Metoder brukt i vann og avløpsvannsteknikk

Kvantitative målinger av forurensninger er nødvendige før vannforurensning kan kontrolleres. Analytiske metoder brukt i vann- og avløpsvannsteknikk er standardmetoder gitt i APHA (American Public Health Association).

I. Oppløst oksygen:

Mengden oksygen oppløst i vann måles enten ved hjelp av en oksygenprobe eller den gamle standard våtteknikken, Winkleroppløst oksygenprøve. Denne testen er standarden som alle andre metoder sammenlignes med.

Kjemien til Winkler-testen er som følger:

Mn ++ ioner tilsatt til prøven kombinere med tilgjengelig oksygen

Mn ++ + 02 → 7 Mn02 danner et bunnfall.

Jodidioner blir tilsatt og manganoksydet reagerer med jodid-ionene for å danne jod.

MnO2 +2 1 + 4H + → Mn ++ + I2 + 2H20

Mengden jod måles ved titrering med natriumtiosulfat.

1 2 + 2S 2 0 3 → S 4 O 6 - + 21 -

Alt oppløst oksygen kombinerer med Mn ++ slik at mengden Mn02 er direkte proporsjonal med oksygen i oppløsning. Det er noen ulemper med denne testen. En, kjemisk forstyrrelse og for det andre å bære et vått laboratorium til felt eller bringe prøver til laboratoriet og tredje, risiko for tap eller økt oksygen under transport. Alle disse problemene blir overvunnet ved å bruke en oppløst oksygenelektrode, ofte kalt en probe.

Den enkleste proben er vist i figur 2.15, og operasjonen er den for en galvanisk celle. Hvis bly- og sølvelektroder settes i en elektrolyttoppløsning med et mikroamper mellom, ville reaksjonen ved elektroden være

Pb + 2 OH 2 PbO + Hp + 2 e -

Ved blyelektroden frigjøres elektroner som beveger seg gjennom mikroamperet til sølvelektroden hvor følgende reaksjoner finner sted.

2e - + 1/20 2 + H20 → 20H -

Reaksjonen ville ikke gå med mindre det er ledig fri oppløst oksygen, og mikroamperet ville ikke registrere noen strøm. Trikset er å konstruere og kalibrere en meter på en slik måte at registrert elektrisitet er proporsjonal med oksygenkonsentrasjonen i elektrolytløsningen.

II. Biokjemisk oksygenbehov (BOD):

BOD er ​​tatt som indirekte mål for vannkvalitet. Det er faktisk et mål på mengden oksygen som kreves av mikrober mens stabiliserende nedbrytbart organisk materiale. To flasker fylles med vannstrøm, måler oppløst oksygen (DO) i ett og plasserer en annen i strømmen. Om noen få dager blir den andre flasken hentet og DO målt. Forskjellen i oksygenivåene var BOD (som mg oksygen brukt per liter prøve). BOD-testen drives med en standard BOD-flaske (figur 2.16), i mørket ved 2 i 5 dager (BOD).

III. Kjemisk oksygenforbruk (COD):

BOD-testen tar fem dager å løpe. I COD blir organiske stoffer oksidert kjemisk i stedet for biologisk, og dermed på kortere tid. Siden nesten alle organiske oksideres i COD-verdier, er det alltid høyere enn BOD. Kaliumdikromat er generelt brukt som et oksidasjonsmiddel. En kjent mengde av denne kjemikalien blir tilsatt til en målt mengde prøve og blandingen kokes.

Cx Hy Oz + Cr207 = HA C02 + Hp + Cr 3

Etter koking med en syre, måles det overskydende dikromatet ved å tilsette et reduksjonsmiddel, vanligvis jernholdig ammoniumsulfat. Forskjellen mellom kromatet som opprinnelig ble lagt til og det som gjenstår, er kromatet som brukes til oksydasjon av de organiske stoffene. Jo mer kromat brukes, jo mer organiske i prøven, og dermed jo høyere COD.

IV. turbiditet:

Hvis vannet er skittent, det vil si at lysoverføring er hemmelig, er det kjent som uklart vann. Standardmetoden for å måle turbiditet er Jackson Candle Turbid meter som ble utviklet først i 1900. Den består av et langt flatbunn glassrør under hvilket stearinlys er plassert. Brutalt vann helles i glassrøret til flammens overflate ikke lenger er synlig. Sentimetrene av vann i røret måles deretter og sammenlignes med standard turbiditetsenheten, som er

1 mg / 1 SiO2 = 1 enhet → av turbiditet.

V. Faststoffer:

Totalt faststoff er restene igjen ved fordampning ved 100 ° C. Totalt faststoff har to fraksjoner, oppløste faste stoffer og suspenderte faststoffer. Suspenserte faste stoffer separeres fra oppløste seg ved hjelp av en Gooch-smeltedigel (figur 2.17). Denne smeltedigelen har hull på bunnen som et glassfiberfilter er plassert på.

Prøven trekkes gjennom smeltedigelen ved hjelp av vakuum. Suspenserte faste stoffer oppbevares på filteret, mens oppløst fraksjon passerer gjennom. Hvis den opprinnelige tørrvekten til smeltedigelen og filteret er kjent, gir subtraksjonen av denne fra den totale vekt av smeltedigel, filter og tørket faststoff som er fanget på filteret vekten av suspenderte faste stoffer, uttrykt som mg / liter.

