آزمایش جار تست
یکی از فرآیندهای اولیه برای تصفیه آب، فرآیند انعقادسازی است. به طوری که در نیروگاههای برق قبل از ورود آب به مراحل فرآیند ثانویه تصفیه، در واحد انعقادسازی مورد عمل قرار می گیرد. بنابراین، بررسی و شناخت مکانیسم فرآیند انعقادسازی در هر آزمایشگاه آب و پساب، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. لذا، انتخاب و به دست آوردن مقادیر بهینه مواد منعقدکننده به روش تجربی و با آزمایش جار ( Jar) تعیین می شود. آزمون جار بر روی هر آبی که قرار است عملیات انعقادسازی بر روی آن انجام شود، اجرا شده و با هر تغییر قابل ملاحظه ای در کیفیت آب مورد نظر، تکرار می شود. این عمل با وسیله ای معروف به جار تست انجام می شود.
فرآیند انعقادسازی در تصفیه آب و پساب، روشی شیمیایی است که در آن از مواد شیمیایی منعقدکننده، مانند سولفات آلومینیم، سولفات فرو و مانند آنها، به مقادیر لازم و کافی به آب اضافه می شود تا ذرات کوچک و سبک و غیرقابل ته‌نشین، به ذرات بزرگ‌تر و سنگین‌تر و قابل ته‌نشین تبدیل می‌شود. دی اکسید کربن تولید شده به دلیل شناورسازی لخته‌ها مانع انعقاد می‌شود.
در واقع، برای ارزیابی انعقادسازی در محلول‌هایی که غلظت مواد جامد معلق آنها کمتر از ۵ گرم در لیتر باشد، از آزمایش جار استفاده می شود. هدف از انجام این آزمایش، (۱) مقدار مناسب ماده منعقدکننده اصلی، (۲) مقدار مناسب ماده منعقد کننده فرعی و (۳) تعیین pH مناسب برای انعقادسازی است.
بسیاری از مواد شیمیایی مورد استفاده در تصفیه خانه های آب در مقیاس آزمایشگاهی با آزمایش جار قابل اندازه گیری است. از جمله مهم‌ترین این مواد شیمیایی، منعقدکننده‌ها، کمک منعقدکننده‌ها، ترکیبات قلیایی، مواد شیمیایی نرم کننده و کربن فعال برای حذف طعم و بو است. به بیان ساده‌تر با افزودن مقادیر مختلفی از مواد شیمیایی ذکرشده به نمونه و بررسی میزان کدورت یا pH و یا سایر ویژگی‌های موردنظر می‌توان به غلظت مطلوبی از این مواد شیمیایی دست یافت به‌نحوی‌که با اضافه کردن غلظت مطلوب مواد مشخصات نمونه نهایی مطابق با انتظار باشد.
آزمایش جار برای تعیین مقدار مطلوب مواد منعقدکننده آلومینیوم و آهن به‌تنهایی و یا در ترکیب با کمک منعقدکننده هایی مانند سیلیس فعال، پلی الکترولیت، خاک رس، کربن فعال، لجن ته نشین شده، آهک و کربنات سدیم برای رسیدن به نتایج مورد نظر را نیز ارائه می‌دهد. هنگامی‌که اطلاعات قبلی از ماده منعقدکننده مناسب آب و اندازه لخته های مورد نظر وجود ندارد نتایج آزمایش ارزش قابل ملاحظه‌ای در طراحی واحدهای جدید دارد. به همین علت آزمایش می‌تواند ضرورت نوسازی واحدهای قدیمی از قبیل نصب اختلاط سریع اصلاح‌شده یا لخته سازهای مکانیکی و تغییر در حوضچه‌های ته‌نشینی را اثبات می‌کند. از محاسن انجام این آزمون جار می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- باعث حذف کدورت می‌شود.
- باعث حذف ترکیبات اضافی فاضلاب مانند COD می شود.
- با استفاده از آلومینیوم می‌توان مقدار فلوراید را نیز کاهش داد.
- به حذف رنگ می‌شود.
