التسجيل قائمة الأعضاء البحث مشاركات اليوم اجعل كافة الأقسام مقروءة

قسم الهندسة المائية - جامعة حلب المحاضرات , النتائج الامتحانية , وكل ما يهم طلاب كلية الهندسة المدنية - قسم المائية


إضافة رد
 
أدوات الموضوع انواع عرض الموضوع
قديم 13-02-2011, 07:22 PM   رقم المشاركة : 1
hsnabdalrhim
عضو فعال
 
الصورة الرمزية hsnabdalrhim







آخر مواضيعي - كل عام وانتم بخير وبصحة وعافية ورزق وفير
- الى طلاب السنة الخامسة مدني
- اعلان الى طلاب السنة الرابعة مدني عام
- اعلان الى طلاب السنة الثالثة قسم المائية
- اعلان الى طلاب السنة الرابعة مدني عام


hsnabdalrhim غير متواجد حالياً

hsnabdalrhim is on a distinguished road

شكراً: 0
تم شكره 0 مرة في 0 مشاركة

إرسال رسالة عبر مراسل MSN إلى hsnabdalrhim إرسال رسالة عبر مراسل Yahoo إلى hsnabdalrhim
Icon20 طرق تعقيم مياه الشرب

بسم الله الرحمن الرحيم








الدكتورة المهندسة
سلوى حجار


أستاذة الهندسة الصحية في قسم البيئة




إن الهدف من عمليات تعقيم مياه الشرب هو إزالة العضويات الممرضة من مياه المصادر المائية ، هذه العضويات التي تساهم في نقل الأمراض عبر الماء والتي تتضمن الفيروسات والجراثيم ووحيدات الخلية ( الأوليات ) والديدان .
ويقصد في هذا الفصل بكلمة التعقيم ، القضاء على العوامل الممرضة في الماء ( disinfection ) وليس القضاء التام على العضويات الدقيقة (Sterilisation ) .

1 – آلية عملية التعقيم :

إن مقدرة مادة معقمة ما على قتل الجراثيم تتعلق بتركيز هذه المادة وزمن التماس . وقانون تشيك يفترض أن معدل اتلاف العضويات الدقيقة يعتمد على عدد هذه العضويات كما في العلاقة :

تعقيم مياه الشرب

حيث :
N : عدد العضويات الدقيقة من نوع واحد في الزمن t .
k : ثابت أبعاده t-1 .
بالتكامل بين الحدود N = No من أجل t = 0 نحصل على :

تعقيم مياه الشرب

من هذه العلاقة نلاحظ أن الإتلاف الكامل للجراثيم ليس ممكناً ، ويعبر عن كفاءة التعقيم بنسبة عدد العضويات الدقيقة المتلفة إلى العدد الأصلي لهذه العضويات .

لا تعود علاقة تشيك لجميع المعقمات ولجميع العضويات الدقيقة .
إن معدل الإتلاف يعتمد أيضاً على عوامل أخرى كالنفاذ في جدار الخلية وزمن اختراق المراكز الحيوية فيها ، بالإضافة إلى توزع الأحياء الدقيقة والمادة المعقمة . ولذلك فإن كل نوع من الأحياء الدقيقة سيكون له حساسية مختلفة بالنسبة إلى كل مادة معقمة ، ويعبر عن هذا بتغيير ( k وt) في المعادلة السابقة .
إن علاقة تشيك هي قاصرة نوعاً ما لأن عامل الإتلاف غالباً ما يعتمد على الزمن . وإن اعتماد معدل الإتلاف على الزمن يمكن التعبير عنه كما يلي :

تعقيم مياه الشرب
والذي من أجله يكون الشكل المتكامل هو :

تعقيم مياه الشرب
وقد وجد أن الفعل التعقيمي للهالوجينات وغيرها من المعقمات المؤكسدة نادراً ما يتبع علاقة تشيك (5-3) ، وهو يتبع بشكل أكثر دقة العلاقة (5-5) .
يمكن بشكل مبسط أن نكتب المعادلة التالية :

تعقيم مياه الشرب
حيث :
C– تركيز المادة المعقمة .
tp– زمن التماس بين العضويات الدقيقة والمادة المعقمة لإتمام الإتلاف المطلوب .
n– ثابت من أجل نوع واحد من المادة المعقمة والكائنات العضوية الدقيقة عند معدل إتلاف واحد .
فمثلاً عند استعمال الكلور كمادة معقمة وبنسبة اتلاف مقدارها ( % 99) تكون صيغ المعادلة السابقة بالنسبة إلى الكائنات العضوية المختلفة بالشكل التالي :
للاشريكية الكولونية (E.Coli) : تعقيم مياه الشرب


لفيروس التهاب سنجابية النخاع الشوكي (Poliomyelitis virus) :
تعقيم مياه الشرب

لفيروس الحمة الكوكساكية (Coxsackie virusA2) A2 :

تعقيم مياه الشرب
ونلاحظ بشكل عام أنه بالنسبة للمواد المعقمة التي تكون فيها قيمة (n) أصغر من الواحد ( مثل الكلور ) يكون زمن التماس عادة هو العامل الأهم لضمان التعقيم الجيد . ولهذا يطبق زمن تماس كبير نوعاً ما (30) دقيقة من أجل العديد من الاستعمالات .

