مرجع تخصصی آب و فاضلاب

جرم حجمی  :

جرم حجمی هر سیال نسبت جرم آن سیال به حجم آن است .

واحد جرم حجمی در دستگاه M.K.S عبارتست از کیلوگرم برمتر مکعب

واحد جرم حجمی در دستگاه C.G.S  عبارتست از گرم بر سانتی متر مکعب

واحد جرم حجمی در دستگاه انگلیسی عبارتست از پوند بر فوت مکعب

جرم حجمی آب :

در دستگاه    1000M.K.Sکیلوگرم بر متر مکعب ، در دستگاهC.G.S  یک گرم بر سانتیمتر مکعب و در دستگاه انگلیسی 94/1 پوند بر فوت مکعب است .

چگالی نسبی RD : عبارتست از چگالی یک سیال نسبت به چگالی سیال دیگر . معمولاً چگالی نسبی سیالات نسبت به آب تعریف می شود . چگالی آب در سیستم C.G.S تقریباً معادل یک گرم بر سانتیمتر مکعب و در سیستم M.K.S برابر 1000 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد .

rآب/rجسم=RD

چگالی نسبی فاقد واحد و بعد می باشد .

عدد رینولدز : عبارتست از نسبت نیروهای اینرسی به نیروهای ویسکوزیته . این عدد نمایانگر نوع جریان در لوله ها ، جریان در لایه مرزی و جریان در اطراف اجسام موجود در مسیر سیال می باشد . عدد رینولدز با قطر لوله و سرعت رابطه مستقیم و با ویسکوزیته رابطه عکس دارد. بنابراین افزایش لزجت موجب کاهش عدد رینولدز و افزایش قطر لوله و سرعت موجب افزایش عدد رینولدز می گردد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مخازن  انباره ها
مقدمه
براي آنكه سيستم هاي گسترده هيدروليك بتوانند كار خود را به خوبي انجام دهند آنها نيازمند قطعات مختلف زيادي ميباشند قطعاتي كه در مرحله اول به فكر انسان خطور مي كنند پمپ ها و سيلندرها هستند كه نيرو و قدرت را براي انجام كار به وجود مي آورند اگر چه مخازن و انباره ها نيز به همين اندازه مهم هستند اين دو قطعه ممكن است با اهميت تلقي نگردند ليكن آنها يك فعاليت و كار ضروري را انجام مي دهند و اگر قرار است كه سيستم عامل نمايد از آنها نمي توان چشم پوشي نمود.
اين درس احتياجات مختلف سيستم را كهدر انتخاب مخازن و انباره هاي سيستم هيدروليك ما را ياري مي دهد تشريح مي نمايد. اين درس همچنين شامل تشريح ساختمان و طرز كار انها نيز مي باشد. مانند ساير قطعات سيستم هيدروليك كه تا كنون مورد بررسي قرار گرفته اند ، هر يك از قطعات سيستم داراي وظيفه بهخصوصي مي باشد كه بايد آنرا انجام دهد. اگر به صورت مجرد به آنها نگاه كنيم ممكن است هر يك از اين قطعات بي اهميت به نظر برسند اما بدون وجود آنها سيستم قادر به انجامكار نخواهد بود.
احتياجات سيستم(system demands )
4-1 سيستم هاي هيدروليك داراي احتياجات سيال غير متعارف مي باشند اگر چه پمپ سيال را با يك ميزان ثابت عرضه مي نمايد لكن احتياجات سيستم متغير به طور مداوم در حال تغيير است براي انكه اين تقاضاي متغير را بتوانيم برآورده كنيم يك مقدار سيال اضافي در مخزنreservoir  ذخيره مي شود. اگر چه ممكن است كه مخزن در سيستم هيدروليك تقريباً يك قسمت كم اهميت به نظر برسد اما بدون وجود آن سيستم هيدروليك نمي تواند وظايف خود را به نحو صحيحي انجام دهد در حقيقت مخزن وظايفي را انجام مي دهد كه حقيقتاً براي اكثر تعمير كاران نگهداري و تعميرات شناخته شده نمي باشد اين وظايف ناشناخته به طور خلاصه در اين مورد بحث قرار خواهد گرفت.
4-2 يك قسمت ديگر از سيستم هيدروليك كه تقربياً بي اهميت به نظر ميرسد و براي فراهم نمودن مقادير كمي از سيال تحت فشار مورد نياز مي باشد انباره accumulator است نه تنها كليه سيستم ها به يك انباره مجهز مي باشند بلكه شما بايد از چگونگي كاركرد آن اطلاع داشته و از علت اتصال آن به سيستم آگاه باشيد انباره ها در انواع مختلفي در دسترس مي باشند اما كاركرد آنها شبيه به يكديگر مي باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

