TSS آب و فاضلاب چیست و نحوه محاسبه آن چگونه است؟

پارامتر TSS آب یا (Total Suspended Solid) به معنی مجموع مواد جامد معلق در آن، نشان دهنده وزن خشک ذرات به دام افتاده توسط  تجهیزات تصفیه آب است. این شاخص یک پارامتر برای تعیین کیفیت آب و فاضلاب می باشد. که به عنوان مثال برای ارزیابی کیفیت پساب در یک تصفیه خانه فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد. شاخص TSS به عنوان یک آلاینده و پارامتر کیفیت آب در صنعت آب و فاضلاب در اکثر کشورهای دنیا آمده است. پارامتر TSS بسیار پرکاربرد و دارای اهمیت بسیار زیاد برای انتخاب نوع فرایند تصفیه و اندازه گیری کیفیت نهایی آب تصفیه شده می باشد. در این مقاله استانداردهای TSS در صنعت آب و فاضلاب، تفاوت های TSS و  TDS، اندازه گیری شاخص TSS و مضرات TSS آورده شده است.

استاندارد TSS برای آب و فاضلاب

هر یک از شاخص های کیفی فاضلاب دارای مقدار استاندارد بوده و در صورت بیشتر بودن از سطح مطلوب و ایده آل، استفاده مجدد از آنها یا ورودشان به طبیعت بسیار خطرناک است. استاندارد شاخص TSS با توجه به اینکه این آب ها برای چه منظوری استفاده می شوند، متفاوت می باشد. طبق دستورالعمل های ارائه شده توسط سازمان حفاظت از محیط زیست، کلیه آب و پساب هایی که در بخش های آبیاری استفاده می شوند، استاندارد پارامتر TSS آن ها 100 میلی گرم بر لیتر می باشد. برای آب های سطحی این مقدار به 40 میلی گرم بر لیتر کاهش پیدا میکند. کلیه آب هایی که کل مواد جامد معلق در آن ها بیشتر از این مقدار باشند، لازم است قبل از مصرف تصفیه شوند.

بیشتر بخوانید: انواع دستگاه تصفیه آب صنعتی

تفاوت TDS و TSS آب و فاضلاب

به دلیل شباهت زیاد این دو شاخص، بیشتر افراد آن ها را یکسان می دانند. از مهم ترین تفاوت های موجود بین این دو شاخص می توان به این موضوع اشاره کرد که در TDS کل ذرات آلی و غیر آلی محلول اندازه گیری شده و در TSS تنها ذرات جامد معلق معیار اصلی هستند.

نحوه محاسبه TSS در آزمایشگاه

پارامتر TSS را در یک نمونه آب یا فاضلاب، از طریق ریختن یک حجم دقیق آب که قبلا اندازه گیری شده است، محاسبه می کنند. معمولا یک لیتر آب برای تعیین TSS وزن می شود. اما اگر تراکم ذرات آب بالا باشد، مقدار کمتر و اگر آب بسیار تمیز بود، به اندازه دو یا سه لیتر استفاده می شود.

سپس این حجم دقیق آب از یک فیلتر تصفیه آب که از قبل وزن شده است و اندازه منافذ آن هم مشخص می باشد، عبور داده می شود. پس از آن فیلتر آب را خشک می کنند تا تمام آب آن تبخیر شود و در انتها فیلتر تصفیه آب را دوباره وزن می کنند. فیلترهای تصفیه آب برای اندازه گیری TSS، به اغلب از الیاف شیشه ای تشکیل و ساخته شده اند. میزان افزایش وزن خشک فیلتر، همان وزن اندازه گیری شده از ذرات معلق موجود در نمونه آب است.

فرمول محاسبه TSS آب و فاضلاب

با توجه به میزان آبی که وزن شده بود و از طریق فرمول زیر می توان مقدار TSS را محاسبه کرد که به صورت میلی گرم در لیتر و یا (ppm) بیان می شود. که در آن C_TSS غلظت کل مواد جامد معلق (mg/L)، m_f+s مجموع جرم صافی و جرم باقی مانده خشک شده (mg)، m_f جرم صافی (mg) و ∀ حجم نمونه (L) است.

مدیریت و کنترل خطا در هنگام آزمایش و اندازه گیری TSS

پارامتر TSS، میزان مواد معلق حل نشده در آب را اندازه می گیرد. اما اگر آب حاوی مقدار قابل ملاحظه ای از مواد حل شده باشد (مانند زمانی که آب دریا را اندازه می گیرید)، میزان مواد حل شده، به وزن فیلتر تصفیه آب که خشک شده، اضافه خواهد شد و در واقع به TSS اضافه می شود. لذا لازم است که فیلتر تصفیه آب و نمونه را بعد از فیلتر کردن و قبل از خشک کردن آن با آب مقطر شست.

