**پاسخ مسايل کتاب اصول تصفيه آب و پساب های صنعتی **

پاسخ مسايل
کتاب اصول تصفيه آب و پساب های صنعتی
دکتر محمد چالکش اميری
دانشگاه پيام نور، ١٣٨۴
تاليف : ژوليت اردوخانيان
عضو هيات علمی دانشگاه پيام نور
مرکز تهران – گروه شيمی
متن تصحيح شده توسط دکتر چالکش اميری
با تشکر از خانم ها سمانه گلکار،مريم معلمی وآتنا نظام آبادی و آقای مجيد نيک خواه
بابايی دانشجويان رشته شيمی مرکز تهران که در تايپ کامپيوتری مطالب همکاری نموده اند.
۴٠ – فصل دوم : صفحات ۴١
می توان ضريب تبديل را به Al ١- با توجه به وزن اکی والان کلسيم کربنات و يون + 3 - ٢
دست آورد:
f =E(CaCO3) / E ( AL3+) = (100 /2) ÷ (27/3) = 5.56
٢- يک هزارم نرمال برابر است با يک اکی والان در ليتر: - ٢
[H+]= 0.001 N ×1000 = 1 meq/L
معادل کربناتی داريم: ppm با توجه به تعريف
معادل کربناتی ppm = 1 meq/l ×50 = 50
١. حال غلظت آن را بر حسب ميلی ×١٠-۵N برابر است با OH- غلظت ، pH= ٣- در ٩ - ٢
اکی والان در ليتر حساب می کنيم.:
1× 10 -5 × 1000 = 0.01 meq/L
معادل کربناتی ppm = 0.01 meq/l ×50 = 0.5
۴- با توجه با رابطه زير در صفحه ٢٠ کتاب: - ٢
TDS(mg/L) = 1.55 μmho/cm
باشد. در اين صورت: μmho/cm ∗ به نظر می رسد هدايت الکتريکی آب بايد بر حسب
Ec = 100 μmho/cm
TDS = 100 ÷ 1.55= 64.5 ppm
۵٠٠ ) می باشد. ppm) آب مطلوب آشاميدنی TDS آب کمتر از TDS
برابر است. پس می توان آن را از Th.O.D. تقريبا با اکسيژن مورد نياز تئوری COD -۵- ٢
طريق محاسبه مقداراکسيژن مورد نياز تئوری به دست آورد. با توجه به واکنش اکسايش بنزن:
C6H6 +15/2 O2 6CO2 + 3H2O
مقدار اکسيژن مورد نياز را می توان حساب کرد:
1 mole C6H6 = 7.5 ×32×1000 mg O2
1 g = 1÷78 = 0.013 mole
0.013×7.5×32000×1/0.5 = 6240 mg /L= ppm
۶- الف: با استفاده از اصل خنثاييت الکتريکی: - ٢
Ca2+ + Mg 2+ + K+ + Na + = HCO3
- + CO3
2- + SO4
2- + Cl-
١٢٠ + ٧٠ + ۶٠ = ١٣٠ + ٠ + ٨٠ + Cl-
Cl- = معادل کربناتی ۴٠ ppm
١ است. پس / ١ در صفحه ١٧ کتاب ، ضريب تبديل سولفات برابر ٠۴ - ب: طبق جدول ٢
غلظت سولفات بر حسب خودش می شود:
SO4
2- = 80 ÷ 1.04 = 76.9 ppm
برابر با مجموع غلظت يون های هيدروکسيد و کربنات در آب است. (P ) ج: قلياييت ساده
می باشد. P= پس 0
برابر با مجموع غلظت يون های هيدروکسيد و کربنات و بی کربنات در (M ) د: قلياييت کل
می باشد. M= آب است. پس 130
٨ کمتر باشد. / بايد از ٣ pH در حدود ٨ بوده و چون فقط بيکربنات داريم پس pH ی
٧- با توجه به اين که واکنش های ( ١) و ( ٢) در مرحله تعيين قلياييت ساده و واکنش های - ٢
٢) و ( ٣) در مرحله تعيين قلياييت کل اتفاق می افتند: ) ، (١)
OH- + H+ H2O (١)
CO3
2- + H+ HCO3
- (٢)
HCO3
- + H+ H2CO3 (٣)
معادل اسيد مصرف شده برای خنثی کردن مجموع يون های ، P پس چنانکه قلياييت ساده
در صورت ،M هيدروکسيد و کربنات باشد که توليد آب و بی کربنات می کند. قلياييت کل
خواهد بود. زيرا واکنش ( ٣) در حين خنثی P وجود کربنات يا کربنات و بی کربنات بيشتر از
شود، نبايد هيچ بی کربناتی در آب P=M شدن بی کربنات اتفاق می افتد. پس برای اين که
باشد. لذا غلظت کربنات و بی کربنات بايد صفر بشود.