صافي ها و فيلترها
مقدمه
يكي از راههاي از بين بردن مشكلات عملياتي در يك سيستم هيدروليك ،حصول اطمينان ازحالت خوب سيال در كليه مواقع مي باشد. با وجود اين كه دستورالعمل هاي دقيق پر كردن و سرويس سيستم هيدروليك كمك مي نمايند كه سيال در يك شراي خوب ومناسب نگهداري شود، لكن اين مساله صرفاً كافي نيست. صافي ها و فيلترها در سيستم مورد نياز هستند. آنها كمك مي نمايند كه نتيجه دلخواه به دست آيد يعني: سيال در سرتاسر عمر سرويس خود در حالت و وضعيت خوب ومناسب باشد.
اين درس انواع مختلف صافي ها و فيلترها را كه براي سيستم هاي هيدروليك مورد استفاده قرار مي گيرند، تشريح مي نمايد. همچنين ساختمان آنها ، محدوديت هاي عملياتي و احتياجات نصب آنها به طور خلاصه بيان مي گردد. دانستن اين مساله كه چرا صافي ها در مكان هاي مشخصي قرار گرفته و فيلترها در مكان هاي ديگري در سيستم قرار گرفته اند و چگونگي عملكرد آنها شمار را قادر مي نمايد كه از قسمتي از عمليات سيستم اطلاع پيدا كنيد. اين آگاهي شما را ياري مي نمايد تا منشاء مشكلات ممكنه را كه باعث عملكرد نامناسب مي شوند تشخيص داده و نتيجتاً باعث مي گردد كه شما بتوانيد به نحو راحت تري كار خود را انجام دهيد.
احتياجات سيستم هيدروليك
براي آن كه سيستم توان سيال مدت زمان قابل قبولي را به طور صحيح عمل نمايد، وجود سيال هيدروليك تميز و پاك داراي اهميت است . يك سيستم هيدروليك، در طول عمليات ، مقادير زيادي از آلودگي ها را جمع آوري نموده و يا به وجود مي آورد. در خلال مدتي كه سيستم در حال كار كردن مي باشد، تا جايي كه امكان دارد بايد آلودگي ها را زدود و از بين برد. در غير اين صورت ، دستگاه شروع به فرسوده شدن مي نمايد. شير فلكه ها به سختي باز و بسته شده، بست ها نيز شروع به نشت كرده وديگر سيستم هيدروليك به طور صحيح عمل نمي نمايد.
2- الوده كننده ها در يك سيستم هيدروليك به صورت هاي گوناگوني وجود دارد آنها شامل هوا ، آب، روغن هاي روان كننده، گريس ها ، مواد تركيبي اتصال لوله،سيالات خنك كننده، گردو غبار شن و ماسه و قطعات كوچك فلز مي باشند. به علاوه، رزين ها، اسيدها، صمغ ها، جلادهنده ها، لاك، خرده هاي تراشكاري و انواع گوناگوني از لجن ها نيز وجود دارند. اگر چه هرگز همه آلوده ها را نمي توان از سيستم خارج نمود ولي قسمت اعظم آنها بايد از سيستم خارج شود. اگر اين عمل انجام نشود خسارت جدي مي تواند براي سيستم هيدروليك به وقوع بپيوندد. آلوده كننده ها را به طرق مختلفي مانند ته نشين كردن، از طريق صفحه يا فيلتر صاف كردن و يا به روش مغناطيسي مي توان از سيستم خارج نمود . مواد شيميايي را براي خوب عمل نمودن سيال مي توان مورد استفاده قرار داد ولي آنها نمي توانند آلاينده ها را زدوده و يا از بين ببرند.
ته نشيني (Settlinq)
-مواد آلاينده اي كه سنگين تر و يا بزرگتر هستند معمولاً در زير سيالي كه به آرامي در حال حركت مي باشد و يا اينكه ساكن است، ته نشين مي شوند. به علت اين كه معمولاً شتاب سيال در خطوط شبكه هيدروليك و همچنين در خود دستگاه زياد است، محلي كه سرعت سيال كاهش پيدا مي كند. درمخزن است، همان طوري كه در شكل 3-1 نشان داده شده است. سيال برگشتي از طريق مسير برگشت وارد مخزن مي شود و پيرامون و بالاي ديواره جدا كننده (Baffle) كه مخزن را به دو قسمت تقسيم  مي نمايد، به آرامي جريان پيدا مي كند. در اين حالت ذرات بزرگتر و سنگين تر كه به صورت صلب و يا لجن مي باشد در كف مخزن ته نشين مي شوند. لجن بايد در فواصل زماني معين از طريق يك پمپ مكنده و يا يك چمچه دسته بلند از مخزن خارج شود . كل سيستم هيدروليك نيز بعد از 2000 الي 4000 ساعت سرويس به طور كامل بايد تميز شود . تعيين فواصل زماني دقيق براي تميز كردن كل سيستم بستگي به شرايط عملياتي سيستم نوع سيالي كه مورد استفاده قرار گرفته است و همچنين توصيههاي توليد كننده سيال دارد.

