Hidrológiai Közlöny 1970 (50. évfolyam)

9. szám - Bikfalvi István: Irányítástechnika a víz- és szennyvíztisztítás területén

Hidrológiai Közlöny 1970. 10. sz. 419 VÍZELLÁTÁS-CSATORNÁZÁS Irányítástechnika a víz- és szennyvíztisztítás területén Minőségellenőrzés, összetételmérés*, koncentrációmérés BIKPALVI ISTVÁN 1. A Fogalom meghatározása A víz vagy szennyvíz tisztításának célja a benne levő nemkívánatos szennyező anyagok eltávolítása vagy legalábbis a szennyezés koncentrációjának adott határ alá való csökkentése. A tisztítástechnológiai folyamat ellenőrzése, irányítása során döntő jelentőségű a szennyezés, illetve az oldott anyagok mennyiségi és minőségi változásának megállapítása. A vízminőséget alapvetően befolyásoló összetétel mérése tehát a minőség ellenőrésének módszere. Az összetétel mérése korábban szinte kizárólag az üzemi laboratóriumok feladata volt. Ezen időszakos ellenőrzés adott célra kielégítő lehet és a modern üzemekben sem nélkülözhető. Az utóbbi években számos automatizálható összetétel mérési eljárást dolgoztak ki. Ezek lassan elterjednek a vízgazdálkodásban is. Az összetételmérés célja vagy a vízminőséget befolyásoló összes fizikai, kémiai, biológiai és bakteriológiai tényező megállapítása, vagy az adott esetben legjellemzőbb szennyezési komponens koncentrációjának mérése. A teljes összetétel ismerete főleg tervezési adatgyűjtés, illetve a berendezés időszakos ellenőrzése esetén fontos és ilyenkor lehetőség van a klasszikus analízissorozat elvégzésére. A technológiai folyamat irányítására általában elegendő egy összetevő koncentrációjának folyamatos mérése. Szinte minden folyamat esetén kiválasztható ugyanis egy domináns alkotó (víz lágyításnál pl. az összes keménység, vastalanításnál a vasionok, cianidoxidációnál a hipokloritfelesleg, biológiai eljárásoknál az oldott oxigén, stb.), melynek koncentrációjából egyértelműen megállapíthatjuk a termék minőségét és a szükséges beavatkozás irányát, mértékét. A folyamat irányítása érdekéhen végzett összetételmérés tehát általában koncentráció mérése útján történik. 2. A koncentráció mérés módszerei Egy elegv valamelyik alkotójának koncentrációját az elegy fizikai, kémiai, elektrokémiai, magfizikai vagy biológiai tulajdonságának mérésével állapítjuk meg. A mérés feltétele, hogy a kiválasztott tulajdonság a koncentráció egyértelmű függvénye legyen, ugyanakkor az elegy többi alkotó* A műszeres analitika fejlődése szükségessé tette a különböző koneentráció-jellegfi mennyiségek méréstechnikájának közös gyűjtőfogalommal való jelölését, fgy alakult ki az „összetételmórés (compositionsmeasurement)" fogalma, melyet a MA TE Fizikokómiai szakosztálya elfogadott ós az IMEKO is magáévá tett. jának koncentrációváltozása azt ne befolyásolja. A kiválasztott alkotóra vonatkozólag teljesen szelektívnek nevezzük a mérést, ha a háttérhatások (a többi alkotó koncentrációja) egyáltalán nem befolyásolják a mért tulajdonságot. Ha kismértékben hatással vannak arra, akkor szelektív mérésről beszélünk. A szelektivitást a mérendő alkotóra vonatkozó érzékenység viszonya határozza meg (egyes esetekben a háttérhatás kompenzálható). Nem szelektív a mérés, ha a háttérhatások által okozott változás együtt mérhető a mérendő alkotó által okozott változással. Nem szelektív mérés csak ritkán alkalmazható eredményesen (tipikus példája a redoxpotenciál mérése). 2.1. A koncentrációmérés fizikai módszerei A fizikai módszerek használhatók fel legkevésbé. Ritka ugyanis az az eset, amikor a teljes összetett rendszer valamely fizikai tulajdonsága a mérendő alkotó koncentrációjától szelektíven függ. Leginkább a sűrűség, az optikai sajátságok (fényelnyelés, fényszórás, fénytörés), rádioaktív sugárzás jönnek számításba. A sűrűség mérésével például eleveniszapos technológiában az iszapkoncentrációra következtethetünk. Optikai sajátságok mérésével lebegő szilárd anyagtartalmat (fényelnyelés, fényszórás), olajszennyezést (fénytörés) vagy speciális színező anyag koncentrációját (spektrális fényelnyelés) állapíthatjuk meg. Rádióaktív szenynyezések koncentrációját rádióaktív sugárzásméréssel végezhetjük. 2.2. A koncentrációmérés kémiai módszerei A kémiai módszerek alapja a klasszikus kvantitatív analitika. Az egyes anyagok között specifikus reakciók játszódnak le, melyek sok esetben a kísérő fizikai változások révén jól észlelhetők. A mérendő közeget megfelelő reagenssel — előírt körülmények között — elegyítve a rendszer színe megváltozik vagy csapadék keletkezik. Más esetben az oldat elektrokémiai tulajdonságai változnak a reagens hatására. A kémiai módszerek kellő körültekintéssel (alap reakció kiválasztása, körülmények — pH, hőmérséklet — biztosítása) teljesen szelektívek lehetnek. Lényegében ilyen mérések sorozata történik a laboratóriumi vizsgálatok esetén is. A kémiai koncentrációmérés gépesíthető. Számos automatikus elemzőberendezést szerkesztettek, melyek általában egy-egy célfeladat ellátására alkalmasak. A berendezések előnye, hogy speciális alkotórészek koncentrációját is érzékenyen, szelektíven és kellő pontossággal tudják mérni, hátrányuk, hogy általában meglehetősen költségesek.