Tesisinizde demir(III) klorür dozajını belirlemek için Jar Testi nasıl yapılır?

Demir klorür dozu (III) (bilimsel adıyla üç değerlikli demir klorür, Iron(III) Chloride veya Ferric Chloride) dozajı, bir tablodan alınamaz; çünkü bu dozaj, suyun bulanıklığı, alkalinitesi, sıcaklığı ve içindeki kirleticilerin niteliğine göre değişir. Bu nedenle, %40 konsantrasyonlu demir (III) klorür çözeltisinin teknik veri sayfasında, optimum dozun arıtılacak su üzerinde yapılacak kavanoz testi (Jar Test) ile belirleneceği belirtilmektedir. Bu makale, testin pratikte nasıl yapıldığını, nelerin ölçüldüğünü, sonuçların nasıl yorumlandığını ve sonuçları tesise aktarırken nelere dikkat edilmesi gerektiğini açıklamaktadır.

Demir (III) klorür ile şap arasında karşılaştırma yapmak için bu konuya ayrılmış makalemize, ürün özellikleri için ise %40 konsantrasyonlu demir (III) klorür çözeltisi hakkındaki önceki makalemize bakınız.

Jar Testi Ne İşe Yarar?

Test, küçük numuneler üzerinde gerçek arıtma sürecini simüle eder: hızlı karıştırma, ardından topak oluşumu için yavaş karıştırma ve son olarak yerçekimi ile çökeltme. Her numuneye farklı bir doz verilir ve sonuçlar karşılaştırılır. ASTM D2035-19 standardı («Suda Pıhtılaşma ve Topaklanma için Çekme Testi Standart Uygulaması») bunun için genel bir prosedür tanımlar ve pıhtılaştırıcıların ve yardımcı maddelerin aynı suda ve aynı koşullar altında karşılaştırılmasını ve konsantrasyon ile ilave sırasının etkisinin incelenmesini sağlar. Ayrıca AWWA M37 Kılavuzu (3. Baskı, 2011) da pıhtılaşma testine tam bir bölüm ayırmaktadır.

Ayrıntılar kaynaklar ve tesisler arasında farklılık gösterebilir; bu nedenle, tesisiniz için sabit bir prosedür belirleyin ve sonuçları zaman içinde karşılaştırabilmek için her seferinde buna uyun.

Ekipman ve Güvenlik

• Senkronize kanatlara ve dönme hızı göstergesine sahip, 1 ila 2 litre kapasiteli çarklar içeren çark test cihazı (dört ila altı çark). Bazı prosedürler, tesisin davranışına daha yakın oldukları için kare şekilli çarkları tercih eder.
• 1 litrelik hacim ölçer, hassas terazi, şırıngalar veya pipetler (her numune için bir tane) ve zamanlayıcı.
• Bulanıklık ölçer, pH ölçer, termometre, filtreleme araçları ve kalan demir miktarını ölçmek için bir araç.

Güvenlik: Ürün çok asidiktir (güvenlik bilgi formuna göre pH değeri 1'den düşük). Güvenlik bilgi formunda, ürünün metalleri aşındırabileceği, yutulması halinde zararlı olduğu, cildi tahriş ettiği ve gözlere ciddi zarar verdiği belirtilmektedir. Eldiven, göz ve yüz koruyucusu ile koruyucu giysiler giyin ve çalışmaya başlamadan önce Güvenlik Bilgi Formu’nu (SDS) inceleyin. Çözelti metalleri aşındırabileceğinden, kullanımdan sonra cihazdaki metal parçaları suyla durulayın.

İlk Adım: Depolama Çözeltisinin Hazırlanması

Amaç, hacmi hassas bir şekilde ölçülmesi kolay seyreltilmiş bir çözelti elde etmektir. Yaygın olarak kullanılan yöntem, %1 konsantrasyonlu bir çözeltidir; 1 litrelik bir kavanoza konulan her 1 ml'si, 10 mg/litre'lik bir doz sağlar.

1. 10 g ürünü cam veya plastik bir kaba tartın. Çözeltinin yoğunluğu biraz değişkenlik gösterdiğinden (teknik veri sayfası: 20 °C'de özgül ağırlık 1,42 ± 0,02), tartım hacim ölçümünden daha hassastır.
2. Ürünü, bir miktar deiyonize su içeren 1 litrelik bir ölçü kabına aktarın, ardından su ile işaret çizgisine kadar doldurun ve karıştırın.
3. Hazırlama tarihini kaydedin. Seyreltilmiş çözeltinin testten hemen önce hazırlanmasını öneririz; eski bir çözelti kullanılırsa, sonucunu taze bir çözeltiyle karşılaştırın.

