تنظیم PH آب

اغلب فرایندهای تصفیه به خصوص فرآیندهای شیمیایی و بیولوزیکی در محدوده خاصی از pH قابلیت انجام را دارند. با توجه به نوسانات pH در بیشتر فاضلابهای صنعتی، معمولا تنظیم pH امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. منظور از تنظیم pH تنها خنثی کردن فاضلاب نیست بلکه در برخی مواقع لازم است که pH فاضلاب از حالت خنثی خارج شده و وارد محدوده اسیدی یا قلیایی شود.

به طور مثال برای حذف کادمیوم از فاضلاب لازم است که مقدار pH فاضلاب به بیش از 9 رسانیده شود. بر این اساس فرایند تنظیم pH معمولا یک فرایند پیش تصفیه ای است که شرایط را برای انجام دیگر فرآیندهای تصفیه آماده می سازد. با افزودن مقدار مناسبی از ماده شیمیایی که خاصیت قلیایی یا اسیدی دارد، می توان مقدار pH فاضلاب را در محدوده مورد نظر تنظیم کرد. در جدول زیر فهرستی از متداول ترین مواد شیمیایی قابل استفاده برای فرآیند تنظیم pH آمده است. این مواد مشابه همان موادی هستند که از آنها می توان در فرآیند خنثی سازی استفاده کرد. در واقع فرآیند خنثی سازی حالت خاصی از فرآیند تنظیم pH است که در آن مقدار pH باید در محدوده خنثی (حدود 7) قرار گیرد.

 

قابلیت دسترسی		وزن		فرمول شیمیایی	نام ترکیب شیمیایی	کاربرد
درصد خلوص	شکل	اکی والان	ملکولی
96-99	پودری	50.0	100.0	CaCO3	کربنات کلسیم	افزایش pH
82-95	پودری، گرانولی	37.1	74.1	Ca(OH)2	هیدرواکسید کلسیم (آهک)	افزایش pH
90-98	کلوخه، سنگریز، خاکه	28.0	56.1	CaO	اکسید کلسیم	افزایش pH
58-65	پودری	33.8	68.8	[Ca(OH)2]0.6 [Mg(OH)2]0.4	آهک هیدراته دولومیتی	افزایش pH
55-58 (CaO)	کلوخه، سنگریزه، خاکه	24.8	49.8	(CaO)0.6(MgO)0.4	آهک زنده دولومیتی	افزایش pH
–	پودری	29.2	58.3	Mg(OH)2	هیدرواکسید منیزیم	افزایش pH
99	پودری، گرانولی	20.2	40.3	MgO	اکسید منیزیم	افزایش pH
99	پودری، گرانولی	84.0	84.0	NaHCO3	بیکربنات سدیم	افزایش pH
99.2	پودری	53.0	106.0	Na2CO3	کربنات سدیم (خاکستر قلیایی)	افزایش pH
98	پودری، مایع	40.0	40.0	NaOH	هیدروکسید سدیم (سود سوز آور، سود پرک)	افزایش pH
–	گاز (CO2)	31.0	62.0	H2CO3	اسید کربنیک	کاهش pH
77.7 (Be 60)	مایع	36.5	36.5	HCL	اسید کلریدریک	کاهش pH
93.2 (66 Be)	مایع	49.0	98.1	H2SO4	اسید سولفوریک	کاهش pH

 

فرآیند تنظیم pH به دو صورت دستی و اتوماتیک قابل انجام است. اگر حجم فاضلاب کم بوده و همچنین جریان فاضلاب به صورت ناپیوسته باشد، می توان فرآیند تنظیم pH را بصورت دستی انجام داد. بدین منظور ابتدا مقدار pH اندازه گیری شده و سپس مقداری از ماده شیمیایی متناسب را به آن اضافه می کنند.

البته لازم است که جهت توزیع مناسب ماده شیمیایی بصورت دستی یا مکانیکی اختلاط لازم را انجام داد. بصورت تئوریکی واکنش های شیمیایی در این فرآیند بصورت آنی انجام می پذیرد اما در عمل مقداری زمان برای انجام کامل اختلاط لازم است.

اگر حجم فاضلاب زیاد و یا جریان آن بصورت پیوسته باشد، عملاً نمی توان تنظیمpH را بصورت دستی انجام داد. در این حالت یک سنسور pH در فاضلاب بصورت آنلاین و لحظه ای مقدار pH را اندازه گیری کرده و اطلاعات را به واحد کنترل منتقل می کند. پردازشگر واحد کنترل براساس مقدار pH اندازه گیری و محدوده pH موردنظر به یکی از پمپ های تزریق اسید یا باز فرمان داده تا مواد شیمیایی لازم را به تانک اختلاط و واکنش وارد کنند.

به عنوان نمونه اگر بخواهیم مقدار pH فاضلابی را که pH آن 5/5 است در محدوده 9-8 تنظیم نماییم، مراحل کار به این صورت خواهد بود که ابتدا سنسور pH مقدار pH فاضلاب خام را که معادل 5/5 است اندازه گیری کرده و آن را به واحد کنترل منتقل می کند. با توجه به محدوده pH مورد نظر، پردازشگر واحد کنترل به پمپ تزریق حاوی سود مایع فرمان داده تا تزریق سود را به انجام برساند. این فرمان تا زمانیکه مقدار pH فاضلاب از 5/5 به 9 (حد بالای محدوده pH موردنظر) برسد ادامه خواهد یافت. با رسیدن مقدار pH به 9 پردازشگر فرمان قطع تزریق قلیا را به پمپ تزریق قلیا داده و عملیات تزریق قلیا قطع می شود. چون مقدار pH فاضلاب 5/5 است لذا با قطع تزریق قلیا و ورود پیوسته فاضلاب، مقدار pH فاضلاب کم کم کاهش می یابد. تا زمانی که مقدار pH فاضلاب به 8 (حد پایین محدوده pH موردنظر) نرسیده است، پردازشگر به هیچ کدام از پمپ های تزریق اسید یا باز فرمان تزریق نمی دهد چون مقدارpH در محدوده مورد نظر قرار دارد.

در اولین لحظه ای که مقدار pH به کمتر از 8 برسد، پردازشگر دوباره به پمپ تزریق قلیا فرمان تزریق داده و به این ترتیب مقدار pH افزایش می یابد. با تکرار مراحل گفته شده مقدار pH فاضلاب همواره در محدوده مورد نظر 9-8 باقی خواهد ماند. در مثال فوق اگر اطمینان داشته باشیم که هیچ گاه مقدار pH فاضلاب ورودی بیش از 9 نخواهدبود، نصب پمپ تزریق اسید ضروری نیست اما اگر احتمال نوسانات در pH ورودی زیاد بوده و امکان افزایش آن به بیش از 9 وجود داشته باشد، لازم است که حتماً پمپ تزریق اسید نیز در نظر گرفته شود تا با تزریق به موقع مقدار pH فاضلاب در محدود موردنظر حفظ شود.