تاریخچه حمام در ایران

تاریخچه حمام در ایران

شاید کمتر کسی بداند که ایرانی‌ها بیشتر از 3هزارسال پیش توی شهرهایشان حمام عمومی داشته‌اند و احتمالا اولین حمام تاریخ را جمشید پادشاه پیشدادی ایران ساخته است.

ناخودآگاه یک مسیر منطقی را طی کنی؛ بعد از سر در حمام، یک راهرو افراد را به فضای سربینه می‌برد که از نظر دما خیلی نزدیک به فضای بیرون بود. بعد یک راهرو قرار داشت که هوایش کمی گرم‌تر از سربینه بود و در آخر گرمخانه بود که از تمام فضاهای دیگر گرمتر بود. 
شست‌وشوی بدن و حمام کردن برای ایرانی‌ها علاوه بر پاکیزه کردن تن و دفع چرک، یک آیین مذهبی هم بوده. در تمام ادیان پیش از اسلام- از مهرپرستان گرفته تا زرتشتی‌ها-غسل کردن یکی از شرط‌های شرکت در مراسم بوده، این است که نه تنها در یک جایی مثل کاخ شاهی تخت جمشید نشانه‌هایی از حمام پیدا می‌کنند بلکه باستان‌شناس‌ها، بعد از کلی جست‌وجو به این نتیجه رسیدند که ساخت حمام‌های عمومی از عهد هخامنشی در همه شهرهای ایران رایج بوده است. 
غسل کردن چه به صورت واجب و چه به صورت مستحب، به مناسبت‌های مختلف به مسلمان‌ها سفارش شده، به همین خاطر بعد از اسلام، شاهان ایرانی و البته آدم‌های خیر، شهرهای ایرانی را پر کردند از حمام‌های عمومی تا جایی که در شهری مثل اصفهان فقط در عهد صفوی 152 حمام عمومی ساخته شد.

حمام در فرهنگ ایران زمین 
کاشیهای معرق ، هفت رنگ و کاشیهای خشتی ، با تصویر انسانی از زیباییهای از ویژگی حمامها می باشد. از دیگر نکات فنی و هنری حمام می توان از چگونگی شبکه آبرسانی به خزینه ، گرمخانه ، سربینه ، حوضها ، حوضچه ها و فواره های متعدد آنها ، نحوه گرم کردن هوای داخل حمام ،چگونگی آب بندی مخازن آب و گرم کردن آب ، ارتفاع کم و باریک و طولانی بودن راهروها ، هشتی های میانی و سردرها ، تناسبات فضایی ورودیها و خروجیها ، ارتفاع زیاد رختکن ، گود بودن حمام ، بهره گیری از آب قنات ، نگهداشتن حرارت ، ضدزلزله بودن و کاهش ارتعاشات لرزشی در اثر قرارگیری در درون زمین ، که بدون آنها کارکرد حمام ممکن نمی شد نام برد. 
زمان استفاده از حمامها در قدیم 
سابقاً در همه جای ایران حمام عمومی وجود داشت و اهالی محل اقلاً هفته ای یک بار به منظور نظافت به حمام میرفتند. این تفاوت که مردان قبل از طلوع آفتاب تا ساعت هشت صبح حمام می گرفتند 
مصالح حمام 
سنگ مرمر: ستون های حمام و کفبوش و لبه حوضها 
کاشی : ازاره ها ,حوضها وسکوها 
اجر : دیواره حمام و سقف 
سنگ لاشه : بایه های حمام 
تنبوشه : لوله های سفالی مخصوص سیستم آبرسانی حمام 
ساروج : خزینه ,تزیئنات سقف حمام , بوشش داخلی حوضها (ترکیب ساروج : آهک ,خاک رس ,خاکستر ,لوئی نی مرداب , 
سفیده تخم مرغ یا شیر که این دو ماده پروتوئینی باعث چسبندگی می شود.

استاد معمارهای ایرانی، حمام‌های قدیمی را اکثرا پایین‌تر از سطح زمین می‌ساختند. برای این کارشان هم 2 دلیل داشتند؛ یکی اینکه گرما و حرارت حمام به راحتی از راه دیوارها منتقل نشود و دوم اینکه دسترسی به آب قنات در سطحی پایین‌تر از سطح زمین راحت‌تر بود. 
یک فضای گنبدی شکل نیمه تاریک پر از بخار به علاوه داستانی که توی آن، اولین حمام را جن‌ها برای حضرت سلیمان می‌سازند، زهره خیلی‌ها را آب می‌کرد و خیلی‌ها بودند که از ترس اجنه پا به حمام نمی‌گذاشتند. نمونه‌اش همین مظفرالدین‌شاه، پنجمین شاه قدر قدرت قاجار خودمان که هر وقت هوس حمام رفتن و آب تنی به سرش می‌زد، امیر بهادر وزیر جنگش را به حمام می‌فرستاد تا آنجا را از وجود اجنه پاک کند. 

این دایره پر از نور و ترنج تزئینی دورش در بیشتر قسمت‌های حمام تکرار شده تا روشنایی و نور حمام را تامین کند. وقتی توی قرن دهم – یازدهم زندگی کنی و هنوز برق اختراع نشده باشد و از طرفی توی یک فضای مرطوب مثل حمام نتوانی از فانوس استفاده کنی، روشنایی بنایت تنها از همین نورگیرها به دست می‌آید. حمام‌ها از پیش از اذان باز می‌شدند تا دم دم‌های غروب که می‌شد از روشنایی خورشید استفاده کرد. البته نور خورشید باعث ضدعفونی کردن فضای حمام هم می‌شده. 

این فضای ترسناک و رمزآلود، نه زندان سلیمان است و نه دخمه شاپور. آن وقت‌ها که خبری از استخر نبود، بعضی از حمام‌ها، کنار گرمخانه‌‌شان یک خزینه آب سرد بزرگ و عمیق داشتند به اسم «چاله حوض». این چاله حوض‌ها، مثل همین چاله حوض حمام شاهزاده اصفهان، وقتی پر از آب می‌شدند، جان می‌‌دادند برای شنا و آب تنی. 

فضاهای خوش‌فرمی که توی عکس دور تا دور حوض می‌بینید، یک جور جاکفشی هستند؛ جاکفشی‌های زیبایی که موقع بالا رفتن از سکوهای سربینه، باید کفش‌هایتان را جفت می‌کردید و می‌گذاشتید آنجا. حوض‌ها هم مثل همه اجزای حمام، حساب و کتاب داشتند. حوض حمام باید حداقل به اندازه حجم آب کر جا می‌گرفت تا آب داخل آن حتما از نظر شرعی پاک باشد. 

آهکی که با شیره خرما و انگور قاتی شده به این راحتی‌ها سفت نمی‌شود. معمار خوش سلیقه حمام سلطان میراحمد کاشان این خصوصیت آهک و سربینه و گرمخانه حمام را پر از ساقه‌ها، گیاهان مارپیچ و حیوانات آهکی کرده. ملات آهک یا همان ساروج، بهترین و مقاوم‌ترین مصالح برای روکش کردن دیوار‌ها و سطوح جاهای مرطوبی مثل حمام بود. 

حتی اگر لای آن 2 لنگه در چوبی باز بود، باز هم نمی‌توانستید حدس بزنید آن پشت چه خبر است. وقتی سر در حمام‌های قدیمی با مجموعه زیبای پشتشان مقایسه می‌شوند، کوچک و جمع‌وجور به نظر می‌رسند. پشت این سردر یک هشتی قرار دارد، از آنجا هم یک راهرو پیچ و خم‌دار تا سربینه راه است. راهروی پیچ و خم‌دار نمی‌گذارد داخل حمام از بیرون دیده شود و از خارج شدن هوای گرم هم جلوگیری می‌کند.

اینجا سقف حمام است. اینها همان نورگیرهایی هستند که روشنایی حمام را تأمین می‌کنند. بعضی از این گنبدهای پر از شیشه که به آنها «جام خانه» می‌گویند، طوری ساخته می‌شدند که قابل جابه‌جا شدن باشند. تا وقتی گرمای حمام بیش از حد تحمل شد، آنها را کنار بکشند و با تخلیه بخار و گرما دمای حمام تنظیم شود.

آن قدیم‌ها کمتر پیش می‌آمد که کسی به خاطر حمام رفتن و هوا به هوا شدن سرما بخورد؛ فضای پر از تزئینات سربینه دمایی نزدیک به بیرون حمام داشت و باعث می‌شد تا شما هنگام خارج شدن از حمام، با تغییر دمای ناگهانی روبه‌رو نشوید و سرما نخورید. سربینه، محل به نمایش گذاشتن هنر معمار حمام بود. آنها زیباترین و پرزحمت‌ترین تزئینات را در سربینه به کار می‌بردند. در واقع اینجا یک رختکن مجلل بوده.

با همان لنگ دور کمر می‌شد از یکی، دو پلة سکوهای سنگی بالا بروی یک گوشه لم بدهی و در حالی که روبه‌رویت در وسط حوض آب، فواره بالا می‌رود با فالوده، چای و قلیان از خودت پذیرایی کنی. نه اینجا قهوه‌خانه نیست؛ اینجا سربینه حمام است. سربینه یا به عبارتی بینه، مهم‌ترین قسمت حمام و در مسیر ورود، اولین عضو اصلی است که در اصل رختکن حمام بوده، اما نمی‌دانم چرا این آقایان دارند اینجا خودشان را می‌شویند.

اینجا سربینه کوچک حمام سلطان میراحمد است اما توی یک حمام بزرگ و مفصل چه احتیاجی به حمام کوچک بوده؟ این حمام با یک ورودی جدا و مستقل از ورودی اصلی، مخصوص استفاده خانم‌ها بود. بعضی وقت‌ها هم اقلیت‌های مذهبی از این جور جاها استفاده می‌کردند و بعضی از این حمام‌ها کوچک، با تزئینات مجلل و در قرق از ما بهتران بود. 

این کانال‌های باریک زیرزمینی، اسمشان به این خاطر گربه‌رو است که به اندازه یک گربه عرض دارند وگرنه هیچ ربطی به گربه یا هر جک و جانور دیگری ندارند. وقتی آتشدان حمام روشن می‌شد گربه‌روها که از محل گرم کردن آب حمام (تون) شروع می‌شدند و تمام کف حمام را طی می‌کردند، پر از دود و هوای گرم می‌شدند. به این روش، حمام گرم می‌شد. از طرفی، چون این کانال‌ها بین کف حمام و زمین فاصله می‌انداختند، نمی‌گذاشتند نم به دیوارهای حمام نفوذ کند.

حمام گنجعلیخان

حَمّام گَنْجْعَلی‌خان یکی از بناهای مجموعه گنجعلیخان در شهر کرمان است که در سال ۱۰۲۰ ه ق(۱۶۱۱ میلادی) ساخته شده‌است.

گنجعلی بیک ملقب به گنجعلیخان از حاکمان کرمان در زمان شاه عباس بود که کارهای عمرانی مهمی در کرمان انجام داده‌است. او برای اینکه در وسط شهر تفرجگاه‌های عمومی وجود داشته باشد، ابتدا یک میدان بزرگ ایجاد کرد. این میدان که بیش از صد متر طول و پنجاه متر عرض دارد از چهار طرف با بناهای اختصاصی شامل مدرسه، مسجد ، بازار و حمام (۱۰۲۰ ه .ق ) ، چهارسوق ، آب‌انبار و ضرابخانه محصور شده و یک مجموعه عالی از آثارعمرانی عصر صفوی است.

سردر

آجرهای ساده و نیلی ، حاشیه‌ای از سنگ مرمر ، نقاشیهای سردر، مقرنس بندی، نمای بیرونی سردر حمام را تشکیل می‌دهند. بر سردر حمام، که بخشی از نقاشیهای عهد صفوی آن به تازگی مرمت شده، کتیبهشعری به خط نستعلیق بر سنگ مرمر حک شده که مصرع آخر آن، سال اتمام بنا را با تبدیل به حروف ابجدنشان می‌دهد: «کسی نداده نشان در جهان چنین حمام » (سال ۱۰۲۰ ه.ق) تزیینات گچ بری و نقاشی‌های سردر حمام به دو بخش تقسیم می‌شود: بخش بالایی مقرنس مربوط به دوره صفویه و دارای تزیینات گل وبوته وگچ بری زیبا که در سال ۱۳۷۴ توسط اداره میراث فرهنگی استان کرمان مرمت شده‌است و بخش پایین مربوط به دوره قاجاریه است که بر روی تزیینات دوره صفویه سر در حمام کشیده شده‌است. از جمله موضوعات این نقاشی‌ها که به شکلی ساده و بدون رعایت اصول نقاشی، پهلو به پهلوی هم کشیده شده‌اند می‌توان به تصاویر بهرام گور ،خسرو و شیرین ،شاهان در حال شکار ،کاروان شتر و حیوانات درنده اشاره کرد . درقسمت پایین ،زیرنقاشیها دور تا دور کتیبه ای از مرمر سبز رنگ دیده می‌شود که با خط نستعلیق، اشعاری بر آن کنده شده‌است و تاریخ آن را ۱۰۲۰ ه .ق (۱۶۱۱ م )نشان می‌دهد.