2 – التعقيم بالحرارة : (Disinfection by heat )

يمكن تعقيم المياه بتعرضها إلى الغليان لمدة (15 – 20) دقيقة وذلك حسب الارتفاع عن سطح البحر .
كما أن البسترة ، والتي هي التسخين لدرجة حرارة تتراوح بين 60° م وبين 80° م ، هي طريقة فعالة للتعقيم بحيث يكون زمن التعرض لدرجة الحرارة 60°م هو 20 دقيقة ويتناقص هذا الزمن مع ارتفاع درجة الحرارة . وأيضاً يمكن أن نستخدم للتعقيم التسخين المضغوط (Autoclaving) الذي ترتفع فيه درجة الحرارة إلى أكثر من 100°م ( المثلى 121° م) وذلك مع ضغط متزايد .
من مميزات هذه الطرق جدارتها وبساطتها ، أما مساوئها فهي الكلفة المرتفعة وأنه ليس لتعقيمها أثر متبقي .
3 – التعقيم بوساطة موجات التردد فوق الصوتي : (Ultrasonic frequency waves ) :

إن موجات التردد فوق الصوتي هي التي لا تستجيب لها أذن الإنسان وتكون ذات تردد فوق (20 000 – 18000 ) CPS هرتز ( بينما يتراوح تردد الموجات الصوتية الممكن سماعها بالأذن البشرية ما بين ( 20 CPS و 20000 ) هرتز ويمكن لموجات التردد فوق الصوتي أن تفكك البنية الكيميائية للجزيئات ومن ضمنها الجزيئات الموجودة في الممرضات ، ويكون تأثيرها قاتلاً للاشريكية الكولونية (E.Coli) عند تردد (400 K CPS) في درجة حرارة (37°C) ويمكن أن نحصل على تعقيم تام بعد تعريض المياه لهذه الموجات لمدة (60 min) ولكن هذه الطريقة من التعقيم تعتبر غير عملية بسبب استهلاكها الكبير للتيار الكهربائي ، وبالتالي كلفتها الغالية بالنسبة للتدفقات الكبيرة .

4 – التعقيم بوساطة أشعة غاما وبيتا :

إن التوفر المتزايد للمواد النشيطة إشعاعياً أثار بعض الاهتمام بالتعقيم بوساطة الإشعاع المتأين . وليس لدينا معلومات دقيقة عن تحطيم العضويات الدقيقة في الماء بوساطة هذا الاشعاع .

5 – التعقيم بوساطة ايونات المعادن :

لقد علم لعدة قرون مضت أن شوارد النحاس قاتلة للجراثيم (بشكل ضعيف ) ومبيدة للطحالب بشكل قوي ، وكذلك شوارد الفضة فإنها عندما تكون بتراكيز ضعيفة تؤثر أيضاً بشكل ملحوظ . وقد لوحظ اختفاء متعضيات السبيروجيرا من الماء الذي يحتوي على كمية قليلة من الفضة المترسبة من بعض أملاحها .
بالإضافة إلى إمكانية إعطاء شوارد الفضة بوساطة التحليل الكهربائي ، يمكن أيضاً أن نضيف الفضة كمحلول لأحد أملاحها ، أو بوساطة انتزاعها بترشيح المياه عبر رمل مغلف بالفضة أو أية مادة ترشيح أخرى مغلفة بالفضة . وأيضاً يستعمل نترات الفضة البلوري (AgNO3) كوسيلة للتعقيم . وهو يتميز بقلويته الشديدة وقد حددت نظم مياه الشرب كمية الفضة في ماء الإمداد المنزلي بـ (0.05mg/l) أو (50 Ppb) وعادة يكون تركيز شوارد الفضة لعملية التعقيم متراوحاً بين (25 – 75 Ppb) . وقد وجد أن تركيزاً لشوارد الفضة قيمته ( 150 Ppm AgNO3) 97Ppm يكون له تأثير مبيد للكييسات (Cysticidal) كثلثي تأثير كمية من اليود (I2) مقدارها (10 mg/l) . وقد لوحظ أن تأثير الفضة المبيد للجراثيم يتعلق بتركيز شوارد الفضة أكثر من علاقته بالطبيعة الفيزيائية لمصدر هذه الشوارد .
يعتبر استعمال شوارد الفضة غير ذي قيمة عملية بسبب الزمن المديد اللازم للتماس وغلائها النسبي وخاصتها في كبح نمو الجراثيم دون قتلها . ولكن شوارد الفضة تبقى قابلة للاستعمال في بعض المشاريع الخاصة كأحواض السباحة .
وفيما يلي نبين بعض محسنات استعمال شوارد الفضة لتعقيم المياه :
1 – الاكتفاء بجرعات صغيرة من الفضة لإزالة الجراثيم العادية إذا استعملت بدقة ومهارة .
2 – أثر متبقي مديد وقوي في كبح وتثبيت نمو الجراثيم .
3 – تمنع نمو الطحالب والفطور .
4 – معقمات شوارد الفضة المصنوعة والموجودة في الأسواق لا طعم لها وغير سامة وسهلة التناول نسبياً .
5 – لا تؤثر تغيرات تركيز العضويات على سعة إبادة الجراثيم لشوارد الفضة.
أما مساوىء التعقيم بوساطة شوارد الفضة فيمكن أن نعددها بما يلي :
1 – تحتاج المياه إلى معالجة مسبقة جيدة لإزالة العكارة واللون ذوي الأصل العضوي والمواد العالقة الغروانية التي تمتز إليها شوارد الفضة .
2 – الفعل المعقم لشوارد الفضة يتناقص بشكل واضح في درجات الحرارة المنخفضة وفي القيم المنخفضة لـ (PH) .
3 – تسبب شوارد الفوسفات والكلوريدات والكبريتيت والكبريتات تثبيطاً للفعل التعقيمي لشوارد الفضة .
4 – لم تطور حتى الآن بشكل كاف الدراسات اللازمة لتحديد تراكيز (Ag+) اللازمة عملياً .
5 – تحتاج إلى وقت طويل للتماس .
6 – تكلف المعالجة بشوارد الفضة مئتا مرة تقريباً المعالجة بغاز الكلور .

