آنالایزر آنلاین COD آب و پساب های صنعتی

دستگاه های آنالایزر آنلاین COD، روشی کاملاً اتوماتیک است که از فناوری­ های مدرن آشکارسازی، اندازه ­گیری خودکار، کنترل خودکار به وسیله رایانه و از راه دور بهره می­ برد و نقش بسیار مهمی در زمینه کنترل دقیق مقدار COD پساب دارد.

آنالایزر آنلاین COD صنعتی مبتنی بر فتومتری که به  اختصار، آنالایزر COD نیز گفته می شود، ابزاری است که برای اندازه‌گیری مقدار COD نمونه‌ های آب یا پساب­ در محیط‌ های صنعتی استفاده می‌ شود.

این نوع آنالایزرها، با اندازه ­گیری مداوم COD به اپراتورها کمک می کنند تا اقدامات اصلاحی به موقعی برای حفظ کیفیت آب و جلوگیری از آلودگی محیط زیست انجام دهند.

در حقیقت، سیستم های آنالایزر آنلاین، اغلب برای نظارت مستمر آب و پساب طراحی شده ­اند و جهت پایش دقیق پارامترها، داده های آنی و در زمان حقیقی ارائه می دهند.

در این مقاله در مورد اهمیت این دستگاه ها و ضرورت استفاده از آنها در صنایع صحبت خواهیم کرد. با ما همراه باشید.

اهمیت تصفیه آب و پساب

آب، به عنوان اساسی ­ترین عامل حیات موجودات و پرکاربردترین ماده مورد استفاده در صنایع شناخته شده است.

در این راستا، مشکلات زیست ‌محیطی ناشی از پساب ‌ها، به دلیل افزایش میزان اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) در اینگونه پساب‌ها قابل توجه است.

غلظت COD مشاهده شده در منابع آب سطحی، معمولاً از 20 میلی گرم در لیتر یا کمتر در آب های آلوده نشده تا بیش از 200 میلی گرم در لیتر در آب های دریافت کننده پساب متغیر است.

حتی در برخی پساب های صنعتی ممکن است مقدار COD از 100 میلی گرم در لیتر تا 60000 میلی گرم در لیتر نیز باشد.

امروزه تقریباً تمامی کشورها با کمبود آب مواجه هستند و این امر بر اهمیت جلوگیری از آلودگی آب و همچنین بازگرداندن آب آلوده­ به چرخه­ تولید و مصرف دوباره یا چندباره تأکید دارد.

با این حال، حفاظت از محیط زیست نیز یک اصل مشخص است که در دنیای امروز تعمیم یافته است و با رشد صنایع، فناوری­ ها و آلودگی ­های ناشی از آنها اهمیت بیشتری پیدا کرده است.

امروزه، با توجه به رشد جمعیت و تغییرات جمعیتی، توسعه شهرنشینی و صنعت، کمبود آب آشامیدنی و اثرات منفی تغییرات اقلیمی، بشر با چالش ­های متعدد و قابل توجهی در زمینه­ مدیریت منابع آب و تأمین آب شیرین مواجه شده است.

از مهم­ترین گام ­ها، استفاده از انواع آنالایزر آنلاین در فرایندهای تولید، کنترل کیفیت و سیستم های خروجی صنایع است.

در طراحی این پکیج های تصفیه فاضلاب و پساب صنعتی، شناسایی نوع فاضلاب و مواد آلاینده موجود یک عامل کلیدی در تعیین نوع آنالایزر آنلاین می ­باشد.

بر همین اساس، روش ­های موثر برای کاهش آلودگی در آنها شناسایی شده و با تجهیزات مورد نیاز در پکیج، پیاده ­سازی می­ شوند.

COD سنجی آنلاین مبتنی بر اسپکتروفتومتری، یکی از تکنیک هایی است که برای تعیین غلظت COD موجود در آب به کار می­ روند که در ادامه به طور مفصل در مورد آنها صحبت خواهیم کرد.

اهمیت و ضرورت استفاده از آنالایزر آنلاین COD

مزایای آنالایزر آنلاین

در روش های سنتی، جهت آنالیز COD از روش های تیتراسیون استفاده می شود که اگرچه برای تعیین پارامترها دارای مزایایی از جمله دقت، تکرارپذیری خوب و سادگی کار است، اما دارای معایبی جدی نیز به شرح زیر می باشند:

• طیف کاملی از داده ­ها ارائه نمی ­دهند، لذا اگر به داده ­های زیادی احتیاج نباشد، عالی هستند.
• همه کاره نیستند. فاقد قابلیت استفاده در تحقیقات کاربردی هستند، زیرا هدف اصلی آنها مقایسه محصولات با یک نمونه­ از پیش تعریف شده است.
• فاقد دقت بالا و اجزای قابل تنظیم هستند.
• دقت آنها به مهارت اپراتور بستگی دارد.
• این روشها زمان بر هستند که بدیهی است برای تصفیه خانه‌ های آب یا بخش‌ های تشخیص محیطی غیراقتصادی است.
• برای حذف تداخل برخی از یون ها، مانند یون­های کلرید، نیاز به ریجنت های شیمیایی گران قیمت (Ag2SO4) و سمی (HgSO4) دارند که باعث افزایش هزینه و ایجاد آلودگی ثانویه می ­شوند.