آب کمتر است. pH ، ٨- بلی، در صورتی که قلياييت ساده کمتر و قلياييت کل بيشتر باشد - ٢
آب بالاتر است. pH ، ولی در صورتی که قلياييت ساده بيشتر شود
بالاتر است. چون pH از نظر صنعتی کنترل عملکرد آب در قلياييت بالاتر آسان تر از
جلوگيري ميشود. pH قليائيت زياد باعث بافري شدن آب ميگردد و از تغييرات زياد
٩- اگر نسبت قلياييت ساده به قلياييت کل بيشتر باشد، بيانگر برتری غلظت هيدروکسيد و - ٢
است. pH کربنات به بی کربنات است پس به مفهوم افزايش
١٠ - انتظار داريم : - ٢
TOC معرف همه ناخالصی های آلی نمونه است ولی COD باشد. زيرا COD›TOC
قسمتی از مواد آلی را نشان می دهد.
COD معرف مواد آلی قابل تجزيه با باکتری هاست ولی BOD باشد. زيرا COD›BOD5
کل مواد آلی قابل تجزيه و هم غير قابل تجزيه با باکتری ها را نشان می دهد.
مواد آلی قابل تجزيه توسط باکتری ها را طی مدت زمان BODu زيرا BODu›BOD5
بسيار طولانی نشان می دهد.
١١ - الف: قلياييت ساده - ٢
ppm
W
P V N 35
100
50000 3.5 0.02 50000 =
× ×
=
× ×
=
را M ، ب: چون نمونه در حضور شناساگر متيل اورانژتيتر نشده است، نمی توان قلياييت کل
بدست آورد.
V V 7ml : ج
100
35 0.01 50000 ⇒ =
× ×
=
راه دوم چون نرماليته اسيد نصف شده است سپس حجم اسيد مصرفي بايد دو برابر شود تا
داشته باشيم. H همان مقداراکي والان
N1V1 = N2V راه سوم : 2
P= د: چون حجم ارلن ماير تاثيری در محاسبه ندارد، پس 35
٧۵ – فصل سوم : صفحات ٧۶



افزايش می يابد CO و- 3٢ OH- ١- در فرايند آهک و سودازنی قلياييت ساده يعنی يون های - ٣
ولی غلظت سولفات و کلريد تغيير نمی کند. مگر آنکه از مواد کمک منعقد کننده استفاده کنيم.
٢- پودر ماشين لباسشويی حاوی مقداری فسفات به شکل پلی فسفات ها است تا بتواند آهن و - ٣
Fe(OH) منگنز را به صورت محلول نگه دارد و از ايجاد لکه های قهوه ای و سياه 3
برروی لباس ها جلوگيری کند. MnO و 2
٣- روش ها ی پيشنهادی : - ٣
آب احتمال pH ٨ تثبيت آب خروجی که درپی کاهش / به حدود ۵ pH ١ – کاهش
رسوب گذاری کاهش می يابد.
٢- استفاده از هگزامتا فسفات سديم براي محلول نگهداشتن يونهاي سختي آور
آب در حوضچه آهک زنی برای کاهش سختی کل (کلسيمی و منيزيمی) حدود pH ،( ٤- (ج - ٣
١٠ می باشد. /۵
تاثيری در سختی ندارد. NaCl ٥- افزايش نمک طعام يعنی - ٣
٦- بايد توجه کرد که در حوضچه آهک زنی افزايش آهک به منظور حذف سختی انجام - ٣
می گيرد و در صورت کاهش مقدار آهک حذف سختی تا سطح مطلوب انجام نخواهد شد و تا
به حد مطلوب حدود ١٠ نميتواند افزايش يابد. پس پيشنهاد pH حذف نشوند CO همه 2
دانشجو رد می شود.
کمتر از محدوده بهينه اکسايش با pH ٧- الف) حسن استفاده از کلر در اين است که حتی در - ٣
اکسيژن ، آهن را خيلی سريع تر اکسيد می کند. عيب آن تشکيل ماده خطرناک کلروفنل در آب
های حاوی فنل می باشد.
حسن استفاده از پرمنگنات در اين است که در عمل کمتر از مقدار استوکيومتری لازم
دارد و اکسايش آهن بسيار سريع است. ولی عيب آن لزوم کنترل دقيق مقدار تزريق ان به آب
است زيرا پرمنگنات اضافی به آب رنگ ارغوانی می دهد. بعلاوه برای لاستيک ها و بعضی
از پلاستيک ها خورنده است.
حسن روش هوادهی ، ساده و کم هزينه بودن آن است و اينکه به مواد شيميايی نيازی
محيط pH ، محيط است که در صورت کافی نبودن قلياييت pH ندارد. ولی عيب ان کاهش
سرعت واکنش اکسايش را کم می کند.
مصرف مواد اکسيدان H2S ب) به دليل غنی بودن آب از نظر مواد الی و رنگ و بويژه
بيشتر می شود.
٨- الف) آهن و منگنز باعث تشديد فعاليت و رشد ميکروارگانيسم ها می شوند و در اثر -٣
لکه هايی به رنگ زرد تا قهوه ای Fe(OH) اکسيد شدن توسط هوا به صورت رسوب 3
لکه های سياه متمايل به ارغوانی توليد می کنند. MnO متمايل به قرمز و رسوب 2
ب) روش شيميايی حذف آهن و منگنز ، اکسايش توسط مواد اکسيد کننده نظير کلر يا
پرمنگنات و روش فيزيکی هوادهي است.
