ما هو تعريف العكارة

العكارة هي وحدة قياس محتوى المواد التى تسبب انسداد الأغشية في مصدر مياه التغذية بمحطة التناضح العكسي. كما يمكن تعريف العكارة على أنها قياس لخصائص تشتت الضوء للجسيمات في التعليق. وتسمى الأداة المستخدمة لقياس التعكر مقياس العكارة أو جهاز قياس العكارة المتري. يشار أيضا لمصطلح عكارة المياه ب العكورة أو عكورة المياه

مبدأ عدادات العكارة هو أن الجسيمات المعلقة سوف تعوق أو تعكس الضوء. هناك عدة أنواع مختلفة من العكارة ، ولكنها تستند جميعها إلى مبدأ الجسيمات التي تمنع أو تعكس الضوء. فلننظر إلى الضوء المنعكس أولاً.

إذا لم يكن هناك جزيئات معلقة في عينة، فسوف يمر الضوء خلال العينة في خط مستقيم. إذا كانت الكهروضوئية (مستقبل ضوئي) تقع عند 90 درجة إلى مسار الضوء ، فلن يصل أي ضوء إلى الكهروضوئية وسوف تقرأ عكارة المياه صفراً.

إذا كانت الجسيمات موجودة في عينة ، سوف ينعكس الضوء على أسطح الجسيمات وسيتبدد في زوايا مختلفة. وسيقوم مستقبل ضوئي على 90 درجة من مصدر الضوء بالتقاط الضوء الذي هو مبعثر وسيتم الحصول على قياس التعكر أكبر من 0.

وحدة قياس العكارة هي. لا يوجد ارتباط بين NTU و JTU و FTU. يشير مصطلح نفيلومتريك إلى أن هذه تقنية تحليلية للتداخل الضوئي. وحدة وحدة العكارة نفيلومتريك هي وحدة القياس لتشتت الضوء. كما تستخدم بعض عدادات عكارة المياه على تيار مبدأ تشتيت الضوء. يسمى واحد مشترك العكسي مبعثر سطح.

بالنسبة لعصب التشرذم المبعثر على السطح ، يتم تمرير العينة ذات الجسيمات المعلقة من خلال أنبوب. مصدر الضوء ساطع على سطح السائل بينما يتدفق فوق الجزء العلوي من الأنبوب. يقع الكهروضوئية فوق سطح الماء. إذا لم تكن هناك جسيمات في الماء ، فإن أنبوب الضوء يتم امتصاصه بواسطة الأنبوب الأسود والجزء الداخلي الأسود من العلبة. إذا كانت موجودة ، فإنها تشتت الضوء لأنها السطحية (وهذا هو السبب في أن هذه التقنية تسمى مبعثر سطحي). تلتقط خلية ضوئية الضوء المتناثر وتعرض القراءة في وحدة العكارة نفيلومتريك.

هناك نوع آخر من العداد لا يقيس الضوء المتناثر ، بل يقلل من الضوء المرسل. في هذه الحالة، يتم استلام الحزمة الكاملة بواسطة الكهروضوئية. يتسم الاستقبال الكامل الحزمة بالماء النظيف وبدون عكارة.

إذا كانت الجسيمات متواجدة ، فإن ضوءًا أقل يصل إلى الكهروضوئية. هذا ، إذن ، يتم عرضه كقراءة العكارة ، في وحدة العكارة جاكسون ، التي سميت على اسم الرجل الذي خلق الشمعة القياسية التي كانت تستخدم في الأصل كمصدر للضوء.

يشير مستوى التعكر في مصدر المياه إلى محتوى الطين ، والطمي ، والمواد العضوية المعلقة ، والحياة المائية المجهرية. مثل فايتو- والعوالق الحيوانية. يتم التعبير عنها في وحدات التعسُّب النيفلي وحدة العكارة نفيلومتريك ووحدة قياس النفاذية للنمو فورمازين (وحدة نفيلومتريك فورمازين). يمكن أن تتفاوت درجة تعكر المحيطات المفتوحة والماء شبه الملحي بين 0.1 إلى عدة مئات من وحدات وحدة عكارة نفيلومتريك ، على الرغم من أنه في الظروف المناخية الجافة العادية ، عادة ما يتراوح بين 0.5 و 2.0 وحدة حرارية وحدة العكارة نفيلومتريك. يمكن أن تتسبب أحداث المطر والزهور الطحالية والعواصف وسقوط الثلوج والصرف النهري والنشاط البشري (مثل تصريف مياه الصرف الصحي وحركة السفن وما إلى ذلك) في حدوث زيادات كبيرة في التعكر والتغيرات. عادة ، المياه التي تكون مالحة مع تعكر أقل من 0.05 وحدة حرارية نووية تسبب تلوث جسيمات منخفضة جدا غشاء التناضح العكسي. معظم الشركات المصنعة لأغشية التناضح العكسي لديها الحد الأقصى من تعكر المياه الخام من 1.0 وحدة العكارة نفيلومتريك، على الرغم من أن هذا المستوى مرتفع نسبيا من الناحية العملية. عادة ، من المرغوب فيه تصفية المياه أقل من 0.1 وحدة العكارة نفيلومتريك أمر مرغوب فيه.