امروزه، انواع دستگاه های آنالایزر آنلاین که در حوزه اندازه ­گیری COD و آلودگی­ های آب به کار می­ روند، امکان کنترل پیوسته فرایند، دقت بالا و اندازه­ گیری­ های مطمئن و قابل اعتمادی را فراهم می­ کنند.

این آنالایزرهای آنلاین، به جای اشغال فضای آزمایشگاهی، در محل فرایند نصب می­ شوند و نمونه‌ برداری، فرآیند آماده سازی و اندازه‌ گیری اسپکتروفتومتری یا فتومتری به طور خودکار صورت می ­گیرد.

بنابراین، دخالت اپراتور را به حداقل می رسد و به راحتی می­ توان روند آنالیز را از راه دور کنترل و تنظیم کرد.

از جمله مزایای مهم دستگاه های آنالایزر آنلاین، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• نمونه ­گیری خودکار در محل و در زمان حقیقی
• مجهز به سیستم پمپاژ و تزریق خودکار
• ورود دوز دقیق و تکرارپذیر
• واحد داخلی اکسیداسیون نمونه (رآکتور هضم)
• کنترل از راه دور
• فوق العاده جامع و ارائه طیف کاملی از آنالیزها
• کاهش مصرف مواد شیمیایی
• کاهش هزینه­ های آنالیز
• سرعت و دقت بسیار بالا
• تنظیمات نوری دقیق و آنالیز موردی
• تمیزکاری و شستشوی خودکار
• سازگاری با سیستم ­های دیگر

آنالایزر آنلاین مبتنی بر اسپکتروفتومتری

یکی از روش ­های عملکردی بهتر انواع آنالایزر آنلاین COD، ادغام آنها با سیستم اسپکتروفتومتری یا فتومتری است که امکان اندازه ­گیری و آنالیز مواد در بازه­ های مختلف طول موج­ی نوری را فراهم می­ کند.

در حقیقت، اسپکتروفتومتری تکنیکی است که می‌ توانیم از آن برای شناسایی مولکول‌ ها و تعیین غلظت، بسته به ویژگی‌ های جذب و عبور آنها استفاده کنیم.

در این تکنیک ­ها، میزان جذب یا انتشار نور ناشی از تغییر حالت­ های انرژی مولکول ­ها اندازه­ گیری می ­شود و سپس، طول موج های نور حاصل جداسازی می شود.

سپس مجموعه ­ای از سنسورها یا آشکارسازها هر بخش از طیف را خوانش کرده و داده­ های طیفی را تولید می­ کنند که به تعیین مشخصات دقیق پارارمترها (مانند غلظت COD) کمک می کنند.i

از آنجایی که اسپکتروفوتومترها می­ تواند محدوده­ وسیعی از طول موج ­ها را ثبت و اندازه گیری نمایند و در کمترین زمان ممکن، حجم بالایی از مواد را مورد آنالیز قرار دهند، ادغام آنها در آنالایزرهای آنلاین بسیاری کاربردی است.

ضرورت پایش COD در پساب های صنعتی

اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD)، اندازه گیری مقدار اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون شیمیایی مواد آلی و معدنی در آب است.

COD، یک شاخص مهم و ثابت برای اندازه ­گیری غیرمستقیم میزان اکسیژن خواهی مواد آلی در پساب­ ها و در نتیجه، ارزیابی آلودگی و کیفیت آنها است.

طبق تعاریف علمی، مقدار COD، معادل مقدار دی­ کرومات یا پرمنگنات مصرف شده، با حل شدن در یک نمونه آبی است که تحت شرایط معینی تصفیه شده است.

حد انتشار استاندارد COD، تکنیک­ های سنتی تشخیص COD، بهبود آنها و تکنیک ­های جدید تشخیص از جمله مواردی هستند که امروزه توجه بسیاری از دانشمندان و محققان این حوزه را به خود جلب کرده ­اند.

با اندازه­ گیری COD  فاضلاب یا پساب، به مسائل مهمی می ­توان پی برد که مهم­ترین آنها عبارت­ اند از:

• ارزیابی و نظارت بر کیفیت کلی آب و شناسایی منابع آلودگی و اجرای اقدامات اصلاحی
• تعیین روش ­های مورد نیاز برای تصفیه پساب­ ها و کاهش مقدار مواد شیمیایی موجود در آنها
• بررسی راندمان تجهیزات و فرآیندهای تصفیه­ به کار رفته در پکیج یا حوضچه­ های تصفیه
•  ارزیابی آسیب بالقوه به اکوسیستم های آبی و تدوین استراتژی های مدیریتی مناسب
• شناسایی خطرات احتمالی و اتخاذ اقدامات پیشگیرانه برای حفظ سلامت عمومی

اجزای دستگاهی آنالایزر آنلاین COD

به طور کلی، یک آنالایزر آنلاین COD معمولاً از یک سیستم کنترل نمونه، یک راکتور، یک فتومتر یا اسپکتروفتومتر و یک سیستم جمع آوری داده تشکیل شده است.