6 – التعقيم بوساطة الحموض والأسس :

لا تبقى عادة الجراثيم المرضية على قيد الحياة طويلاً في المحاليل الحمضية أو القلوية القوية ، ولهذا فإن إضافة بعض المواد لتعديل (PH) أو لتعديل قابلية الماء للحت أو لإزالة العسرة أو غير ذلك من الأغراض يمكن أن تؤثر جزئياً في انقاص بعض العضويات الدقيقة وخاصة عندما يتوفر وقت طويل للتماس .

7 – التعقيم بوساطة الكيميائيات ذات السطح الفعال :

إن للمنظفات إيجابية الشحنة إمكانية كبيرة لقتل الجراثيم بينما يكون للمنظفات سالبة الشحنة إمكانية ضعيفة لإبادة الجراثيم . وتحتل المنظفات المعتدلة موقعاً متوسطاً .
تضم مركبات الامونيوم الرباعية (Quaternary Ammonium Compounds- QAC) مجموعة واسعة من المنظفات إيجابية الشحنة ( Cationic Detergents ) والتي تتأين حالا في الماء .
هذه المركبات نحصل عليها بشكل سائل أو صلب وهي ثابتة في درجة الحرارة العادية وتسبب تخفيض الشد السطحي للماء وتميل إلى تشكيل الرغوة .
وقد لوحظ أن مركبات الأمونيوم الرباعية المتوفرة في الأسواق هي ذات قابلية مرتفعة لإبادة الجراثيم في حدود لـ (PH) من 7 إلى 9.5 وقابلية الإبادة للجراثيم هذه تتأثر ببعض العوامل كطبيعة الإضافات المستعملة في بنية (QAC) وصفات الماء كعسرتها وكمية المعادن فيها .
لم تستعمل مركبات الأمونيوم الرباعية (QAC) كمعقم لمياه الإمداد العام للشرب بشكل جدي بسبب تأثيرها السمي وطعمها السيء في الماء . وبقي استعمالها مسموحاً كمبيد للطحالب في أحواض السباحة . وكمادة لمنع نمو العضويات المفسدة لمياه التبريد في الصناعة .
8 – التعقيم بوسطة الكيميائيات المؤكسدة :

تنتمي إلى الكيميائيات المؤكسدة الهالوجينات مثل البروم واليود والكلور .
5 8 1 البروم ( Bromine) :
البروم (Br2) هو هالوجين بني محمر غامق يوجد كسائل تحت الضغط الجوي وبالتالي فهو أسهل نقلاً وتناولاً من الغاز المضغوط ، وهو أثقل من الماء بـ (3.2 ) مرة ، نقطة انصهاره (7.3°م ) ونقطة غليانه (58.7 ° م ) ، سائله يسبب حروقاً شديدة بتماسه مع الجلد .
يشكل البروم بانحلاله في الماء مبيداً جيداً للجراثيم . ينتج البروم مع الأمونيا والنتروجينات الثلاثية مركبات بروم الأمونيوم وقد لوحظ نقطة للتكسير أثناء انحلال البروم في الماء بوجود مركبات النشادر .
إن البروم والبرومامين أحادي التكافؤ يملكان نفس الأثر التعقيمي وهذا الأثر يشبه الأثر التعقيمي للكلور .
أيضاً فإن البروم لا يستعمل في معالجة الإمداد العام بمياه الشرب ويقتصر استعماله لتعقيم مياه أحواض السباحة ومياه الصرف الصناعية . ومن محسنات استعمال البروم لتعقيم مياه أحواض السباحة ما يلي :
1 – بعض أشكال البروم أسهل وأقل خطورة في نقلها وتخزينها من الكلور .
2 – الكفاءة التعقيمية للبرومامين المتشكل في أحواض السباحة أكبر منها للكلورامين.
3 – أقل تهييجاً للعيون .
4 – لا يسبب مشاكل طعم سيء .
5 8 2 اليود (Iodine) :
اليود التجاري عبارة عن بلورات سوداء يميل لونها إلى الأرجوان وهو قابل لحت معظم المعادن ويتصعد ببطء في الظروف الجوية العادية .
وعندما يسخن يشكل بخاراً ساماً بنفسجياً ، ولكنه أقل خطراً من باقي الهالوجينات المستعملة لمعالجة المياه . ينحل اليود في الكحول الاتيلي بنسبة (27%) وذلك في درجة حرارة الغرفة . وينحل اليود في الماء بنسبة ( 0.03 %) في درجة حرارة الغرفة أيضاً ، وهذه القابلية تزيد بإضافة اليوديد ، وإن المحضرات التجارية الشائعة لليود تحوي على اليوديد وذلك لتأمين ثبات المحلول وحسن قابليته للانحلال .
عندما ينحل اليود في الماء فإنه يمكن أن يبقى بشكله الأصلي ويمكن أن يتعرض لتغيرات معقدة مختلفة ، وذلك حسب التركيز البدائي لليود المعاير واليوديد المضاف وحسب قيمة (PH) ودرجة الحرارة أيضاً .
ويتم انحلال اليود في الماء حسب العلاقة :

