النقاط الرئيسية لعمليات اختبار جودة المياه في محطات معالجة الصرف الصحي الجزء السابع

39. ما هي حموضة الماء وقلويته؟
تشير حموضة الماء إلى كمية المواد الموجودة في الماء والتي يمكنها تحييد القواعد القوية. هناك ثلاثة أنواع من المواد التي تشكل الحموضة: الأحماض القوية التي يمكنها تفكيك H+ تمامًا (مثل حمض الهيدروكلوريك، H2SO4)، والأحماض الضعيفة التي تتفكك جزئيًا H+ (H2CO3، والأحماض العضوية)، والأملاح المكونة من أحماض قوية وقواعد ضعيفة (مثل NH4Cl، FeSO4). يتم قياس الحموضة عن طريق المعايرة بمحلول أساسي قوي. وتسمى الحموضة التي يتم قياسها باستخدام برتقال الميثيل كمؤشر أثناء المعايرة بحموضة برتقال الميثيل، بما في ذلك الحموضة التي يتكون منها النوع الأول من الحمض القوي والنوع الثالث من ملح الحمض القوي؛ وتسمى الحموضة التي تقاس بالفينول فثالين كمؤشر بحموضة الفينول فثالين، وهي مجموع أنواع الحموضة الثلاثة المذكورة أعلاه، لذلك تسمى أيضًا بالحموضة الكلية. ولا تحتوي المياه الطبيعية عمومًا على حموضة قوية، ولكنها تحتوي على كربونات وبيكربونات تجعل الماء قلويًا. عندما تكون هناك حموضة في الماء، فهذا يعني غالبًا أن الماء ملوث بالحمض.
وعلى النقيض من الحموضة، تشير قلوية الماء إلى كمية المواد الموجودة في الماء والتي يمكنها تحييد الأحماض القوية. تشمل المواد التي تشكل القلوية قواعد قوية (مثل NaOH، KOH) يمكنها تفكيك OH- تمامًا، وقواعد ضعيفة تتفكك جزئيًا OH- (مثل NH3، C6H5NH2)، وأملاح مكونة من قواعد قوية وأحماض ضعيفة (مثل Na2CO3، K3PO4، Na2S) وثلاث فئات أخرى. يتم قياس القلوية عن طريق المعايرة بمحلول حمضي قوي. القلوية التي يتم قياسها باستخدام الميثيل البرتقالي كمؤشر أثناء المعايرة هي مجموع الأنواع الثلاثة المذكورة أعلاه من القلوية، والتي تسمى القلوية الكلية أو قلوية الميثيل البرتقالي؛ وتقاس القلوية باستخدام الفينول فثالين حيث يسمى المؤشر قاعدة الفينول فثالين. الدرجة، وتشمل القلوية المتكونة من النوع الأول من القواعد القوية وجزء من القلوية المتكونة من النوع الثالث من الملح القلوي القوي.
تشتمل طرق قياس الحموضة والقلوية على معايرة مؤشر الحمض والقاعدة ومعايرة قياس الجهد، والتي يتم تحويلها بشكل عام إلى CaCO3 ويتم قياسها بالملجم / لتر.
40. ما هي قيمة الرقم الهيدروجيني للماء؟
قيمة الرقم الهيدروجيني هي اللوغاريتم السلبي لنشاط أيون الهيدروجين في المحلول المائي المقاس، أي الرقم الهيدروجيني = -lgαH+. وهو أحد المؤشرات الأكثر استخدامًا في عملية معالجة مياه الصرف الصحي. تحت ظروف 25 درجة مئوية، عندما تكون قيمة الرقم الهيدروجيني 7، تكون أنشطة أيونات الهيدروجين وأيونات الهيدروكسيد في الماء متساوية، ويكون التركيز المقابل 10-7 مول/لتر. في هذا الوقت، يكون الماء متعادلًا، وقيمة الرقم الهيدروجيني > 7 تعني أن الماء قلوي. ، وقيمة الرقم الهيدروجيني<7 means the water is acidic.
تعكس قيمة الرقم الهيدروجيني حموضة الماء وقلويته، لكنها لا يمكن أن تشير بشكل مباشر إلى حموضة الماء وقلويته. على سبيل المثال، حموضة محلول حمض الهيدروكلوريك 0.1 مول/لتر ومحلول حمض الأسيتيك 0.1 مول/لتر هي أيضًا 100 ملي مول/لتر، لكن قيم الرقم الهيدروجيني لهما مختلفة تمامًا. قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول حمض الهيدروكلوريك 0.1 مول/لتر هي 1، في حين أن قيمة الرقم الهيدروجيني لمحلول حمض الأسيتيك 0.1 مول/لتر هي 2.9.