دستگاه جار تست شامل تعدادی ظروف شیشه ای با اندازه و شکل یکسان و حداقل حجم یک لیتر است، که در آنها مواد منعقدکننده به نمونه های آب افزوده شده و توسط همزن مکانیکی مخلوط می شود. معمولاً از شش ظرف شیشه ای و یک دستگاه همزن مکانیکی که به طور همزمان محتویات همه ظرف ها را هم می زند استفاده می شود. به هر یک از شش ظرف یک لیتر از نمونه آب که کدورت، قلیائیت و pH آن قبلاً تعیین شده ریخته شده و یکی از این ظروف به عنوان کنترل کننده استفاده می شود. درحالیکه در پنج ظرف باقی مانده در مقادیر مختلف pH مقدار متفاوتی ماده منعقدکننده افزوده می شود تا جایی که حداقل مقادیر کدورت باقی مانده به دست آید. پس از افزودن مواد منعقدکننده، نمونه آب به مدت یک دقیقه سریعاً به هم زده می شود به طوری که مواد شیمیایی به طور کامل در آب پخش شوند. سپس، جهت تشکیل لخته ها به مدت ۱۵ الی ۲۰ دقیقه عمل به هم زدن به آرامی ادامه می یابد. پس از این مرحله به مدت ۳۰ دقیقه آب به حال آرام رها می شود تا زلال شود. سپس قسمت هایی از آب حاصل تحت آزمون قرار می گیرد تا کدورت باقی مانده آن تعیین شود. نتایج به دست آمده از آزمایش برای تعین نوع و کمیت ماده منعقدکننده مصرفی در واحد تصفیه آب استفاده می شود. آزمون جار برای تعیین مکانیسم انعقادسازی نیز به کار می رود.
روش عمومی اجرای آزمایش جار
در یک روش نمونه ای برای انجام آزمایش جار، ابتدا کلیه ظروف شیشه ای کاملاً تمیز می شود. سپس، نمونه کاملاً مخلوط شده و با استفاده از استوانه مدرج یک لیتر از نمونه مخلوط شده به ظرف یک لیتری دستگاه منتقل می شود. ظرف شیشه ای طوری زیر یکی از پره های همزن قرار داده می شود که پره به دیواره های بشر برخورد نکند. دور دستگاه روی اختلاط تند، حدود ۱۲۰-۸۰ دور در دقیقه، تنظیم می شود. سپس، توسط یک پیپت مدرج ۵ میلی‌لیتری از محلول منعقدکننده اصلی پر شده و تدریجاً به نمونه آب در حال اختلاط افزوده می شود. به‌محض مشاهده اولین لخته افزودن منعقدکننده قطع شده و حجم مصرفی یادداشت می شود. این مقدار از منعقدکننده به‌عنوان مقدار مبنا در نظر گرفته می‌شود. سپس، هر ۶ ظرف دستگاه جار از یک لیتر نمونه مخلوط شده پر شده و دور دستگاه روی دور مرحله قبل تنظیم می شود. مقدار تزریقی منعقدکننده در هر ظرف طوری تنظیم می شود، که عدد حاصله از مرحله قبل در یکی از دو ظرف میانی قرار گیرد. ماده منعقدکننده به‌طور همزمان به هر ۶ ظرف افزوده و زمان حدود یک دقیقه نگه داشته می شود. اکنون دور دستگاه روی اختلاط کند، ۲۰ در دقیقه، تنظیم شده و اختلاط کند به مدت ۲۰ دقیقه ادامه داده می شود. سپس، دستگاه خاموش شده و پس از مدت ۳۰ دقیقه، نمونه‌ها ته‌نشین می شود. اکنون نتایج با روش چشمی یا با استفاده از دستگاه کدورت سنج باهم مقایسه و بهترین نتیجه یادداشت می شود.
در آزمایش جار تلاش می شود، کلیه شرایط فرآیند انعقادسازی، ته نشینی که در تصفیه خانه اجرا می شود به صورت آزمایشگاهی شبیه سازی شود،. به همین جهت روش استانداردی برای آزمایش وجود ندارد و در هر تصفیه خانه بسته به نوع سیستم تصفیه باید روش، خود را بهینه کند .