تعقيم مياه الشرب
إن كلاً من ( I2 و HOI ) مبيد للجراثيم ، وإن الحمض تحت اليودي (Hypoiodous acid ) يتحلل في الماء إلى ملح اليودات غير المبيد للجراثيم وشكل اليوديد وذلك بقيمة لـ (PH) من 9 فما فوق وخاصة بوجود الفوسفات . وبوجود إضافة من اليوديد إلى المحلول المائي يمكن أن يتشكل اليوديد الثلاثي (I3-) وذلك بكمية قليلة .
وقد تبين أن إضافة قليل من اليود إلى مياه الإمداد العام لأغراض الشرب سيمنع بعض أنواع تضخم الغدة الدرقية ، ولكن هذه الإضافة قل استعمالها واستعيض عنها بإضافة اليود إلى ملح الطعام . وبقي استعمال صبغة اليود لتعقيم مياه الشرب في حالات الطوارىء فقط ، حيث أن استعمال نقطتين من صبغة اليود عيار (7%) لكل ليتر ماء سيجعل الماء آمنا من الجراثيم بعد زمن تماس قدره (15 min) .
وكما أن اليود يخرب الجراثيم المرضية ( وخاصة التيفية ) في الماء فإنه يحطم الكييسات الأميبية . وأن انخفاض درجة الحرارة وارتفاع قيمة (PH) يؤثران بشكل سلبي على كفاءة التعقيم باليود .
وفي الظروف المتشابهة فإننا نحتاج إلى جرعة من اليود أكبر من جرعة الكلور اللازمة لإعطاء نفس التأثير المبيد للجراثيم .
وقد تبين أن (I2) أكثر إبادة للكييسات من كل من (HOI) أو ( I3-) .
ويبين الجدول (5-1) الكفاءة النسبية لليود في إبادة الكييسات والفيروسات في درجة حرارة (25° م) .
تعقيم مياه الشرب

وإن التأثير الفيزيولوجي لليود والسمية الممكنة له لم يدرسا بشكل واف ، عدا أنه مبيد للجراثيم خطر الاستعمال في عمليات إمداد مياه الشرب ، ولكنه تقرر إمكانية استعماله لتعقيم مياه المسابح وذلك في الظروف المختلفة وعلى مدى واسع لقيمة (PH)
ولأغراض تعقيم مياه المسابح يمكن أن يضاف اليود بشكل أملاحه الصودية أو البوتاسية كأحد المركبات المعقدة العضوية و كعنصر اليود .
وفيما يلي نعطي بعض محسنات اليود كمادة معقمة :
1 – لا تتأثر كفاءته التعقيمية كثيراً بقيمة (PH) وذلك عدا الحالات التي تكون فيها درجة الحرارة منخفضة جداً .
2 – إن للنشادر والملوثات النتروجينية العضوية تأثيراً ضعيفاً على كفاءة إبادة اليود للجراثيم بسبب عدم تشكل مركبات بديلة .
3 – إبادة الجراثيم أقل علاقة بدرجة الحرارة وبزمن التماس منها بالنسبة إلى الكلور .
4 – تتم إبادة الجراثيم المرضية والأبواغ والكييسات والفيروسات بزمن قصير وبجرعة صغيرة وبدون شكاية من طعم أو رائحة أو إثارة للعين أو الأذن أو الجلد .
أما مساوىء اليود كمادة معقمة فيمكن تلخيصها بما يلي :
1 – لنفس الظروف فإننا نحتاج إلى جرعات من اليود أكبر من الجرعات اللازمة من الكلور لكي نحصل على نفس الأثر التعقيمي .
2 – أغلى من الكلور بكثير .
3 – لم يزل أثره الفيزيولوجي عند الاستعمال المديد وخاصة على الأطفال قيد البحث

5 8 3 التعقيم بوساطة الكلور :

5 8 3 1 الكلور كمادة معقمة :
في الأحوال العادية فإن الكلور غاز مخرش لونه أخضر مصفر ذو كثافة تعادل (2.5) مرة كثافة الهواء . ويمكنه أن يوجد بشكل سائل تحت ضغط منخفض نسبياً ( 3.7 ضغط جوي ) . وهو ذو قابلية مرتفعة للانحلال في الماء . كما أنه مادة معقمة ولو كان بتركيز منخفض .

إن انحلال الكلور في الماء يؤدي إلى تشكيل حمضين حمض كلور الماء وحمض الهيبوكلوري:

تعقيم مياه الشرب

إن حمض كلور الماء لا يلعب دوراً في عملية التعقيم أما حمض الهيبوكلوري فهو العامل الفعال في التعقيم ويشار إليه عادة بالكلور المتوفر الحر .
إن نسبة (%50) من حمض الهيبوكلوري تتفكك عند (PH) للماء تعادل (7.5) تقريباً لتعطي شاردة الهيبوكلوريت كما في المعادلة التالية :
تعقيم مياه الشرب

إن شاردة الهيبوكلوريت لا تلعب دوراَ هاماً في عملية التعقيم ويبين الشكل (5-1) علاقة نسبة (HOCℓ) إلى (OCℓ) في الماء عند قيم مختلفة لـ (PH) .
ولضمان تعقيم فعال يجب الحفاظ على قيمة (PH) للماء بحيث تكون نسبة %90)) من الكلور في حالة (HOCℓ) .
إن الكلور ينفذ بسرعة ضمن الخلايا الجرثومية ليؤكسدها كما في المعادلة :