عدم انجام این مرحله، یک اشتباه نسبتا شایع حتی توسط تکنسین های با تجربه آزمایشگاه که با نمونه های آب دریا کار می کنند است. این اشتباه منجربه بروز خطای کامل در محاسبه TSS می شود. زیرا وزن نمک باقی مانده بر روی فیلتر تصفیه آب در طول خشک شدن را نیز به مقدار TSS اضافه می کند، در حالیکه به آسانی می توان آن را با آب مقطر شست و جدا نمود.

بیشتر بخوانید: پکیج تزریق مواد شیمیایی

چرا از شاخص TSS و کدورت برای سنجش کیفیت آب و فاضلاب استفاده می شود؟

اگرچه سنجش کدورت آب نیز مانند سنجش TSS برای اندازه گیری کیفیت آب مورد استفاده قرار می گیرد اما شاخص TSS برای بررسی کیفیت آب مفیدتر است. زیرا TSS وزن واقعی از مواد و ذرات موجود در نمونه را بدست می آورد. در شرایط نظارت دائم بر کیفیت آب، یک سری از اندازه گیری های فشرده TSS همراه با اندازه گیری کدورت که نسبتا سریع و آسان است انجام می شود. داشتن میزان TSS و کدورت با هم می تواند تحلیل بهتری از نتایج را ارائه دهد.

هنگامی که هر دو مورد به طور منظم اندازه گیری شود، از طریق ارتباط بین TSS و کدورت می توان میزان TSS را از روی مقادیر کدورت آب تخمین زد، که این مساله باعث ایجاد صرفه جویی هم در زمان و هم در هزینه ها می شود.

کدورت آب تا حدودی وابسته به اندازه ذرات، شکل و رنگ است. به همین علت این روش نیاز به محاسبه یک معادله همبستگی برای هر مکان دارد. علاوه بر این، موقعیت یا شرایطی که تمایل به تعلیق ذرات بزرگتر از طریق حرکت آب دارد، می تواند مقادیر بالاتری از TSSرا تولید کند. برای مثال افزایش TSS برای آب های رودخانه که در جریان هستند و یا آب دریا که دارای موج است، همواره بیشتر از حالت طبیعی آب راکد است. بنابراین میزان TSS برای این نوع آب ها ممکن است لزوما به معنای افزایش متناظر کدورت نباشد.

آزمایش JAR Test چیست؟

Jar Test یا آزمایش جار، یک آزمایش آزمایشگاهی مقیاس کوچک است که برای شبیه‌سازی فرآیند لخته‌سازی و ته نشینی در تصفیه آب و فاضلاب انجام می‌شود. هدف از این آزمایش، تخمین حداقل دوز منعقد کننده مورد نیاز برای دستیابی به اهداف کیفی آب است.

در Jar Test، نمونه‌های آب یا فاضلاب با دوزهای مختلف مواد منعقد کننده و تحت شرایط مختلف مخلوط و ته نشین می‌شوند. سپس، شفافیت و سرعت ته نشینی ذرات معلق در هر نمونه اندازه‌گیری می‌شود. با تجزیه و تحلیل نتایج، می‌توان دوز بهینه منعقد کننده را برای تصفیه مؤثر آب یا فاضلاب خاص تعیین کرد.

کاربردهای Jar Test در TSS کدامند؟

• انتخاب نوع و دوز منعقد کننده مناسب
• ارزیابی تأثیر pH و سایر عوامل بر فرآیند لخته‌سازی
• عیب‌یابی مشکلات تصفیه آب و فاضلاب
• توسعه فرآیندهای تصفیه جدید

مراحل انجام Jar Test

1. جمع‌آوری نمونه آب یا فاضلاب
2. تنظیم دوزهای مختلف مواد منعقد کننده
3. مخلوط کردن نمونه‌ها با سرعت‌های مختلف
4. ته نشینی نمونه‌ها به مدت مشخص
5. اندازه‌گیری شفافیت و سرعت ته نشینی
6. تجزیه و تحلیل نتایج و انتخاب دوز بهینه منعقد کننده

مضررات  TSS بالا برای محیط زیست

مشهودترین تأثیر زیست محیطی که TSS بر محیط زیست می گذارد، لجن زدایی و رسوب گذاری است. مواد معلق که به رودخانه ها، دریاچه ها و اقیانوس ها راه میابند سرانجام در کف قرار آن ها رسوب می کنند. با گذشت زمان این رسوب جمع شده می تواند توپوگرافی اجسام آب را مسدود و تغییر دهد. با این حال، یک تأثیر کمتر اما آشکار و آسیب رساننده از TSS برای محیط زیست در افزایش میزان کدورت آب است.