نقاشی‌های سردر حمام آسیب‌های مختلفی دیده که در سال‌های اخیر مرمت شده و در بعضی جاها با رنگگواش رنگ آمیزی شده‌است.

فضای اصلی

با عبور از زیر سردر و راهرویی غیرمستقیم ، که مانع از دیدن درون حمام و حفظ گرمای آن می‌شود ، و عبور از یک هشتی کوچک و درگاهی منقوش با حجاری پرندگان دریایی به فضایی بزرگ می‌رسیم که نامش «رختکن» و نام دیگرش «سربینه» است که از فضاهای اصلی بناست که با بکارگیری نظمی کامل و ترکیبی مناسب از سطوح کاشیکاری پرنقش و نگار و رنگارنگ ، سنگهای مرمر ، سقف‌های کاربندی شده ، استفاده از صدای آب حاصل از فوران فواره‌ها و نورپردازی ویژه ، فضایی دلنشین و خاص آفریده‌است. رختکن ، متشکل از یک فضای میانی وسیع با سقفی بلند و پرکار و غرفه‌های کوچک‌تر در گرداگرد آن است ، غرفه‌ها نیز حوضچه‌ای با فواره در مرکز خود جای داده‌اند. این غرفه‌ها از انتها به هم مرتبط هستند رختکن ، باوجوداینکه فضایی یکپارچه جلوه می‌کند دارای گوشه‌هایی خلوت و تودرتو است که فضایی مناسب برای استراحت ، عبادت و گفتگو را عرضه می‌کرده. رختکن حمام با انواع زیراندازها، سارق‌های زردوزی شدة سنتی ، بقچه‌های کرباسی ، قطیفه‌ها و تن خشک کن‌های فراوان ، تزئین شده‌است. در حال حاضر این حمام به صورت موزه مردم شناسی در آمده و مجسمه‌هایی مومی در جاهای مختلف حمام افرادی از طبقات مختلف جامعه آن زمان نظیر روحانیون ، پیشه وران، مردم عادی و غیره را در حمام نشان می‌دهد. با گذر از راهروی طولانی و زاویه دار با سکوهایی در دو طرف هشتی میانی که ظروفی نظیر طشت ، تاس و وسایلی مانند لُنگ ، سدر ، حنا ، سینی‌های قدیمی ، شانه‌های سنتی ، آینه‌های مختلف، سنگ پاهای قدیمی و وسایل تن شویی دیگر ، در آن دیده می‌شود. در سمت راست «گرمخانه» مجسمه‌های کیسه کشان و دلاکان ، مشغول دلاکی قرار دارند و سمت دیگر ، حوضی هشت ضلعی با ستونهای سنگی یکپارچه که دو به دو قرینه‌اند ، با طاقی خیمه مانند و مجسمه‌هایی دیگر دیده می‌شود. «خزینة حمام» و بخش مخصوص استحمام حکام و بزرگان و سنگ ساعت زمان در این بخش نیز از دیدنیهای آن است. سقفها اغلب کاربندیهای متنوع و جالبی دارند که نظم درونی مجموعه را بیشتر می‌نماید و نشانی از «درونگرا بودن معماری سنتی ایران» است.

نورپردازی

نور فضاهای حمام، از سقف تامین شده، طوری که نورگیرها معمولاً در مرکز و یا دورادور سقفها جای گرفته‌اند و کاملاً با هندسه سقف، هماهنگی پیدا کرده، سقف را نورانی تر نشان می‌دهد و سایه - روشن زیبایی بر روی آن ایجاد می‌کند. حوض آب زیر این نورگیرها نیز بر جلوة نورپردازی آن می‌افزاید. در نورگیرهای سقف، برای جلوگیری از اشراف و دید و تنظیم حرارت گرمخانه، از «گل جام» یا «معلقی» استفاده شده‌است تا نور خورشید را به داخل فضاها هدایت کند. گرمای این حمام به وسیلة «گلخن یا تون» تامین می‌شده‌است. از تون ، کانالهای «گربه رو»ی انشعابی به زیر گرمخانه حمام کشیده شده، هوای داغ را از خود عبور داده، کف آن را گرم می‌کرده‌است و هوای آلوده و زاید از طریق روزنه‌ها به بیرون هدایت می‌شد.

ویژگی‌ها

کاشیهای معرق، هفت رنگ و کاشیهای خشتی، با تصویر انسانی از ویژگی‌های این حمام است. شبکة آبرسانی به خزینه، گرمخانه، سربینه، حوضها، حوضچه‌ها و فواره‌های متعدد آنها ، نحوة گرم کردن هوای داخل حمام، چگونگی آب بندی مخازن آب و گرم کردن آب، ارتفاع کم و باریک و طولانی بودن راهروها، هشتی‌های میانی و سردرها، تناسبات فضایی ورودیها و خروجیها، ارتفاع زیاد رختکن، گود بودن حمام، بهره گیری از آب قنات، نگهداشتن حرارت ، ضدزلزله بودن و کاهش ارتعاشات لرزشی در اثر قرارگیری در درون زمین، که بدون آنها کارکرد حمام ممکن نمی‌شد، از دیگر ویژگی‌های حمام گنجعلیخان هستند.

  حمام شیخ بهایی

 راز حمام شیخ بهایی

حمام شیخ بهایی، شمع یا شعله

حتما شما نیز اسم شیخ بهایی و حمام معروفش را شنیده اید. حمامی که در بین عموم معروف است که با شمع گرم میشده است. و عده ای میگویند آن شمع با اتم کار میکرده است. و نهایت اینکه شایع شده که چون این شمع با اتم کار میکرده است انگلیسی ها یکی از شمعها را برده اند و آن یکی را دست کاری کرده اند و بخاطر آن، از کار افتاده است.
راستی واقعیت این حمام چی بوده است؟ آیا واقعا با یک شمع گرم میشده است؟ چطور ممکن است؟
تنها نظریه قابل قبول و شاید پذیرفته شده ای که هم اکنون وجود دارد این است که یک سیستم سفالینه لوله کشی زیرزمینی حدفاصل آبریزگاه مسجد جامع و این حمام وجود داشته که با روش مکش طبیعی گازهایی چون متان و اکسیدهای گوگردی به مشعل خزینه حمام هدایت میشده و بعنوان منبع گرما در مشعل میسوخته و یا اینکه مستقیما این گازها را از مواد زاید دفع شده در خود حمام جمع آوری میکردند و مورد استفاده قرار میدادند.
در جریان مرمت خانه شیخ بهایی در همان نزدیکی در کف زمین تنپوشه های سفالی و چاههای مرتبطه و یک لوله آزمایش پیدا شده بود که احتمال میدهند مربوط به طراحی حمام باشد. همچنین طبق مطالعاتی که توسط باستان شناسان و متخصصین انجام شده است معلوم گردیده که فاضلاب شهر اصفهان توسط لوله های جمع آوری فاضلاب وارد خزینه حمام میشده است. و طبق محاسبات دقیقی که شیخ بهایی انجام داده بود و با طراحی خاص خزینه، این فاضلاب تبدیل به گاز متان میشد که قابل سوختن است. لجن های ته نشینی نیز بعنوان کود آلی مورد استفاده قرار میگرفت. شیخ بهایی با محاسباتی که انجام داده بود، حجم لجن را برای تولید بیوگاز مشخص کرده بود و گفته بود که اگر لجن به اندازه ای که خود مشخص کرده بود برسد میتوانید مقدار مشخصی از لجن را بعنوان کود استفاده کنید. برای برداشت این لجن اضافی برنامه دقیقی ترسیم شده بود و در هر زمانی میزان برداشت اهالی هر منطقه ای مشخص بود.
گاز تولید شده توسط فاضلاب بوسیله شعله هایی که تعبیه شده بود مخزن آب حمام را گرم میکرد. پس از گذشت چندین سال و ضعف حکومت آنزمان که پایتخت ایران، اصفهان بود کشاورزان بدون برنامه و خارج از نوبت از این لجن ها برداشت نمودند تا بعنوان کود استفاده نمایند و بدین جهت بود که این شعله ها خاموش شدند.

 حمام تاریخی ظهیرالاسلام (آقا نقی)

حمام ظهیرالاسلام یکی از حمام های قدیمی اردبیل محسوب می شود . با اینکه نام قدیمی آن ظهیرالاسلام می باشد ولی در حال حاضر با نام آقانقی در نزدیکی عالی قاپو و نیز این حمام به نام اوست .
از نظر سبک معماری حمام آقانقی شبیه به حمام حاج شیخ می باشد . این اثر تاریخی از حمام های وقفی به آستان بقعه شیخ صفی الدین بوده که متصل به حظیره درب اسفریس و مشهور به قطب الدین ، منسوب به سپهسالار شمس الدین ظهیرالاسلام بوده که با موقعیت شناسی و سبک شناسی حمام فعلی آقانقی قابل تطبیق می باشد .
در آزمایشات ترمولومیسنانس ، که از آجرهای حمام در پنج نقطه انتخاب و انجام شده است . تاریخ اولیه حمام به قبل از دوره صفوی می رسد و مشخص است که عملکرد آن تا عصر پهلوی حفظ شده بود .
ساختار حمام در دو مرحله کاملا متفاوت و با فاصله زمانی حدود 200 سال انجام شده است .
الف : این بنا دارای ساختمان کوچک تری بوده که همان قسمت چال حوضی فعلی است و حدود 650 سال قبل ساخته شده است . قسمتی که اکنون به عنوان گرمخانه مردانه نامگذاری می شود بعدها و در تاریخی حدود 200 سال بعد به ساختمان حمام افزوده شده است .
ب : در محل حمام فعلی حمام یا بنای دیگری بوده که مربوط به 650 سال قبل است که حدود 400 سال پیش با تخریب آن بنا و استفاده از آجرهای آن قسمت حمام زنانه ساخته شده و با استفاده از آجرهای دیگری حمام تکمیل شده است

این حمام در دورة پیش از صفویه و نیمه دوم قرن هفتم هجری قمری بنا شد. در دورة صفویه نسبت به تکمیل، توسعه و تعمیر و نگهداری آن کوشش شایانی بعمل آمد. در اواخر دورة صفویه کهولت بنا باعث انهدام آن و در نتیجه تعطیلی حمام گردید، اما در دورة قاجاریه مجدداً نسبت به تعمیر و احیای آن اقدام گردید.