تعقيم مياه الشرب

وعلى كل فإن فعالية الكلور تتأثر بشكل كبير بالخواص الفيزيائية والكيميائية للمياه . وإن وجود الأجسام العالقة وتجمع العضويات الدقيقة بشكل عنقودي يمكن أن يشكل حماية لها مما ينقص القدرة التعقيمية للكلور . كما أن وجود النترات وشوارد الحديد وكبريت الهيدروجين يسبب اتحاد هذه الشوارد مع الكلور وتخفيض التركيز المتوفر لعملية التعقيم . وإن وجود الأمونيا في الماء يؤدي إلى اتحادها مع الكلور لتشكل بشكل متسلسل مركبات أول كلور الأمونيوم ثم ثاني كلور الأمونيوم ثم ثالث كلور النتروجين ( الكلورامين الاحادي ، الكلورامين الثنائي ، الكلورامين الثلاثي ) :


تعقيم مياه الشرب

الشكل (5 1)


بالإضافة إلى ذلك فإن الكلورامين الأحادي والكلورامين الثنائي يمكن أن يتفاعلا ليعطيا غاز النتروجين (N2) أو أكسيد الآزوت (N2O) أو الاثنين معاً . وإن أي نسبة من هذه النواتج تعتمد على شروط التفاعل التي من أهمها : التراكيز ودرجة الحرارة وقيمة (PH) . نمثل على الشكل (5-2) العلاقة البيانية بين جرعة الكلور وكمية الكلور المتبقي في الماء وذلك بوجود مركبات النشادر .

تعقيم مياه الشرب
في المجال (AB) يتفاعل الكلور المضاف مع أية مادة موجودة في الماء قابلة للتفاعل معه ، مما يؤدي إلى نقله إلى مركبات الكلورايد (Cℓ-) غير المعقمة . وتبقى كمية قليلة جداً من الكلور لعملية التعقيم . بإضافة المزيد من الكلور ( كما في المجال BC ) فإن الكلور سيشكل الكلورامين الأحادي والكلورامين الثنائي بتفاعله مع الأمونيا . هذه الكلورامينات تعتبر مواد معقمة ، ولكنها ذات فعالية أقل من الكلور الحر في عملية التعقيم . وهي إذا وجدت بتركيز كبير أو أتيح لها زمن تماس طويل فإنها سوف تقضي على العضويات الممرضة .
يشار إلى الكلورامين الاحادي والكلورامين الثنائي بالكلور المركب المتوفر . وفي هذا المجال (BC) فإن إضافة الكلور تنتج زيادة نسبية في كمية الكلور المركب المتبقي .
إن إضافة المزيد من الكلور فيما بعد يعطي الكلورامين الثلاثي والنتروجين وأكسيد الآزوتي ومنتجات أخرى لا تعتبر جميعها فعالة في عملية التعقيم . وهكذا فإنه في المجال (CD) فإن إضافة المزيد من الكلور تنقص كمية الكلور المتوفر للتعقيم . بعد النقطة (D) فإن أية إضافة لمزيد من الكلور سوف تظهر بشكل كلور حر متوفر (HOCℓ) فعال في عملية التعقيم . تدعى النقطة (D) نقطة التكسير . تبلغ كمية الكلور المطلوبة للوصول إلى نقطة التكسير عدة مرات تركيز الأمونيا في الماء .
إن التراكيز النسبية للكور الحر والمركب المتبقيان يمكن تحديدها إما بالوسائل البسيطة لقياس اللون أو بالوسائل الآلية .
وتعتمد غالبية طرق التحديد هذه على السرعة الكبيرة لتفاعل الكلور الحر ، الأمر الذي يعطي قراءة سريعة بينما يتفاعل الكلورامين الثنائي والأحادي ( NHCℓ2 و NH2Cℓ ) ببطء نسبياً . فمثلاً إن الكاشف ( كبريتات الديامين – فنيلين – دايثيل – ب ) أو كبريتات (DPD) . (Diethyl-p-phenylene- diamine sulphate ) يعطي لوناً أحمر بتفاعله مع الكلور الحر . وإن إضافة يوديد البوتاسيوم يحدث إنتاجاً للون بوجود الكلورامين الأحادي والكلورامين الثنائي . وقد دمجت بعض المواد مع كبريتات (DPD) لمنع التداخل مع المعادن التي تترك أثراً . وهذا الكاشف متوفر بشكل حبوب (DPD1) لتحديد الكلور الحر المتوفر و (DPD2) لتحديد الكلور الحر والكلورامين الأحادي (DPD3) لتحديد الكلور الكلي .