3-4 آبي كه از سيال هيدروليك جدا مي شود نيز در مخزن ته نشين مي شود. يك شير تخليه معمولاً براي مخزن تعبيه مي شود تا از طريق آن آب ته نشين شده قبل از اين كه سيستم دوباره شروع به كار كند، تخليه شود. آبي كه در قسمت هاي ديگر سيستم آزاد مي شود نيز پس از زمان كوتاهي از راه اندازي سيستم به داخل مخزم جاري مي شود. اين آب را مي توان بلافاصله پس از راه اندازي سيستم تخليه نموده و يا اينكه در روز بعد و قبل از راه اندازي مجدد اين عمل را انجام داد.
درجه تصفيه (Deqree of filration )
3-5 از لحاظ تئوري ، صافي ها وفيلترها به گونه اي ساخته شده اند كه ذراتي كه داراي يك اندازه مشابه هستند بتوانند از آنها عبور نموده و ذرات ديگر با اندازه اي متفاوت روي آنها متوقف شوند كه اين عمل با صافي هايي كه ذرات بزرگتر و فيلترهايي كه ذرات كوچكتر ار جدا مي سازند انجام مي شود با وجود اينكه صافي ها و فيلترها را بدين طريق شناسايي مي نمايند، امكان ندارد كه عمل يك فيلتر را صرفاً از طريق اندازه منافذ آن تشريح نمود. منافذ نمونه هاي رايج صافي ها وفيلترها از عبور 98 درصد ذراتي كه داراي اندازه هاي مشخص و يا بزرگتر هستند جلوگيري مي نمايد. دو درصد باقي مانده كه از فيلتر  عبور مي نمايند مكن است از لحاظ شكل، بلند و نازك ومدور كامل و يا در هر صورت به گونه اي باشند كه به آساني نتوان از عبور آنها جلوگيري كرده و متوقف نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تصفيه مصنوعي فاضلاب

وقتي تصفيه طبيعي نتواند جوابگوي نياز ما براي حفاظت محيط زيست باشد استفاده از تصفيه مصنوعي فاضلاب لازم مي گردد. انتخاب روش تصفيه مصنوعي مي تواند به دلايل زير باشد:
1-كافي نبودن قدرت تصفيه طبيعي منبع هاي آبي موجود در مجاورت شهر براي دفع فاضلاب به آنها
2-نياز به بهره برداري از منابع طبيعي آب براي آشاميدن و يا شنا و نظاير آن
3-نا مناسب بودن شرايط اقليمي محل براي استفاده از تصفيه طبيعي مثلاً وجود زمستانهاي بلند و سرماي بسيار شديد .
4-احتمال بهره برداري نادرست از تاسيسات تصفيه طبيعي و در نتيجه خطر گسترش بيماري هاي مختلف به ويژه مالاريا .
5-كافي نبودن زمين ارزان قيمت جهت پخش فاضلاب در روي آن و يا ايجاد درياچه هاي تصفيه قاضلاب در آن .
برخي از قسمت هاي تصفيه فاضلاب به شرح زير است :

1-ايستگاه پمپاژ ورودي فاضلاب
به علت جريان ثقلي در لوله انتقال فاضلاب از شهر به تصفيه خانه غالباً لوله در نقطه ورود به تصفيه خانه نسبت به سطح زمين در گودي قرار مي گيرد لذا تاسيسات بالا آورنده فاضلاب براي اينكه به يكانهاي تصفيه خانه سوار شوند اولين واحدي است كه در يك پالايشگاه فاضلاب ساخته مي شود .

2- آشغالگير
آشغالگير هايي كه براي فاضلاب شهري به كار ميروند معمولاً از ميله هايي با سطح مقطع دايره به قطر هاي 16 تا 30 ميليمتر و يا از تسمه هاي فولادي با سطح مقطع مستطيل و به پهناي 30 تا 80 ميليمتر و كلفتي 10 تا 20 ميليمتر ساخته مي شوند . آشغالگير ها را بسته به شكل كاربردشان به آشغالگير هاي دستي و آشغالگير هاي مكانيكي تقسيم ميكنند.
آشغالگير هاي دستي براي تصفيه خانه هاي كوچك مورد استفاده مي باشند شيب ميله هاي آنها براي دبي هاي كم حداكثر 1:1 و براي دبي هاي زياد و به علت بزرگتر شدن كانال فاضلاب برابر 1:3 تا 1:2 انتخاب مي گردد. طول ميله هاي آشغالگير دستي نبايد از 2 متر بيشتر
گردد.

آشغالگير هاي مكانيكي را مي توان با كمك تسمه گرداني كه تيغه هايي روي آن كار گذاشته شده ساخت و يا بصورت دايره اي به كار برد. در نوع دايره اي چنگك از ميله فلزي شانه مانند كه توسط اهرام گرداني به محور موتور حركت دهنده ي آن پيوسته مي باشد.

