کلرزنی متداولترین روش گندزدایی آب است. استفاده از کلر و ترکیبات آن در حال حاضر عامل اصلی گندزدایی آب آشامیدنی در تمام شهرهای کشور می باشد. کلرسنجی به روش رنگ سنجی، مرسوم ترین روش اندازه گیری کلر باقیمانده می باشد.
- روش colorimetric یا DPD
- روش Amperometric
هر روش توانایی های خود را دارد. از لحاظ تاریخی، فناوری آمپرسنجی و رنگ سنجی به طور گسترده برای نظارت آزاد و غلظت کل کلر باقی مانده در سیستم های تصفیه و توزیع آب و رعایت مقررات استفاده می شود. استفاده از فناوری آمپرسنجی به دانش بهتری از ماهیت نمونه برای تست گرفتن احتیاج دارد. آمپرسنجی بر خط، برای کنترل فرایند مناسبتر است و برای کاربردهای آنالیزی کمتر مناسب است؛ به دلیل اینکه همیشه کالیبراسیون نسبت به مرجع، به روش تحلیلی نیازمند است. این روش زمانی خوب عمل میکند که غلظت کلر، جریان نمونه، فشار، دما و Ph پایدار باشد. روش رنگ سنجی در تست های انجام شده دقت بیشتری دارد.
حسگرهای آمپرسنجی توانایی تشخیص پایینی بین کلر آزاد و کامل دارند برای جلوگیری از خطاها همیشه لازم است که نوع کلر در نمونه آب را با روشی متناوب نسبت به مرجع کالیبره کرد.
روش رنگ سنجی در کلرسنجی
این روش در سال ۱۸۷۰ توسط Jules Dubosqu کشف شد. میزان تغییر رنگ که توسط واکنش کلر با شناساگر DPD اندازه گیری میشود. هر چقدر که رنگ نمونه پس از افزودن شناساگر تیره تر باشد، غلظت کلر بیشتر است (طبق قانون بیر در شیمی – Bear’s law in chemistry). اساس این روش عبارت است از اضافه کردن نوعی ماده معرف به نام DPD به آب حاوی کلر و سپس اندازه گیری مقدار غلظت کلر با توجه به تغییر رنگ آب که متمایل به ارغوانی می شود و بر اساس رنگ ایجاد شده میزان کلر باقیمانده آب اندازه گیری می گردد.
دید ریاضی
Precursor به نمونه اضافه می شود و پس از واکنش رنگ نمونه با رنگ مرجع مقایسه میشود. سپس سطح غلظت آن توسط رابطه زیر محاسبه می شود:
E = Є*C*d
E: میزان جذب نور
Є: ثابت
C: طول مسیری که نور از محلول عبور می کند.
d: غلظت محلول
بعضی مواقع ممکن است نمونه با precursor واکنش ندهد و رنگ آن تغییر نکند در این صورت از یک digesting reagent استفاده می شود. مقداری از این ماده به نمونه اضافه می شود سپس حرارت داده می شود.
روش آمپر سنجی در کلرسنجی
اندازه جریان الکتریکی تولید شده توسط یک مدار از طریق واکنش کلر با الکترودها معین میشود. هر چقدر که غلظت کلر بیشتر باشد جریان تولید شده بیشتر است.
روش آنالیز با دستگاه کلرسنج Hach
کلر آزاد در دسترس (اسید هیپوکلرید و یون هیپوکلریت) ریجنت (reagent) شناساگر DPD را در pH بین ۶٫۳ و ۶٫۶ اکسید می کند تا یک ترکیب بنفش رنگ ایجاد شود. عمق یا شدت رنگ حاصل شده با غلظت کلر در نمونه متناسب است. یک محلول بافر به خصوص برای کلر آزاد، از pH مناسب واکنش محافظت می کند.
کل کلر موجود (کلر آزاد موجود به علاوه ترکیبات کلرآمین) با اضافه کردن پتاسیم یدید به واکنش تعیین می شود. کلر آمین های درون نمونه یدید را به ید اکسید می کند که همراه با هر کلر آزاد موجود، شناساگر DPD را نیز اکسید می کند تا رنگ بنفش در pH 5.1 را تشکیل دهد.
یک محلول بافر از پتاسیم یدید، موجب حفظ pH واکنش می شود. پس از تکمیل واکنش شیمیایی، جاذب نوری در ۵۱۰nm با جذب نوری نمونه قبل از زمانی که واکنش گرها اضافه شوند مقایسه می شوند و غلظت کلر از اختلاف جذب محاسبه می شود.
مشخصات دستگاه کلرسنج Hach
آنالیزور کلر Hach CL17 یک استاندارد صنعتی است که با استفاده از رنگ سنج DPD شیمیایی به طور مداوم نظارت بر آب برای تعیین میزان کلر آزاد یا کلر کامل را انجام می دهد. روش تجزیه و تحلیل CL17 تحت تاثیر تغییرات غلظت کلر، pH نمونه، دما، جریان یا فشار قرار نمیگیرد؛ در نتیجه، اندازهگیری های قابل اطمینان و دقیقتر با مداخلات کمتر اپراتوری را نسبت به سایر روش ها در بازار به انجام می رساند. تعمیرات ماهانه برای CL17 معمولا در ۱۵ دقیقه انجام می شود، از جمله تغییر واکنشگرها و تمیز کردن سلول های رنگی. هیچ ابزار خاصی مورد نیاز نیست.