41. ما هي طرق قياس قيمة الرقم الهيدروجيني شائعة الاستخدام؟
في الإنتاج الفعلي، من أجل فهم التغيرات في قيمة الرقم الهيدروجيني لمياه الصرف الصحي التي تدخل محطة معالجة مياه الصرف الصحي بسرعة وسهولة، فإن أبسط طريقة هي قياسها تقريبًا باستخدام ورقة اختبار الرقم الهيدروجيني. بالنسبة لمياه الصرف الصحي عديمة اللون والخالية من الشوائب العالقة، يمكن أيضًا استخدام طرق قياس الألوان. في الوقت الحاضر، الطريقة القياسية المستخدمة في بلدي لقياس قيمة الرقم الهيدروجيني لجودة المياه هي طريقة قياس الجهد (طريقة القطب الزجاجي GB 6920–86). عادة لا يتأثر باللون والعكارة والمواد الغروية والمؤكسدات وعوامل الاختزال. ويمكنه أيضًا قياس الرقم الهيدروجيني للمياه النظيفة. ويمكنه أيضًا قياس قيمة الرقم الهيدروجيني لمياه الصرف الصناعي الملوثة بدرجات مختلفة. وهذه أيضًا طريقة مستخدمة على نطاق واسع لقياس قيمة الرقم الهيدروجيني في معظم محطات معالجة مياه الصرف الصحي.
مبدأ قياس الجهد لقيمة الرقم الهيدروجيني هو الحصول على جهد القطب المشير، أي قيمة الرقم الهيدروجيني، عن طريق قياس فرق الجهد بين القطب الزجاجي والقطب المرجعي ذو الجهد المعروف. يستخدم القطب المرجعي عمومًا قطب الكالوميل أو قطب Ag-AgCl، مع كون قطب الكالوميل هو الأكثر استخدامًا. جوهر مقياس جهد الأس الهيدروجيني هو مضخم التيار المستمر، الذي يضخم الإمكانات الناتجة عن القطب الكهربائي ويعرضها على رأس العداد في شكل أرقام أو مؤشرات. عادةً ما تكون مقاييس الجهد مجهزة بجهاز تعويض درجة الحرارة لتصحيح تأثير درجة الحرارة على الأقطاب الكهربائية.
مبدأ عمل مقياس الأس الهيدروجيني المباشر المستخدم في محطات معالجة مياه الصرف الصحي هو طريقة قياس الجهد، والاحتياطات المستخدمة هي في الأساس نفس تلك الخاصة بمقاييس الأس الهيدروجيني المختبرية. لكن لأن الأقطاب الكهربائية المستخدمة تكون غارقة بشكل مستمر في مياه الصرف الصحي أو خزانات التهوية وغيرها من الأماكن التي تحتوي على كمية كبيرة من الزيوت أو الكائنات الحية الدقيقة لفترة طويلة، بالإضافة إلى أن جهاز قياس الرقم الهيدروجيني يتطلب أن يكون مزوداً بجهاز تنظيف تلقائي للأقطاب الكهربائية يدوياً. التنظيف مطلوب أيضًا بناءً على ظروف جودة المياه وخبرة التشغيل. بشكل عام، يتم تنظيف مقياس الأس الهيدروجيني المستخدم في مدخل المياه أو خزان التهوية يدويًا مرة واحدة في الأسبوع، بينما يمكن تنظيف مقياس الأس الهيدروجيني المستخدم في المياه السائلة يدويًا مرة واحدة في الشهر. بالنسبة لأجهزة قياس الأس الهيدروجيني التي يمكنها قياس درجة الحرارة وORP والعناصر الأخرى في نفس الوقت، يجب صيانتها وصيانتها وفقًا لاحتياطات الاستخدام المطلوبة لوظيفة القياس.