آشغالگير ها از نظر فاصله بين ميله ها يشان نيز به صورت زير دسته بندي مي شوند :

آشغالگير دهانه فراخ: در آشغالگير دهانه فراخ فاصله ميله ها از يكديگر يعنيe در صورتيكه تميز كردن آن دستي باشد 60 تا 80 ميليمتر و گاهي تا 150 ميليمتر و اگر تميز كردن آن بوسيله ماشين انجام گيرد 40 تا 75 ميليمتر انتخاب مي شود . آشغالگير دهانه فراخ را در اول تصفيه خانه و پيش از آشغالگير دهانه تنگ مي سازند تا مانع از ورود قطعات بزرگ شناور از قبيل تخته و چوب و بطري و كاغذ و پارچه و غيره به تصفيه خانه شود.

آشغالگير هاي دهانه تنگ: در اين آشغالگير ها فاصله ميله ها برابر 10 تا 40 ميليمتر مي باشد در آشغالگير هاي دهانه تنگ علاوه بر مواد درشت نامبرده مقدار بيشتري از مواد آلي مانند برگهاي درختان قطعات ميوه و پوسته آنها و نظاير آنها از فاضلاب گرفته مي شود .

دفع آشغال : در تصفيه خانه هاي شهرهاي كوچك و متوسط آشغالها را پس از خشك كردن و جمع آوري توسط كاميون به بيرون شهر انتقال داده مي شود و در زير زمين دفن مي كنند . در شهر هاي بزرگ و بسيار بزرگ مي توان تاسيسات تهيه كود از آشغال را مورد بررسي قرار داد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اصول تصفيه آب


نمکهاي محلول در آب : TDS   بيانگر غلظت کل مواد محلول در آب مي باشد.

الف- کاتيون ها مانند کلسيم، منيزيم، آهن، منگنز، سديم مي باشد.
ب- آنيون ها مانند بي کربنات، هيدروکسيد، سولفات، کلرايد فسفات، نيترات مي باشد.

اگر کاتيون سديم باشد در آبهايي با غلظت کلر 250 ميلي گرم بر ليتر مزه شور محسوس است.

اگر کاتيون منيزيم يا کلسيم باشد در آبهايي با غلظت کلر 1000 ميلي گرم بر ليتر ممکن است مزه شور آشکار نشود.

تلخي آب به خاطر وجود نمکهاي منيزيم مي باشد. مزه گس مربوط به آهن و آلومينيم محلول در آب است. املاح آلي موجب مزه گنديدگي در آب است. آبهاي ترش داراي PH < 3 است. آبهاي داراي مزه صابون داراي PH  >  9 است.
يون هاي کلر و منيزيم موجود در آب با صابون ترکيب شده و آن را بصورت نامحلول در آورده و با رسوب دادن مواد صابوني، عملاً صابون را از نقش اصلي آن يعني تميز کردن باز مي دارند. آبي که داراي اسيديته بالايي است بسيار خوردنده است چون غلظت ناخالصي ها در آب کم است آنرا با واحد PPM (قسمت در ميليون) بيان مي کنند. نمايش غلظت ناخالصي ها (غلظت يونها) در آب به دو صورت زير مي باشد.

الف- برحسب جرم يون.

ب- بر حسب اکي والان از يون (عددي کوچک و اعشاري است) لذا عدد غلظت اکي والان را عدد 50 ضرب مي کنيم چون جرم اکي والان کربنات کلسيم 50 مي باشد و به عدد حاصل غلظت معادل کربنات کلسيمي (AS   caco3) مي گويند،. يک اکي والان از يک آنيون با يک اکي والان از يک کاتيون ترکيب مي شود و مي توان گفت که اگر غلظت ها بر حسب معادل کربنات باشد هر ppm از يک   آنيون با يک ppm از يک کاتيون ترکيب مي شود.

- غلظت يون هاي مختلف برحسب معادل کربنات کلسيم جمع پذير هستند مثلاً کلسيم و منيزيم هر دو باعث سختي آب مي شوند لذا براي بيان سختي کل آب مي توان غلظت کلسيم و منيزيم را با هم جمع کرد و يا غلظت همه کاتيون ها را با هم جمع کرد که برابر غلظت همه آنيون ها مي شود.

بيان غلظت يون ها بر حسب معادل کربنات کلسيم باعث مي شود که آناليز آب را پس از هر مرحله تصفيه به راحتي پيش بيني کنيم.

- اگر غلظت يون ها بر حسب معادل کربنات کلسيم باشد در آن صورت همواره مجموع کاتيون هاي آب مساوي مجموع آنيون هاي آب خواهد بود (اصل خنثي بودن الکتريکي آب.

در گزارش آناليز معمولاً غلظت آهن، منگنز و سيليکا را به صورت يوني (معادل کربنات کلسيمي) بيان نمي کنند چون اين مواد اغلب کلوييدي هستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

شرايطي كه موجب كاويتاسيون مي گردد اغلب در جريانهاي با سرعت بالا پديد مي ايد . بطور مثال سطح آبروي سريز كه  ٤٠ تا ٥٠ متر پايين تر از سطح تراز آب مخزن مي باشد بطور حاد در معرض خطر كاويتاسيون قرار دارد . پديده كاويتاسيون در جريانات فوق اشفته در پرش هيدروليكي در مكانهايي مثل حوضچه هاي خلاءزايي مشكلات فراواني ايجاد مي كند. صدمه كاويتاسيون به سازه هاي طراهي شده براي سرعتهاي بالا و در سد هاي بلند و سرريزهاي بزرگ يك مشكل دائمي است.

