خورندگی و رسوب گذاری
انتهایی ترین عملیاتی که در تصفیه خانه های آب باید انجام شود عمل تثبیت یا پایداری سازی آب (water stabilization) است.
در شرایطی که ویژگی های کیفی آب نظیر سختی و قلیائیت و دما و TDS و pH متعادل نباشد در این صورت آب تصفیه شده ممکن است خورنده و یا رسوب دهنده باشد. پدیده خورندگی و یا رسوب گذاری منجر به کاهش عمر مفید شبکه آب و ضررهای اقتصادی زیادی می شود.
خوردگی
به طور عام پدیدهای است که در اثرتماس مواد با محیط اطراف آنها بوجود میآید. در پیدایش خوردگی ممکن است عوامل فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و یا هر سه عامل دخالت داشته باشند.
عوامل موثر بر خوردگی
1- عوامل شیمیایی موثر برای خوردگی
غلظت اکسیژن محلول
غلظت کل جامدات محلول (TDS)
قلیائیت، pH و دی اکسید کربن
غلظت کلر باقی مانده
2- عوامل فیزیکی موثر برخوردگی
درجه حرارت
سرعت جریان
ترکیب فلزی لوله ها
3- عوامل بیولوژیکی موثر برخوردگی
باکتریهای آهن نظیر گالیونلا و کرنوتریکس
باکتریهای احیاء کننده سولفات نظیر دیسولفوویبریودی سولفوریکانس
رسوب گذاری
رسوب گذاری در لولههای انتقال آب زمانی صورت میگیرد که یونهای فلزی دو ظرفیتی موجود در آب یا عوامل سختی موجود در آب با سایر یونهای محلول در آب ترکیب شده و در جدار داخلی لولهها رسوب میکنند. عمدهترین اشکال رسوبات تشکیل شده شامل کربنات کلسیم، کربنات منیزیم، سولفات کلسیم و کلرید منیزیم میباشد.
رسوب گذاری در نتیجه رسوب برخی از جامدات محلول آب در لوله ها و مخازن ایجاد شده که باعث کاهش میزان جریان آب در داخل لولهها ،کاهش انتقال حرارت ، افزایش افت فشار و انرژی مورد نیاز برای پمپاژ ، انسداد لولهها و افزایش هزینه بهرهبرداری و نگهداری تـاسیسات آبرسانی می گردد.
عوامل موثر در پیدایش رسوب و گرفتگی لولهها شامل نقطه اشباع عوامل یونی موجود در آب بوده که خود تابعی از درجه حرارت، pH و غلظت جامدات محلول میباشد.
جهت جلوگیری از زیانهای مالی و مشکلات بهداشتی حاصل از خوردگی و رسوب گذاری بایستی از بروز این پدیده در تاسیسات آب جلوگیری شود.
روشهای تعیین وضعیت خورندگی و رسوب گذاری آب
1ـ اندیس اشباع لانژلیه
2ـ اندیس ریزنار
3ـ اندیس لارسون
4ـ آزمون پایداری کربنات کلسیم
اندیس لانژلیه
pHs = PCa+PAlk+C
SI = pH-pHs
برای محاسبه pHs از نمودار مربوط به این اندیس استفاده می کنیم. پس از محاسبه اندیس اشباع( SI ) ، کیفیت آب را بصورت زیر تفسیر می کنیم.
0 > SI آب رسوبدهنده
0 < SI آب خورنده
اندیس ریزنار
RI = 2pHs-pH
اندیس لارسون
pHs = A+B-log[Ca2+]-log[Alk]
SI = pH-pHs
برای محاسبه پارامترهای A و B از جداول مربوط به آنها استفاده می کنیم. پس از محاسبه اندیس اشباع( SI ) ، کیفیت آب را بصورت زیر تفسیر می کنیم.
0 > SI آب رسوبدهنده
0 < SI آب خورنده
آزمون پایداری کربنات کلسیم
بررسی صحت نتایج آزمایشات شیمی آب
1) در صورتی که مجموع آنیونها و کاتیونها را بر حسب میلی اکی والان بر لیتر داشته باشیم در این صورت با استفاده از رابطه مورد نظر درصد خطا یا اختلاف را محاسبه می کنیم.
بعد از محاسبه درصد خطا مقدار عدد به دست آمده را با درصد خطای قابل قبول در جدول زیر مقایسه می کنیم. در صورتی که مقدار خطای محاسبه شده کمتر از خطای قابل قبول است. نتایج قابل قبول و در غیر این صورت نتایج قابل قبول نبوده و آزمایش مجدداً تکرار می شود.
2) اگر همه آنیونها و کاتیونها اندازه گیری شده باشند با استفاده از رابطه زیر مقدار TDS را محاسبه می کنیم.
TDS=0.6(AIK)+Na++K++Ca2++Mg2++Cl-+SO4=+Sio3-+NO3-+F-
(همه اجزاء در فرمول بر حسب mg/lit است)
بعد از محاسبه TDS ، نسبت TDS اندازه گیری شده در آزمایشگاه به TDS محاسبه شده را تعیین می کنیم. اگر این نسبت بین 1 تا 2/1 باشد،آزمایش قابل قبول در غیر این صورت آزمایش باید تکرار شود.
3) اساس روش سوم تعادل غلظت آنیونها و کاتیونها ومیزان هدایت الکتریکی اندازه گیری شده است در صورتی که مجموع آنیونها یا کاتیونها (بر حسب meq/lit )و میزان هدایت الکتریکی (بر حسب میکروزیمنس بر سانتیمتر) را داشته باشیم اگر رابطه زیر برقرار باشد آزمایش قابل قبول و در غیر این صورت نیاز به تکرار آزمایش است.
EC × (1/1 تا 9/0) = مجموع آنیونها یا کاتیونها × 100
4) EC . (7/0-55/0)=TDS
روش تعادل آنیون ها و کاتیون ها و ارائه فرمول فرضی آب
در صورتی که غلظت کاتیونها و آنیونهای آب را بر حسب meq/L داشته باشیم داده های آنیونها و کاتیونها را به صورت مجزا بر روی دو ستون و مطابق شکل مقابل مرتب می کنیم. در این صورت مقادیری از آنیونها و کاتیونها که معادل یکدیگرند میزان اکیوالان ترکیب مورد نظر را نشان میدهد.