III. اصطلاحات شاخص کیفیت آب
1. غلظت یون هیدروژن (pH): روشی برای بیان غلظت یون هیدروژن. این لگاریتم منفی غلظت (فعالیت) یون هیدروژن در یک محلول آبی است، یعنی -lg[H+]. اسیدیته یا قلیایی بودن نمونه آب را نشان می دهد و بدون بعد است.
2. رسانایی (σ): نشان دهنده توانایی یک محلول برای هدایت جریان الکتریکی است. این متقابل مقاومت است. واحد رایج زیمنس بر متر (S/m) است. یک تبدیل واحد ساده به شرح زیر است:
1 μS/cm=0.001 mS/cm=0.0001 S/m
3. مقاومت (ρ): کمیت فیزیکی که مقاومت یک ماده را در برابر جریان الکتریکی اندازه می گیرد. این رسانایی متقابل است. واحد مشترک اهم بر متر (Ω*m) است. تبدیل واحدهای ساده به شرح زیر است:
1 MΩ*cm=10000 Ω*m
4. کدورت (TUB): این به درجه ای اشاره دارد که یک محلول مانع عبور نور می شود. این شامل پراکندگی نور توسط مواد معلق و جذب نور توسط مولکول های املاح است. کدورت آب نه تنها به محتوای مواد معلق بلکه به اندازه، شکل و ضریب شکست آنها نیز مرتبط است. واحد NTU/TU است.
5. رنگی بودن: رنگ آب (رنگ و اشباع، به استثنای روشنایی). قبل از اندازه گیری باید 15 دقیقه شفاف شود و مقدار pH باید در نظر گرفته شود. واحد درجه است.
6. سختی آب: توانایی یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب برای رسوب دادن آب صابون. هر چه یون های کلسیم و منیزیم بیشتر باشد، سختی آن بیشتر می شود. به سختی موقت (کربنات) و سختی دائم (غیر{3}}کربنات) تقسیم می شود. واحد mmol/L یا mg/L است.
7. قلیایی بودن (ALK): به کل مقدار مواد موجود در آب اطلاق می شود که می توانند اسیدهای قوی را خنثی کنند. به عبارت دیگر، این مقدار کل موادی است که می توانند پروتون ها را بپذیرند (H+). این شامل بازهای قوی، بازهای ضعیف و نمک های بازهای قوی و اسیدهای ضعیف است. قلیائیت در آب طبیعی عمدتاً توسط بی کربنات ها (CHO3-)، کربنات ها و هیدروکسیدها ایجاد می شود که بی کربنات ها شکل اولیه قلیایی هستند. واحد mmol/L است.
8. اسیدیته: به مجموع مواد موجود در آب اطلاق می شود که می توانند پایه های قوی را خنثی کنند. به عبارت دیگر، این مقدار کل موادی است که می توانند پروتون ها را بپذیرند (OH-). این شامل اسیدهای معدنی، اسیدهای آلی و نمک اسیدهای قوی و بازهای ضعیف است. واحد (KOH)/(mg/g) است.
9. اکسیژن محلول (DO): اکسیژن مولکولی محلول در آب. DO نشانگر ظرفیت خود-تصفیه بدن آب است. برای جلوگیری از خوردگی، آب دیگ بخار و محصولات مشابه الزامات سختگیرانه ای برای DO دارند. واحد mg/L است.
10. کلر باقیمانده: مقدار کل کلر موجود باقی مانده در آب پس از واکنش کلر اضافه شده در طول ضدعفونی آب. کلر بیش از حد باقیمانده باعث بوی نامطبوع آب می شود، در حالی که کلر ناکافی باعث می شود آب قابلیت استریل شدن خود را از دست بدهد. واحد mg/L است.
11. جامدات معلق (SS): مواد جامد معلق در آب شامل مواد معدنی و آلی نامحلول و همچنین سیلت، خاک رس و میکروارگانیسم ها. یکی از شاخص های سنجش میزان آلودگی آب و عامل اصلی کدورت آب است. واحد mg/L است.
12. تقاضای اکسیژن شیمیایی (COD): مقدار اکسیژن مصرفی زمانی که اکسیدان های شیمیایی (مانند پرمنگنات پتاسیم و دی کرومات پتاسیم) آلاینده های هوازی در آب را تحت شرایط خاص اکسید می کنند. یکی از شاخص های مهم و جامع برای ارزیابی میزان آلودگی آب است. CODMn/CODcr به ترتیب به استفاده از اکسیدان های KMnO4 و K2Cr2O7 اشاره دارد. واحد mg/L است.
توجه: برای تمایز مؤثر، CODMn اغلب به عنوان شاخص پرمنگنات پتاسیم نامیده می شود که عمدتاً در کاربردهای آب خالص استفاده می شود، در حالی که CODcr بیشتر در کاربردهای فاضلاب استفاده می شود.
13. تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی (BOD): به مقدار اکسیژن محلول مصرف شده توسط میکروارگانیسم ها در طول تجزیه و اکسیداسیون مواد آلی در آب در زمان، دما و شرایط مشخص اشاره دارد. در درجه اول وضعیت آلودگی مواد آلی را کنترل می کند. BOD5 تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی پنج روزه است. نسبت BOD5/CODcr بیشتر از 0.3 نشان دهنده زیست تخریب پذیری خوب آب است. واحد mg/L است.