فاكتورهاي موثر در پديده كاويتاسيون :

در طي حداقل ٢٠ سال تجربه و بررسي عملكرد سرريزها ( شامل مدل و آزمايش بر روي پروتوتيپ ) اين طور نتيجه گيري شده كه كاويتاسيون در اثر عملكرد مجموعه اي از عوامل و شرايط است . معمولا يك عامل به تنهايي براي ايجاد مسئله كاويتاسيون كافي نيست ولي تركيبي از عوامل هندسي و هيدروديناميكي و فاكتورهاي وابسته ديگر ممكن است منجر به خسارت كاويتاسيون گردد.

از مهمترين عواملي كه مي توانند در اين زميه ممكن است دخيل باشند مي توان به موارد زير اشاره كرد :

الف ـ عوامل هندسي که خود شامل موارد زير مي باشد :

1- نا همواريهاي سطحي سرريز و خصوصا برآمدگيها و فرورفتگيهاي موضعي 2- شكافهاي دريچه هاي كشويي و پايه هاي دريچه هاي قطاعي 3- ستونها (piers). 4- درزهاي ساختماني. 5- جدا كننده جريان و دفلكتورها Flow spitter & deflector)). 6- دهانه مجاري و لوله  Ports of ducts & pipe 7- تغيير در شكل عبور جريان (Change of water passage shape) 8- انحنا يا انحراف در مسير جريان در آبراهه (Misalinment of conduit).

ب ـ عوامل هيدروديناميکی :

1ـ دبي مخصوص 2ـ سرعت جريان 3ـ عملكرد دريچه 4ـ توسعه لايه مرزي

ج ـ عوامل متفرقه :

1- انتقال حرارت در طي فروريختن.  2ـ درجه حرارت آب. 3ـ تعداد واندازه حبابهاي درون آب. 4- پراكندگي هوا (Diffusion of air)

عملكرد پمپهاي سانتريفوژ در حالت بحراني مي تواند موجب اختلال سيستمهاي مربوطه شود. از جمله اين سيستمها نيروگاههاي حرارتي و صنايع پتروشيمي است. در بعضي مواقع تعيين علت دقيق عملكرد ناپايدار پمپ ممكن نيست. جريان توربولان و يا شرايط غير عادي جريان مي تواند موجب لرزشهاي شديد و خارج شدن پمپ از مدار شود. يكي از دلايل اوليه لرزشهاي پمپ سانتريفوژ كاويتاسيون است. در اين حالت در اثر كاهش فشار مايع و تبخير صورت گرفته در سمت مكش پروانه توده هاي حباب توليد و به خروجي پروانه جهت تخليه ارسال مي شوند. در اثر افزايش فشار، حبابهاي توليد شده فشرده مي شوند فشرده شدن حبابها همراه با صدا (مشابه صداي ضربه به بادكنك) و ايجاد لرزش   مي شود.

توليد حباب در پروانه وقتي رخ مي دهد كه NPSH  موجود مكش پمپ كمتر از NPSH لازم پمپ شود. اين امر مي تواند به علت وجود مانع در مسير مكش، وجود زانوئي در فاصله نزديك ورودي پمپ و يا شرايط غير عادي بهره برداري مي باشد. عواملي مانند افزايش دما و يا كاهش فشار در سمت مكش نيز مي تواند شرايط فوق را ايجاد كند. البته انتخاب پمپ براي سيستمهايي كه در دبي هاي متفاوت و سرعت متغير كار مي كنند بايستي با دقت صورت گيرد تا از پديده كاويتاسيون جلوگيري گردد. با توجه به ملاحظه مراجع مختلف لرزش پمپ ها معلوم شده است يك عامل رايج اين لرزشها پديده كاويتاسيون است و مي تواند مخرب نيز باشد.

چنانچه آب به بخار تبديل شود حجم آن مي تواند تا  50000  برابر افزايش يابد كه موجب تخليه پروانه از آب گردد خسارات پمپ در اثر كاويتاسيون شامل خوردگي پره ها در منطقه ضربه حباب و آسيب ديدگي ياتاقانها باشد.

بعضي نتايج نشان مي دهد، ارتعاشات مربوط به كاويتاسيون در فركانسهاي بالاي 2000 هرتز توليد يك پيك با طيف پهن مي نمايد. گزارش ديگر اثر كاويتاسيون بر فركانس پاساژ پره (تعداد پره ضربدر فركانس دوران محور) را شرح مي دهد و ديگري اثر دامنه ارتعاشي پيك را در سرعت محور نشان مي دهد. البته دليل تفاوت در فركانسهاي فوق كه از طرف متخصصين مختلف پمپ ارائه شده تفاوت در طراحي پمپ، نصب و بهره برداري آن مي باشد. حتي اخيرا لرزش در اثر كاويتاسيون با ظهور Peak  با فركانس %60 دور روتور در طيف مشاهده شده است كه اين در اثر تشديد فركانس طبيعي پوسته پمپ در اثر برخورد حبابها با آن بوده است. مشخصه ديگر كاويتاسيون تغييرات و نوسان فشار خروجي پمپ است. يك روش سريع جلوگيري ازكاويتاسيون بستن آرام شيرخروجي وكاهش دبي پمپ است تاNPSH  لازم كمتر از موجود شود.

