت کلیه خدمات تامین، نصب و راه‌اندازی سنسورهای اندازه‌گیری پارامترهای آب را از معتبرترین برندهای جهان به انجام می‌رساند.
آنالایزرهای آب و پساب دستگاه‌هایی هستند که برای اندازه‌گیری پارامترهای مختلفی همچون pH، دما، سختی، کدورت و … در آب و پساب استفاده می‌شوند. اهمیت این دستگاه‌ها در صنایع به دلیل نیاز به کنترل کیفیت آب مصرفی و همچنین پساب خروجی به منظور رعایت استانداردهای زیست‌محیطی و بهینه‌سازی فرآیندهای تولید است.
آنالایزرهای آب و پساب می‌توانند پارامترهای مهمی مانند دما، pH، سختی، رسانایی (EC)، اکسیژن محلول (DO)، BOD، COD، کدورت (Turbidity) و TSS را اندازه‌گیری کنند. این پارامترها برای پایش کیفیت آب و پساب و بهبود فرآیندهای صنعتی بسیار حیاتی هستند.
نصب و راه‌اندازی آنالایزرهای آب و پساب شامل انتخاب روش مناسب (غوطه‌وری یا استخراجی) برای نصب حسگرها، اتصال سنسورها به سیستم کنترلی و اطمینان از عملکرد صحیح دستگاه‌ها است. این مراحل توسط کارشناسان متخصص انجام می‌شود تا داده‌های دقیق و قابل اعتمادی به دست آید.
برندهای معتبر اروپایی مانند HACH و E+H و برند آسیایی Supmea به دلیل کیفیت بالا، دقت اندازه‌گیری و پایداری عملکرد، انتخاب‌های مناسبی برای نصب آنالایزرهای آب و پساب در صنایع مختلف هستند. استفاده از این برندها باعث افزایش اطمینان از داده‌های به‌دست‌آمده و بهبود بهره‌وری فرآیندهای صنعتی می‌شود.
تحلیل داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط آنالایزرهای آب و پساب می‌تواند به بهره‌برداران کارخانه‌ها در شناسایی نقاط بهبود فرآیندهای تولید و کاهش هزینه‌ها کمک کند. این اطلاعات همچنین برای پیشگیری از مشکلات زیست‌محیطی و افزایش راندمان تولید بسیار مفید هستند.
شرکت هیوا تجهیز ایرانیان به عنوان شرکتی پیشگام در زمینه تامین تجهیزات ابزار دقیق و اندازه گیری با هدف تجهیز صنایع مختلف کشور با بروز ترین دستگاه های تولیدکنندگان معتبر بین المللی، در ایران به فعالیت می پردازد و با اتکا به دانش فنی متخصصان بومی کلیه خدمات نصب، راه اندازی و تعمیرات و نگهداری برخی از تجهیزات را ارائه میدهد.
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.