موزه ی حمام چهار فصل اراک

بنای حمام چهار فصل در ضلع شرقی خیابان شاهپور ( دکتر بهشتی ) قرار دارد و مربوط به دوران قاجاریه است. بنیانگذار این بنا شخصی به نام " حاج محمد خوانساری " بود. این حمام دارای سه قسمت مردانه، زنانه و حمام اقلیت های مذهبی بود و مانند تمام حمام های قدیمی که از آب جاری استفاده می کردند،چند متر از سطح خیابان پایین تر ساخته شده است . رختکن حمام با کاشیکاری های بسیار زیبای هفت رنگ تزئین شده است و سقف حمام روی هشت ستون قرار دارد. این ستون ها دارای پیچگاه های بسیار زیبا و کاشی های منقوش است. در حال حاضر این حمام به عنوان موزه مورد بازدید علاقمندان قرار دارد . 
این مجموعه ی کم نظیر از آثار ارزشمند و بسیار زیبای منطقه به شمار می رود .وجه تسمیه آن به واسطه ی تابلوهای کاشی آن است که چهار فصل سال بر روی آن ها نقش بسته و در چهار سمت سربینه حمام مردانه نصب است . بر روی این کاشی های خشتی نقوشی از مناظر طبیعی ،شکارگاه و گرفت و گیر دیده می شود. 
یکی از زیباترین بخش های این حمام قسمت سر بینه ی زنانه است () که گنبد آن یک پارچه و بدون بر پا داشتن ستون بنا شده است و این از نظر معماری ،با توجه به امکانات کم آن دوران قابل توجه است. حمام زنانه و بخش اقلیت های مذهبی یا خصوصی دارای یک سر بینه زنانه است، اما گرمخانه ی آن دارای بخش خصوصی و عمومی است که شاید بتوان گفت در نوع خود بی نظیر است . سربینه ی حمام مردانه با کاشی های هفت رنگ با طرح های متنوع تزئین شده و تمام سطوح داخلی آن نیز با کاشی و طرح های اسلیمی و ختایی مزین شده است . گنبد اصلی سر بینه بر روی هشت ستون اصلی قرار دارد . این ستون ها نیزبه شکل هنرمندانه ای کاشیکاری شده و دارای پیچک های بسیار زیبایی است و از جمله ویژگی های معماری سر بینه ،علاوه بر قرینه سازی و رسم بندی ها و نحوه ی ستون بندی آن ، همین کاشیکاری ها است که شامل کاشیکاری های قالبی و پیچکی است. و تمام سطح سر بینه مردانه به وسیله ی همین کاشی ها تزئین شده است. شکل های اسلیمی نظیرگل و بوته ،درختان سرو ،صنوبر و انگور و نیز منظره های طبیعی مثل چشمه های آب ، رودخانه و گیاهان وحشی که در میان آنها پرندگانی مانند کبوتر و قرقاول در حال نشسته یا پروزاز دیده می شوند ، از جمله نقوش ومجالس زیبای کاشیکاری این حمام است .
از نقوش دیگر کاشی ها می توان به نقش شیر و گاو و شیر و اژدها اشاره کرد که به نقوش شکاری معروفند . این مکان دارای کاشیکاری هایی به نقش عقاب با شکار مرغابی نیز هست 
در سینه ی هر ستون نقش سربازان و افراد نظامی آن دوران با لباس ها و رنگ های مخصوص با حالت ایستاده ، شمشیر یا تفنگ به دست ،دیده می شود. تمام سزبازان دارای واکسیل های سرشانه و درجه های متفاوت نظامی آن زمان هستند که با علامت ستاره بر روی سینه هایشان مشخص شده اند . رنگ های به کار رفته در کاشی ها بیشتر زرد ، آبی لاجوردی ، فیروزه ای ، سبز ، سفید ، خاکستری ، قرمز و نارنجی است . کاشی های این دوره هم مربوط به زمان قاجار با نقوش سربازان قاجاری است .

بررسی ارزش کودی کمپوست حاصل از لجن تصفیه خانه فاضلاب شهری

بررسی ارزش کودی کمپوست حاصل از لجن تصفیه خانه فاضلاب شهری

چکیده:
در سالهای اخیراستفاده از لجن تصفیه خانه فاضلاب شهری بعنوان کود و اصلاح کننده خاکهای کشاورزی در سراسر جهان مورد توجه قرار گرفته است.لجن تصفیه خانه فاضلاب شهری قبل از استفاده بر روی زمینهای کشاورزی بایدتوسط فرآیندی مناسب و ساده تثبیت شود تا خطرات زیست محیطی ناشی از آن به حداقل برسد.هدف از مرحله تثبیت، تبدیل مواد آلی فساد پذیر به مواد غیر قابل تجزیه،کاهش عوامل بیماری زا یا نابودی آنها ،کاهش یا حذف رطوبت و مواد جامد فرار آن و تبدیل لجن به یک محصول قابل استفاده و مفیدمی باشد.در این تحقیق قابلیت کود سازی ، لجن آبگیری شده تصفیه خانه فاضلاب جنوب اصفهان با افزودن خاک اره بعنوان ماده حجیم کننده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج فوق نشان می دهند که با استفاده از روش کمپوست هوازی بصورت ویندرو می توان لجن حاصل از تصفیه خانه فاضلاب جنوب اصفهان را که عملیات تثبیت بصورت کامل روی آن انجام نشده ، به کود تبدیل کرد. با توجه به اینکه اکثر خاکهای کشاورزی کشور ما دارای مقادیرکمی مواد آلی اند،کودحاصل دارای 64 درصد مواد آلی است که اصلاح کننده مناسبی برای بهبود حاصلخیزی خاکهای کشاورزی میباشد. همچنین مقدار ازت موجود در کود فوق برابر با 20/2 درصد بودکه از نظر ارزش کودی و مواد مغذی قابل رقابت بـــا کودهای حیوانی خواهد بود وتعدادکلیفرمهای مدفوعی موجود درکودحاصله کمتر ازحد استاندارد کلاس A سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا می باشد .




















کلمات کلیدی : فاضلاب شهری - لجن تصفیه خانه– فرآیند کمپوست –ویندرو- ارزش کودی

مقدمه :
بیش از 80 درصد زمینهای کشاورزی ایران از نظر مواد آلی فقیر می باشندکه این خاکها عمدتا" در مناطق خشک و نیمه خشک ایران قرار دارند. بنابراین برای بهبود باروری و حاصلخیزی خاکهای کشاورزی نیاز به افزودن مواد آلی به آنها است اما منابع محدود سنتی مواد آلی ( کودهای حیوانی) جوابگوی نیاز روز افزون بخش کشاورزی به کود آلی نمی باشد (1). از این رو استفاده از سایر مواد زائد (زائدات کشاورزی، لجن فاضلاب و مواد زائد صنعتی) به عنوان منبع مواد آلی رو به گسترش است. این مواد قبل از کاربرد بر روی زمینهای کشاورزی به منظورکاهش خطرات زیست محیطی باید پردازش شوند.سالیان زیادی است که برای بهبود حاصلخیزی زمینهای کشاورزی ازلجن تصفیه خانه فاضلاب شهری استفاده میشود. لجن تصفیه خانه فاضلاب شهری قبل از استفاده بر روی زمینهای کشاورزی باید مراحل مختلف پردازش را طی کند تا عاری از مواد خطرناک برای محیط زیست شود.مهمترین مرحله پردازش لجن تصفیه خانه فاضلاب شهری مرحله تثبیت آن است (2). هدف از مرحله تثبیت ، تبدیل مواد آلی فساد پذیر با استفاده از فرآیند بیولوژیک به یک ماده تثبیت شده ،کاهش عوامل بیماری زا یا نابودی این عوامل، کاهش یا حذف رطوبت و مواد جامد فرار آن و تبدیل لجن به یک محصول قابل استفاده و مفید می باشد.لجن حاصل از تصفیه خانه فاضلاب شهری بدلیل دارا بودن مقادیر بالای رطوبت برای کمپوست شدن نیاز به افزودن مواد حجیم کننده دارد تا وزن حجمی آنکاهش یافته و فضاهای مورد نیاز برای عبور هوا افزایش پیدا کند و مقدار درصد جامدات و کربن آن نیز افزایش یابد. مواد حجیم کننده بکار رفته در کمپوست لجن شامل خاک اره ، خرده چوب ، زغال سنگ ، پوشال برنج ، کود حیوانی و... می باشند(3) .
در کشور ما ، محصول نهایی حاصل از تصفیه فاضلاب شهری پساب و لجن می باشد که برای تثبیت لجن از هاضم های بیهوازی استفاده می شود. اما هاضم های بیهوازی مورد استفاده در تصفیه خانه های فاضلاب شهری ایران دارای مشکلات بهره برداری و عملیاتی فراوانی اند و عمل تثبیت لجن را بصورت ناقص انجام می دهند. بنابراین ، بایستی لجن خروجی از این هاضم ها را قبل از استفاده بر روی زمینهای کشاورزی ، تثبیت تکمیلی نمود و یا از روش دیگری که دارای تکنولوژی آسان ، راهبری ساده و کارآیی بیشتری است استفاده نمود. امروزه فرآیند کمپوست هوازی لجن تصفیه خانه فاضلاب شهری بدلیل برخورداری از فن آوری آسان و عدم نیاز به وسایل گران قیمت در تثبیت آنها مورد توجه قرار گرفته است (2).کمپوست یک روش تجزیه بیولوژیک موادآلی است که توسط باکتریها، قارچها واکتینومیستها که کارگران بیولوژیک آن میباشند صورت میگیرد . در این فرآیند ، موادآلی در حضور شرایط مناسب رطوبت،اکسیژن،نسبتC/N ، درجه حرارت و pH تجزیه شده و به دی اکسیدکربن،آب وگرما تبدیل میشوند. هدف از این فرآیند تبدیل بیولوژیک مواد آلی فوق به شکل تثبیت شده آن و از بین بردن پاتوژنهاست تا بتوان از آن بعنوان یک ماده اصلاح کننده خاکهای کشاورزی استفاده کرد. در این تحقیق قابلیت کمپوست شدن لجن آبگیری شده تصفیه خانه فاضلاب جنوب اصفهان با استفاده از افزودن خاک اره بعنوان ماده حجیم کننده مورد بررسی قرار گرفته است .

مواد و روشها :
1) ساخت پایلوت: این مطالعه به مدت چهار ماه از تاریخ فروردین تا تیر ماه 1383 انجام شد. لجن مورد نیاز این تحقیق از بسترهای لجن خشک کن تصفیه خانه فاضلاب جنوب اصفهان تهیه شد. لجن فوق توسط لودر حمل و به سوله ای در شرق تصفیه خانه منتقل شد. روش مورد استفاده دراین تحقیق نیز کمپوست هوازی لجن بصورت ویندرو بود. در شروع کار لجن با رطوبت80 درصدبا خاک اره با 5 درصد رطوبت به نسبت 3 به 1 مخلوط شد تا نسبت C/N حاصل برای شروع کار کمپوست لجن برابر1/25بدست آید(4). اندازه توده ویندرو فوق نیز2/1 مترارتفاع،5/1مترعرض و5/2متر طول بود و برای هوادهی نیز هر 7 تا10 روز یکبار توده ویندرو توسط کارگر زیرورو میشد تا هوادهی آن به خوبی صورت گیرد. هوادهی توده کمپوست تا مرحله رسیدن آن ادامه یافت . در ابتدای کار و پس از هر مرحله زیرو رو کردن توده کمپوست از آن نمونه برداری می شد و نمونه ها برای بررسی پارامترهای شیمیایی و بیولوژیک به آزمایشگاه فرستاده میشدند. از پارامترهای نسبت آمونیوم به نیترات در نمونه ها،مقدار درصدجامدات فرار و مقدار آنزیم دهیدروژناز به منظور تعیین زمان رسیدن توده کمپوست استفاده شد.
2) پارامترهای اندازه گیری شده:برای تعیین pH توده کمپوست در مراحل مختلف آن ابتدا سوسپانسیون 10/1 وزن به حجم کمپوست به آب مقطر تهیه شد. سپس این سوسپانسیون به مدت30 دقیقه با شدت 350 دور در دقیقه شیکر و در نهایت توسط دستگاهpH متر اندازه گیری صورت گرفت(4).برای تعیین مقدار رطوبت نیز از روش بکار رفته در قسمت 2540 G استاندارد متد استفاده شد(5). مقدار مواد آلی فرار موجوددر نمونه های کمپوست نیز پس از خشک شدن نمونه ها در دمای 103 تا 105 درجه به مدت یک ساعت در دمای550 درجه درکوره الکتریکی قرارداده شدند و اختلاف وزن آنها بیانگر درصد مواد آلی فرار بود(5). درصد کربن موجود در نمونه ها نیز از طریق سوزاندن نمونه خشک شده در دمای 750 درجه توسط کوره الکتریکی به مدت 2 ساعت صورت گرفت وپس از بدست آوردن درصد خاکستر موجود در نمونه با استفاده از رابطه (1.8/خاکستر- 100= درصد کربن) بدست آمد(4).درصد نیتروژن کل نیز با استفاده از روش کجلدال و هضم نمونه توسط اسید سالیسیلیک و تیوسولفات صورت گرفت(4 ).مقدارآمونیوم و نیترات موجود در نمونه ها نیز با استفاده از روش هضم توسط کلرید پتاسیم صورت گرفت(6).تعداد کلیفرمهای مدفوعی نیز با استفاده از روش MPN طبق روش 9221E استاندارد متد تعیین مقدار شد(5).برای تعیین مقدار آنزیم دهیدروژناز نیزابتدا مقدار 5/0 گرم نمونه کمپوست با1/0گرم کربنات کلسیم و یک میلی لیتر محلول 2و3و5 تری فنیل تترازولیوم کلراید و5/2 میلی لیتر آب مقطر مخلوط و به مدت 24 ساعت در دمای 37 درجه در انکوبانور قرار داده شد . سپس به لوله آزمایش مقدار 10 میلی لیتر متانول افزوده شد تا نمونه توسط آن استخراج شود . سپس آنرا سانتریفوژ کرده و مایع رویی جمع آوری و جذب نور آن با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 485 نانومتر قرائت شد(7).