در محیط های طبیعی کدورت زیاد مانع از رسیدن نور به گیاهان آبزی می شود.در نتیجه بر فتوسنتز آن ها تأثیر منفی می گذارد. این امر میزان تولید اکسیژن در گیاهان را کاهش می دهد. در نتیجه میزان اکسیژن محلول موجود در آب برای انواع ماهی ها و سایر حیوانات کاهش پیدا می کند. همچنین افزایش میزان کدری به دلیل جذب نور باعث افزایش دمای آب می شود و ممکن است بر توانایی حیوانات در یافتن مواد غذایی به طور مؤثر تأثیر بگذارد.

بشتر بخوانید: پکیج تصفیه فاضلاب چیست؟

فرایندهای کاهش پارامتر TSS در تصفیه آب و فاضلاب

پارامتر TSS عموما بوسیله آشغالگیر دانه درشت و دانه ریز و یا فیلترها به دام می افتد. پساب بیمارستانی و کشتارگاه ها معمولا TSS مقدار بالایی دارند. در اکثر بیمارستان های موجود در ایران به دلیل نداشتن آشغالگیر مناسب، مواد جامد معلق درشتی مانند سرنگ، دستکش، باند و… وارد حوضچه های هوادهی شده و راندمان تصفیه را پایین می آورند.

در کشتارگاه ها هم به علت نداشتن آشغالگیر مناسب، مواد جامد معلق بسیاری وارد سیستم فاضلاب آن می شود. این مواد در اکثر موارد باعث انسداد در لوله ها و خرابی وسایل مکانیکی میشوند. بنابراین باید مانع ورود این مواد به داخل سیستم شویم. امروزه برای جلوگیری از ورود این مواد آشغالگیرهایی با اندازه و شکل های مختلف طراحی و تولید می شود.

بیشتر بخوانید: آشغالگیر چیست و چند نوع دارد؟

تاثیرات منفی TSS بالا در تصفیه فاضلاب صنایع مختلف

در محیط های صنعتی، بیمارستانی، کارخانه ها و فاضلاب های شهری مواد جامد معلق بسیار زیاد می باشند و با شیوه های مختلف در طی فرآیند تصفیه جمع آوری می شوند. حال این سوال مطرح می شود که اگر این ذرات از نظر شیمیایی شاخص ها را تغییر نمی دهند، پس چرا در روند تصفیه فاضلاب قالیشویی، بیمارستان و کارخانه ها دارای اهمیت زیادی هستند؟ به عبارت دیگر، TSS بالاتر از حد استاندارد چه تاثیرات منفی را به همراه دارد؟ از جمله تاثیرات منفی این شاخص می توان به موارد زیر اشاره نمود:

انباشته شدن مقدار زیاد ذرات جامد معلق در سطح آب و پساب ها، مانع از عبور نور خورشید به سطوح پایین می شود. به همین دلیل باکتری ها تا حد زیادی در پساب ها رشد پیدا نموده و اکسیژن موجود در فاضلاب را مصرف و در نهایت باعث افزایش BOD می شوند. با افزایش BOD روند تصفیه بیولوژیکی سخت تر و زمان بر خواهد شد.

ورود مواد جامد با اندازه های بزرگ از قبیل پشم و موی و تکه های چربی حاصل از فاضلاب کشتارگاه ها یا سرنگ و ظروف پلاستیکی و پارچه ها به تصفیه خانه منجر به انسداد تجهیزات میشود. این مواد نه تنها لوله ها را دچار گرفتگی می کنند، بلکه پس از ورود به سایر دستگاه ها منجر به خرابی آن ها خواهند شد.

یکی از اصلی ترین تجهیزات در روند تصفیه، انواع فیلتر می باشد. این فیلترها مانع از عبور ذرات با اندازه های ریز می شود. انباشته شدن مقدار زیاد مواد جامد روی سطح فیلترها در نهایت باعث کاهش کارایی و راندمان فیلتر شده و شستشو و احیا یا تعویض باید در فاصله های کوتاه انجام شود. به همین دلیل نه تنها روند تصفیه را با چالش مواجه نموده و سرعت آن کاهش پیدا می کند، بلکه هزینه های تعویض تجهیزات نیز تا حد زیادی افزایش پیدا خواهد کرد.

منبع: آبسازه absaze.com