وعلى الرغم من أن العكارة هي مقياس جيد للمحتوى الكلي للجسيمات في مياه المصدر، فإنه ليس بمفرده معلماً مناسباً لتوصيف قدرة الماء على الجسيمات أو أي تلوث آخر. لا يوفر قياس العكارة معلومات تتعلق بنوع وحجم الجسيمات في مياه تغذية المصدر ولا يقيس دستور الخلايا العضوية وغير العضوية الذائبة. حجم الجسيمات الموجودة في مصدر المياه مهم لأن تغذية غشاء التناضح العكسي و الفواصل المركزة ، التي يتم من خلالها توزيع المياه المالحة الخام داخل الأغشية ، تكون محدودة العرض (عادة 0.7 إلى 0.9 ملم).

حتى مع هذه المشاكل ، يمكن أن تكون قياسات عكارة المياه مؤشرات اتجاهية قيمة لمراقبة مياه تغذية محطة التناضح العكسي. تتطلب معظم الشركات المصنعة أن تكون مياه التغذية إلى محطة التناضح العكسي أقل من 1.0 وحدة العكارة نفيلومتريك. يتم قياس العكارة دائمًا تقريبًا على مياه التغذية التي تتم معالجتها من خلال جهاز التوضيح. عادة ما يتم العثور على مصارف في مرافق مع مصدر مياه سطحية وليس أي معاملة البلدية السابقة. في تلك الحالة، يتم قياس العكاره بشكل متكرر قبل وبعد التوضيح لمراقبة أداء التوضيح. في حالات قليلة ، يتم قياس التعكر قبل و / أو بعد مرشح الوسائط المتعددة لمراقبة أداء هذه القطعة من المعدات

للصور التوضيحية برجاء الاتطلاع على المحتوى باللغة الإنجليزية

ما هو ثابت التفكك – تعريف ثابت تفكك المياه

يوضح التناقض الثابت المدى الأقصى الذي سينتقل إليه عنصر أو مادة إلى أيونات. ثابت التفكك المشار إليه بـ “K” يساوي ناتج تركيزات الأيونات المقابلة:

K = [H +] x [OH-]

ثابت التفكك لمركب مثل كلوريد الصوديوم كبير جدا لأن الأيونات شبه منفصلة تماما (توجد كأيونات منفصلة وأنيونات). ثوابت التفكك للمركبات التي لا تنفصل بسهولة (منفصلة) صغيرة.

الأملاح الذائبة للغاية <——-> ثابت التفكك الكبير
أملاح ذائبة قليلًا <——> ثابت التفكك صغير

معظم المركبات الأيونية سوف تنفصل إلى حد ما. حتى الماء سوف ينفصل قليلاً كما هو موضح في المعادلة أدناه.

H2O —-> (H +) + (OH-)

تم العثور على ثابت تفكك المياه عن طريق ضرب تراكيز أيون الهيدروجين (+) وأيون الهيدروكسيد (-). تشير الأقواس الموجودة في المعادلة إلى أننا نتعامل مع التركيزات المعبر عنها في المولية. وجد العلماء أن ناتج تركيز الأيونات هو 1.0 × 10-14 في الظروف القياسية.

K = [H +] x [OH-] = 1.0 x 10 ^ -14

إذا كنا نتعامل مع الماء النقي ، فإننا نعلم أن تركيز هيدروجين و هيدروكسيد يجب أن يكونا متماثلين لأن أحدهما مطلوب لصنع جزيء ماء.
[H +] = [OH-]

طالما،
(H +) + (OH-) —–> H2O

لذلك ، إذا كانت تراكيز الأيونات مضروبة معاً تساوي 1.0 x 10 ^ -14 و تركيزات كل الأيون هي نفسها ، فإننا نعلم أن تركيز كل الأيون هو 1.0 x 10 ^ -7. تذكر ، عندما نضرب الأرقام مع الأس ، نضيف الأسس معاً.
[H +] x [OH-] = 1.0 x 10 ^ -14
1.0 × 10 ^؟ x 1.0 x 10 ^؟ = 1.0 x 10 ^ -14

[H +] و [OH-] متساويان:
[H +] = [OH-] = 1.0 x 10 ^ -14
1.0 x 10 ^ -7 [H +] x 1.0 x 10 ^ -7 [OH-] = 1.0 x 10 ^ -14

إذا أضفنا بعض حمض الهيدروكلوريك إلى الماء النقي ، فإن تركيز أيونات الهيدروجين سيزداد لأن حامض الهيدروكلوريك شبه منفصل تمامًا.