نعقاد و لخته سازی

نعقاد و لخته سازی

یکی از عمده ترین چالشهایی که بشر امروزه با آن روبه رو است تهیه آب سالم برای عده زیادی از جمعیت جهان است . روشهای متعددی در سالهای اخیر مورد توجه و بررسی قرار گرفته است که ازآن میان می توان به فرآیند انعقاد و شناور سازی الکتریکی که به عنوان یک نوآوری قابل توجه درصنعت آب و فاضلاب مطرح می باشد اشاره کرد . انعقاد الکتریکی عبارت است از تولید مواد منعقد کننده در محل با استفاده از تجزیه الکتریکی الکترود های آلومینیوم یا آهن .در این روش با استفاده از جریان الکتریکی و نصب الکترودهای شیمیایی از جنس آلومینیوم ، آهن و ... که به صورت آند و کاتد عمل می کنند ، ذرات کلوئیدی موجود در محیط آب یا فاضلاب از طریق تولید بارهای مثبت الکتریکی از لحاظ الکتریکی خنثی شده و در نتیجه تولید Al3+ و Fe3+ و .... فرآیند لخته سازی فراهم می گردد. فرآیند در صنایع مختلف از قبیل چوب و کاغذ ، صنایع فلزی ، خودروسازی ، صنایع شیمیایی ، داروسازی و ... در مقیاس واقعی طراحی و اجرا گردیده و از لحاظ بازده تصفیه و حذف انواع آلاینده های زیست محیطی از بازده بسیار مطلوبی برخوردار بوده است.
موضوع تصفیه آب موضوع جدیدی نیست و حتی در کتب پزشکی مربوط به چند هزار سال قبل از میلاد هم توصیه هایی در زمینه جوشانیدن آب و چگونگی نگهداری آن شده است.
مثلاً جوشانیدن آب و نگهداری آن در ظروف نقره ای که برای پادشاهان هخامنشی انجام می شده د و روش ضد عفونی آب بوده که هنوز هم معمول می باشد.
بر طبق آخرین آمار سازمان بهداشت جهانی تا سال 1992 در هر 24 ساعت ، 13000 کودک زیر یکسال در دنیا در اثر بیماریهای منتقله از آب تلف می شده اند . که به پاره ای از آنها باختصار اشاره شد.
بهر حال با توجه به مناب ع آب طبیعی و کیفیت آبهای شرب به این نتیجه می رسیم که هیچ آبی را نمی توان قبل از تصفیه و اطمینان از سالم بودن آن مصرف کرد.
روشهای مختلفی برای تبدیل آبهای طبیعی یا خام به آبهای سالم و قابل قبول مصرف کنندگان وجود دارد و روش انتخابی تصفیه بستگی به اختصاصات آ ب خام دارد . جدول ذیل حاوی خلاصه ای از فرآیندهای معمول تصفیه آب ها می باشد . کلاً در آبهای سطحی بیشتر از آبهای زیرزمینی در معرض آلودگی ها قرار دارند لذا نیاز به تصفیه بیشتری هم دارند . بنابراین به استثنای اندازه گیری جریان آب و گندزدایی معمولاً اکثر فرآیندها ی تصفیه زیر فقط بروی آبهای سطحی انجام می شود . تصفیه آب معمولاً با بعضی از فرآیند های تصفیه مقدماتی شروع می شود . این تصفیه در خارج از تصفیه خانه اصلی صورت می گیرد . تا ضمن کاهش ناخالصی ها از فشار برفرآیندهای اصلی تصفیه نیز کاسته شود.
نگاه کلی 
وجود ناخالصیهای معلق و کلوئیدی در آب که باعث ایجاد رنگ و بو و طعم نامطبوع آب می‌شوند، لزوم تصفیه آب را مطرح می‌کند. این ناخالصیها به کمک صاف کردن ، قابل رفع نیستند، لذا از روش انعقاد و لخته‌سازی برای حذف آنها استفاده می‌شود. افزودن یک ماده منعقد کننده به آب باعث خنثی شدن بار ذرات کلوئیدی شده ، این ذرات با نزدیک شدن به هم ذرات درشت دانه و وزین‌تری را ایجاد می‌کنند.

برای کامل کردن این عمل و ایجاد لخته‌های بزرگتر از مواد دیگری به نام کمک منعقد کننده استفاده می‌شود. لخته‌های بدست آمده که ذرات معلق و کلوئیدی را به همراه دارند، به حد کافی درشت هستند و به‌راحتی ته‌‌نشین و صاف می‌شوند. 
مکانیسم انعقاد 
معمولا برای حذف مواد کلوئیدی آب و فاضلاب ، از ترکیبات فلزاتی مانند آلومینیوم ، آهن یا برخی از ترکیبات الکترولیت استفاده می‌شود. املاح فلزات که به عنوان منعقد کننده وارد آب می‌شود، در اثر هیدرولیز به صورت یونی یا هیدروکسید یا هیدروکسیدهای باردار ، در می‌آید. بوجود آمدن این مولکول باردار بزرگ با خنثی نمودن ذرات کلوئیدی و کاهش پتانسیل زتا (اختلاف پتانسیل بین فاز پخش شده و محیط اطراف آن) که عامل اصلی دافعه بین ذرات کلوئیدی می‌باشد، امکان لازم برای عمل نمودن نیروی واندروالسی بوجود می‌آورند که موجب چسبیدن ذرات به یکدیگر می‌شود.

بنابراین ، عامل اصلی حذف بار کلوئیدها ، یونهای فلزی نیستند، بلکه محصولات حاصل از هیدرولیز آنها می‌باشد. با توجه به آزمایشات مختلف ، یونهای فلزات سه ظرفیتی در عمل انعقاد ، مؤثرتر از سایر یونها می‌باشند. عمل انعقاد توسط عمل لخته‌سازی تکمیل شده ، ذرات بزرگتر شروع به ته‌نشینی می‌کنند. در مرحله ته‌‌نشینی ، عامل زمان بسیار مهم می‌باشد و با قطر ذرات رابطه مستقیم دارد. 

نواع منعقد کننده‌ها 
منعقد کننده‌های آلومینیوم‌دار 
سولفات آلومینیوم Al2(SO4)3, n H2O : که نام تجاری‌اش آلوم یا زاج سفید می‌باشد. با اضافه کردن به آب یا بی‌کربنات‌ کلسیم و آب واکنش داده ، هیدروکسید‌ آلومینیوم ایجاد می‌کند که هیدروکسید آلومینیوم مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی ، بدون بار شده ، لخته‌های درشت‌تر ایجاد می‌کند. در صورت ناکافی بودن قلیائیت محیط برای ایجاد هیدروکسید آلومینیم ، از آب آهک و کربنات سدیم استفاده می‌شود. چون +H مانع تشکیل هیدروکسید آلومینیوم می‌شود. عیب مهم استفاده از زاج ، ایجاد سختی کلسیم و CO2 (عامل خورندگی) می‌باشد.
آلومینات سدیم Na3AlO3 : این ترکیب هم در اثر واکنش با بی‌کربنات ‌کلسیم ایجاد هیدروکسید آلومینیوم می‌کند. به علت خاصیت قلیایی ، احتیاج به مصرف باز اضافی ندارد. 
منعقد کننده‌های آهن دار 
سولفات فرو (FeSO4, 7H2O): با ایجاد هیدروکسید آهن III ، باعث انعقاد ذرات کلوئیدی می‌شود. همراه آهک هیدراته استفاده می‌شود.
سولفات فریک: می‌تواند همراه یا بدون آهک هیدراته مصرف شود و از لحاظ اقتصادی با صرفه‌تر از زاج است. مزایتش نسبت به زاج در میدان وسیعی از PH عمل می‌کند. زمان لازم برای تشکیل لخته‌ها کمتر است و لخته‌ها درشت‌تر و وزین‌تر هستند. با استفاده از سولفات فریک در PH حدود 9 ، منگنز موجود در آب حذف می‌شود و باعث از بین رفتن طعم و بوهای خاص آب می‌شود.
کلرور فریک (FeCl3, 6H2O): از پر‌مصرف‌ترین منعقد کننده‌‌هاست و به صورت پودر ، مایع یا متبلور به فروش می‌رسد. در اثر واکنش با بی‌کربنات کلسیم یا هیدروکسید کلسیم ، ایجاد هیدروکسید آهن III می‌کند که مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی به شمار می‌رود. 
عوامل مؤثر در انعقاد 
1-PH و قلیائیت: به علت حذف +H از محیط ، برای ایجاد هیدروکسیدهای فلزی باید PH قلیایی باشد. برای تنظیم PH ، اغلب از آب آهک استفاده می‌شود، ولی نباید در حدی باشد که باعث افزایش بی‌رویه سختی آب شود.
2-مقدار ذرات معلق: هرچه ذرات معلق بیشتر باشد، مصرف کننده منعقدها هم بالا می‌رود.
3-اثر عوامل فیزیکی: با کاهش دما و نزدیک شدن به صفر ، مشکلات جدی در امر انعقاد بوجود می‌آید و لخته شدن کاهش می‌یابد. به همین دلیل ، مقدار مصرف منعقد کننده‌ها در تصفیه خانه‌ها در زمستان بیشتر از تابستان است.
4-مواد منعقد کننده: قدرت انعقاد بالا ، انعقاد کنندگی در گستره PH وسیع و همچنین مناسب بودن قیمت از خواص یک منعقد کننده خوب می‌باشد. علاوه بر این می‌توان از کمک منعقد کننده‌ها ، CO2 محلول ، دور همزنهای مورد استفاده در عملیات انعقاد از عوامل مؤثر انعقاد نام برد. 
کمک منعقد کننده‌ها 
کمک منعقد کننده‌ها با ایجاد پل بین ذرات ریز لخته حاصل از کار منعقد کننده‌ها ، آنها را به صورت لخته‌های درشت و سنگین در آورده ، عمل ته‌‌نشینی را سرعت می‌بخشند. همچنین محدوده PH بهینه را گسترش داده ، مقدار مصرف ماده منعقد کننده را کاهش می‌دهند. 

چند نمونه از کمک منعقد کننده‌ها‌ مورد استفاده در تصفیه خانه‌ها 
کربنات سدیم: با تثبیت PH آب و افزایش یونهای -OH ، عمل انعقاد را بهبود می‌بخشد، مخصوصا اگر منعقد کننده مورد مصرف زاج باشد.
آهک هیدراته: برای جبران کمبود قلیائیت محیط و از بین بردن CO2 و کاهش سختی آب استفاده می‌‌شود.
گاز کلر: از بین بردن مواد آلی موجود در آب که عامل ممانعت کننده در انعقاد هستند.
پلی الکترولیتها: دارای خواص پلیمر و الکترولیتی بوده ، می‌توانند اندازه لخته‌‌ها را درشت‌تر نمایند. از دیگر موارد مورد استفاده ، سیلیس فعال یا سدیم سیلیکات و بنتونیت (عامل پلاستیسیته کردن سرامیک) می‌باشد. 
آزمایش جار 
برای تعیین میزان ماده منعقد کننده لازم و همچنین PH بهینه برای عمل انعقاد ، از آزمایش جار استفاده می‌شود. دستگاه جار از 6 بشر تهیه شده است که از نمونه مورد نظر بطور مساوی در تمام بشرها ریخته ، PH را به ترتیب 2 ، 4 ، 6 ، 8 ، 10 ، 12 در نظر می‌گیریم. به هر بشر به مقدار مساوی از منعقد کننده و کمک منعقد کننده مورد نظر ریخته می‌شود و در دمای معین به مدت 20 دقیقه بشرها هم زده می‌شود.

بعد از این مدت ، آب هر یک را به استوانه‌های مدرج انتقال داده ، منتظر ته‌نشین شدن آنها می‌مانیم. بهترین جواب بیشترین رسوب تشکیل شده و زلالترین محلول رویی می‌باشد. با این ترتیب گستره PH بهینه معلوم می‌شود.