کاويتاسيون را مي توان رفتار خلل و حباب هايي دانست که در سيال بوجود مي آيند. از نظر رفتاري کاويتاسيون را مي توان به دو دسته تقسيم بندي نمود: 1- کاويتاسيون غير فعال (گذرا) 2- کاويتاسيون فعال

کاويتاسيون غيرفعال : فرايندي است که يک خلل يا حباب در سيال به سرعت از بين مي رود و يک موج ضربه بوجود مي آورد. اين نوع کاويتاسيون اغلب در پمپ ها، پروانه هاي کشتي، پروانه هاي موتور و در بافت هاي آوندي گياهان رخ مي دهد.

کاويتاسيون غير فعال ابتدا در اواخر قرن نوزدهم توسط Lord Rayleigh  وقتي از بين رفتن يک خلل کره اي را در يک سيال مشاهده نمود، بررسي شد. وقتي يک حجم مايع در معرض يک فشار کم کارامدي قرار مي گيرد، مايع مي ترکد و يک حفره تشکيل مي دهد. اين پديده آغاز کاويتاسيون ناميده مي شود و مي تواند در پشت تيغه يک ملخ يا پروانه که به سرعت مي چرخد يا هر سطح ديگري که در زير آب با اندازه و شتاب کافي ارتعاش مي کند، رخ دهد. چنين حباب کاويتاسيون با فشار کم درون مايع، به خاطر فشار بالاتر محيط از بين مي رود. همانطور که حباب از بين مي رود، فشار و دماي بخار درون آن افزايش مي يابد. در نهايت حباب به کسر کوچکي از اندازه اصلي خود تبديل مي شود که در اين نقطه گاز درون حباب به محيط مايع پراکنده شده و يک مقدار انرژي زيادي را به شکل موج ضربه صوتي و نور مرئي رها مي سازد. در نقطه فروپاشي کلي دماي بخار درون حباب مي تواند چندين هزار درجه کلوين و فشار آن چند صد اتمسفر باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

میکروب شناسی خاک

خاک مخلوط نسبتا پیچیده ای از مواد معدنی جامد (صخره ها و کانی ها) آب، هوا و جانداران و فرآورده های آنها می باشد. در مواد خاک تغییرات شیمیایی و فیزیکی متعددی رخ می دهد. فوقانی ترین لایه خاک از لحاظ حضور جانداران حائز اهمیت می باشد. بافت فیزیکی، ترکیب شیمیایی، منشا، عمق و حاصلخیزی این لایه فوق العاده متفاوت است.

میکروبهای خاک

خاک یکی از مخازن عمده میکروب ها محسوب می شود. خاک زراعی مرغوب به وسعت زمین فوتبال محتوی توده میکروبی است به وزن یک گاو، که در آن زمین می چرخد. ولی ظرفیت متابولیکی این تعداد انبوه میکروب ها احتمالا صد هزار برابر گاو مـی باشد. با این حال، اندازه گیـــری دی اکسید کربن رها شده از خاک و شواهد دیگر نشان می دهد که میکروبها در شرایط کمبود مواد غذائی به سر برده و با سرعت کمی تولید مثل می کنند. هنگامیکه مواد غذائی به خاک افزوده می شود، توده های میکروبی و فعالیت آنها به سرعت افزایش می یابد و در نتیجه مواد غذائی خاک مجددا کم می شود و در این حال در سرعت پائین به تولید مثل خود ادامه می دهند. فراوان ترین میکروب ها در خاک باکتریها هستند، خاک باغچه در هر گرم محتوی میلیون ها باکتری است.

در چند سانتیمتر از بخش فوقانی خاک تعداد میکروب ها حداکثر بوده و به تدریج هر چه عمق بیشتر می شود، تعداد آنها رو به کاهش می گذارد. تعداد باکتری ها را با روش کشت در بوات تعیین می کنند و احتمالا تعداد واقعی آنها دقیقا تخمین زده نمی شود. زیرا، یک نوع محیط کشت یا شرایط رشد نمی تواند امکانات لازم را برای رشد فراوان انواع میکروب ها در خاک فراهم سازد.

آکتینومیست ها گر چه جزء باکتریها رده بندی می شوند، ولی بطور جداگانه در خاک مورد مطالعه قرار می گیرند. این دسـته از میکروب ها ماده ای به نام ژئو زمین در خاک تولید می کنند که بوی کپک زده به خاک می دهد. در این دسته از میکروب ها تولید مثل بوسیله اسپورهای غیر جنسی و قطعه قطعه شدن میسلیوم انجام می گیرد. توده واقـعی زیاگـان (توده کـلـی جانداران در حجم معین) در مورد آکتینومیست ها احتمالا در حد باکتری ها است. این دسته از میکروب ها بویژه گونه های استرپتومیسس از لحاظ تولید آنتی بیوتیک اهمیت دارند.