14. تقاضای کل اکسیژن (TOD): مقدار اکسیژن مورد نیاز برای احیای مواد موجود در آب برای سوختن به اکسیدهای پایدار در دماهای بالا. TOD > CODcr > BOD5. واحد mg/L است.
15. کربن آلی کل (TOC): محتوای کربن کل مواد آلی در آب. واحد mg/L است.
16. نیتروژن آمونیاکی (NH3-N، بیان شده به صورت N): نیتروژن موجود در آب به صورت آمونیاک آزاد (NH3) و یونهای آمونیوم (NH4+). مواد آلی مشتق شده از حیوانات معمولاً دارای محتوای نیتروژن بالاتری نسبت به مواد آلی مشتق شده از گیاهان هستند. واحد: میلی گرم در لیتر.
17. فسفر کل (TP): مقدار کل فسفر آب در تمام اشکال آن. فسفات در فرآیند انعقاد اختلال ایجاد می کند. فسفر یک عنصر کلیدی برای رشد جلبک است. فسفر بیش از حد باعث اوتروفیکاسیون می شود. واحد: میلی گرم در لیتر.
18. نیتروژن کل (TN): مقدار کل نیتروژن معدنی و آلی موجود در آب به تمام اشکال آن. نیتروژن کل=نیتروژن آلی (نیتروژن آلی=نیتروژن پروتئین + نیتروژن غیر- پروتئین) + نیتروژن معدنی (نیتروژن معدنی=نیتروژن آمونیاک + NO2- + NO3-)، که نشان دهنده میزان آلودگی مواد مغذی در آب است. واحد: میلی گرم در لیتر.
19. شاخص چگالی لجن (SDI): برای اندازه گیری میزان جامدات معلق در آب خام مورد استفاده در سیستم اسمز معکوس استفاده می شود. این نشان دهنده محتوای ذرات، کلوئیدها و سایر مواد موجود در آب است که می توانند دستگاه های مختلف تصفیه آب را مسدود کنند و ابزار اصلی برای بررسی اینکه آیا پساب سیستم پیش تصفیه الزامات آب خوراک اسمز معکوس را برآورده می کند یا خیر است.
نکته: آزمایش SDI با فیلتر کردن آب تحت فشار ثابت 207 کیلو پاسکال با استفاده از روش جریان مستقیم (بدون جریان متقاطع) انجام می شود. به طور معمول، یک غشای دایره ای 0.45 میکرومتر برای آزمایش نمونه آب 500 میلی لیتری به مدت 15 دقیقه استفاده می شود. SDI را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
20. کل جامدات محلول (TDS): مقدار کل جامدات محلول در آب، نشان دهنده مواد معدنی باقی مانده پس از فیلتر کردن جامدات معلق (SS) و کلوئیدها و تبخیر تمام آب است. واحد mg/L است.
توجه: در محلولهای با غلظت کم (TDS کمتر یا مساوی 150 میلیگرم در لیتر)، یک همبستگی عددی تقریبی بین TDS و رسانایی وجود دارد، یعنی رسانایی (μs/cm)=2 * TDS (mg/L).
21. اکسیداسیون-پتانسیل کاهش (ORP): خاصیت کاهش اکسیداسیون ماکروسکوپیک-که توسط همه مواد در یک محلول آبی نشان داده میشود. ORP بالاتر نشان دهنده قدرت اکسید کننده قوی تر است و بالعکس. واحد mV است.
22. نرخ نمک زدایی: به درصد آنیون ها و کاتیون های حذف شده از آب در طی فرآیندهای شیمیایی یا تبادل یونی اشاره دارد. در کاربردهای عملی، به طور کلی به میزان حذف نمک در یک سیستم اسمز معکوس اشاره دارد. فرمول محاسبه این است: نرخ نمکزدایی=(محتوای نمک آب خوراک کل - کل محتوای نمک آب محصول) / کل محتوای نمک آب خوراک × 100%. یک فرمول تخمین سریع این است: (رسانایی آب خام - رسانایی آب محصول) / رسانایی آب خام.
23. نرخ بازیابی: به نسبت دبی آب محصول به دبی آب خوراک اشاره دارد. فرمول این است: نرخ جریان آب محصول / نرخ جریان آب خوراک × 100٪. در یک سیستم یک طرفه، نرخ جریان آب تغذیه ≈ نرخ جریان آب محصول + سرعت جریان کنسانتره.
24. قطبش غلظت: به انتقال انتخابی مواد خاصی از طریق غشاء تحت تأثیر نیروهای محرکه غشایی اشاره دارد که منجر به ایجاد گرادیان غلظت در سطح مشترک غشا/محلول می شود. قطبش غلظت به شدت بر عملکرد فرآیند جداسازی تأثیر می گذارد. برای کاهش قطبش غلظت، سرعت جریان محلول بین غشاها افزایش مییابد و آشفتگی افزایش مییابد.
25. قطعات در میلیون (ppm): این یک قسمت در میلیون واحد جرم یا حجم را نشان میدهد، یعنی 1 ppm=1/10^(-6)، که اغلب به میلی گرم در لیتر (mg/L) اشاره دارد.
26. قطعات در میلیارد (ppb): این یک قسمت در میلیارد واحد جرم یا حجم را نشان میدهد، یعنی 1ppb=1/10^(-9)، اغلب به میکروگرم در لیتر (ug/L) اشاره میکند. 27. قطعات در تریلیون: این به یک تریلیونم واحد جرم یا حجم اشاره دارد، یعنی اغلب بیان میشود {{1^1}/pt. پیکوگرام در لیتر (pg/L).