انتخاب فرآیند مناسب جهت تصفیه آب

انتخاب فرآیند مناسب جهت تصفیه آب

با توجه به تنوع روشهای مختلف تصفیه در اجتماعات، انتخاب بهترین گزینه تصفیه به شرایط مختلفی ازجمله جمعیت، کیفیت و کمیت منابع آب و اعتبارات بستگی دارد.
منابع تامین آب در اجتماعات را به دو گروه عمده تقسیم می‌نماید:

منابع سطحی

منابع زیرزمینی

گروه اوّل ازجمله منابع عمده در تامین آب برای اجتماعات بزرگ محسوب می‌گردد این منابع از لحاظ کمّی حجم قابل توجهی در اختیار اجتماعات زیستی قرار داده معمولاً با احداث سدّ در بالادست محل مصرف، اقدامات اوّلیه جهت آبگیری و انتقال به تصفیه خانه انجام می‌گردد. این نوع منابع همواره در معرض خطر آلودگی‌های مختلف ازجمله آلودگی منابع سطحی به فاضلاب‌های شهری و صنعتی است که از عمده مخاطرات آلودگی در این منابع محسوب می‌گردد. از طرفی تخلیه پساب‌های کشاورزی به دریاچه پشت سدها و افزایش ترکیبات ازت و فسفر در فاضلاب این گروه باعث رشد بی‌حد و حصر آلگها در پشت مخازن سد گردیده این امر بر مشکلات ناشی از تصفیه می‌افزاید معمولاّ چنانچه دریاچه پشت سدها دچار آلودگی‌های جلبکی گردد با استفاده از ترکیبات سولفات مس به مقدار یک میلی گرم بر لیتر می‌توان مخازن را پاکسازی نمود برای دستیابی به منابع سالم در اجتماعات بزرگ بهترین گزینه استفاده از فرآیندهای پولساتورها است زیرا در این روش فرآیند با سرعت بالا قادر خواهد بود طیف گسترده ای از ذرات کلوئیدی را از محیط واکنش جداسازی نماید در پولساتورها با استفاده از تئوری جداسازی بستر لجن تماسی، راندمان جداسازی بهتر انجام می‌گردد.

معمولاً در اجتماعات کوچک و یا در مناطقی که دسترسی به منابع سطحی امکان پذیر نمی‌باشد از منابع زیرزمینی استفاده می‌گردد دسترسی به این منابع توسط چاه های عمیق و به کمک پمپ‌های شناور امکان پذیر است. با استفاده از روش لوله گذاری و گراول پک (gravel pack) می‌توان میزان آبدهی این نوع چاهها را افزایش داد. منابع آبهای زیرزمینی معمولاً از نظر املاح محلول با توجه به بافت زمین دارای ترکیبات افزون بر منابع سطحی هستند بعضی از این ترکیبات نظیر ترکیبات آهن و منگنز باعث تغییراتی در طعم و رنگ آب می‌شوند. منابع زیرزمینی آلوده لازم است با روش‌های مختلف، هوادهی شده ترکیبات فوق به صورت اکسید فلز نامحلول از محیط واکنش جداسازی گردد، روش هوادهی پلکانی، ساده ترین و ارزانترین روش در تصفیه آبهای حاوی آهن و منگنز می‌باشد.

چنانچه املاح موجود در منابع زیرزمینی بیش از حد استاندارد باشد مشکلاتی را از نظر تغییرات رنگ، طعم، بو و سایر مشخصات فیزیکی، همچنین موانعی را از لحاظ مصرف ایجاد می‌نمایند، استفاده از ترکیبات کنترل کننده PH نظیر آهک، سود، مواد منعقد کننده مانند سولفات آلومینیوم، کلرورفریک و غیره باعث تولید حجم زیادی لجن در تصفیه خانه های آب گردیده این عمل مشکلات دفع لجن را به همراه دارد. با طراحی بسترهای لجن خشک‌کن، انواع سانتریفوژها، فیلترهای پرسی می‌توان لجن مازاد تولیدی را جمع‌آوری و دفع نمود در این روشها دستگاههای فیلتر پرس با توجه به فضای کم اشغالی و راندمان نسبتا بالا از سایر روشها مناسب تر می‌باشد در نهایت با توجه به توسعه جمعیت در جوامع جهان و کمبود آب شیرین و سالم به نظر میرسد کشور ما نیز همانند اکثر کشورهای در حال توسعه در سالهای آتی ناگزیر به جداکردن سیستم آب شرب و آب آشامیدنی گردد و عملاً روش فوق که طی 40 سال گذشته به عنوان روش قالب در تامین آب شهرها محسوب می‌گردد در آینده نزدیک نیاز به بازنگری اساسی دارد در حال حاضر در شهرهای بزرگ کشور بیش از 25 درصد از آب تصفیه شده بدون استفاده و در اثر نشت از اتصالات فرسوده موجود در شبکه توزیع از دست می‌رود همچنین بصورت روزانه حجم عظیمی از آب تصفیه شده به مصارف غیرشرب می‌رسد که این عمل بار مالی شدیدی را بر مسئولان دولتی تحمیل می‌نماید، علاوه بر موضوع فوق جدا سازی منابع می‌تواند امکان تامین بعضی از املاح نظیر آهن که در سطح گسترده در جوامع ایجاد کمبود می‌نماید مرتفع کند.

نویسنده:مهرداد افشار

گزارش کار آزمایش افت انرژی (1)

گزارش کار آزمایش افت انرژی (1)

مقدمه :

سیال همیشه به دوصورت تحت فشار یا آزاد جریان می یابد. جریان سیال را زمانی آزاد گوئیم که از یک سو در تماس با فشار اتمسفر می باشد و از سایر جهات با جدار جامد تماس دارد. از سوئی جریان سیال را زمانیکه از همه جهات در تماس با جدار جامد می باشد را تحت فشار گویند. مجاری آزاد معمولا به صورت کانال های روباز و مجاری تحت فشار به لوله های جدار بسته می باشند که در سیستم هایی همچون انتقال آب شهری مورد استفاده قرار می گیرند.

اهدف آزمایش :

1-بدست آوردن کاراکترهای مهم شبکه نظیر افت فشار،دبی و ...

2-بدست آوردن افت هد عملی و تئوری و مشاهده تفاوت مقدار آنها

3-پی بردن به دلایل تفاوت در مقادیر بدست آمده عملی و تئوری

شرح مختصری از وسایل آزمایش :

1-    کرنومتر برای ثبت زمان

2-    دستگاه اصلی آزمایش : میز هیدرولیک

 دستگاه تشکیل شده از یک پمپ و یک شیر برای کنترل دبی و همچنین چند لوله با اقطار مختلف که به

صورت موازی یا سری، روی میز بسته شده اند.

تئوری آزمایش :

طبق معادله انرژی در غیاب واکنش هسته ای، انرژی نه بوجود می آید و نه از بین می رود، بلکه از صورتی به صورت دیگر تبدیل می شود. جرم در حال جریان یک سیال ممکن است حاوی انرژی به صورت های مختلف همچون مکانیکی، حرارتی و شیمیائی باشد. در شبکه های توزیع آب، فقط انرژی های قابل استفاده ومفید بررسی می شوند.

به انرژی های قابل استفاده ای که به صورت های دیگر انرژی تبدیل می شوند و نمی توان از آن ها استفاده کرد، " افت انرژی " اطلاق می شود. به طور مثال، در یک جرم آب ممکن است انرژی قابل استفاده بر اثر اصطکاک به حرارت تبدیل شود، که چنین تبدیلی افت انرژی قلمداد می شود.

انرزی قابل استفاده در سالات ممکن است یک یا ترکیبی از سه صورت انرزی ، یعنی 1- انرژی پتانسیل 2- انرزی جریان    ( یا انرژی فشار) و 3- انرژی جنبشی باشد.

انرژی قابل استفاده در سیال متناسب با جرم ( وزن) ان بوده و بنابراین متداول است که انرژی سیال در واحد جرم یا وزن آن بیان شود. انرژی، ظرفیت انجام کار بوده و برابر حاصلضرب نیرو در مسافت است. بنابراین بعد انرژی FL یا ML2T-2 و واحد ان N.m یا ژول است. بعد انرژی در واحد جرم FL/M یا L2T-2 و واحد آن N.m/kg است. وقتی انرژی در واحد وزن بیان شود، بعد آن FL/F یعنی L و واحد آن متر m است.

انرژی پتانسیل

انرژی پتانسیل جرم معینی از یک مایع مربوط به موقعیت و یا ارتفاع آن نسبت به خط مبناست. واحد جرم مایع (با وزن g) که مرکز آن به اندازه Z از مبنا بالاتر است، ظرفیت gZ واحد انجام کار را در حین سقوط از ارتفاع Z دارد. انرژی پتانسیل واحد جرم مایع gZ است.

انرژی جریان

ظرفیت انجام کار سیال در حال حرکت بر روی محیط اطرافش را " انرژی جریان" نامند. پیستونی را با سطح مقطع A در نظر بگیرید که همانند شکل 1 به مخزنی متصل است. فشار p به مرکز پیستون وارد می آید که منجربه اعمال نیروی pA بر آن می شود. اگر فشار آب، پیستون را به اندازه  جابجا کند، کار انجام شده بر روی پیستون مساوی pAL است. جرم آبی که کار را انجام داده ρAL و لذا کار انجام شده توسط واحد جرم آب p/ρ است. بنابراین اگر آب از نقطه ای با فشار p به نقطه دیگری با فشار صفر حرکت کند، واحد جرم آن توسط نیروهای فشار به اندازه p/ρ کار انجام می دهد.

چون انرژی جریان (p/ρ) دربرگیرنده فشار p است، عموما (به طور اشتباه) " انرژی فشار" نامیده می شود. قابل تذکر آنکه، انرژی فشار غیر از انرژی الاستیک است که به یک سیال در حال متراکم شدن داده می شود.

انرژی جنبشی

انرزی سیال ناشی از یرعت را " انرژی جنبشی" می نامند و برابر با حاصلضرب جرم سیال در V2/2α است. α ضریب تصحیح انرژی جنبشی است که برای جریان لایه ای در لوله ها مساوی 2.0 و برای جریان آشفته در لوله ها بین 1.01 و 1.10 است و در عمل معمولا مساوی یک فرض می شود. بنابراین انرژی جنبشی واحد جرم سیال V2/2α است.

مخزن

pA

 

نمایش انرژی جریان

خطوط شیب هیدرولیکی و شیب انرژی

اگر در نقاط مختلف یک خط لوله، هد فشار p/y به طور قائم نسبت به خط محور لوله رسم گردد و نقاط انتهایی انها به هم وصل شود، خطی به دست می آید که به آن " خط هد فشار" یا " خط شیب هیدرولیکی "1، HGL، گویند. این خط در واقع رسم هد پیزومتریک نیز گفته می شود. وقتی که طول لوله است. به همین دلیلف گاهی به این خط ،خط پیزومتریک نیز گفته می شود. وقتی که فشار نسبی در لوله بیشتر از فشار جو است، p/y مثبت بوده و HGL بالاتر از خط محور لوله است. موقعی که فشار نسبی در نقطهای از لوله صفر است، HGL  خط محورلوله یکدیگر را در آن نقطه می کنند. موقعی که فشار نسبی در لوله کمتر از فشار جو است، p/y منفی بوده و HGL زیر خط محور لوله قرار می گیرد.

اگر هد کل (V2/2g ) + (p/y)+ z در نقاط مختلف یک خط لوله نسبت به یک خط مبنا در مسیر طول لوله رسم گردد ونقاط انتهایی آنها ه هم وصل شوندف خطی به دست می آید که به آن "خط هد کل" گفته می شود. همان گونه که قبلاً مشاهده شد، هد کل ازنظر عددی برابر انرژی واحد وزن سیال است و بنابراین خط هد کل به "خط شیب انرژی" 2 ، EGL ، نیز موسوم است . به خاطر هد جنبشی V2/2g ، EGL همواره بالات از EGL است. چنانچه سطح مقطع لوله در طول آن یکنواخت باشد، دو خط HGL و EGL موازی هم بوده و فاصله قائم آنها به اندازه V2/2g است.

افت هد در لوله ها

همان گونه بیان شد، وقتی که یک سیال حقیقی در لوله ای جریان می یابد قسمتی از انرژی کل آن صرف برقراری جریان می شود. ای انرژی مصرف شده به دلیل اصطکاک داخلی و آشفتگی تبدیل به انرژی حرارتی می شود. انرژی تبدیل شده به انرژی حرارتی را به دلیل غیرقابل استفاده بودن آن اصطلاحاً :افت انرژی" گویند. افت انرژی بهازای واحد وزن سیال "افت هد" نامیده می شود.

افت هد در لوله به دو نوع تقسیم می شود: (1) افت هد ناشی از اصطلاک در لوله موسوم به "افت هد اصطلاکی" و (2) افت هد ناشی از متعلقات فرعی لوله موسوم به :افت هد فرعی (جزئی)" .