٨ در صفحه ٧٢ آتاب : - ٩- با استفاده از نمودار ٣ - ٣
E ۵۵٠ از ppm ۵ در فرايند آهك زني سرد به حدود ppm براي آاهش غلظت سيليكا به
(آهك دولوميتي) نيازاست. چنانکه از اين نمودار پيداست غلظت سيليكا هيچ وقت به صفر نمي
آهك ) E ٧٠٠ از ppm ٢) به حدود ppm رسد ولي براي آاهش به حداقل مقدار (حدود
دولوموتي) نياز است.
١٠ - سيليکاي محلول براي مبدلهاي حرارتي مشکل ساز نيست اما سيليکاي کلونيدي به - ٣
دليل پديده جذب سطحي سيليكاي آلوييدي بر سطح رسوبات در جداره مبدل هاي حرارتي مي

چسبد.

١٠٨ – فصل چهارم : صفحات ١٠٩
١- با آمك قانون استوآس می توان سرعت سقوط ذرات راحساب کرد. - ۴
V = (g/18 μ)(ps – pw ) d2
g = 9.8 m/s در حالی که: 2
μ = 1 cp = 1×10−3 kg /m.s
Δp = ps – pw = 1.1 – 1 = 0.1
d = 2r = 2×1×10-3 m
V =( 9.8 /18 ×10-3)(1.1 – 1)(2×10-3)2 = 2.17× 10-4 m/s = 1m / 4600 s
و
V =( 9.8 /18 ×10-3)(4 – 1)(2×10-3)2 = 6.53 × 10-3 m/s = 1m / 153 s
مشاهده می شود که ذره ای با چگالی بزرگ تر با سرعت بيشتر و در زمان کوتاه تری سقوط
می کند.
متناسب است با: V ٢- چون طبق قانون استوکس، سرعت سقوط ذرات يعنی - ۴
V≈ (Δp)d2
V1 ≈ (4– 1)( 2×2)2 = 48
V2 ≈ (2 – 1)( 2×4)2 = 64
معلوم می شود سرعت سقوط ذره ای با شعاع بزرگ ترولی دانسيته کم تر بيشتر است.
٣- بهتر است اندازه ذرات در بستر متنوع باشد، زيرا در صورت يکسان بودن مانند فيلتر - ۴
سطحي عمل می کند.
٠ باشد، فيلتر /۵ NTU ۴- با اندازه گيری کدورت آب خروجی. هرگاه کدورت بالاتر از - ۴
٠/٢ NTU نياز به شستشو دارد. پس از شستشو در صورت کاهش کدورت به کمتر از
زمان پايان شستشوی فيلتر است.
اما روش مهندسيتر کنترل ا فت فشار است. اگر افت فشار آب خروجي از حد مجاز کمتر شود
به مفهوم نياز به شستشواست و زمان پايان شستشو از نظر تئوري کاهش کدورت به حد مجاز
و از نظر مهندسي پايان زمان شستشوي استاندارد کارخانه است.
۵- داده های مسئله کافی نيست. - ۴
شيب خط برابر ، ΔΡ بر حسب Q ۶- در شروع فيلتراسيون با رسم - ۴
R
A
μ
μ و A است که
را ميتوان محاسبه کرد. R معلوم است سپس
شيب منحني را در زمان خاصي پيدا کرد که ΔΡ بر حسب Q در درازمدت ميتوان با رسم
برابر ( ) R Rc
A
μ +
ميباشد. از تقسيم دو شيب ميتوان
R
R + Rc يا
R
1+ را محاسبه کرد و با Rc
هم R از Rc را محاسبه کرد. در طولاني مدت ميتوان انتظار داشت که Rc مقدار R داشتن
بيشتر شود.
٧- الف: وقتی که يک ماده منعقد کننده به آب اضافه شود، مقداری از آن صرف تعديل - ۴
پتانسيل الکتريکی ذرات می شود تا برخوردها مؤثر شده و منجر به تجمع گردد و نيز مقداري
از ماده منعقد کننده به صورت رسوب چسبنده در ميآيد. مثلا با اضافه کردن آلوم به آب،
آلومينيم هيدروکسيد توليد شده با جذب ذرات معلق، ته نشين می شود. البته ذرات بايد با هم
برخورد کنند تا تجمع يابند. هم زدن ذرات را به هم نزديک تر کرده و شانس برخورد آن ها را
زياد می کند.
ب: در يک سيستم انعقاد سازی و ته نشينی، آب ورودی ابتدا وارد بخش اختلاط سريع می
شود که در آن جا توسط يک هم زن سريع با مواد شيميايی مخلوط می شود. سپس اين آب وارد
محفظه لخته گذاری شده و در آن جا با هم خوردن ملايم، محيط مناسب برای ايجاد لخته ها
فراهم می شود. آبی که در آن لخته تشکيل شده است وارد حوضچه ته نشينی شده و در آن جا
لخته ها و مواد قابل ته نشين شدن رسوب می کنند.
و قلياييت آب متوسط است آلوم منعقد کننده موثری خواهد بود. pH=۶/ ج: چون ۵
است. FeCl اگر نخواهيم از آلوم استفاده کنيم، انتخاب بعدی 3
بهتراست در دمای بالاتر کار شود.، FeCl برای افزايش کيفيت کار کرد ماده منعقد کننده 3
را تنظيم کرد. pH يا از کمک منعقد کننده ها استفاده شود و يا
٨- (الف)، انعقاد سازی ذرات رنگ مشکل تر از ذرات کدورت است. چون لخته های - ۴
سبک ديرتر ته نشين می شوند.