CL17 همچنین برای اندازه گیری های باقی مانده ماده پرمنگنات مناسب است. مطالعات آزمایشگاهی و میدانی قابلیت تحلیلی آنالیز را برای تعیین غلظت پرمنگنات در آب نشان می دهد و تأیید می کند که آن یک راه حل قوی و یک ابزار خوب برای کنترل چالش های فرایند تصفیه آب (تغییر کیفیت و تقاضای آب) است.
مشخصات الکتریکی، عملکردی و … را می توانید با مراجعه به سربرگ دانلودها در همین صفحه دانلود کرده و مطالعه نمایید.
ویژگی های دستگاه کلرسنج Hach
- اندازه گیری با روش رنگ سنجی
- استاندارد تایید شده EPA
- Data logger اختیاری
- قابلیت تنظیم محدوده اندازه گیری
- اندازه گیری پیوسته/ پاسخ سریع
- نتایج دقیق و قابل اطمینان
- محافظت ساده و قابل پیش بینی
تئوری کار با دستگاه کلرسنج CL17 Hach
سری آنالیزور CL17 Hach با استفاده از روش رنگ سنجی مقادیر باقیمانده کلر در آب نمونه را تعیین میکند. اندازه گیری پیوسته است و به نمونه و روش های نگه داری وابسته نیست در نتیجه موجب کنترل فرایند بهتر میشود.
برای برنامه های با pH پایدار، مقدار pH شناخته شده میتواند به صورت دستی برای تجزیه و تحلیل باقی مانده نرم افزاری جبران شود. یک سیستم تغذیه بافر با هدایت گرانشی یا پمپ پریستالیتی (Pristaltic) به منظور تزریق مواد شیمایی مورد نیاز برای اندازه گیری کلر آزاد، کل کلر، کلر دی اکسید، ید و برم تزریق میشود. محدوده اندازه گیری قابل تنظیم از طریق برنامه نویسی دیجیتالی منحصر به فرد است.
آنالیزور طراحی شده است تا در ۲٫۵ دقیقه، یک بخش از نمونه را آنالیز کند. بخشی از نمونه در سلول اندازه گیری کلرسنج که میزان جذب نمونه (Blank) را اندازه گیری می کند قرار می گیرد. اندازه گیری حذب نمونه Blank، موجب جبران کدورت و رنگ طبیعی در نمونه می شود و در واقع یک مرجع نقطه صفر را به طور اتوماتیک فراهم می کند. واکنش گرها در این نقطه برای تولید رنگ بنفش اضافه می شوند و در نهایت مقدار اندازه گیری شده با مرجع مقایسه می شود.
ماژول پمپ/دریچه پریستالتیک خطی جریان ورودی نمونه را کنترل می کند و حجم های اندازه گیری شده بافر و واکنشگرهای شناساگر را در یک چرخه ۲٫۵ دقیقه ای تزریق می کند. ماژول پمپ/دریچه با استفاده از یک دوربین متحرک موجب فشرده شدن لوله های مخصوص ضخیم دیواره می شود و آن ها را در برابر یک صفحه ثابت می کند. این چرخه به شرح زیر است:
- ۱٫ خط ورودی نمونه باز می شود، به نمونه اجازه می دهد تحت فشار لوله گذاری نمونه و سلول رنگ سنجی جایی که اندازه گیری انجام می شود فلاش (flush) شود.
- ۲٫ خط ورودی نمونه بسته شده است، نمونه تازه سلول را ترک می کند. حجم سلول با عبور از سرریز(Overflow weir) کنترل می شود.
- ۳٫ همانطور که خط ورودی نمونه بسته می شود، خطوط واکنشگر باز می شوند و اجازه می دهد محلول بافر و شناساگر لوله ها را در ماژول پمپ / دریچه پر کند.
- ۴٫ اندازه گیری نمونه های دست نخورده برای تعیین یک مرجع متوسط قبل از اضافه کردن واکنش گرها انجام می شود.
- ۵٫ بلوک خروجی واکنشگرها باز می شود و به بافر و شناساگر اجازه می دهد ترکیب شوند و پس از آن برای ترکیب با نمونه وارد سلول رنگ سنجی شوند.
- ۶٫ پس از تأخیر برای ایجاد رنگ، اندازه گیری نمونه مورد نظر برای تعیین غلظت کلر انجام می شود.
این دنباله هر ۲٫۵ دقیقه تکرار می شود.
مراحل اجرای تنظیمات و نصب دستگاه کلرسنج CL17 Hach
مراحل نصب نمونه
- ابتدا دستگاه را از کارتون خود خارج نمایید و بررسی کنید تا تمام متعلقات دستگاه همراه آن باشد و همچنین آن را برای وجود هر گونه خرابی احتمالی بررسی نمایید.
- دستگاه برای استفاده در محیط داخلی با دمای تقریبا ثابت بین ۵ تا ۴۰ درجه سانتیگراد (۱۸ تا ۱۰۴ درجه فارنهایت) طراحی شده است. محدوده درجه بندی محیط زیست IP62 با درب بسته و قفل شده است. دستگاه را در نور مستقیم خورشید قرار ندهید و از چکه کردن آب محافظت کنید.
- دستگاه را با توجه به عکس های راهنمای موجود در دستورالعمل کار با دستگاه روی دیوار نصب نمایید. این دستگاه برای نصب روی دیوار طراحی شده است.
تنظیمات اولیه مورد نیاز دستگاه کلرسنج
این مدل از دستگاه نیازمند تامین آب نمونه ثابت با سرعت و فشار کنترل شده است. همچنین باید اقدامات احتیاطی انجام شود تا اطمینان حاصل شود که آب نمونه به سلول اندازه گیری منتقل نمی شود زیرا از طریق لوله های آب نمونه نمونه برداری می شود. همچنین اتصال به نقطه نمونه باید به نحوی صورت گیرد تا از دریافت هوا یا رسوب از لوله جلوگیری شود.
جریان: نرخ جریان آب نمونه باید در محدوده ی گفته شده در دستورالعمل (دانلود از همین مقاله در سربرگ دانلودها – ۲۰۰-۵۰۰ ml/min) کنترل شود. یک جریان سنج و شیر کنترل نرخ برای رسیدن و محافظت از این جریان ضروری است و می تواند در بالادست محفظه اندازه گیری نصب شود.
فشار: جایی که نمونه دارای فشار آب بالاتر از ۵ psig است، یک شیر کاهش دهنده فشار باید برای تحویل آب نمونه به محفظه اندازه گیری استفاده شود. آب نمونه ورودی به محفظه اندازه گیری باید در فشار کمتر از ۵ psig باشد. اگر فشار نمونه بسیار پایین است، ممکن است لازم باشد از یک پمپ نمونه استفاده شود تا آب نمونه را به سلول اندازه گیری منتقل کند.
- محدوده فشار اعمال شده به دستگاه باید بین ۱ تا ۵ psig باشد. (فشار ۱٫۵ psig بهینه است)
- فشار بهینه اعمال شده به محفظه نمونه باید بین ۱٫۵ تا ۷۵ psig باشد.
اخطار: آنالیزور را بدون آب نمونه اجرا نکنید. عدم وجود یا قطع جریان آب به محفظه آنالیزور موجب گرم شدن بیش از حد و خرابی زودرس شود.
روش صحیح کلرسنجی از آب
- باز گذاشتن شیر آب بمدت یک دقیقه
- شستشوی محفظه کیت کلرسنج با آب مورد نظر
- استفاده از معرف ها یا قرص(DPD) طبق دستورالعمل سازنده کیت
- اختلاط کامل نمونه آب با معرف
- قرائت میزان کلر آزاد باقیمانده بلافاصله بعد از اختلاط
- مطابقت با مقدار توصیه شده در استاندارد ملی۱۰۵۳ ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آب آشامیدنی
- شستشوی کیت در پایان کار تست pHآب
معایب احتمالی دستگاه کلرسنج
- عدم انجام روش درست برای کالیبراسیون دستگاه
- عدم اختلاط کامل آب با محلول موردنظر
- شستشوی نامناسب محفظه کلرسنج و وجود آلودگی
- عدم استفاده از استانداردهای لازم
- مطمئن شوید که سیم کشی دستگاه مطابق با دستورالعمل کار با دستگاه باشد.
—————————————————————————————-
خطای یک
نوع ارور: EE Erorr
علت: عدم تونایی برای نوشتن EE ROM
خطای نمایش داده شده روی صفحه نمایشگر: EE Error
راه حل رفع خطا: کلید Exit را فشار دهید تا دستگاه به طور مجدد راه اندازی شود. اگر خطا همچنان نشان داده می شود ممکن است برد مدار نیاز به جایگزینی داشته باشد.
—————————————————————————————-
خطای دو
نوع ارور: A2D
علت: انداره گیری مرجع = ۰٫ شماره A/D نشان می دهد که نور اندازه گیری شده توسط رنگ سنج صفر است بنابراین احتمالا دتکتور تصویر یا مبدل آنالوگ به دیجیتال معیوب است.
خطای نمایش داده شده روی صفحه نمایشگر: A/D ERROR – EXIT TO RESTART Alarm LED is lit
راه حل رفع خطا: کلید Exit را فشار دهید تا دستگاه به طور مجدد راه اندازی شود. اگر خطا همچنان نشان داده می شود مشکلی برای رنگ سنج به وجود آمده است و اتصال بین دستگاه و رنگ سنج به درستی برقرار نیست. رنگ سنج را از دستگاه خارج کنید، پین های اتصالی را بررسی نمایید و در صورت نیاز آنها را درست کنید. اگر دستگاه هنوز همان خطار را نشان می دهد باید رنگ سنج را جایگزین کنید.
----------------------------------------------------------------
سایر خطاها را می توانید از بخش دانلودها در همین مقاله دانلود و مطالعه نمایید.
