آشنایی با عملیات و فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب

آشنایی با عملیات و فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب

فرمت: PDF تعداد صفحات: 19

عملیات Operation واحدهایی که براساس اصول فیزیکی ساده، آلاینده ها را حذف می کنند مثل ته نشینی که بر اساس نیروی ثقل عمل می کند فرآیند Process واحدهایی با عمل شیمیایی یا بیولوژیکی یا بیوشیمیایی انجام می شود و واژه فرآیند به جای هر دو به اصطلاح به کار میرود. عمده این درس فرآیند شیمیایی (بیوشیمیایی) خواهد بود.

سینتیک واکنش های شیمیایی: مطالعه سرعت واکنش

انواع واکنش ها (درجه واکنش) عوامل مؤثر بر سرعت واکنش ها (دما)، انواع راکتور (Reactor)

سینتیک واکنش های شیمیایی:

مطالعه سرعت واکنش های شیمیایی و عواملی که بر سرعت واکنش های شیمیایی مؤثرند. در واکنش شیمیایی موادی ترکیب شده و مواد جدیدی با خواص جدید ایجاد می شوند و در طبیعت و در آزمایشگاه این واکنش ها با معادلاتی نشان داده می شود که ماحصل علائمی است که برای هر عنصر و ماده در نظر می گیریم که مسیر واکنش را مشخص می کند.

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCo₃ + 2H₂O₂

آب+ کربنات کلسیم → هیدروکسید کلسیم + بیکربنات کلسیم

از هرکدام از مواد چند مولکول و چند مول (چه نسبتی) وارد واکنش می شود.

هرکدام ا ز مواد جرم مولکولی خاصی دارند و مقدار مواد را نیز مشخص می کند (فرمول واکنش) واکنش های شیمیایی، واکنش های استوکیومتری هستند که بیان کننده قانون بقای جرم است بنابراین جرم مواد واکنشگر (Reactants) با جرم محصولات (production) برابر خواهد بود. واکنش های شیمیایی موازنه ای هستند.

واکنش های شیمیایی به دو دسته تقسیم می شوند:

1. جابجایی شونده Me heretical تغییری در عدد اکسیداسیون عناصری که در واکنش وارد می شود نمیافتد.

𝐶𝑜₃^-2 + 2𝐻⁺(𝑎𝑔) → 𝐶𝑜₂↗(𝑦) + 𝐻₂𝑂

𝐶𝑎₂ + (𝑎𝑔)+𝐶𝑜₃^-2 (𝑎𝑔) → 𝐶𝑎𝐶𝑜₃(𝑆)

(ag) + 𝐻₂𝑂(𝑑) → 𝑂𝐻⁻+ 𝐻𝐶𝑁(𝑎𝑔) 𝐶𝑁⁻

2 . واکنش اکسیداسیون احیا heretical: واکنش هایی که عدد اکسیداسیون عناصر موجود در واکنش تغییر می کند که یک ماده اکسید کننده و یک احیاکننده وجود خواهد داشت

𝐶𝑙₂ + 𝑀𝑛²⁺ + 2𝐻₂⁺¹𝑂⁻² → 𝑀𝑛⁺⁴𝑂₂⁻²+ 2𝑐𝑙⁻¹ + 4𝐻⁺¹

• اتم Cl یک e- گرفته است.
• کلر یک اکسید کننده قوی است
• احیا شونده اکسید کننده ← – الکترون می شود ← کلر
• احیا کننده اکسید شونده ← – الکترون از دست می دهد ← منگنز
• 𝑂2 عامل اکسیده و احیا شده heretical عامل ایجاد کننده و اکسید شده

محاسبات نسبت مولی- استوکیومتری (Mode Ratio Calculation)

1. معادله موازنه شده واکنش مورد نظر را می نویسیم
2. تعداد مول های هر عنصر که با مقدار مشخص در معادله واکنش موجود است را محاسبه می کنیم.

عنصر وزن
_____________ = تعداد مول های هر عنصر معلوم
عنصر مولکولی وزن

3 – با استفاده از ضرایب مولار در معادله موازنه شده نسبت مولی بین ماده دارای کمیت معلوم و ماده مورد نظر را محاسبه می کنیم.

ضریب مولی ماده مورد نظر
_____________________= نسب مولی (مولار)
ضریب مولی ماده معلوم

4- تعداد مول های ماده مورد نظر را محاسبه می کنید.

تعداد مول های ماده معلوم= تعداد مول های ماده موردنظر × نسبت مولار

5- تعداد مول های ماده موردنظر را به واحدهای خواسته شده تبدیل می کنیم.

(موازنه جرمی) Material balance

در یک سیستم تصفیه فاضلاب دبی ورودی با غلظت مشخص بایستی با مجموع دبی خروجی با غلظت مشخص (کمتر از غلظت ورودی) و غلظت مواد ته نشین شده (لجن ته نشین شده) برابر باشد. یعنی بخشی از غلظت ورودی در قسمت ته نشینی بعنوان لجن ته نشین شده و بخش دیگر آن در دبی خروجی می باشد. در این موازنه دبی ورودی با دبی خروجی بایستی برابر باشد.

سینتیک مربوط به واکنش های شیمیایی

مطالعه سرعت واکنش های شیمیایی سینتیک نامیده می شود. ابتدا باید دید در یک واکنش چه اتفاقی میافتد. یک واکنش شیمیایی در نتیجه برخورد مولکول های یک ماده یا چند ماده با همدیگر است.

حداقل انرژی مورد نیاز برای انجام یک واکنش Ea ← انرژی فعال سازی
تفاوت انرژی پتانسیل مواد واکنش دهنده (A2+B2) و انرژی پتانسیل کمپلکس شده.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ انواع شبکه های جمع آوری فاضلاب

⇐ مدیریت فاضلاب های صنعتی