٩- (ب) جار تست برای بررسی عملکرد منعقد کننده ها به کار می رود. - ۴
١٠ -(الف) - ۴
مطلوب تر است FeCl ۴ تا ٩ انعقاد سازی با يون 3 pH ١١ -(د)، در محدوده - ۴
١٢٣ - فصل پنجم : صفحات ١٢۴



را به مولارتبديل آرده وسپس با ضرب در حجم مولار گازها يعني ppm ١- ابتدا غلظت - ۵

٢٢۴٠٠ حجم گاز بدست مي آيد : ml
1 ppm = 1 mg / lit = 0.001 g / lit
0.001 ÷ 32 = 3.12 × 10-5 M
3.12 × 10-5 × 22400 = 0.7 ml
CaSO ٢- حذف گازآلر با -۵ 3
راحت تراست و احتياج به دستگاه تزريق ندارد ، بلكه با ذرات فيلتر
فشاري مخلوط مي شود. تنهاعيب آن گران بودن ماده است .
Na محلول 2SO3
را بايد قبل از واحد تعويض يوني به آب تزريق نمود ،اين روش ارزان تر
ومتداول تر است.
براي حذف با پودر زغال فعال مي توان آنرا به تانك انعقاد سازي تزريق آرد يا آب را از فيلتر
زغال فعال عبور داد. بستر اين نوع فيلترها بايد هرسال تعويض شود.
خير ، در روشهاي فيزيكي حذف کامل گاز امكان پذير نيست فقط می توان آن را کاهش داد. ولي
حذف آامل با روش شيميايي انجام مي گيرد .
از نظر تئوري ميتوان گاز کلر را با هوا دهي حذف کرد ولي از نظر عملي چون گاز کلر بسيار
سمي است حذف به روش فيزيکي آن بسيار خطرناک است.
٣- (الف )، هيدرازين - ۵
N2H4 + O2 2H2O + N2
١) داريم : - ۴- مانند حل مساله ( ۵ - ۵
3 ppm = 3 mg / lit= 3 ×10-3 g / lit
3 × 10-3 ÷ 71 = 4.2 × 10-5 M
4.2×10-5 M × 22400 = 0.94 mL
۵- جزء مولي آمونياك درفازگازي عبارت است از - ۵
xi = pi / pt xi = 0.76 ÷ 760 = 0.01
٢٠ اگرجزء مولي آمونياك در فاز گازي °C ۴ازصفحه ١٢١ کتاب ، دردماي - طبق نمودار ۵
٠خواهد بود. / ٠ باشد، آنگاه جزء مولي آن در فاز مايع حدود ٠٠٨۴ /٠١
١٠٠٠ ) باشد : ÷١٨ ) = ۵۵/ اگر تعداد مولهاي آب دريك ليتررا برابر ۶
xi = ng / ng+nw
0.0084 = ng /( ng+55.6) ng = 0.47
ng = M = تعداد مولهاي آمونياك دريك ليترآ ب 0.47
حلاليت = l
l
mg = 0.47×17mg /
ب) فقط با کربن فعال امکان پذيراست چون روش هاي ديگر نميتوانند تا چنين غلظت کمي
کاهش دهند.
٧- آلربه خاطر قدرت اآسندگي ، باعث صدمه زدن به غشا درروش اسمز معكوس - ۵
ونيزرزين هاي تعويض يوني مي شود. ولي درآب شرب باعث ضد عفوني آردن آب ميشود.
٨- درهوازداي سرد با آاهش فشار، نقطه جوش آب را آنقدرپايين مي آورند آه آب به جوش - ۵
آيد و درنتيجه گازهاي ناخالصی از آب خارج شوند. ولي درهوازداي گرم، به آمك بخار آب
ورودي به هوا زدا ،دماي آب را تا دماي جوش بالامي برند تا همه گازهاي موجود درآب آن
را ترك آنند.
هوازداي گرم به خاطر سهولت نگهداري و راهبري آن امروزه در اآثر صنايع استفاده
مي شود.
١درصفحه ١١٣ کتاب: - ٩- طبق نمودار ۵ - ۵
200×(25/100) = 50 ppm . به صورت گازي است CO تنها ٢۵ % از 2 ، pH = در ٧
200×(95/100) = 190 ppm به صورت گازي است CO حدود ٩۵ %از 2 pH = ودر ۵
.
١۴٢ – فصل ششم : صفحات ١۴٣
١- کلر زني در آب ميتواند در ابتداي تصفيه آب براي از بين بردن مواد آلي و تسهيل - ۶
آهک زني و در آخر تصفيه به عنوان ضد عفوني بکار رود اما کلر زني در تصفيه فاضلاب
فقط در آخر فرآيند تصفيه و براي از بين بردن همه باکتريهاي باقيمانده است.
٢- ميكروارگانيسم ها را از نظر منبع انرژي وآربن ميتوان به سه دسته زير تقسيم آرد: - ۶
١- هتروتروفيك آه منبع انرژي شان مواد آلي و منبع آربن شان هم مواد آلي است .
است . CO ٢ - اتوتروفيك آه منبع انرژي شان مواد معدني ومنبع آربن شان 2
است . CO ٣ - فتوسنتزي آه منبع انرژي شان نور خورشيد ومنبع آربن شان 2
٣- چون آلودگي آلي در هر ماه معدل آلودگيهاي روزانه يا هفتگي است از اين رو معرف - ۶
بهتري از عملکرد هفتگي است چون در عملکرد هفتگي ممکن است به دلايل مختلف چون
حادثه، کيفيت آب و هوا و آفتابي بودن يا نبودن تغييرات بيشتري نسبت به ماهانه داشته باشيم.
۴- تصفيه اوليه ، تصفيه مكانيكي يا فيزيكي است ولي تصفيه ثانويه ، تصفيه بيولوژيكي - ۶
است .
واحدهاي تصفيه اوليه به ترتيب عبارتند از :آشغال گير، آانال شن گيروچربي گير
وحوضچه ته نشيني اوليه .
واحدهاي تصفيه ثانويه تشكيل شده از يك سيستم تصفيه بيولوژيكي آه مي تواند لاگوني يا
فيلتر چكنده يا لجن فعال باشد وحوضچه ته نشيني ثانويه.
حجم لاگون وبرابر است با V آه در آن T=V/Q : ۵- الف) براي محاسبه زمان ماند - ۶
دبي جريان فاضلاب، ٢٠ متر مكعب در ساعت است. Q ٢٠٠ متر مكعب و × ٢/۵ × ٢/۵
T=(200×2/5×2/5)÷20 = 62.5 h
h سطح مقطع و S مي باشد که V=S.h ب) اگر فيلتر به شکل استوانه باشد. حجم فيلتر
واگربار V=πr2h تصور کنيم .آنگاه r ارتفاع آن است .اگر سطح فيلتر را دايره اي به شعاع
پس داريم: h= ورودي به فيلتر ۴ متردرساعت باشد يعني ۴
٢٠= π r2×4 r =١/٢۶ m
D =٢ × ١/٢۶ = ٢/۵ m . ٢متر باشد / و قطر فيلتر بايد حدود ۵
٣ از صفحه ١٣۵ آتاب - ۶- جدول ۶ - ۶
١۶٠ – فصل هفتم : صفحات ١۶١
قلياييت آب، آناليز آب، زمان و سرعت ترسيب ، pH ، ١- جنس سطح ، ناهمواريهاي سطح - ٧
و عوامل هيدرو ديناميکي.
٢- چون آب جاري است تشکيل يا انحلال رسوب کلسيم کربنات را به کمک انديس پايداري - ٧
رايزنار پيش بيني مي کنيم.
SI = 2pHs - pH
pHs = (9.3 + A + B) - (C + D)
A = 0.1 [log(TDS) - 1] = 0.1[log 200 - 1] = 0.13
B = -13.12log(t+273)+34.55 = -13.12 log(25+273)+34.5 = 2.09
C = log[Ca2+] – 0.4 = log (100) – 0.4 = 1.6
D = log ( قلياييت آل ) = log 40 =1.6
pHs = (9.3 + 0.13 + 2.09) - (1.6 + 1.6) = 8.32
SI = 2pHs - pH
SI = 2 (8.32) – 7.7 = 8.94
است پس آب تمايل به رسوب گذاري ندارد. SI > چون 6
٣- چون آب ذخيره شده در تانک، ساکن است، تشکيل يا انحلال رسوب کلسيم کربنات را به - ٧
کمک انديس لانجلير پيش بيني مي کنيم.
LSI = pH – pHs
LSI = 7.7 – 8.32 = - 0.62
است پس آب تمايل به رسوب گذاري ندارد. LSI < چو ن 0
۴- طبق نتايج تجربي که با معادله آرنيوس مطابقت دارد، سرعت خورندگي آب به ازاي هر - ٧
١٠ افزايش در دما ٧۵ % افزايش مي يابد. °С
١می رسد و به ازاي تغيير دما / ٧۵V به V پس از اي تغيير دما از ۵ به ١۵ سرعت از
٣ مي رسد. V ١ به /٧۵V از ١۵ به ٢۵ سرعت از
٢٠ افزايش دما در تابستان نسبت به زمستان، سرعت خورندگي ٣ برابر °С يعني به ازاي
مي شود.
۵- چون خوردگي بيولوژيکي توسط ميکروارگانيسم ها ايجاد مي شود، و عوامل مختلف با - ٧
اثرات متقابل بر فعاليت آنها مؤثرند، لذا پيش بيني و کنترل فعاليت ميکروارگانيسم ها بسيار
مشکل است.
۶- به عهده دانشجويان - ٧
دیدن لینک ها برای شما امکان پذیر نیست. لطفا ثبت نام کنید یا وارد حساب خود شوید تا بتوانید لینک ها را ببینید.

١٨٨ – فصل هشتم : صفحات ١٨٧
١- جدول تکميل شده: - ٨
RO اثر پارامترهای مختلف در عملکرد
دبی محصول عبور املاح از غشا افزايش پارامتر
افزايش می يابد کاهش می يابد فشار موثر
افزايش می يابد افزايش می يابد دما
کم می شود زياد می شود بازيابی
کاهش می يابد افزايش می يابد علظت املاح خوراک
(آب خام)
توجه داشته باشيد که با افزايش بازيابی، دبی محصول کم می شود و حتی ممکن است صفر
شود، اگر غلظت املاح در آب شور به حدی برسد که فشار لسمزی با فشار اعمال شده برابر
باشد.
٢-(الف)، تنها کلريد احتمال رسوب کردن ندارد. - ٨
٣- (د)، ابتدا با پرمنگنات زنی آهن و منگنز اکسيده شده و به شکل رسوب در می آيند که - ٨
در مرحله فيلتراسيون حذف می شوند. سپس با افزايش هگزا متا فسفات سديم، کربنات و
سولفات محلول نگه داشته می شوند.
باشد ، که در اين صورت cp=cs : ۴- الف) ضعيف ترين عملکرد غشا وقتی است که - ٨
خواهد بود. R=0%
ب) برای محاسبه درصد طرد هر يون خاص، بايد يون ها يک به يک اندازه گيری شوند،
در حالی که تعيين درصد طرد کل يون ها يکجا راحت تر است و با يک آزمايش تعيين
می شود.
در آب تصفيه شده و خوراک می توان درصد طرد يون ها را به دست EC ج) با تعيين
آورد.البته چون هدايت اکی والان يون ها متفاوت است، اين روش کاملا دقيق نمی باشد.
- ۵- بند ١ - ٨
الف) برای حذف آهن و منگنز و کاهش احتمال آلودگی ميکروبی.
ب) حذف مواد نامحلول و معلق.
ج) محلول نگه داشتن املاح در آب.
آب و نامساعد شدن ايجاد رسوب pH د) کاهش
بند ٢- خير، چون در مرحله (الف) آهن و منگنز رسوب می کنند ، که در مرحله ( ب )
رسوبات جدا می شوند. در صورتی که اين مراحل جابجا شوند، رسوبات در آب خوراک
می مانند.
۴٠٠ باشد، اسمز معکوس باعث ppm آب ورودی بيشتر از TDS ۶- در صورتی که - ٨
کاهش قابل ملاحظه ای در هزينه تصفيه آب با رزين می شود.
۴٠٠ باشد، و کاهش آن تا ١٠ % قابل قبول باشد، ppm آب ورودی کمتر از TDS ٧- اگر - ٨
در آن صورت روش اسمز معکوس به روش استفاده از رزين تعويض يونی ارجحيت دارد.
٨- هزينه سرمايه گذاری و هزينه انرژی آن نسبتا بالا ست ولي مهمترين عيب آن توليد - ٨
فاضلاب زياد است چون ممکن است تا ۵٠ % از آب ورودي به صورت آب شور دفع شود.
٢۴٣ – فصل نهم : صفحات ٢۴٧
١(الف) چون زرين کاتيوني ضعيف فقط ميتواند نمک اسيدهاي ضعيف را تجزيه کند و در - ٩
محيط قليايي کارا هستند.
RH Ca HCO R Ca CO H O 3 2 2 2 2 2 + ضعيف ( ) → + 2 +
٢- (ب)، به علت اينكه بعضي از آاتيون هاي فلزي در رزين آنيوني رسوب مي آنند. پس - ٩
ابتدا بايد رزين آاتيوني قرار گيرد. همچنين هوازدا بعد از رزين انيوني ضعيف قرار مي گيرد.
٣- (د)، خلوص آب تصفيه شده با رزين مختلط بالاتر است. - ٩
۴- (ب)، چون بنيان اسيدهاي ضعيف باقيمانده، معرف قليائيت است. - ٩
۵- (الف)، باتوجه با واکنش احيای رزين کاتيونی اشباع شده: - ٩
RCa + HCl RH + CaCl2
آزاد شده در احيای رزين ، ابتدا زياد بوده و به تدريج کاهش می يابد. Ca غلظت + 2
۶- (د)، چون سختي موقت مرتبط به بيکربناتهاست که زرين کاتيوني ضعيف به راحتي - ٩
ميتوانند يونهاي سختي اين نوع نمکها را بگيرند و حذف کنند و از طرفي ظرفيت آنها
بالاست.
٧- (ب)، چون تغييرات پارامترهاي ديگر مستقيما" با عملکرد رزين کاتيوني تغيير - ٩
نميکنند.
٨- (ب)، آب خيلی گرم موجب تخريب رزين می شود، نه افزايش راندمان. - ٩
٩-اگر رزين آنيونی قبل از کاتيونی قرار گيرد، بعضی از کاتيون های فلزی در رزين - ٩
آنيونی رسوب ميکنند و موجب آلودگی و اختلال در کار رزين می شوند.
١٠ -(ج)، ابتدا رزين کاتيونی قوی و سپس آنيونی ضعيف قرار می گيرند.رزين های - ٩
کاتيونی ضعيف و آنيونی قوی مجدد برای حذف نشتی می باشد.
١١ - کاتيونی قوی – آنيونی ضعيف – هوازدا – کاتيونی قوی + آنيوني قوي - ٩
هيچگاه آنيوني قوي قبل از کاتيوني قرار نميگيرد.