Önemli: Çözelti hazırlama yöntemi, doz hesaplama yöntemiyle uyumlu olmalıdır; bu nedenle her zaman dozun ifade edilme temelini belirtin. Kaynaklarda dozlar bazen FeCl3·6H2O cinsinden (Avustralya İçme Suyu Kılavuzu'nda olduğu gibi), bazen de demir Fe cinsinden (Delft Üniversitesi laboratuvar materyalinde olduğu gibi) ifade edilir. Teknik veriler belgesine göre, %40 konsantrasyonlu demir (III) klorür çözeltisi, ağırlıkça %40 ± %2 FeCl₃ (FeCl₃ formülü susuz bileşiğe aittir) ve %13 ila %14 demir içerir. Buna göre, ürünün her 1 mg/l'si yaklaşık 0,4 mg/l FeCl₃ ve yaklaşık 0,13 ila 0,14 mg/l demire eşittir.

İkinci Adım: Doz Aralığının Seçilmesi

• Tesisin mevcut dozajını (varsa) aralığın ortasına yerleştirin ve bunun etrafına daha düşük ve daha yüksek dozajlar belirleyin. Teksas Çevre Kalite Komisyonu (TCEQ) eğitim kılavuzu, dozajların tesiste kullanılması beklenen aralıkta olmasını önermektedir.
• Yeni su veya yeni bir ürün için, geniş aralıklarla bir keşif turu ile başlayın, ardından en iyi dozun etrafında daha dar bir ikinci tur gerçekleştirin.
• Kavanozlardan birini pıhtılaştırıcı içermeyen kontrol kavanozu olarak ayırın.
• Her turda tek bir değişkeni değiştirin: dozaj veya pH; ikisini birden değiştirmeyin.

Aşağıdaki örnek, yalnızca dönüşümü açıklamak amacıyla hesaplanmıştır; önerilen dozlar değildir (ürünün %1'lik depolanmış çözeltisi, 1 litrelik kap):

Bu turdaki en iyi konsantrasyon 20 mg/litre ise, ikinci turda konsantrasyon 2 mg/litre'lik artışlarla (1,4 ila 2,6 ml) 14 ile 26 mg/litre arasında değişebilir.

Üçüncü Adım: Çalıştırma

1. Herhangi bir kimyasal ilave yapılmadan önce ham suyu temsil eden bir numune alın ve bulanıklığını, pH değerini, alkalinitesini ve sıcaklığını ölçün. Test sıcaklığını tesis sıcaklığına yakın tutun; çünkü soğuk su reaksiyonu yavaşlatır ve viskoziteyi artırır.
2. Şişeleri aynı hacimde doldurun ve dozları şırıngalara veya pipetlere hazırlayın.
3. Hızlı karıştırmayı başlatın ve dozları aynı anda veya tekdüze bir şekilde ekleyin.
4. Yavaş karıştırmaya geçin ve ilk çökeltinin ortaya çıkma süresini ve boyutunu kaydedin.
5. Karıştırmayı durdurun ve kapların çalkalanmadan çökelmesine izin verin.
6. Her kaptan aynı derinlikten numuneler alın (bazı prosedürlerde yüzeyin yaklaşık 2 cm altından alınır).

Hız ve süre için tek bir ayar yoktur; yayınlanan örnekler arasında büyük farklılıklar görülmektedir:

Tesisinizdeki karıştırma süresini ve gücünü taklit edecek şekilde ayarı seçin. TCEQ referansı, hızlı karıştırma süresini karıştırma havuzunun hacmi ve su akışıyla, dönme hızını ise tasarım hız ivmesi (G) değeriyle ilişkilendirir. Dakikadaki devir sayısı ile G değeri arasındaki ilişki, hazne ve kanatçıkların şekline bağlıdır; bu nedenle, kalibrasyon yapılmadan devir sayılarını bir referanstan diğerine aktarmayınız.

Neler ölçülür?

Kalan demir hakkında: Fenantrolin kolorimetrik yöntemi (Standard Methods 3500-Fe B) veya indüklenmiş plazma spektrometresi (ICP-AES, EPA 200.7 yöntemi) ile ölçülebilir; toplam demir ile çözünmüş demir arasında ayrım yapılmalıdır (çözünmüş demir, süzme işleminden sonra ölçülür). İçme suları için ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA) ve Avustralya İçme Suyu Kılavuzu, sağlıkla ilgili nedenlerden ziyade estetik nedenlerle (pas rengi, metalik tat ve lekelenme) demir için 0,3 mg/L'lik bir sınır belirlemiştir. Yürürlükteki sınır ise ülkenizdeki düzenleyici kurum tarafından belirlenen değerdir.