کنترل و پمپاژ نمونه

سیستم انتقال نمونه، به طور خودکار و تحت شرایط ویژه، نمونه های آب یا پساب را از یک منبع جاری پمپاژ کرده و به رآکتور می رسانند.

رآکتور هضم

در راکتور، یک اکسیدان یا ریجنت شیمیایی مرتبط،به نمونه اضافه می شود و واکنشی رخ می دهد که در آن ترکیبات آلی اکسید شده و اکسیژن مصرف می شود.

این بخش، می­ تواند بسته به شرایط آنالیز، شامل مراحل جزئی تری باشد:

فیلتراسیون

سیستم ممکن است شامل مکانیزم­ های فیلتراسیون برای حذف ذرات جامد، زباله­ ها یا جامدات معلق در نمونه آب باشد.

تنظیم pH

در برخی موارد، ممکن است برای بهینه سازی اندازه ­گیری، تنظیم pH ضروری باشد.

کنترل دما

معمولاً روش های آنالیز COD، در فرآیندهای هضم، به شرایط دمایی خاصی نیاز دارند که باید به طور دقیق کنترل گردد.

ترکیب یا همگن سازی

برای اطمینان از همگن بودن نمونه آب و ریجنت شیمیایی، نیاز به عملکردهای خودکار می ­باشد.

بخش طیف سنجی

سپس بخش اسپکتروفتومتری، تغییر رنگ ناشی از ترکیبات اکسید شده را اندازه گیری می کند که شدت رنگ یا طول موج ثبت شده، متناسب با غلظت COD است.

هر دو گونه­ یون کروم موود در انالیزهای COD، رنگی هستند و در ناحیه مرئی طیف الکترومغناطیسی جذب می­ شوند.

یون دی­ کرومات (Cr₂O₇²⁺) به شدت در ناحیه طول موجی nm 400 جذب می ­شود، جایی که جذب یون کرومیک (Cr³⁺) بسیار کمتر است.

برای مقادیر COD بین mg/L 100-900، افزایش یون Cr³⁺ در ناحیه­ طول موجی nm 600 تعیین می­ شود، زیرا در این ناحیه جذب بسیار بالایی دارد.

جمع آوری داده

در نهایت، سیستم جمع آوری داده ها مقادیر COD را ثبت می کند و برای نظارت و کنترل از راه دور، برای انجام اقداماتی مانند فعال کردن آلارم ­ها، تنظیم نرخ دوز، یا فعال کردن اقدامات کنترل فرآیند به یک شبکه کامپیوتری متصل می شوند.

سخن پایانی

تجزیه و تحلیل میزان اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) موجود در آب و پساب برای حفظ کیفیت منابع آبی، حفاظت از محیط زیست و تضمین سلامت و ایمنی عمومی بسیار مهم است.

دستگاه آنالایزر آنلاین COD دستگاهی است که میزان اکسیژن مورد نیاز شیمیایی یک نمونه مایع را در زمان واقعی اندازه گیری می کند.

دستگاه های آنالایزر آنلاین COD چندین مزیت را نسبت به روش‌ های سنتی مبتنی بر آزمایشگاه ارائه می‌دهند، از جمله نظارت مستمر و در محل فرایند، نتایج بلادرنگ و کاهش دست‌ کاری و اختلال نمونه‌ ها.

از طرفی، عملیات کالیبراسیون و تمیز کردن به صورت خودکار انجام می شود که باعث صرفه جویی در هزینه‌ های عملیاتی می شود.

تشخیص دقیق با سیستمی پیشرفته، با دسترسی از راه دور به ارائه اسناد فرآیند به مقامات بالا دست کمک بسیاری می‌ کند. ضمن اینکه عملکردهای ایمنی کنترل شده توسط نرم افزار آنالایزر آنلاین COD، بالاترین سطح ایمنی شغلی را نیز تضمین می کند.

این دستگاه ها معمولاً در تصفیه خانه های فاضلاب شهری و صنعتی، نظارت بر فرآیندهای صنعتی و برنامه های نظارت بر محیط زیست استفاده می شوند.

شرکت بلورآزما نیز به تازگی آنالایزر آنلاین مانیتورینگ COD را به محصولات تولیدی خود اضافه کرده است. برای دریافت اطلاعات بیشتر، به بخش محصولات مراجعه فرمایید.

منابع و مراجع

Wikipedia

https://doi.org/10.1039/b409810b