قارچـها به تـعداد کـمتر از باکـتری ها و آکتـیـنومیـسـت ها در خـاک یافـت مـی شـوند. چون بسیاری از کلـنی های قارچی که از تندش اسپور غیر جنسی در محیط های کشت تشکیل می شود، شمرده می شود. لذا، رابطه واقعی بین شمارش و توده قارچها مورد تردید قرار می گیرد. مجموع توده قارچها احتمالا برابر مجموع توده باکتری ها و آکتینومیست ها می گردد، زیرا، ابعاد میسلیوم قارچ چندین بار بیشتر از ابعاد سلول های باکتری است. کپک ها بیش از مخمر ها در خاک دیده می شوند.

جلبک ها و سیانوباکترها گاهی توده های انبوهی بر روی خاک های مرطوب تشکیل می دهند و همچــنین در خاک های خشک بیابانی نیز دیده می شوند. این دسته از میکروب ها غالبا در لایه سطحی خاک جائیکه تابش نور خورشید، آب و دی اکسید کربن فراوان است، رشد می کنند. معهذا، تعداد زیادی از جلبک ها و سیانوباکترها تا عمق ۵۰ سانتیمتری خاک نیز دیده می شوند. اهمیت این دسته از میکروب ها و تغییراتی که در محیط ایجاد می کنند، در مواد خاصی جالب توجه است. بعنوان مثال، تثبیت ازت جوی در مراتع، نواحی توندرا توسط برخی از گونه های سیانوباکترها انجام می گیرد و در نواحی بیابانی بعد از بارندگی این عمل سیانوباکترها در حاصلخیزی خاک اهمیت دارد.

میکروبهای بیماری زا در خاک

برای میکروب های بیماریزای انسانی که به زندگی انگلی عادت کرده اند، خاک محیط نامساعدی است. حتی برخی انواع بیماریزای نسبتا مقاوم نظیر گونه های سالمونلا هنگامیکه وارد خاک می شوند، فقط مدت چند هفته یا چند ماه می توانند زنده بمانند. اغلب میکروب های بیماریزای انسانی که قدرت زندگی را در خاک دارند، انـواع اسپوردار می باشند. اسـپـوربا سیلوس آنتراسیس (عامل سیاه زخم در حیوانات) در برخی از خاکها، دهها سال به حالت زنده به سر برده و سرانجام هنگامیکه بوسیله حیوانات چراگر خورده می شود، تندش حاصل می نماید. در مدفون کردن لاشه حیوان آلوده به سیاه زخم، احتیاط لازم را باید به کار گرفت تا از آلوده شدن خاک بوسیله اسپورهای این باکتریها جلوگیری شود.

کلاستریدیوم تتانی (عامل کزاز)، کلاستریدیوم بوتولینم (عامل بوتولیسم) و کلاستریدیوم پر فرنجنس (عامل قانقرن گازی) نیز مثالهای دیگری از میکروبهای بیماریزای اسپوردار ساکن خاک می باشند. از این محیط این میکروبها در مواد غذائی یا نواحی زخمی بدن وارد شده و پس از رشد سمومی ایجاد می کنند.

میکروبهای بیماریزا در گیاهان غالبا ساکن خاک می باشند. اکثر میکروبهای بیماریزای خاک را قارچها تشکیل می دهند، زیرا، این دسته قادرند در رطوبت کم سطح گیاهان رشد نمایند. بسیاری از زنگ ها، سیاهک ها، سوختگی ها و پژمردگی ها در گیاهان بوسیله قارچهائی که قادرند بخشی از چرخه زندگی خود را در خاک طی کنند، ایجاد می گردد. برخی از میکروبـهای خاکزی در حشـرات بیماریـزا هسـتند و از ایـنرو می توان برای مبارزه با آفات از آنها استفاده کرد. بعنوان مثال، باسیلوس ترانجینسیس خاکزی بوده و در لارو بسیاری از حشرات بیماریزا است و امروزه از آن برای کنترل حشـرات استـفـاده می شود. اسپور بلعیده شده بوسیله حشره تندش یافته و باسیل حاصل کریستال پروتئینی سمی تولید می کند، که سرانجام حشره را می کشد. در خاک انواع دیگری از میکروبهای بیماریزا در حشرات یافت می شود مانند ویروس ها و قارچها و تحقیقات در مورد آنها برای استفاده جهت مبارزه با آفات در حال پیشرفت است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