افت هد اصطلاکی در لوله ناشی از لزجی سیال و آشفتگی جریان است. چون اتف هد اصطلاکی در یک لوله طوانی معمولاً بیشتر از افت هد در متعلقات فرعی لوله است، آن را "افت هداصلی" نیز می نامند. وقتی مقطع لوله بهطور ناگهانی یا تدریجی تغییر قطردهد و یا وقتی که مانعی در سر راه جریان قرار گیرد، الگوی جریان تغییر میکند که منجر به تغییر در مقدار، جهت ویا توزیع سرعت جریان می شود. چنین تغییر در سرعت به افت هدی منجر می گردد که افت هد فرعی (جزئی) نامیده می شود. دراین فصل افت هد اصطلاکی وافت هد فرعی به تفضیل مورد بحث قرار می گیرند.

فرمول دارسی- ویسباخ

افت هد اصطلاکی hf جریان سیال تراکم ناپذیر در لوله به خواص سیال نظیر چگالی ρ و لزجیμ ، خصوصیات جریان نظیر سرعت متوسط v ، خصوصیات لوله نظیر طول L وقطر داخلی D ، خصوصیات زبری جدار داخلی لوله نظیر اندازه، فاصله و شکل برامدگی زبری بشستگی دارد. با به کار بردن تحلیل ابعادی ، مقدار افت هد اصطلاکی را می توان با رابطه زیر نشان داد:

                     (2-1)            e`/D)، m،e/D،  Hf=L/d V2/2g φ( VDρ/μ

که در آن  φ تابع، e اندازه زبری (با بعد L) ،  e` فاصه زبری (با بعد L) و m فاکتور شکل زبری (بدون بعد) است. نظر به اینکه بررسی کمی اثرe` و m بسیار دشوار است لذا از اثرات آنها صرفنظر شده و یا در مقدار e منظور می شوند. بنابراین ، معادله (2-1) به صورت زیر خلاصه می شود:

                      (2-2)                     e/D)،  Hf=L/d V2/2g φ( VDρ/μ

که در آن VDρ/μ ، عدد رینلدر Re و e/D پارامتر بدون بعد موسوم به زبری نسبی است.

ضریب اصطلاک یا فاکتور اصطلاک ، f ، به صورت زیر تعریف می شود:

                      (2-3) e/D)                   ،  f = φ( VDρ/μ

بنابراین معادله (2-2) را می توان چنین نوشت:

                    (2-4)  Hf= f L/d V2/2g                           

معادله (2-4) اولین بار در سال 1855 توسط ویسباخ ارائه شد. به خاطر تحقیقات وسیع دارسی بر روی جریان در لوله، نام او نیز همراه معادله (2-4) است و این معادله در حال حاضر به فرمول دارسی – ویسباخ معروف است.

برای مجاری تحت فشار غیر دایره ای شکل، به جای D در معادله (2-4) ، RH 4 = DH قرار می گیرد که در آن RH شعاع هیدرولیکی و DH قطر هیدرولیکی است. شعاع هیدرولیکی برابر است با نسبت سطح مقطع جریان A، به محیط خیس شده WP، یعنی، A/WP = RH .

فرمول دارسی- ویسباخ را می توان بر حسب دبی نیز نوشت که برای این کار در فرمول (2-4) به جای سرعت متوسط، Q/A قرار می گیرد. درمقاطع دایره ای شکل که A=πD2/4 ، معادله (2-4) را می توان به صورت زیر نوشت:

                               (2-5)                  Hf=fLQ2/ 12.1 D5                       

آزمایش های نیکورادزه روی لوله های با زبری مصنوعی

نیکورادزه آزمایش های وسیعی را بر روی لوله های صاف و لوله های بازبری مصنوعی انجام داد. در این آزمایش ها ، ذرات ماسه با ابعاد یکنواخت به دیواره لوله چسبانده شدند تا زبری مصنوعی در لوله به وجود آید. زبری نسبی e/D که در آن e قطر ذرات ماسه است از 30/1 تا 1014/1 تغییر داده شد. ضرایب اصطلاک در مقابل اعداد رینولدز به ازای مقادیر مختلف e/D ، بر روی محور مختصات لگاریتمی همانن شکل (2-1) رسم شدند. گرچه فاصله و شکل ذرات ماسه در آزمایش های نیکورادزه بررسی نشدند، لیکن آزمایش ها اعتبار مفهوم زبری نسبی را تائید کردند.

نتایج زیر از آزمایش های نیکورادزه شکل (2-1) استنتاج می شوند:

(1) وقتی 2000>Re ، یعنی، وقتی که جریان لایه ای است، f مستقل از e/D بوده و فقط به Re بستگی دارد.

(2) وقتی 4000 > Re  >2000، یعنی وقتی که جریان در حالت انتقالی از جریان لایه ای به جریان اشفته است، f با افزایش Re افزایش می یابد.

(3) وقتی 4000< Re ، اشفتگی وجود داشته و اثر e/D نیز ممکن است احساس شود. تا مادامی که زبری جدار لوله در زیر لایه ارام قرار دارد، لوله همانند یک لوله صاف عمل می کند. در این حالت، جریان را "جریان اشفته صاف" نامند و مقدار f که فقط به Re بستگی دارد از روی منحنی لوله صاف به دست می آید.

(4) بسته به مقدار e/D ، منحنی هایی از منحنی لوله صاف منشعب می شوند. هرچه مقدار e/D بزرگتر باشد، منحنی زودتر انشعاب می گیرد. با افزایش مقدار Re، اثر e/D نیز افزایش می یابد و این افزایش تا حدی ادامه می یابد که زبری جداره کاملاً اثر خود را روی جریان بگذارد در این حالت جران را "جریان اشفته انتقالی" نامند و مقدار f بستگی به هر دوی Re و e/D دارد.

(5) برای مقادیر بزرگ Re ، اثر لزجی ناچیز است و f مستقل از Re بوده و فقط به مقدار e/D بستگی دارد. این جریان را "جریان اشفته زبر" می نامند.

استانتون با همکاری پانل آزمایش هایی را روی چندین لوله با قطرها و جنس های مختلف و نیز مایعات متفاوت انجام داد و به همین دلیل است که گاهی نمودار نظیر شکل (2-1) ، "نمودار استانتون" و یا "نمودار استانتون- پانل" نیز نامیده می شود.

نمودار مودی

نیکورادزه آزمایش هایی را روی لوله هایی انجام داد که با دانه های ماسه یکنواخت، به طور مصنوعی زبر شده بودند. الگوی زبری لوله های تجارتی با آنچه نیکورادزه انجام داد، متفاوت است. بنابراین، در عمل، منحنی های نیکورادزه را نمیتوان به طور مستقیم جهت محاسبه ضریب اصطلاک لوله های تجارتی به کار برد. کلبروک نشان داد که نواحی انتقالی منحنی های نیکورادزه و منحنی های لوله های واقعی بر یکدیگر منطبق نیستند. با معرفی "زبری معادل" ، استفاده از نتای نیکورادزه برای لوله های تجارتی با زبری مصنوعی نیکورادزه ایجاد کند. مقادیر زبری معادل بعضی از لوله های تجارتی در جدول (2-1) آمده است.

پس از نیکورادزه تعداد زیادی نمودار توسط محققات برای محاسبه f ارائه شئ که مشهور ترین و متداول ترین آنها نمودار مودی است که مقادیر f رابه ازای مقادیر مختلف Re و e/D نشان میدهد، شکل (2-2). مفهوم زبری معادل که نمودار مودی بر آن استوار شده دارای چندین محدودیت است. به طور مثال، زبری معادل فقط در برگیرنده ارتفاع برآمدگی های سطح داخلی لوله است و اثر فاصله و سکل برآمدگی را در نظر نمی گیرد. در حالی که، فاصله و شکل برامدگی ها، بخصوص در مورد جریان آشفته زبر، نیز مهم هستند. بنابراین ، نمودار مودی تقریبی است و پیش بینی مقدار دقیق ضریب اصطلاک و به دنبال آن افت هد اصطلاکی کار نسبتاً دشواری است.

روابط ضریب اصطلاک

روابط ضریب اصطلاک برای پنج ناحیه جریان بیا ن شده، در ذیل مورد بحث قرار می گیرند.

جریان لایه ای

برای جریان لایه ای (2000      Re) مقدار f از رابطه زیر به دست می آید:

                                                            (2-7)f= 64/Re                 

این مقدار f همانند مقداری است که به طور تئوری ازمعادله هیگن- پویزی برای جریان لایه ای به دست می آید.

جدول زبری معادل برای لوله های مختلف

جنس لوله	زبری معادل e، mm
فولاد پرچ شده بتن نوار چوبی چدان آهن گالوانیزه (آهن سفید یا آهن رویینه شده) چدن قیری شده فولاد تجارتی، آهن نرم آزبست- سیمان بدون پوشش، بتن پیش تنیده پی وی سی (PVC) ازبست – سیمان باپوشش، آلومینیم، برنج، مس، روی، شیشه و پلاستیک	0/9-90/0 0/3-30/0 90/0-20/0 26/0 15/0 13/0 05/0 04/0 0021/0 0015/0

جریان انتقالی

برای جریان انتقالی (4000>  Re > 2000) مقدار f غیر منطقی است. آزمایش های متعدد نشان داده که مقدار f برای جریان انتقالی در لوله های تجارتی بین 03/0 و 08/0 است.

جریان آشفته صاف

برای این نوع جریان، معادله ذیل که به معادله کارمن-پرانتل موسوم است، مورد استفاده قرار می گیرد

جریان آشفته انتقالی

جریان آشفته زبر

فرمول های تجربی

اگر چه فرمول افت هد دارسی – وایسباخ از نظر ابعادی همگن است، فرمول های تجربی ناهمگن از نظر ابعادی نیز وجود دارند که به طور وسیعی استفاده می شوند. متداولترین این فرمول ها، فرمول هیزن-ویلیامز و فرمول مانینگ هستند که درباره آن ها توضیح داده خواهد شد.

فرمول هیزن-ویلیامز

ویلیامز و هیزن فرمول تجربی زیر را که به طور وسیعی در مهندسی ابرسانی استفاده شده است، ارائه کرده اند.

V= 0.849 CHW RH.63 S.54

که در آن سرعت متوسط جریان بر حسب m/s ، C ضریب هیزن-ویلیامز، R شعاع هیدرولیکی بر حسبm و S شیب خط انرژی است. یرای لوله های دایره ای شکل V = 4Q/πD2 و R = D/4 است که با جایگزینی آنها در معادله فوق ، معادله ذیل برای افت هد بدست می آید:

Hf = 10.68 L Q1.852 / C1.852 D4.87

فرمول هیزن-ویلیامز در ابتدا برای R=.3 m و S = .001 بدست آمد. بنابراین ضریب C به مقادیر R و S و  نیز شرایط جریان بستگی دارد. مقادیر C برای لوله های معمولی و سرعت جریان حدود .9 m/s طبق جدول ذیل توسط لامونت و پس از بررسی 372 آزمون توصیه شده است.

فرمول هیزن-ویلیامز برای لوله های صاف و با اقطار متوسط تا بزرگ مناسبتر است.

	قطر لوله، میلیمتر
جنس لوله	75	150	300	600	1200
چدن بدون پوشش چدن با پوشش فولاد بدون پوشش فولاد با پوشش آهن نرم آهن گالوانیزه آهن ریخته گری با پوشش آزبست-سیمان بدون پوشش آزبست-سیمان با پوشش بتن بتن پیش تنیده  پی وی سی، برنج، سرب، مس لوله های تمیز شده توسط سائیدن لوله های تمیز شده توسط برس زدن	121 129 142 137 137 129 137 142 147 69-129 - 147 109 97	125 133 145 142 142 133 142 145 149 79-133 - 149 116 104	130 138 147 145 - - 145 147 150 84-138 147 150 121 108	132 140 150 148 - - 148 150 152 90-140 150 152 125 112	134 141 150 148 - - 148 - - 95-141 150 153 127 115

فرمول مانینگ

رابطه تجربی دیگر که گاهی برای جریان در لوله به کارکی رود فرمول مانینگ به صورت زیر است:

V= 1/n RH2/3 S1/2

که در ان n ضریب زبری مانینگ ویا به اختصار ضریب مانینگ است. فرمول مانینگ برای لوله ای به قطر D برای افت هد به صورت زیر است:

Hf = 10.29 n2 L Q2 / D16/3

گستره مقادیر n برای لوله های متداول، در جدول زیر ارائه شده اند.