42. ما هي الاحتياطات اللازمة لقياس قيمة الرقم الهيدروجيني؟
⑴ يجب أن يظل مقياس الجهد جافًا ومقاومًا للغبار، ويتم تشغيله بانتظام للصيانة، ويجب أن يظل جزء توصيل سلك الإدخال من القطب نظيفًا لمنع دخول قطرات الماء والغبار والزيت وما إلى ذلك. تأكد من التأريض الجيد عند استخدام طاقة التيار المتردد. يجب على مقاييس الجهد المحمولة التي تستخدم البطاريات الجافة استبدال البطاريات بانتظام. وفي الوقت نفسه، يجب معايرة مقياس الجهد بانتظام وتصفيره للمعايرة والصيانة. بمجرد تصحيح الأخطاء بشكل صحيح، لا يمكن تدوير نقطة الصفر لمقياس الجهد ومنظمات المعايرة وتحديد المواقع حسب الرغبة أثناء الاختبار.
⑵يجب ألا يحتوي الماء المستخدم لتحضير المحلول المنظم القياسي وشطف القطب على ثاني أكسيد الكربون، وأن تكون قيمة الرقم الهيدروجيني له بين 6.7 و7.3، وأن تكون الموصلية أقل من 2 ميكروثانية/سم. يمكن للمياه المعالجة براتنج التبادل الأنيوني والكاتيوني أن تلبي هذا المطلب بعد غليها وتركها تبرد. يجب أن يتم إغلاق المحلول المنظم القياسي المُجهز وتخزينه في قنينة زجاجية صلبة أو قنينة من البولي إيثيلين، ثم تخزينها في الثلاجة عند درجة حرارة 4 درجات مئوية لإطالة عمر الخدمة. إذا تم تخزينه في الهواء الطلق أو في درجة حرارة الغرفة، فلا يمكن أن يتجاوز عمر الخدمة بشكل عام شهرًا واحدًا، ولا يمكن إرجاع المخزن المؤقت المستخدم إلى زجاجة التخزين لإعادة استخدامه.
⑶ قبل القياس الرسمي، تحقق أولاً مما إذا كانت حالة الجهاز والقطب الكهربائي والمخزن المؤقت القياسي طبيعية. وينبغي معايرة مقياس الرقم الهيدروجيني بانتظام. عادة ما تكون دورة المعايرة ربع أو نصف عام، ويتم استخدام طريقة المعايرة ذات النقطتين للمعايرة. أي أنه وفقًا لنطاق قيمة الرقم الهيدروجيني للعينة المراد اختبارها، يتم اختيار محلولين عازلين قياسيين قريبين منه. بشكل عام، يجب أن يكون فرق قيمة الرقم الهيدروجيني بين المحلولين المنظمين أكبر من 2 على الأقل. بعد تحديد موضعه مع المحلول الأول، اختبر المحلول الثاني مرة أخرى. يجب ألا يكون الفرق بين نتيجة العرض لمقياس الجهد وقيمة الرقم الهيدروجيني القياسية للمحلول المنظم القياسي الثاني أكبر من 0.1 وحدة الرقم الهيدروجيني. إذا كان الخطأ أكبر من 0.1 وحدة pH، فيجب استخدام محلول منظم قياسي ثالث للاختبار. إذا كان الخطأ أقل من 0.1 وحدة pH في هذا الوقت، فمن المرجح أن تكون هناك مشكلة في المحلول المنظم الثاني. إذا كان الخطأ لا يزال أكبر من 0.1 وحدة pH، فهذا يعني أن هناك خطأ ما في القطب الكهربائي ويجب معالجة القطب الكهربائي أو استبداله بقطب جديد.
⑷عند استبدال المخزن المؤقت القياسي أو العينة، يجب شطف القطب بالكامل بالماء المقطر، ويجب امتصاص الماء المتصل بالقطب بورق الترشيح، ثم شطفه بالمحلول المراد قياسه لإزالة التأثير المتبادل. وهذا مهم لاستخدام المخازن المؤقتة الضعيفة. هذا مهم بشكل خاص عند استخدام الحلول. عند قياس قيمة الرقم الهيدروجيني، يجب تحريك المحلول المائي بشكل مناسب لجعل المحلول موحدًا وتحقيق التوازن الكهروكيميائي. عند القراءة يجب إيقاف التحريك وتركه لبعض الوقت حتى تستقر القراءة.
⑸ عند القياس، اشطف القطبين الكهربائيين بعناية بالماء، ثم اشطفهما بعينة الماء، ثم اغمر الأقطاب الكهربائية في كوب صغير يحتوي على عينة الماء، وهز الكأس بعناية بيديك لجعل عينة الماء موحدة، وسجل قيمة الرقم الهيدروجيني بعد القراءة مستقرة.