5 8 3 2 استعمالات الكلور :
يمكن أن نستعمل كمادة معقمة غاز الكلور الذي تكون فيه المادة الفعالة هي حمض الهيبوكلوري . أو أن نستعمل كبديل مركبات الكلورامين بحيث تشكل هذه المركبات في الماء وتعمل كمواد معقمة . بالنسبة للمياه ذات النقاء المقبول وغير الحاوية على عكارة أو لون شديدين وليست عرضة لتغيرات واسعة في النوعية وخالية من المركبات الطحلبية أو الفينولية فإن كمية (0.1 – 0.2) ملغ/ل من الكلور بزمن تماس قدره (30) دقيقة تعطي تعقيماً جيداً عند قيمة لـ (PH) بين (6) وبين (7) . زمن التماس هذا يمكن تأمينه إما ضمن محطة المعالجة أو ضمن محطة المعالجة وفي الخزانات وفي شبكة التوزيع . أما إذا كانت المياه ذات نوعية أسوأ من هذا فيجب زيادة الجرعة .
تعتبر الكلورامينات معقمات ضعيفة وتتطلب زمناً للتماس يصل إلى ساعة ويمكن استعمالها في الحالات التي يجب فيها الحفاظ على الكلور المتبقي لمدة طويلة .
إن الكلور مؤكسد قوي قادر على أكسدة بعض المعادن الموجودة في الماء كأملاح الحديد والمنغنيز مما يؤدي إلى تخفيف طعم ورائحة الماء وتحويل الحديد ثنائي التكافؤ إلى الحديد ثلاثي التكافؤ المترسب .
تسبب المركبات الفينولية مع الكلور مشكلة خاصة ، إذ تتفاعل الفينولات (C6H5OH) مع الكلور لتشكل فينولات الكلور ذات الطعم والرائحة النفاذة ، وقد يجنب استعمال الكلورامينات للتعقيم الرائحة والطعم الكلوروفينولي .
إن إضافة جرعة كبيرة من الكلور بما يعرف بالكلورة العالية تسبب أكسدة تامة للأمونيا وللكلوروفينولات مما يؤدي إلى إزالة الطعم والرائحة ، ولكن يجب الانتباه إلى إزالة الكلور المتبقي في الماء بعد هذه الأكسدة ، لأنه سيعطي الماء طعماً ورائحة واضحين وسيجعل الماء قابلاً للحت .
يمكن أن تتم عملية نزع الكلور باستعمال ثاني كبريتات الصوديوم أو ثاني أكسيد الكبريت أو الكربون المنشط ، وذلك لمدة تماس مقدارها 10 – 15 دقيقة كما في المثال التالي :

تعقيم مياه الشرب
ويبين الشكل (5-3) علاقة جرعة الكلور المضافة مع كمية الكلور المتبقي في الأزمنة المختلفة وذلك أثناء عملية تعقيم اعتيادية .

تعقيم مياه الشرب


يستعمل أيضاً غاز الكلور في عمليات معالجة مياه الشرب كمرحلة كلورة قبل عملية الترشيح في المرشحات الرملية السريعة ، مما يقلل من الحمولة البكترية على المرشحات ويسبب فترة تشغيل أطول بين عمليتي غسيل ، ولكن هذه الكلورة ذات محذور في المياه ذات المحتوى العالي من المواد العضوية أنها قد تشكل مع الكلور مركبات لا تزال خلال عمليات المعالجة اللاحقة مما يعطي الماء طعماً ورائحة .
يستخدم الكلور كمادة معقمة بشكل واسع في أحواض السباحة . وهنا تطبق الأسس العامة المذكورة أعلاه ، مع الأخذ بعين النظر النقطتان التاليتان :
1 يفضل في هذه الحالة ترك كمية أكبر من الكلور المتبقي لتؤمن تعقيماً لاحقاً للماء.
2 – تفضل في أحواض السباحة المكشوفة إضافة الكلور مع واقي كيميائي هو داي كلورو ايزوسيانوريت الصوديوم الذي يقلل من تفكك الكلور الكيمياضوئي . كما يمكن تعقيم مياه أحواض السباحة بوساطة هيبوكلوريت الصوديوم أو الكالسيوم .
5 8 3 3 طرق إضافة الكلور :
يمكن شراء الكلور على شكل هيبوكلوريت الكالسيوم الصلب أو هيبوكلوريت الصوديوم السائل أو بشكل كلور سائل متوفر في اسطوانات أو براميل . ويكون معدل إزاحة الكلور من اسطوانته تابع لدرجة الحرارة .
يتعلق ضغط بخار الكلور بدرجة الحرارة ، وحالما يتم تبخر الكلور يجب أن تعوض حرارة التبخر الكامنة وسوف تكون حرارة اسطوانة الكلور السائل أقل من حرارة الجو بسبب امتصاص الحرارة الكامنة للتبخر .
أما إذا سحب الكلور من اسطوانته بسرعة كبيرة فإنه سيحدث تجمد أو تعرق شديد بسبب التكاثفات الحاصلة . كما يجب أن نخفض معدل سحب الكلور من اسطوانته في الأجواء الرطبة جداً . وهكذا فإنه من الممكن سحب الكلور بسرعة عندما تكون حرارة الجو مرتفعة ، وببطء في درجات الحرارة المنخفضة , فمثلاً يمكن استخدام اسطوانة كاملة خلال أربعة أيام في درجة حرارة (21° م) ، بينما تحتاج إلى شهر لاستهلاكها في درجة حرارة (2° م) . كما يجب تجنب تكاثف الغاز في أنابيب نقله . يجب أن يحافظ صمام خفض الضغط المربوط قرب الاسطوانة على الضغط في الأنابيب أقل من ضغط البخار في درجة حرارة الأنبوب.
يحل الغاز بكمية صغيرة من التدفق المراد تعقيمه مما ينتج محلولاً قوياً من حمض الهيبوكلوري يضاف هذا المحلول بعدها إلى الماء المراد تعقيمه .
تحتاج آلية حقن الكلور إلى المياه إلى ضبط شديد ، ويكون غاز الكلور أميناً فقط عندما يتم استعماله بشكل صحيح .
يمثل الشكل (5-4) رسماً تخطيطياً لجهاز الكلورة الذي يتضمن صماماً لخفض الضغط وصمامين لتغيير الضغط والانفراغ ومقياساً للتدفق ووصلة لضبط الانفراغ وصماماً للضبط .