جنس لوله	ضریب مانینگ n
PVC برنج، مس، شیشه، سرب، بتن پیش تنیده بتن نوار چوبی فولاد جوشی چدن با پوشش چدن بدون پوشش	0.008-0.011 0.012-0.009 0.017-0.010 0.013-0.011 0.013-0.012 0.014-0.012 0.015-0.013

فرمول کلی افت هد

افت هد اصطکاکی هر لوله را می توان به صورت فرمول کلی افت هد به صورت زیر بیان کرد:

Hf = R Qn

که در آن R ثابت مقاومت لوله و nتوان است. روابط R و n  برای فرمول های دارسی-ویسباخ، هیزن-ویلیامز و مانینگ در جدول ارائه شده اند. چون که در عمل معمولا مقادیر C و n هر لوله خاص ثابت فرض می شوند، لذا مقدار R لوله نیز ثابت بوده و مستقل از دبی آن است. برعکس، چون در فرمول دارسی-ویسباخ f تابعی از عدد رینولدز است، مقدار R هر لوله ثابت نبوده و به مقدار دبی آن بستگی دارد.

فرمول افت هد	R	n
دارسی-ویسباخ	fL/12.1D5	2
هیزن-ویلیامز	10.68 L / C1.852 D4.87	1.852
مانینگ	10.29 n2 L / D16/3	2

افت هد فرعی

افت هد فرعی ناشی از تغییر الگوی جریان در لوله است که به واسطه تغییر تدریجی یاناگهانی مرزهای مجرای جریان و یا به واسطه وجود موانع در مسیر جریان به وجود می آید. عوامل به وجود آورنده افت هد فرعی را متعلقات فرعی خط لوله نامیده و شامل اتصالات ومتعلقات لوله کشی، مثل تبدیل های افزاینده یا کاهنده، زانوئی ها، سه راهی ها، شیرها و غیره هستند.

رابطه افت هد فرعی

افت هد فرعی ،hm ، بر حسب سرعت یا دبی لوله به صورت زیر بیان می شود:

Hm = Km V2 / 2g = ( 8 Km / π2gD2 )Q2

که در آن Km ضریب افت هد فرعی است و در عمل برای اعداد رینولدز بزرگ،ثابت باقی می ماند وV سرعت متوسط در لوله در بالادست قطعه فرعی است.

در زیر رابطه افت هد فرعی برای تبدیل افزاینده ناگهانی معرفی گشته است و در مورد سایر متعلقات فرعی به ارائه جدول اکتفا گردیده است:

تبدیل افزاینده ناگهانی

با در نظر گرفتن فرضیاتی، فرمول زیر با مبنای نظری جهت محاسبه افت هد افزاینده ناگهانی، ارئه شده است.

Hse = ( V1- V2 )2 / 2g

که در ان V1 سرعت در لوله با قطر کوچک و V2 سرعت در لوله با قطر بزرگتر است. محققین دیگری نیز افت هد افزاینده ناگهانی را به طور تجربی مطالعه کردند و مشاهده کردند که در مواردی اعداد به دست امده توسط فرمول فوق با اعداد تجربی، اندکی متفاوت هستند. آرچر رابطه زیر را برای افزاینده ناگهانی پیشنهاد کرد:

Hse = Kse ( V1)2 / 2g

که در ان Kse ضریب افت هد افزاینده ناگهانی است و بستگی به نسبت D2 / D1 دارد.

جداول مربوط به ضرایب افت فرعی به پیوست ارائه گردیده است و صرفا با تغییر K، افت حالات مختلف محاسبه می گردد.

شرح آزمایش :

قسمت 1 ) کالیبراسیون

به منظور تهیه منحنی های کالیبراسیون برای هر یک از لوله های آزمایش ( روش عملی تععین رابطه افت و دبی ) در هر مرحله یکی از لوله های آزمایش را در مدار جریان قرار داده و جدول مربوط را به صورت زیر تکمیل می نمائیم:

1-  پس از باز کردن شیر لوله مورد نظر و اطمینان یافتن از عدم وجود حباب هوا در لوله، اختلاف ارتفاع مانومتریک را در ابتدا و انتهای لوله از روی مانومترهای میز کار قرائت نموده و یادداشت می نمائیم.

2-    بوسیله میله مدرج اندازه گیری حجم و نیز کرونومتر ، دبی را اندازه گیری می کنیم.

3-    دبی را با افزایش دور شیر، زیاد نموده و مراحل قبل را به تعداد 4 بار برای هر یک از لوله ها انجام می دهیم.

·        نتایج در جدول آورده شده است و منحنی کالیبراسیون رسم گردیده است.

·    با توجه به نمودار فوق مشخص می گردد که 1) با افزایش دبی در یک لوله با قطر ثابت، افت افزایش می یابد.  2) با کاهش قطر لوله ها در یک دبی ثابت، افت افزایش می یابد.

قسمت 2 ) لوله های موازی

در این مرحله قوانین لوله های موازی را بررسی می کنیم:

با توجه به آنکه در لوله های موازی افت هد کل برابر افت تک تک لوله ها می باشد و دبی کل برابر مجموع دبی لوله ها می باشد، به صورت زیر عمل می کنیم:

1-    مدار لوله ها را مطابق شکل آماده می نمائیم.

2-    جریان را با دبی کم آغاز نموده و پس از اطمینان از خارج شدن هوا، مقدار اختلاف ارتفاع مانومتری را قرائت می نمائیم.

3-    آزمایش های را با  دبی های بیشتر تکرار می کنیم و در جدول یادداشت می نمائیم.

4-    در هر مرحله با اندازه گیری حجم و زمان میزان دبی را بدست می آوریم .

5-  در هر مرحله با توجه به اختلاف ارتفاع مانومتری قرائت شده، از روی منحنی کالیبراسیون دبی هر لوله را بدست می آوریم و ضمن یادداشت در جدول، با مقدار بدست آمده در آزمایش مقایسه می نمائیم.

·    اختلاف مشهود در این قسمت به دلیل خطاهای قرایت در قسمت های مختلف مانند مانومتر، تانک اندازه گیری حجم، کرونومتر و نتیجتا اشتباه در کالیبره کردن دستگاه، بوجود آمده است.( اشتباهات در دو آزمایش صورت گرفته است ولذا تاثیر آن ها بسیار زیاد گشته است.)

6-  سپس با توجه به مشخص بودن افت هد لوله ها، ضریب فرضی برای لوله ها f ، طول و قطرهر لوله با استفاده از روابط تئوری دبی تک تک لوله ها را محاسبه می نمائیم و خطای آزمایش را تعیین می کنیم.

·        فرمول تئوری مورد استفاده دارسی-ویسباخ می باشد.

·        ضریب K با توجه به جداول مربوط فرض گردیده است.

میز انجام آزمایش کالیبراسیون و شبکه لوله های موازی

قسمت 3 ) لوله های سری

در این مرحله قوانین لوله های سری را بررسی می کنیم:

با توجه به آنکه در لوله های موازی دبی کل برابر دبی تک تک لوله ها می باشد و افت هد کل  برابر مجموع افت هدها می باشد، به صورت زیر عمل می کنیم:

1-    مدار لوله ها را مطابق شکل آماده می نمائیم.

2-  جریان را با دبی کم آغاز نموده و پس از اطمینان از خارج شدن هوا، مقدار اختلاف ارتفاع مانومتری را  در بین پیزومترهای(1و2) ؛(2و3) ؛(3و4)و (1و4) قرائت می نمائیم.

3-    آزمایش های را با  دبی های بیشتر تکرار می کنیم و در جدول یادداشت می نمائیم.

4-    در هر مرحله با اندازه گیری حجم و زمان میزان دبی را بدست می آوریم .

سپس با توجه به مشخص بودن افت هد لوله ها، ضریب فرضی برای لوله ها f ، طول و قطرهر لوله با استفاده از روابط تئوری سرعت و افت هد تک تک لوله ها را محاسبه می نمائیم و خطای آزمایش را تعیین می کنیم.

·        فرمول تئوری مورد استفاده دارسی-ویسباخ می باشد.

·        ضریب K با توجه به جداول مربوط فرض گردیده است.

میز انجام آزمایش شبکه لوله های سری

 

محاسبات ، جداول ، منحنی های مربوطه و تجزیه تحلیل :  

محاسبات مربوط به کالیبراسیون اجزاء  شبکه

لوله 13mm

         اعداد قرائت شده در آزمایشگاه به شرح زیر هستند:

شماره آزمایش	h1 (mm hg)	h2 (mm hg)	اختلاف ارتفاع مانومتریک mm hg	حجم Lit	زمان (second)
1	489	485	4	10	91
2	497	480	17	10	53
3	504	473	31	10	38
4	533	444	89	10	22
5	784	194	590	10	8

از تقسیم حجم بر زمان ، دبی هر مرحله و با داشتن  اختلاف ارتفاع مانومتریک و ضرب آن در چگالی جیوه مقادیر افت برای هر دبی بدست می آید :

نمونه محاسبات برای آزمایش شماره یک:

برای بقیه آزمایش ها هم به همین صورت عمل کرده و در جدول زیر یادداشت می نماییم :

دبی (L/s)	افت اندازه گیری شده (m H2O )
0.10989011	0.0544
0.188679245	0.2312
0.263157895	0.4216
0.454545455	1.2104
1.25	8.024

حال با مقادیر بدست آمده از آزمایش، منحنی کالیبراسیون لوله را رسم می کنیم :

بدست آوردن افت تئوری در لوله 13mm:

با داشتن سرعت در هر لوله ، قطر ، زبری لوله ها و لزجت آب میزان عدد رینولدز و ضریب دارسی - وایسباخ ( از فرمول کلبروک وایت ) برای هر لوله در هر دبی بدست می آید و نهایتا با داشتن ضرایب و استفاده از فرمول دارسی مقادیر افت طولی و موضعی (افت ناشی زانویی و اتصالات و ...)و افت کل تئوری بدست می آید:

e/D	Velocity (m/s)	Re	f	افت کل طولی (mH2O)	افت موضعی (mH2O)	افت کل تئوری (mH2O)
0.000161538	0.828	9441.333	0.032	0.061	0.031	0.092
0.000161538	1.422	16210.591	0.028	0.155	0.093	0.248
0.000161538	1.983	22609.509	0.025	0.279	0.180	0.459
0.000161538	3.425	39052.788	0.023	0.735	0.538	1.273
0.000161538	9.418	107395.167	0.019	4.581	4.069	8.650

نمونه محاسبات:

از آنجائیکه وزن مخصوص جیوه  و وزن مخصوص آب  است ، داریم :

با در نظر گرفتن  ، برای لوله  داریم :

 : از نمودار مودی

برای بقیه قسمت ها (سری و موازی) نیز به همین صورت عمل کرده و افت تئوری را به دست آورده و در جداول یاداشت میکنیم.

لوله 17.5 mm

         اعداد قرائت شده در آزمایشگاه به شرح زیر هستند:

شماره آزمایش	h1 (mm hg)	h2 (mm hg)	اختلاف ارتفاع مانومتریک mm hg	حجم Lit	زمان (second)
1	492	485	7	10	32
2	502	475	27	10	30
3	513	463	50	10	20
4	552	427	125	10	12
5	653	325	328	10	8

از تقسیم حجم بر زمان ، دبی هر مرحله و با داشتن  اختلاف ارتفاع مانومتریک و ضرب آن در چگالی جیوه مقادیر افت برای هر دبی بدست می آید :

نمونه محاسبات برای آزمایش شماره یک:

برای بقیه آزمایش ها هم به همین صورت عمل کرده و در جدول زیر یادداشت می نماییم :

دبی (L/s)	افت اندازه گیری شده (m H2O )
0.3125	0.0952
0.333333333	0.3672
0.5	0.68
0.833333333	1.7
1.25	4.4608

حال با مقادیر بدست آمده از آزمایش، منحنی کالیبراسیون لوله را رسم می کنیم :

بدست آوردن افت تئوری در لوله 17.5mm:

با داشتن سرعت در هر لوله ، قطر ، زبری لوله ها و لزجت آب میزان عدد رینولدز و ضریب دارسی - وایسباخ ( از فرمول کلبروک وایت ) برای هر لوله در هر دبی بدست می آید و نهایتا با داشتن ضرایب و استفاده از فرمول دارسی مقادیر افت طولی و موضعی (افت ناشی زانویی و اتصالات و ...)و افت کل تئوری بدست می آید:

e/D	Velocity (m/s)	Re	f	افت کل طولی (mH2O)	افت موضعی (mH2O)	افت کل تئوری (mH2O)
0.00012	1.299262	19944.82	0.026121051	0.091181271	0.077434983	0.168616254
0.00012	1.38588	21274.47	0.025717341	0.102140625	0.088103803	0.190244428
0.00012	2.07882	31911.71	0.02340404	0.20914419	0.198233557	0.407377747
0.00012	3.4647	53186.18	0.020966912	0.520459493	0.550648771	1.071108264
0.00012	5.197049	79779.27	0.019351113	1.080789066	1.238959734	2.3197488