١٢ - غلظت کاتيون های قابل حذف را به دست می آوريم: - ٩
Ca + Mg + Na = ۵٠٠+ ٣٠٠ +٣٠٠ =١١٠٠ ppm
رزين را با توجه به ظرفيت آن حساب می کنيم: N
N=5 kg/ft3 / 21.8 = 0.23 eq/l× 50 = 11.5 g/l
اگر فرض کنيم هر ٨ ساعت يک بار رزين احيا بشود. در اين صورت حجم رزين مورد نياز
برابر خواهد شد:
V= Q.T.L/C = 2 m3/h × 8 h × 1100 × 10-3 g/l / 11.5 g/l = 1.5 m3
يعنی ارتفاع h=2r با فرض اينکه ،V واگر فيلتررا استوانه ای در نظر بگيريم به حجم
فيلتربرابر قطرآن باشد،می توان شعاع استوانه را به دست آورد:
V = π r2h V = 2π r3 r = 0.62 m
پس فيلتر با توجه به فضای خالی مورد نياز برای انبساط آن ، می تواند استوانه ای به
١ متر خواهد بود. / ٢ مترباشد، که بستر رزين دارای عمق ٢۵ / ١ متر و ارتفاع ۵ / قطر ٢۵
١٣ - بستگي به سه رقم آخر دانشجويي شما دارد اگر سختيها همه به صورت موقتي - ٩
تقريبا" صفر باشد] در آن صورت رزين اسيدي ضعيف بخاطر ظرفيت و SO باشد [ غلظت 4
راندمان بيشتر در احيا ترجيح دارد اما اگر در آب سختي دائم هم داشته باشيم در آن صورت
مجبوريم از رزين اسيدي قوي استفاده کنيم تا همه کاتيونها حذف شوند.
.H2SO يا 4 HCl ١۴ - الف) ،شستشو با اسيد مانند - ٩
وجود دارد که موجب کاهش ظرفيت CaSO ب) احتمال آلودگی رزين به رسوب 4
کامل نيست، قسمتی از H2SO رزين ميشود. ثانيا به دليل اين که يونيزاسيون دومين پروتون 4
اسيد به هدر می رود و فاضلاب حاصل اسيدی بوده و نياز به خنثی سازی دارد.
ج) اسيد کلريدريک می تواند ظرفيت رزين را افزايش دهد، حال آن که اسيد سولفوريک
باعث کاهش آن می شود.
د)
آب در حدود pH ۴ کتاب در صفحه ٢٠٣ مراجعه کنيد. در زمان سرويس چون - به شکل ٩
خنثي است کاتيونها ترجيج ميدهند که از محلول (آب) وارد ساختمان رزين شوند چون رزين
اسيدي است پس طبق شکل pH ترجيح ميدهد اما در موقع احيا چون H يونهاي ديگر را به
رزين تمايل به نگهداري کاتيونها ندارد و در نتيجه به محيط (محلول اسيدي) پس ميدهد و
هيدروژن را جايگزين ميکند.
ی) راندمان احيای رزين های ضعيف معمولا ١٠٠ % است و بيشتراست از رزين های
قوی که حدود ۴٠ % می باشند.
٣٠٠ = منيزيم + کلسيم = سختی کل +١۵٠ =۴۵٠ ppm ( ١۵ - الف - ٩
باشد : HCO3- = 200 ppm اگر فرض کنيم
سختی موقت = HCO3- = ٢٠٠ ppm
۴۵٠ = سختی موقت – سختی کل = سختی دايم – ٢٠٠ =٢۵٠ ppm
HCO و 3 CO ب) در حضور 2
- احتمال وجود هيدروکسيد صفر است ومقدار سولفات با
استفاده از اصل خنثاييت الکتريکی به دست می آيد:
(آنيون ها) = (کاتيون ها)
(Ca 2++ Mg2+ + Na+ ) = ( HCO3
- + CO3
2- + SO4
2- + OH-)
+ SO4 - +٠ )
( ٣٠٠ + ١۵٠ + ١٠٠ ) = (٢٠٠ + ٠ 2
SO4 = ٣۵٠ ppm
2-
۴۵٠ = سختی کل ppm ( ج
رزين را با توجه به ظرفيت آن حساب می کنيم: N
N = 10 kgr/ft3 / 21.8 = 0.46 eq/l× 50 = 23 g/l
اگر فرض کنيم هر ٨ ساعت يک بار رزين احيا بشود. در اين صورت حجم رزين مورد نياز
برابر خواهد شد:
V= Q.T.L/C = 1 m3/h × 8 h × 450 × 10-3 g/l / 23 g/l = 0.156 m3
يعنی ارتفاع h=2r با فرض اينکه ،V واگر فيلتررا استوانه ای در نظر بگيريم به حجم
فيلتربرابر قطرآن باشد،می توان شعاع استوانه را به دست آورد:
V = π r2h V = 2π r3 r = 0.3 m
پس فيلتر با توجه به فضای خالی مورد نياز برای انبساط آن ، می تواند استوانه ای به قطر ۶٠
سانتی متر و ارتفاع ١٢٠ سانتی مترباشد، که بستر رزين دارای عمق ۶٠ سانتی متر خواهد
بود.