HCl + H2O —–> H + * + Cl- + H2O
* يتم زيادة تركيز H + بإضافة HCl

مع زيادة تركيز أيونات الهيدروجين ، ينخفض ​​تركيز أيونات الهيدروكسيد. وذلك لأن ثابت التفكك (منتج تركيز هيدروجين مضروبًا في تركيز هيدروكسيد) للمياه لا يتغير. إنها خاصية كيميائية أساسية مثل الكثافة ، نقطة الغليان ، نقطة التجمد ، إلخ.
[H +] x [OH-] = 1.0 x 10 ^ -14

مع ارتفاع تركيز هيدروجين، ينخفض ​​الأس السالب في قيمة التركيز. في المثال أدناه ، ينتقل من -7 إلى -5. لذا يجب أن ينتقل الأس الهيدروكسيد من -7 إلى -9. تذكر ، ثابت التفكك لا يتغير. يجب أن يساوي دائمًا ناتج التراكيز (مجموع الأسس) -14.
مثال:
ماء نقي
1.0 x 10 ^ -7 x 1.0 x 10 ^ -7 = 1.0 x 10 ^ -14

مع إضافة الحمض
1.0 x 10 ^ -5 * x 1.0 x 10 ^ -9 = 1.0 x 10 ^ -14 **

* هذا الرقم أكبر بسبب إضافة الحمض.
** يجب أن يظل هذا الرقم كما هو.

وبنفس الطريقة ، إذا أضفنا هيدروكسيد الصوديوم إلى ماء نقي ، سيزداد تركيز هيدروكسيد. إذا زاد تركيز هيدروكسيد ، يجب أن يقل تركيز الهيدروجين.

الآن يمكننا أن نرى أنه مع الماء يمكن أن يكون لدينا واحد من ثلاثة شروط. أولاً ، يمكن أن يكون لدينا حالة يكون فيها عدد متساوٍ من هيدروجين + و هيدروكسيد. يقال إن المياه في هذه الحالة محايدة. ثانياً ، يمكن أن يكون لدينا حالة يكون فيها هيدروجين أكثر من هيدروكسيد. تسمى هذه الحالة بالحمضية. ثالثًا ، يمكننا الحصول على حالة يكون فيها أيونات هيدروكسيد أكثر من أيونات هيدروجين. هذه الحالة تسمى الأساسية أو القلوية.
[H +]> [OH-] —–> حمضي
[H +] = [OH-] —–> محايد
[H +] <[OH-] —–> قلوي

ما هو غشاء شبه نافذ – تعريف

الغشاء شبه النافذ هو عبارة عن ورقة رقيقة وناعمة من المواد التي تسمح لبعض المواد بالمرور عبرها بينما تقيد مرور المواد الأخرى. في مجال معالجة المياه ، يسمح غشاء نصف نافذ للمياه بالمرور بحرية بينما يقيد مرور المواد الذائبة.

يمر الماء خلال غشاء شبه نافذ إلى محلول تركيز أعلى من الملح. هذه الظاهرة تسمى التناضح. الغشاء شبه النافذ هو المادة التي قد تمر عبرها المياه ، ولكن يحظر المرور لأي شيء آخر. ولأن الماء الذي يتم إدخاله إلى كل وعاء ضغط يتم ضغطه ، فإن جزءًا من الماء الخام يمر عبر الغشاء شبه النافذ. يتم تقييد العناصر المعلقة والمذابة في ماء التغذية الخام بشكل انتقائي للمرور عبر الغشاء شبه النافذ.

غشاء شبه نافذ يفصل الأملاح الذائبة الكلية و المواد العالقة الكلية

الماء الخام القادم والمواد المذابة والمعلّقة التي لا تمر خلال الغشاء شبه النهائي تذهب إلى الهدر. دفق واحد يدخل محطة التناضح العكسي وخرج اثنين من تيارات. يسمى تيار الماء وكمية صغيرة من المواد الصلبة الذائبة التي تمر عبر غشاء التناضح العكسي نصف نافذ. يُسمى تيار النفايات المحتوي على الماء والعناصر التي لا تمر عبر الغشاء شبه القابل للتسمية التركيز. يتركز ببساطة تركيز المياه الواردة. أنه يحتوي على الأملاح الذائبة الكلية و المواد العالقة الكلية التي لم يسمح لها بالمرور عبر الغشاء شبه النافذ.

اقرأ المزيد عن أغشية التناضح العكسي.

 ما هو تعريف الموصلية الكهربائية

الموصلية الكهربائية هي قياس الأيونات الذائبة. يقيس الموصلية الكهربائية بشكل غير مباشر الأيونات عن طريق قياس مرور الالكترونات من خلال عينة من الماء. الحلول التي تحتوي على الكثير من الأيونات المنحل ستكون لديها موصلية كهربائية عالية. الحلول التي لديها تركيز منخفض من الأيونات المذابة سوف يكون لها موصلية منخفضة.