از بین وسایل مورد استفاده در بخش میکروب شناسی لوپ میکروب شناسی از جمله ابزارهای مهم و اصلی بوده و ارزش آن همانند پی پت در آزمایشگاه بیوشیمی و سرولوژی است .بدین معنی که اگر از مقدار برداشت شده توسط لوپ محاسبه دقیق به عمل نیاید در گزارش نتایج آزمایش تاثیر زیادی خواهد داشت . لذا به سبب عدم وجود روش استاندارد جهت کالیبراسیون لوپ و نظر به اهمیت آن در این مقاله سعی شده است که راه کارهای مناسب و عملی برای کالیبراسیون لوپ میکروب شناسی ارائه گردد . در بررسی انجام شده دو روش محاسبه حجم توسط روش اسپکتروفتومتری و روش استفاده از ترازو مورد ارزیابی قرار گرفته اند

روش بررسی : در این تحقیق حجم برداشت شده توسط دو نوع لوپ مورد مصرف که تحت عنوان لوپ های تجاری در بازار موجود بوده و به عنوان لوپ ۰.۰۱ و لوپ ۰.۰۰۱ استفاده میشوند مورد بررسی قرار گرفت و نیز با توجه به اینکه برخی از آزمایشگاه های تشخیص پزشکی لوپ های دست ساز را که با استفاده از پیچیدن سیم به دور دسته فلزی لوپ تهیه می شوند مورد استفاده قرار می دهند این نوع لوپ ها نیز به دو روش اسپکتروفتومتری و توزین مورد ارزیابی قرار گرفتند . همچنین مقدار حجم برداشتی توسط لوپ ها به صورت تخمینی و از طریق ریاضی مورد بررسی قرار گرفت .

الف ) روش اسپکتروفتومتری : در این روش از یک ماده رنگی که دارای جذب نوری در طول موج خاص است استفاده می گردد . معمولا از ماده رنگی اوانس بلو برای این آزمایش استفاده میشود اما با توجه به کمبود و گران بودن ماده مزبور در این بررسی از متیلن بلو که از نظر اقتصادی به صرفه بوده و در اکثر آزمایشگاه ها موجود است استفاده شد .

مواد مصرفی و معرف ها شامل موارد زیر بود :

پودر متیلن بلو – الکل طبی ۹۶% ( اتانول ) – آب مقطر – لوپ های ۰.۰۱ و ۰.۰۰۱ و لوپ های دست ساز – لوله آزمایش – پی پت – سمپلر ۲۰ لاندا – اسپکتروفتومتر

ابتدا ۰.۲ – ۰.۱ گرم از پودر متیلن بلو را در حلالی که از مخلوط کردن آب مقطر و الکل ۹۶% به نسبت ۵۰ به ۵۰ تهیه شده حل می کنیم . پس از حل شدن کامل متیلن بلو در حلال مزبور ۸ لوله آزمایش انتخاب کرده در لوله اول ۲ میلی لیتر و در بقیه لوله ها ۱ میلی لیتر از حلال ساخته شده را می ریزیم . سپس مقدار ۰.۰۲ میلی لیتر از محلول متیلن بلو را به کمک سمپلر کالیبره شده به محلول اضافه کرده و پس از مخلوط کردن ۱ میلی لیتر از محلول مزبور را به لوله دوم انتقال می دهیم و این عمل را تا لوله هشتم پی می گیریم ( رقت های سریالی ).پس از تهیه رقت های مزبور جذب نوری هر یک از لوله ها را در طول موج ۶۶۳ نانومتر قرائت کرده و ثبت می کنیم .

با توجه به کاهش تصاعدی رقت لوله ها از کاغذ لگاریتمی برای تهیه منحنی استاندارد استفاده میشود . پس از ترسیم منحنی برای کالیبره کردن لوپ ۱۵-۱۰ لوله برداشته و در هر یک از آنها ۱ میلی لیتر از حلالی که تهیه کرده بودیم می ریزیم و به کمک لوپ از محلول رنگی ( متیلن بلو ) در لوله ها وارد می کنیم . پس از خواندن جذب نوری آنها در طول موج ۶۶۳ نانومتر و به دست آوردن میانگین جذب نوری و انتقال آن بر روی منحنی مقدار حجم برداشته شده توسط لوپ به راحتی به دست می آید .

از آنجا که مقدار کلنی بر اساس CFU/ml ( colong forming unit ) گزارش می گردد اگر ۱ میلی لیتر را که برابر با ۱۰۰۰ لاندا می باشد بر حجم به دست آمده تقسیم کنیم ضریب لوپ مجهول به دست خواهد آمد.

ب ) روش توزین : در این روش ترازوی حساس با دقت ۰.۰۰۱ گرم مورد نیاز است و از آنجا که وزن و حجم آب مقطر خالص مساوی هستند می توان به کمک لوپ از آب مقطر برداشت کرد و بر روی یک دیسک آنتی بیوگرام قرار داد و با توزین توسط ترازو مقدار حجم برداشتی را محاسبه کرد . در این روش ابتدا دیسک آنتی بیوگرام توزین می شود سپس مقدار افزایش وزن بر اثر برداشت آب مقطر توسط لوپ محاسبه می گردد . اگر این عمل را ۱۵- ۱۰ بار تکرار کرده و میانگین افزایش وزن را ثبت کنیم حجم برداشتی توسط لوپ به دست خواهد آمد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب