تنظیم pH

pH جدول متداول ترین مواد شیمیایی مورد استفاده در فرآیند تنظیم
کاربرد نام ترکیب شیمیایی
فرمول شیمیایی
وزن
قابلیت دسترسی
ملکولی اکی والان
شکل درصد خلوص
افزایش pH کربنات کلسیم CaCO3 100.0 50.0 پودر 96-99

هیدرواکسید کلسیم
(آهک)

Ca(OH)2 74.1 37.1 پودر گرانولی 82-95
اکسید کلسیم CaO 56.1 28.0 کلوخه، سنگریز، خاکه 90-98
آهک هیدراته دولومیتی

[Ca(OH)2]0.6
[Mg(OH)2]0.4

67/8 33.8 پودر 58-65
آهک زنده دولومیتی (CaO)0.6(MgO)0.4 49/8 24.8 کلوخه، سنگریز، خاکه

55-58
(CaO)

هیدرواکسید منیزیم Mg(OH)2 58/3 29.2 پودر -
اکسید منیزیم MgO 40.3 20.2 پودر گرانولی 99
بیکربنات سدیم NaHCO3 84.0 84.0 پودر گرانولی 99

کربنات سدیم
(خاکستر قلیایی)

Na2CO3 106.0 53.0 پودر 99.2

هیدرواکسید سدیم
(سود سوز آور)

NaOH 40.0 40.0 پودر مایع 98
کاهش pH اسید کربنیک H2CO3 62.0 31.0

گاز
(CO2)

-
اسید کلریدریک HCL 36.5 36.5 مایع

77.7
(60°Be)

اسید سولفوریک H2SO4 98.1 49.0 مایع

93.2
(66°Be)

2-3- تنظیم pH
اغلب فرایندهای تصفیه به خصوص فرآیندهای شیمیایی و بیولوزیکی در محدوده خاصی از pH قابلیت انجام را دارند. با توجه به نوسانات pH در بیشتر فاضلابهای صنعتی، معمولا تنظیم pH امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. منظور از تنظیم pH تنها خنثی کردن فاضلاب نیست بلکه در برخی مواقع لازم است که pH فاضلاب از حالت خنثی خارج شده و وارد محدوده اسیدی یا قلیایی شود.
بطور مثال برای حذف کادمیوم از فاضلاب لازم است که مقدار pH فاضلاب به بیش از 9 رسانیده شود. بر این اساس فرایند تنظیم pH معمولا یک فرایند پیش تصفیه ای است که شرایط را برای انجام دیگر فرآیندهای تصفیه آماده می سازد. با افزودن مقدار مناسبی از ماده شیمیایی که خاصیت قلیایی یا اسیدی دارد، می توان مقدار pH فاضلاب را در محدوده مورد نظر تنظیم کرد. در جدول رو به رو فهرستی از متداول ترین مواد شیمیایی قابل استفاده برای فرآیند تنظیم pH آمده است. این مواد مشابه همان موادی هستند که از آنها می توان در فرآیند خنثی سازی استفاده کرد. در واقع فرآیند خنثی سازی حال خاصی از فرآیند تنظیم pH است که در آن مقدار pH باید در محدوده خنثی (حدود 7) قرار گیرد.
فرآیند تنظیم pH به دو صورت دستی و اتوماتیک قابل انجام است. اگر حجم فاضلاب کم بوده و همچنین جریان فاضلاب بصورت ناپیوسته باشد، می توان فرآیند تنظیم pH را بصورت دستی انجام داد. بدین منظور ابتدا مقدار pH اندازه گیری شده و سپس مقداری از ماده شیمیایی متناسب را به آن اضافه می کنند.
البته لازم است که جهت توزیع مناسب ماده شیمیایی بصورت دستی یا مکانیکی اختلاط لازم را انجام داد. بصورت تئوریکی واکنش های شیمیایی در این فرآیند بصورت آنی انجام می پذیرد اما در عمل مقداری زمان برای انجام کامل اختلاط لازم است.
اگر حجم فاضلاب زیاد و یا جریان آن بصورت پیوسته باشد، عملاً نمی توان تنظیم pH را بصورت دستی انجام داد. چنانکه در شکل 3-2 قابل مشاهده است در این حالت یک سنسور pH در فاضلاب بصورت آنلاین و لحظه ای مقدار pH را اندازه گیری کرده و اطلاعات را به واحد کنترل منتقل می کند. پردازشگر واحد کنترل براساس مقدار pH اندازه گیری و محدوده pH موردنظر به یکی از پمپ های تزریق اسید یا باز فرمان داده تا مواد شیمیایی لازم را به تانک اختلاط و واکنش وارد کنند.
به عنوان نمونه اگر بخواهیم مقدار pH فاضلابی را که pH آن 5/5 است در محدوده 9-8 تنظیم نماییم، مراحل کار به این صورت خواهد بود که ابتدا سنسور pH مقدار pH فاضلاب خام را که معادل 5/5 است اندازه گیری کرده و آن را به واحد کنترل منتقل می کند. با توجه به محدوده pH مورد نظر، پردازشگر واحد کنترل به پمپ تزریق حاوی قلیا فرمان داده تا تزریق قلیا را به انجام برساند. این فرمان تازمانیکه مقدار pH فاضلاب از 5/5 به 9 (حد بالای محدوده pH موردنظر) برسد ادامه خواهد یافت. با رسیدن مقدار pH به 9 پردازشگر فرمان قطع تزریق قلیا را به پمپ تزریق قلیا داده و عملیات تزریق قلیا قطع می شود. چون مقدار pH فاضلاب 5/5 است لذا با قطع تزریق قلیا و ورود پیوسته فاضلاب، مقدار pH فاضلاب کم کم کاهش می یابد. تا زمانی که مقدار pH فاضلاب به 8 (حد پایین محدوده pH موردنظر) نرسیده است، پردازشگر به هیچ کدام از پمپ های تزریق اسید یا باز فرمان تزریق نمی دهد چون مقدار pH در محدوده موردنظر قرار دارد.
در اولین لحظه ای که مقدار pH به کمتر از 8 برسد، پردازشگر دوباره به پمپ تزریق قلیا فرمان تزریق داده و به این ترتیب مقدار pH افزایش می یابد. با تکرار مراحل گفته شده مقدار pH فاضلاب همواره در محدوده مورد نظر 9-8 باقی خواهد ماند. در مثال فوق اگر اطمینان داشته باشیم که هیچ گاه مقدار pH فاضلاب ورودی بیش از 9 نخواهدبود، نصب پمپ تزریق اسید ضروری نیست اما اگر احتمال نوسانات در pH ورودی زیاد بوده و امکان افزایش آن به بیش از 9 وجود داشته باشد، لازم است که حتماً پمپ تزریق اسید نیز در نظر گرفته شود تا با تزریق به موقع مقدار pH فاضلاب در محدود موردنظر حفظ شود.