تعقيم مياه الشرب

إن الانحلال الكبير للكلور في الماء مع التصميم الهيدروليكي لجهاز الحقن يضمنان سحباً للكلور إلى الماء في جو مفرغ ، مما يقلل إمكانية تحرر الكلور إلى الجو فيما إذا حدث تسرب في الجهاز .
يمكن أن يعطى محلول حمض الهيبوكلوري إلى الماء المراد تعقيمه عند نقطة اضطراب في الأنبوب الرئيسي يصل رقم رينولد فيها إلى /4000/ أو أكثر ، أو عند اجتياز الماء لهدار مغمور . والشكل (5-5) يبين تخطيطاً لعملية الكلورة .


تعقيم مياه الشرب

إن الكلورة بوساطة هيبوكلوريت الصوديوم أو الكالسيوم تستخدم أسساً مشابهة للأسس المذكورة بالنسبة للكلور الغازي أو السائل . وتتم هنا الكلورة بجعل محلول الهيبوكلوريت يضاف إلى الماء نقطياً . كما أنه يتوفر في الأسواق حبوب مكلورة .
5 8 3 4 محسنات ومساوىء الكلور :
ينتج الكلور عادة خلال عملية تصنيع هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) من كلور الصوديوم ( الملح العادي أو الصخري ) . وبما أن هيدروكسيد الصوديوم منتج كيميائي صناعي هام ينتج بكميات كبيرة ، فإن الإنتاج الواسع النطاق للكلور والمتعلق به يجعله مادة معقمة رخيصة الثمن نسبياً .
هذا بالإضافة إلى أنه مادة معقمة قوية حتى في التراكيز المنخفضة وهو قادر على القضاء على العضويات الممرضة بدون أن يؤثر عكسياً على استخدام المياه .
ومع ذلك فهناك بعض المساوىء لاستخدامه فتفاعله مع المركبات الفينولية يؤدي إلى طعم سيء للماء .
إن كلاً من الكلور الحر والكلورامينات تؤثر بشكل طفيف على بعض الحيوانات الراقية وبشكل ملحوظ على الأسماك ، الأمر الذي يشكل خطراً في الوسط الحيوي لعالم الأسماك .
أيضاً فقد تبين أن الكلور قد ينتج مركبات الهالوميتان الثلاثي مثل الكلوروفورم (CHCℓ3) وذلك بتفاعله مع بعض المواد العضوية طبيعية المنشأة مثل الحموض الدبالية (humic acids ) أو ذات المنشأ البشري . كما أن الكلور لم يبد تأثيراً ملحوظاً في إزالة مقومات أنواع معينة من طعم ورائحة ولون الماء .
5 8 3 5 تشكل الهالوميتان الثلاثي :
كما هو مبين في الشكل (5-2) فإنه عندما يضاف الكلور إلى الماء يتفاعل مع المركبات العضوية المنحلة ليشكل تنوعاً من مركبات الكلور العضوية وكما هو مشار أعلاه فإن مركبات الهالوجين العضوي هي مركبات خطرة على العضويات الحية وما هو الأهم بالنسبة إلى عملية تعقيم مياه الشرب بوساطة الكلور فهي الهالوميتانات الثلاثية ، التي تتشكل من التفاعل بين الكلور الحر وبين المواد الدبالية التي تتواجد في الماء بشكل طبيعي . هذه الهالوميتانات الثلاثية هي ذات صيغة عامة (CHX3) حيث (X) يمكن أن تكون إما (Cℓ) أو (Br) أو (I) . والأهم من هذه المركبات في مياه الشرب هو الكلوروفورم (CHCℓ3) لأنه يعتقد أنه مسبب للسرطان .إن الصيغ البرومينية من هذه المركبات تشمل ديكلوروبروموميثان (dichlorobromomethane)CHCℓ2Br وديبروموكلوروميثان ( dibromochloromethane )CHCℓBr2 وبروموفورم (Bromoform )CHBr3 .
إن التركيز الكلي للهالوميتانات الثلاثية في مياه الشرب المكلورة هو تابع لتركيز المادة العضوية في الماء ، كما هو مبين في الشكل (5-7) حيث يبين المنحني (A) تطور الهالوميتانات الثلاثية مع الزمن لمنشأة تحتوي مياهها على كمية كربون عضوي كلي مقداره ( 5.5 mg/L) واحتاجت لتعقيمها إلى جرعة كلور مقدارها ( 2 mg/L) . ويبين المنحني (B) تطور كمية الهالوميتانات الثلاثية بواحدات ( mg/L) مع الزمن لمنشأة تحتوي مياهها على كمية من الكربون العضوي مقداره ( 1.8 mg/L) واحتاجت هذه المياه إلى جرعةكلور مقدارها ( 0.8 mg/L) .