VI. Kväve og fosfater:

Organisk nitrogen (aminosyrer og aminer) og uorganisk (NH3) nitrogen måles analytisk ved kolorimetri. Ijonen er laget for å kombinere med noen forbindelser for å danne en farge. For eksempel er NH3 kombinert med Nessler reagens for å gi et gulbrunt kolloid. Fargen er målt bilde metrisk og tar kjent konsentrasjon av NH3 som standard.

Samlede fosfater måles ved å først koke prøven i syreoppløsning, som omdanner alle fosfater til uorganiske former. Disse blir laget for å reagere med et kjemikalie for å produsere en farge som deretter underkastes fotometri.

Fast avfallshåndtering:

Bionedbrytbare forurensninger alene er ikke ansvarlige for vannforurensning, selv om disse indikerer nivået av forurensning (gjennom BOD-verdier). Foruten disse blir en betydelig forurensingsbelastning bidratt med ikke-nedbrytbare eller sakte nedbrytende forurensninger, som tungmetaller, mineraloljer, biocider, plastmaterialer etc. som dumpes i vann. For biologisk nedbrytbare forurensninger kan forurensning kontrolleres ved kilden ved behandling for gjenbruk og gjenvinning. De ikke-nedbrytbare giftige stoffene kan fjernes fra vann ved hjelp av egnede metoder. I tillegg til disse metodene skal noen standarder, betingelser og krav være lovlig håndhevet av Govt. gjennom handlinger. (Miljøloven, 1986).

De ulike måtene / teknikkene som foreslås for kontroll av vannforurensninger, er som følger:

(I) Stabilisering av økosystemet:

Dette er den mest vitenskapelige måten å kontrollere vannforurensning. De grunnleggende prinsippene som er involvert er reduksjon av innhøsting av avfall og fjerning av biomasse, fangst av næringsstoffer, fiskeforvaltning og lufting. Ulike metoder kan brukes både biologisk og fysisk for å gjenopprette arterdiversitet og økologisk balanse i vannkroppen for å hindre forurensning.

(II) Gjenbruk og gjenvinning av avfall:

Ulike typer avfall som inkluderer industriell avløpspapirmasse eller andre industrielle kjemikalier, kloakk / sullage av kommunale og andre systemer og termiske forurensninger (slitt vann etc.) kan resirkuleres til gunstig bruk. For eksempel kan byavfall (kloakk / sullage) bli resirkulert for å generere billigere drivstoffgass og elektrisitet.

NEERI, Nagpur kunne utvikle teknologi for styring av radioaktivt avfall og kjemisk avfall fra atomkraftverk, gjenvinning av avløpsvann og å levere billig rørledende gass og generert elektrisitet ved gjenvinning av byavfall. NEERI er også involvert i utvikling av egnet teknologi for gjenvinning av avløpsvann gjennom akvakultur, utnyttelse av innenlands og industrielt avløpsvann i landbruket og avgiftning av fenol og cyanider i avfall ved biologiske midler. Ett destilleri i Gujarat er i stand til å behandle 450.000 liter avfall daglig og generere energi lik den som produseres av 10 tonn kull.

(III) Fjerning av forurensende stoffer:

Forskjellige forurensende stoffer (radioaktive, kjemiske, biologiske) tilstede i vannlegemet kan fjernes ved hjelp av egnede metoder som adsorpsjon, elektrodialyse, ionbytter, revers-osmose etc. Omvendt osmose er basert på fjerning av salter og andre stoffer ved å tvinge vannet gjennom en halvpermeabel membran under et trykk som overstiger det osmotiske trykket.

På grunn av dette skjer strømning i omvendt retning. For dette bruker vi en kraftmembran som tiltrekker løsningsmidlet og avstøter løsningen. Omvendt osmose brukes ofte til å avsalt brakvannet og kan også brukes til rensing av vann fra avløpsvann.

Forskere har foreslått følgende teknikker for vellykket fjerning av forskjellige forurensende stoffer fra vann:

1. Ammoniak:

Dette kan fjernes fra industriens avløpsvann ved ionbytterteknikk. Det er utviklet en svak sur kationutveksling, som fjerner NH 3 i form av ammoniumsulfat. Dette kan brukes til gjødsel.

2. Merkur:

Dette kan fjernes fra kloralkalavløpsplanter ved bruk av kvikksølv-selektiv ionbytterharpiks.

3. Fenolics:

Dette kan fjernes fra avløpsvann av papirmasse- og papirfabrikker, karboniseringsanlegg, petroleumraffinaderier, garverier og harpiksplanter ved bruk av polymerabsorbenter.

4. Avfarging av vann:

Avløpsvannet fra trykk- og sari-dørindustrien kan avkolyseres ved hjelp av en elektrolytnedbrytningsteknikk.

5. Natriumsalter:

Disse kan fjernes ved omvendt osmose metode. Natriumsulfat fra en Rayon Mill-avløp kunne lett fjernes. Vannet til gjenbruk kan også gjenvinnes ved denne metoden. Undersøkelser fra noen amerikanske laboratorier har hevdet å bruke solenergi til å rydde opp forurenset vann billig. Eksperimenter viste at en kombinasjon av sollys og en katalysator som titandioksid kan bryte ned kjemiske giftstoffer av vann. Slike fotokatalytiske reaksjoner kan ødelegge plantevernmidler, eksplosiver, løsningsmidler, PCB, dioksiner og cyanider.