السلوك في الحل ينطوي في الواقع على حركة الأيونات. تظهر الصورة جهازًا يمكن استخدامه لإظهار أن حلول الأيونات الذائبة (الأملاح الذائبة) في الماء ستجتذب الطاقة الكهربية للبطارية من خلالها وتسمح لمصباح الضوء بالضوء. تعريف الالكتروليتات هو مجرد الحل الذي سيجري التيار.

تسمى الأيونات المشحونة إيجابيا “الكاتيونات” ØŒ وتسمى الأيونات السالبة الشحنة “الأنيونات”. وتتشكل الكاتيونات عندما يتم فقد واحد أو أكثر من الإلكترونات من ذرة أو مجموعة من الذرات ØŒ يتم تشكيل الأنيونات عند اكتساب واحد (1) أو أكثر من الإلكترونات بواسطة ذرة أو مجموعة ذرات. يحتوي المنحل بالكهرباء على الكاتيونات والأنيونات. كلما زاد عدد الكاتيونات والأنيونات الموجودة ØŒ كلما ارتفعت الموصلية الكهربائية. إذا تم قياس كمية التيار المارة عبر المحلول بمقياس الموصلية ØŒ يمكننا أن نحدد عدد الأيونات التي تذاب في المحلول. عندما يمر التيار أكثر من خلال الحل ØŒ فإننا نعرف المزيد من الأيونات الموجودة.

تقلل الموصلية الكهربائية في المحلول مع انخفاض درجة الحرارة ، في حين أن توصيل موصل كهربائي صلب (مثل الأسلاك النحاسية) يزيد مع انخفاض درجة الحرارة. وبالتالي ، يبدو أن المواصلة في الحل مختلفة عما هي عليه في حالة صلبة ، وهي كذلك. يحدث التوصيل في المحلول نتيجة للأيونات الموجبة والسالبة التي تنتقل عبر المحلول. هذا موضح في الصورة. ملح الطعام ، كلوريد الصوديوم (NaCl) ، تم إذابته في الماء لإنشاء إلكتروليت ، وتم تركيب مقياس قياس لقياس التيار.

قياس الموصلية الكهربائية باستخدام مقياس التيار الكهربائي

في الإلكتروليت الموضح، يتم تمرير الإمكانات الكهربائية فعليًا عبر السائل بواسطة حركة الكاتيونات والأنيونات. تنجذب الكاتيونات (أيونات الصوديوم) إلى القطب السالب وتهاجر إليها. تنجذب الأنيونات (أيونات الكلوريد) إلى القطب الموجب ثم تهاجر إليها. بمجرد وصول أيون الكلوريد السالب إلى القطب الموجب ، فإنه يتبرع بإلكترون ، وبمجرد وصول أيون الصوديوم الإيجابي إلى القطب السالب ، فإنه يكسب الإلكترون. يمر الكهربائيةالإلكترون المحول (كلوريد إلى صوديوم) عبر مقياس التيار الكهربائي ويسجل كتيار (موصلية كهربائية).

من المهم ملاحظة أن الموصلية الكهربائية لا تخبرنا بنوع الأيونات الموجودة. التوصيلية هي فقط قياس نسبي للعدد الكلي للأيونات الموجودة. أيضا ، بعض الأيونات تبدي موصلية كهربائية أعلى من غيرها لأنها أكثر حركة. أيونات الهيدروجين هي أكثر الأيونات موصلة. أيونات الهيدروكسيد هي الأكثر موصلة بعد ذلك. جميع الأيونات الأخرى تقع تحت هاتين الأمرين بقدر ما نشعر بالقلق الموصلية.

على سبيل المثال ، قد يعطي محلول كبريتات الكالسيوم نفس الموصلية الكهربائية كمحلول من كلوريد الصوديوم على الرغم من أن محلول كبريتات الكالسيوم قد يحتوي على أيونات أكثر إجماليًا من محلول كلوريد الصوديوم. هذا لأن الصوديوم والكلوريد هما أيونات أصغر وينتقلان عبر المحلول بسرعة أكبر.

كما ستعرض المياه النقية بعض الموصلية الكهربائية، على الرغم من قلة توصيلها. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الماء سوف يؤين كل من أيون الهيدروجين وأيونات الهيدروكسيد (OH) بشكل طفيف جدا. أذكر أن الماء يتأين إلى حد 1 × 10-7 مول لكل لتر ØŒ وينتج 1×10-7 مول/ لتر من أيونات الهيدروجين ونفس العدد من مول/لتر من أيونات الهيدروكسيد.

H2O ——-> [H +] + [OH-]