تعقيم مياه الشرب

5 8 3 6 إجراءات الأمان الواجب اتخاذها عند استعمال الكلور للتعقيم :
1 – إن غاز الكلور هو مؤكسد قوي وسام وبالتالي فإنه يجب تأمين تهوية انفراغية مناسبة عند مستوى الأرض في قسم اسطوانات وجهاز الكلورة لأن الكلور أثقل من الهواء . ونظام التهوية يجب أن يكون قابلاً لتغيير الهواء مرة كل دقيقة واحدة . ويفضل تزويد الموقع بجهاز لغسيل الغاز وذلك لحل الكلور المتسرب في حالات الطوارىء .
2 – يجب أن يتم عزل غرف المعدات الخاصة بالكلور وغرف حفظ اسطواناته عن سائر محطة المعالجة بحيث يمكن الوصول إلى هذه الغرف عبر أبواب خارجية فقط ويجب أن تزود بنافذة زجاجية ثابتة يمكن الرؤية عبرها . كما يجب أن يوضع في مداخل هذا القسم مراوح محكمة . ويوضع في جوار هذه المداخل أقنعة واقية بشكل يسهل الوصول إليها عند الحاجة .
3 – يجب أن يكون التحكم بدرجات حرارة قسم الكلورة سهلاً وذلك لتجنب التجمد .
4 – يمكن نقل غاز وسائل الكلور الجاف في أنابيب فولاذية سوداء ولكن الكلور المنحل في الماء يسبب التآكل بشكل كبير ويجب أن ينقل في أنابيب البولي فينيل كلورايد (PVC) .
5 – يجب تأمين مخزن محكم للاسطونات الزائدة التي هي ليست تحت الاستعمال وكمية المخزون يجب أن تكون مبنية على مقدار توفر الكلور في الأسواق وعلى مقدار الثقة بالمصدر الذي يؤمن الكلور إلى المحطة وعلى الكميات المستخدمة من الكلور .
6 – يجب حماية اسطوانات الكلور من ضوء الشمس المباشر في المناخات الدافئة وذلك لتجنب التسخين الشديد للاسطوانات الملآنة .
7 – يجب أن تتم حماية أجهزة التغذية والتخزين للكلور بعيداً عن خطر الحرائق . بالإضافة إلى ذلك فإنه يجب تأمين معدات للكشف عن تسرب الكلور ووصل هذه المعدات بنظام إنذار وبنظام غسيل للغاز للطوارىء إذا أمكن .
8 – في المنشآت الكبيرة يجب تأمين تحليل دائم لكمية الكلور المتبقي لتجنب إعطاء جرعة عالية أو ناقصة .

5 8 3 7 المشاكل التي يمكن أن تصادف أثناء عملية الكلورة :
ويبين الجدول (5-2) بعض المشاكل التي يمكن أن تحصل أثناء عملية الكلورة مع أسبابها والإجراءات التي يمكن اتخاذها لتلافي هذه المشاكل .








التوقيع :
الحب ليست كلمة اقولها او ثوب البسه اوقلم اكتب به كلمة احبك او شجرة احضنها
انما الحب ان احببت احدا علي ان اشعره بهذا الحب بالعمل والتطبيق بالاحساس والشعور اساس الحب هذا
ان اسعد قلب وروح من احب بعمل يحبه وادخال السعادة لقلبه وروحه ايضا بعمل اقوم به يحبه وليس بالمأسي والاحزان والتعاسة في الكلام والفعل
آخر تعديل بواسطة hsnabdalrhim بتاريخ 13-02-2011 الساعة 07:26 PM .
  رد مع اقتباس
قديم 26-03-2011, 11:28 PM   رقم المشاركة : 2
ehabxyz
عضو جديد






آخر مواضيعي


ehabxyz غير متواجد حالياً

ehabxyz is on a distinguished road

شكراً: 0
تم شكره 0 مرة في 0 مشاركة

افتراضي رد: طرق تعقيم مياه الشرب

بارك الله فيكى يا دكتورة
مشكورة ليه استفسار هل الأفضل التعقيم بالأوزون فى المرحلة الأولى ( بدلا من الكلور الابتدائى ) ثم التعقيم بالكلور فى المرحة الثانوية أو النهائية
وشكرا







  رد مع اقتباس
قديم 03-02-2012, 10:40 PM   رقم المشاركة : 3
alyazigi
عضو جديد






آخر مواضيعي


alyazigi غير متواجد حالياً

alyazigi is on a distinguished road

شكراً: 0
تم شكره 0 مرة في 0 مشاركة

افتراضي رد: طرق تعقيم مياه الشرب

بارك الله بكم مع رجاء إعادة تحميل الصور .







  رد مع اقتباس
إضافة رد

الكلمات الدليلية
مياه, الشرب, تعقيم


الذين يشاهدون محتوى الموضوع الآن : 1 ( الأعضاء 0 والزوار 1)
 
أدوات الموضوع
انواع عرض الموضوع

تعليمات المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا تستطيع إرفاق ملفات
لا تستطيع تعديل مشاركاتك

BB code is متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة
الانتقال السريع

المواضيع المتشابهه
الموضوع كاتب الموضوع المنتدى مشاركات آخر مشاركة
المطلوب لامتحان معالجة مياه الشرب Bashar Houri السنة الثالثة 0 27-05-2010 02:43 AM
منشآت مياه الشرب المهندس أسعد علبي السنة الثالثة 4 24-01-2010 05:23 PM
في سوريا --مياه الشرب خط احمر - hydrolic-man قسم الهندسة المائية - جامعة حلب 2 04-11-2009 03:49 PM
تنفيذ شبكات مياه الشرب المهندس أسعد علبي السنة الثالثة 1 11-02-2009 09:50 PM
مشروع شبكات مياه الشرب أحمد خلف السنة الثالثة 2 26-11-2008 12:15 AM


Powered by vBulletin® Version 3.7.3
Copyright ©2000 - 2014, Jelsoft Enterprises Ltd
جميع الحقوق محفوظة لمنتدى كلية الهندسة المدنية والتقنية - جامعة حلب