Sonuçların Okunması

1. Kalan bulanıklığı doza göre grafiğe aktarın ve süzülmüş dozlar için pH ve kalan demir değerlerini kontrol edin.
2. Arıtma hedefini karşılayan en düşük dozu seçin, suyu en berrak hale getiren dozu değil. Bir tavuk işleme tesisi atık suları üzerine yayınlanan bir çalışmada, optimal doz, belirli bir sınırın altında bulanıklık ve belirlenen sürede çöken tortu sağlayan en düşük doz olarak tanımlanmıştır ve daha yüksek dozların bulanıklığı iyileştirmediği ortaya çıkmıştır.
3. Yalnızca arıtılmış suyun bulanıklığına güvenmeyin. Kaliforniya kılavuzları bunu, tesise uyması gerekmeyen göreceli bir gösterge olarak değerlendirir ve arıtmaya dayanır; Bir üniversite tezi, düşük dozların iyi çökelmeyen küçük bir tortu oluşturabileceğini, ancak filtrelerin bunu verimli bir şekilde giderdiğini belirtmektedir.
4. Hiçbir deneme hedefi karşılamazsa, doz aralığını daha yüksek veya daha düşük seviyelere ayarlayın ya da pH değerini kontrol edin ve testi tekrarlayın.
5. Seçilen dozda pH değeri istenen aralığın altına düşerse, alkali ilavesi yaparak testi tekrarlayın. TCEQ kılavuzu, pıhtılaştırıcının asidik olması ve suyun doğal alkalinitesinin düşük olması durumunda alkali eklenebileceğine dikkat çeker.

Pıhtıdan Tesise: Uyarılar

• Kavanoz, tesisi tam olarak yansıtan bir araç değil, yalnızca bir kılavuzdur. TCEQ kılavuzunda, tüm tesisleri kapsayan tek bir prosedür bulunmadığı belirtilmekte olup, NPTEL maddeleri, sonuçların gerçek sistem performansıyla karşılaştırılması ve buna göre ayarlanması gerektiğini belirtmektedir.

• Ham suda değişiklik olduğunda (bulanıklık, sıcaklık, alkalinite) testi tekrarlayın; çünkü optimum doz değişir.

• Tesisinizi kontrol edin; dozu kademeli olarak değiştirin ve nihai değeri onaylamadan önce arıtılmış ve süzülmüş suyu izleyin.

• Dozu besleme oranına aynı esaslara göre dönüştürün. Her 1 mg/litre, 1 g/m³'ye eşittir; yani doz, ürün × akış (m³/saat) = saatteki ürün miktarı (gram) olarak hesaplanır. Varsayımsal örnek: 30 mg/litre doz ve 200 m³/saat akış, saatte 6 kg ürün verir; bu da 1,42 ila 1,43 g/cm³ yoğunlukta yaklaşık 4,2 litre/saat anlamına gelir (teknik veri sayfasında özgül ağırlık 1,42 ± 0,02, güvenlik bilgi formunda yoğunluk 1,43 g/cm³ olarak belirtilmiştir). Ardından enjeksiyon pompasını fiilen kalibre edin.

• Kullanım sınırını kontrol edin İçme suyu ise: Teknik veri sayfasında, ürünün NSF International'a kayıtlı bir tesiste NSF/ANSI/CAN 60 standardına uygun olarak pıhtılaşma ve çökelme amacıyla üretildiği ve FeCl₃ bazında hesaplanan maksimum kullanım sınırının 100 mg/L olduğu belirtilmektedir (Egy Chem Hub verilerine göre).

• Kullanılacak malzemeleri kontrol edin, çünkü çözelti çok asidiktir ve metalleri aşındırabilir.

Egy Chem Hub'dan %40 Konsantrasyonlu Ferrik Klorür Çözeltisi

Egy Chem Hub, %40 konsantrasyonlu demir (III) klorür çözeltisi (Ferric Chloride Solution 40%, ticari adı ECH-FR4014) sunmaktadır; bu, içme suyu, proses suyu ve atık suların pıhtılaştırılması ve arıtılmasında kullanılan kırmızımsı kahverengi bir sıvıdır. Teknik veri sayfasında, ürünün konsantre olarak veya seyreltildikten sonra enjekte edilebileceği ve optimum dozun deneme testi ile belirleneceği belirtilmektedir. 280 kg kapasiteli HDPE varillerde ve 1.400 kg kapasiteli IBC tanklarında paketlenir, dökme olarak da temin edilebilir, depolama ömrü 12 aydır ve menşei Mısır'dır. Teknik Veri Sayfası (TDS) ve Güvenlik Bilgi Formu (SDS) talep üzerine temin edilebilir.

İletişim

%40 konsantrasyonlu demir (III) klorür çözeltisi için fiyat teklifi veya teknik özellikler talep etmek üzere Egy Chem Hub ekibiyle iletişime geçin ve ham su verilerinizi ve uygulama alanınızı ekleyerek, uygun ürün ve ambalaj seçiminde size yardımcı olmamızı sağlayın.