تصفیه فاضلاب صنعتی

وجود املاح کلسیم و منیزیم سبب سختی آب ها می شود. برخی املاح دیگر نظیر آهن، منگنز، آلومینیوم، باریوم و استرانسیوم که به ندرت در آب یافت می شوند می توانند سختی آب را بالا ببرند ولی در هر حال سختی کل مربوط به غلظت کاتیون های کلسیم و منیزیم است، چنانچه املاح این کاتیون ها بصورت کربنات و بیکربنات باشد به آن سختی کربناته و اگر بصورت سولفات : کلراید، نیترات، فسفات و… باشند به آن سختی غیر کربناته می گویند. آب مورد آزمایش باید عاری از رنگ و کدورت باشد چون این عوامل می توانند بر روی واکنش تاثیر گذاشته و ایجاد مزاحمت نمایند. سختی را می توان با دو روش اندازه گیری نمود:

۱- روش محاسبه

۲- روش حجم سنجی با استفاده از محلول EDTA در حضور معرف اریو کروم بلک تی

روش محاسبه :

در این روش با اندازه گیری غلظت یون های کلسیم و منیزیم و با استفاده از فرمول زیر مقدار سختی محاسبه می شود:

= مقدار سختی کل برحسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم

(میلی گرم در لیتر یون منیزیم) * ۱۱۸/۴ + (میلی گرم در لیتر یون کلسیم) * ۴۹۷/۲

روش حجم سنجی:

در این روش با استفاده از محلول استاندارد EDTA در محیط بافر آمونیکال و در حضور معرف اریوکروم بلک تی، سختی کل آب اندازه گیری می شود.

تجهيزات مورد نياز :

ترازوی حساس الکتریکی، pH متر، شیشه آلات آزمایشگاهی مورد نیاز

معرف ها :

۱- محلول بافر آمونیاکی: ۹/۱۶ گرم کلرور آمونیوم را در ۱۴۳ میلی لیتر آمونیاک غلیظ حل کرده سپس ۱۷۹/۱ گرم پودر خشک نمک سدیم EDTA دو آبه و ۷۸/۰ گرم سولفات منیزیم ۷ آبه یا ۶۴۴/۰ گرم کلرید منیزیم ۶ آبه را در ۵۰ میلی لیتر آب مقطر حل نموده و این محلول را به محلول آمونیاکی فوق افزوده وتا ۲۵۰ میلی لیتر رقیق می کنیم این محلول در ظروف شیشه ای یا پلاستیکی مناسب تا یک ماه پایدار است.

نوع تجارتی بافر آمونیاکال بدون بو که حاوی نمک EDTA می باشد نیز موجود است.

۲- معرف اریو کروم بلک تی: ۵۰۰ میلی گرم از پودر اریوکروم بلک تی را با ۱۰۰ گرم کلرور سدیم در هاون چینی خوب ساییده و مخلوط می کنیم.

۳- محلول EDTA 01/0مولار : ۷۲۳/۳ گرم پودر اتیلن دی امین تترا استیک اسید نمک دی سدیم را در آب مقطر حل کرده و تا یک لیتر رقیق نموده سپس با محلول کربنات کلسیم استاندارد، آن را استاندارد می کنیم.

۴- محلول کربنات کلسیم استاندارد: یک گرم کربنات کلسیم بدون آب را در داخل یک ارلن ۵۰۰ میلی لیتری ریخته و با قرار دادن قیف بر روی دهانه ارلن به آن اسید کلریدریک (۱+۱) افزوده تا کربنات کلسیم حل شود سپس به آن ۲۰۰ میلی لیتر آب مقطر اضافه نموده و به مدت چند دقیقه به منظور خارج شدن CO2 آن را می جوشانیم، خنک کرده و چند قطره معرف متیل رد به آن افزوده و با افزودن محلول آمونیوم هیدروکسید ۳ نرمال یا اسیدکلریدریک (۱+۱) تا ظهور رنگ پرتقالی، pH آن را تنظیم می کنیم سپس به یک بالن ژوژه یک لیتری منتقل نموده و تا یک لیتر رقیق می کنیم.

روش استاندارد کردن محلول EDTA 01/0مولار : ۲۰ میلی لیتر از محلول کربنات کلسیم فوق را داخل ارلن ۲۵۰ میلی لیتری ریخته و به آن ۱- ۲ میلی لیتر تامپون آمونیاکال افزوده و سپس ۱ تا ۲ قطره محلول اریو کروم بلک تی یا ۱/۰ تا ۲/۰ گرم پودر آن را می افزاییم. محتویات ارلن را مخلوط می کنیم تا رنگ قرمز روشن ایجاد شود، این محلول را با EDTA تا ایجاد رنگ آبی که نشاندهنده پایان واکنش است تیتر کرده و از فرمول زیر فاکتور EDTA را بدست می آوریم:

F*V=F1 * V1

F: فاکتور کربنات کلسیم که برابر یک است

V: حجم کربنات کلسیم که برابر ۲۰ میلی لیتر است

V1: حجم EDTA مصرفی برای خنثی کردن ۲۰ میلی لیتر محلول استاندارد کربنات کلسیم

F1 : فاکتور EDTA

نمونه برداری: حداقل ۱۰۰ میلی لیتر نمونه در ظروف پلی اتیلنی یا شیشه ای جهت آزمون، نمونه برداری و حتی الامکان بدون تاخیر به آزمایشگاه ارسال شود، چنانچه این عمل مقدور نباشد بهتر است نمونه ها را در شرایط خنک نگهداری نمود. pH نمونه را توسط اسید نیتریک باید به کمتر از ۲ رساند.

روش آزمون :

با توجه به حدود سختی، حجمی از نمونه را انتخاب می کنیم که کمتر از ۱۵ میلی لیتر EDTA برای تیتر کردن نیاز داشته باشد و آن را در داخل ارلن ریخته و به آن ۱-۲ میلی لیتر بافر آمونیاکال در زیر هود ریخته تا pH آن به ۱۰ برسد، معمولا ۱ میلی لیتر بافر این pH را تامین می کند. سپس ۱/۰ تا ۲/۰ گرم معرف اریو کروم بلک تی به آن می افزاییم که منجر به ایجاد رنگ قرمز می شود، سپس نمونه را با محلول EDTA 01/0 مولار تا پیدایش رنگ آبی تیتر می کنیم و از روی حجم EDTA مصرفی و با استفاده از فرمول زیر، سختی کل را محاسبه می کنیم:

میلی لیتر نمونه / (۱۰۰۰*F*V)= (برحسب میلی گرم کربنات کلسیم بر لیتر) سختی کل