جايگزين ميشود. چون همه OH ١۶ - الف) هم آنيونها حذف ميشوند و به جاي آنها - ٩
۶۵٠ ppm ٣٠٠ يعني +١۵٠+ آنيونها باهمه کاتيونهاي آب برابر است پس به اندازه ٢٠٠
۶۵٠ ميشود پس قليائيت آب خروجي ppm خروجي برابر OH آنيون حذف شده و غلظت
۶۵٠ خواهد شد اگر هيدروکسيد نا محلول تشکيل نشود. ppm يعني OH برابر غلظت
CO3 = ب) با توجه به اين که ٠
HCO = 2- است و با فرض اين که ٢۵٠ 3
- باشد، در اين
خواهد بود، زيرا در حضور بی کربنات ، يون هيدروکسيد نمی تواند در OH- = صورت ٠
بوده و رزين کاتيونی ضعيف قادر به حذف سختي pH > آب موجود باشد. در اين شرايط ٧
٢٠٠ سختي ppm ٣٠٠ ) يعني +١۵٠- موقت خواهد بود بنابراين به اندازه سختي دائم ( ٢۵٠
در آب خروجي خواهيم داشت.
٢۵٧ – فصل دهم : صفحات ٢۵٨
١٠٠ می توان از چند دستگاه ppm آب شور به حدود TDS ١ - (ج)، برای کاهش -١٠
الکترودياليز به صورت سری استفاده کرد.
از آب دريا روش های ديگر مناسب نمی TDS= ٢ - (ب)، برای توليد آب صنعتی با ٣٠٠ -١٠
باشند.
٣ - از ويژگی های مشترک الکترودياليز و رزين های تعويض يونی می توان به موارد -١٠
زير اشاره کرد:
می شوند. TDS هر دو باعث کاهش
کيفيت آب ورودی از نظر ذرات معلق و رنگ و مواد آلی بر کارآيی آن ها موثر است.
آلودگی بيولوژيکی باعث اختلال در کار آن ها می شود.
هر دو برای تصفيه آب دريا مناسب نمی باشند.
وجه اختلاف آن ها عبارت است از:
در الکترودياليز از عامل الکتريکی استفاده می شود.
رزين ها احتياج به احيا کردن دارند.
آب نيمه شور را می توان با الکترودياليز تصفيه کرد، ولی برای رزين لازم است ابتدا
آب شور کاهش يافته و سپس وارد رزين شود. TDS
از نظر خلوص آب تصفيه شده تفاوت بزرگی دارند. با رزين می توان آب خالص بدون
املاح تهيه کرد، ولی در الکترودياليزاملاح فقط کاهش می يابند ولی به صفر نمی رسند.
۴ - در آهک زني ميتوان فقط يونهاي سختيآور را حذف کرد ولي در تقطير حذف يون- -١٠
ها گزينشي نبوده و همه يونها حذف ميشوند.
۵ - (ب)، چون با تقطير آب خالص و عاری از ميکروارگانيسم ها به دست می آيد. -١٠
٢٧٠ – فصل يازدهم : صفحات ٢٧١
١ - چون حلاليت کلسيم کربنات و کلسيم سولفات با افزايش دما کاهش می يابد، در حالی که -١١
حلاليت سيليکا با افزايش دما افزايش می يابد. پس بخار توليدی عاری از نمک های کلسيم و
غنی از سيليکا است. در نتيجه سيليکا به صورت ذرات کلوييدی بر پره های توربين نيروگاه
می نشيند.
٢ - چون در تصفيه داخلي آب بويلر غلظت املاح سختي آور بسيار کم است و هدف کاهش -١١
غلظت املاح سختي آور به حدود صفر است از اين رو نميتوان از آهک استفاده کرد چون در
٣۵ است. ppm اين صورت غلظت باقيمانده تعادلي حدود
از فسفات ها استفاده ميشود چون فسفات تري کلسيک بسيار نامحلول است و غلظت تعادلي
سختي باقيمانده در حدود صفرميشود.
٣ - مهم ترين علل مکانيکی طراحی نامناسب بويلر، بالا بودن سطح آب در بويلر و -١١
تغييرات ناگهانی حجم آب بويلر می باشند.
آب، بالا بودن قلياييت و وجود مواد روغنی در آب بويلر از علل شيميايی TDS زياد بودن
کف کردن آب بويلرهستند.
۴ - (د)، در آب ورودی به اسمز معکوس چون می خواهيم رسوب ايجاد نشود، پس از -١١
هگزا متا فسفات سديم استفاده می کنيم . فسفات های ديگر با کلسيم رسوب می دهند.
۵ - (ج)، فسفات ها با سختی کلسيم آب بويلرترکيب شده و توليد لجن املاح کلسيم فسفات -١١
نامحلول می کنند که به صورت بلودان از بويلر تخليه ميشود اما هدف اصلي، کنترل قليائيت
آب ديگهاي بخار است.
در آب ديگ بخار بيشتر است، چون آب دراثر بخار کردن تعليظ TDS ،( ۶ - (الف -١١
می شود.
٧ - (الف)، در رزينهاي اسيدي سديمي با جايگزين يونهاي آب با سديم که داراي جرم -١١
آب بيشتر ميشود. TDS اکي والاني بزرگي است