لوله 22 mm

         اعداد قرائت شده در آزمایشگاه به شرح زیر هستند:

شماره آزمایش	h1 (mm hg)	h2 (mm hg)	اختلاف ارتفاع مانومتریک mm hg	حجم Lit	زمان (second)
1	498	478	20	10	25
2	507	469	38	10	19
3	533	444	89	10	13
4	565	410	155	10	9
5	643	335	308	10	6

از تقسیم حجم بر زمان ، دبی هر مرحله و با داشتن  اختلاف ارتفاع مانومتریک و ضرب آن در چگالی جیوه مقادیر افت برای هر دبی بدست می آید :

نمونه محاسبات برای آزمایش شماره یک:

برای بقیه آزمایش ها هم به همین صورت عمل کرده و در جدول زیر یادداشت می نماییم :

دبی (L/s)	افت اندازه گیری شده (m H2O )
0.4	0.272
0.526315789	0.5168
0.769230769	1.2104
1.111111111	2.108
1.666666667	4.1888

حال با مقادیر بدست آمده از آزمایش، منحنی کالیبراسیون لوله را رسم می کنیم :

بدست آوردن افت تئوری در لوله 22mm:

با داشتن سرعت در هر لوله ، قطر ، زبری لوله ها و لزجت آب میزان عدد رینولدز و ضریب دارسی - وایسباخ ( از فرمول کلبروک وایت ) برای هر لوله در هر دبی بدست می آید و نهایتا با داشتن ضرایب و استفاده از فرمول دارسی مقادیر افت طولی و موضعی (افت ناشی زانویی و اتصالات و ...)و افت کل تئوری بدست می آید:

e/D	Velocity (m/s)	Re	f	افت کل طولی (mH2O)	افت موضعی (mH2O)	افت کل تئوری (mH2O)
0.0000955	1.052295121	20307.44971	0.025946299	0.04725929	0.142225232	0.189484522
0.0000955	1.384598844	26720.32857	0.024301598	0.076633634	0.24623482	0.322868455
0.0000955	2.023644464	39052.78791	0.022297063	0.150194055	0.525980889	0.676174944
0.0000955	2.923042004	56409.58253	0.020613312	0.289704046	1.097416916	1.387120962
0.0000955	4.384563006	84614.3738	0.019010988	0.601165408	2.46918806	3.070353468

رسم سه منحنی در یک دستگاه:

پاسخ سوالات بخش کالیبراسیون اجزاء  شبکه

سوال اول-   نمودارها در قسمت فوق رسم شدند .

سوال دوم-

با توجه به نمودارهای رسم شده و محاسبات انجام شده و رابطه فوق، مشاهده می شود که با افزایش دبی افت هد بیشتر شده و با توان دو آن رابطه مستقیم دارد. ، یعنی به صورت سهمی است که این موضوع نیز درنمودارها دیده می شود .

سوال سوم- نتایج زیر از آزمایش های نیکورادزه استنتاج شده که به نوعی تفسیر نمودار مودی نیز می باشد.

الف.وقتی 2000>Re ، یعنی، وقتی که جریان لایه ای است، f مستقل از  بوده و فقط به Re بستگی دارد.

ب. وقتی 4000 > Re  >2000، یعنی وقتی که جریان در حالت انتقالی از جریان لایه ای به جریان اشفته است، f با افزایش Re افزایش می یابد.

ج. وقتی 4000< Re ، آشفتگی وجود داشته و اثر  نیز ممکن است احساس شود. تا مادامی که زبری جدار لوله در زیر لایه آرام قرار دارد، لوله همانند یک لوله صاف عمل می کند. در این حالت، جریان را "جریان آشفته صاف" نامند و مقدار f که فقط به Re بستگی دارد از روی منحنی لوله صاف به دست می آید.

د. بسته به مقدار ، منحنی هایی از منحنی لوله صاف منشعب می شوند. هرچه مقدار  بزرگتر باشد، منحنی زودتر انشعاب می گیرد. با افزایش مقدار Re، اثر  نیز افزایش می یابد و این افزایش تا حدی ادامه می یابد که زبری جداره کاملاً اثر خود را روی جریان بگذارد در این حالت جریان را "جریان آشفته انتقالی"می نامند و مقدار f بستگی به Re و  دارد.

ه. برای مقادیر بزرگ Re ، اثر لزجت ناچیز است و f مستقل از Re بوده و فقط به مقدار  بستگی دارد. این جریان را "جریان آشفته زبر" می نامند.

سوال چهارم-  باتوجه به رابطه دارسی ویسباج داشتیم که  و همچنین رابطه پویزلی ، با مساوی قرار دادن این دو رابطه خواهیم داشت:

سوال پنجم- منحنی ضریب اصطکاک در مقابل عدد رینولدز  (f-Re) در مختصات لگاریتمی را نمودار استانتون می نامند. بلازیوس اولین کسی بود که رابطه ای برای نتایج آزمایش های جریان آشفته در لوله های صاف پیشنهاد کرد.

این رابطه به صورت یک فرمول تجربی است و تا حدود Re=100,000  است:

بلازیوس: 

در مورد لوله های زبر، عبارت را ضریب زبری می گویند.نیکورادزه با انجام آزمایش بر روی لوله های مصنوعاً زبر شده با ماسه،درستی مفهوم زبری نسبی را اثبات کرد.

نیکورادزه 3 لوله با اندازههای مختلف برداشت و سطح داخلی آنها را با چسباندن دانه های ماسه زبر کرد. اندازه دانه های ماسه عملاً یکسان بود (  بیانگر قطر دانه های ماسه است)،لذا مقادیر  برای هر 3  لوله مختلف یکسان شد.آزمایشات روی این 3 لوله نشان داد که بازای یک مقدار از ،منحنی f نسبت به Re (بطور مستقل از اندازه واقعی قطر لوله ) به صورت صاف و پیوسته است.

در این آزمایشات  یا m اجازه تغییر نداشتند، اما ثابت شد که برای یک نوع زبری رابطه زیر صدق می کند:

سطوح زبر واقعی بسیار پیچیده هستند، لذا بیشتر پیشرفتها در درک روابط اساسی از طریق آزمایشها حاصل شده اند. این آزمایشها بر روی لوله هایی انجام گرفته است که بطور مصنوعی زبر شده اند.آقای مودی یکی از مناسب ترین نمودارها را برای تعیین ضرایب اصطکاک لوله های تمیز و تجارتی طراحی نمود.این نمودار نوعی دیاگرام استانتون است که  f را به صورت تابعی از زبری نسبی و عدد رینولدز بیان می کند. مقادیر مطلق زبری لوله های تجارتی را به واسطه آزمایش تعیین کرده اند.

در این آزمایشات f وRe راتعیین می کنند و سپس در فرمول کلبروک که رفتار لوله واقعی رابیان می کند، قرار می دهند. بدین ترتیب  را بدست می آورند.

رابطه کلبروک یک تابع انتقالی تجربی برای لوله های تجارتی در ناحیه بین لوله های صاف و ناحیه کاملاً آشفته است:

کلبروک:   یا

خط راستی که در نمودار مودی مشاهده می شود و با عبارت" جریان آرام" مشخص شده بیانگر معادله هاگن-پوازی است.

هاگن-پوازی:

با مساوی قرار دادن این رابطه با معادله دارسی-ویسباخ داریم:

در جدول صفحه بعد روابط به طور کامل و شرایط استفاده آنها توضیح داده شده است.

محاسبات مربوط به شبکه لوله های موازی

اعداد قرائت شده در آزمایشگاه به شرح زیر هستند .

شماره آزمایش	h1 (mm hg)	h2 (mm hg)	اختلاف ارتفاع مانومتریک mm hg	حجم Lit	زمان (second)
1	490	487	3	10	55
2	493	484	9	10	27
3	499	478	21	10	17
4	520	455	65	10	9
5	574	402	172	10	5

از تقسیم حجم بر زمان ، دبی هر مرحله و با داشتن  اختلاف ارتفاع مانومتریک و ضرب آن در چگالی جیوه مقادیر افت برای هر دبی بدست می آید :

محاسبات برای آزمایش شماره یک:

برای بقیه آزمایش ها هم به همین صورت عمل کرده و در جدول زیر یادداشت می نماییم :

دبی (L/s)	افت اندازه گیری شده (m H2O )
0.181818182	0.0408
0.37037037	0.1224
0.588235294	0.2856
1.111111111	0.884
2	2.3392

تعیین دبی با استفاده از میزان افت وفرمول دارسی -ویسباخ

افت طولی افت موضعی

                                                                    

در این قسمت ما جنس لوله را، PVC فرض کرده ایم و جریان را آشفته در نظر گرفته ایم تا بتوانیم مقدار ضریب مودی (f) را با توجه به نمودار بدست آوریم.

رابطه افت با دبی برای شاخه بالایی به قطر 13mm به صورت زیر بدست آمده است:

رابطه افت با دبی برای شاخه قطر17/5mm  به صورت زیر بدست آمده است:

رابطه افت با دبی برای شاخه قطر22mm به صورت زیر بدست آمده است:

با داشتن منحنی کالیبراسیون در هر لوله و افت هد اندازه گیری شده ، دبی را از منحنی برای هر لوله و دبی کل را محاسبه می کنیم :

Ex. no	Head Lost mH2O	Q curve 13mm lit/S	Q curve 17.5mm lit/S	Q curve 22mm lit/S	Qt curves lit/S
1	0.0408	0.07	0.12	0.14	0.32
2	0.1224	0.09	0.19	0.26	0.54
3	0.2856	0.14	0.29	0.49	0.92
4	0.884	0.37	0.73	0.87	1.97
5	2.3392	0.63	0.96	1.28	2.87

با داشتن ضرایب و استفاده از فرمول دارسی نرم افزار Excel مقادیر افت طولی و موضعی (افت ناشی از اتصالات)و افت کل تئوری بدست می آید :

Q	افت کل طولی (تئوری) متر آب	افت موضعی(متر آب)		افت کل تئوری (متر آب)
0.000181818182	0.043588		0.04328543	0.086873023
0.00037037037	0.150464		0.08817402	0.238638007
0.000588235294	0.337229		0.14004109	0.477270026
0.001111111111	1.02792		0.26452206	1.292442469
0.002	3.152186		0.47613971	3.62832621

پاسخ سوالات بخش موازی

سوال اول- در جدول بالا  از روی معادلات منحنی برازش داده شده، این کار انجام شده است .

دبی (L/s)	Qt curves lit/S
0.18	0.32
0.37	0.54
0.58	0.92
1.11	1.97
2	2.87

سوال دوم- این مقایسه در جدول رو به رو آورده شده . مشاهده می شود که مقادیر منحنی ها بیشتر است دلیل این امر آن است که افت های موضعی را در نظر نگرفته ایم یعنی افت ناشی از اتصلات و ... فقط فرض شده افت در لوله صورت میگیرد و اختلاف هد کل ، برابر و ناشی از اختلاف هد دو سر لوله است .

سوال سوم- در بالا این کار انجام شده و نتایج در زیر آمده است.

Ex. no	Q bench lit/s	افت کل عملی (متر آب)	افت کل تئوری (متر آب)
1	0.18	0.0408	0.086873023
2	0.37	0.1224	0.238638007
3	0.58	0.2856	0.477270026
4	1.11	0.884	1.292442469
5	2	2.3392	3.62832621

سوال چهارم- دلیل میتواند کالیبره نبودن دستگاه ها و اتصالات و در نظر گرفتن زبری های اشتباه برای  لوله و اتصالات  و خطای قرائت باشد . همچنین شرایط خاص دما و لزجت آب موثر می باشد .

محاسبات مربوط به شبکه لوله های سری

Ex. No	H 1-2 (mm Hg)	H 2-3 (mm Hg)	H 3-4 (mm Hg)	H 1-4 (mm Hg)	V(Lit)	t (s)
1	51	9	16	74	10	29
2	183	30	58	272	10	14
3	425	68	149	630	10	11

اعداد قرائت شده در آزمایشگاه به شرح زیر هستند .

تبدیل واحد:

Ex. No	H 1-2 (mm  H2O )	H 2-3 (mm  H2O )	H 3-4 (mm  H2O )	H 1-4 (mm H2O)	V(Lit)	t (s)
1	0.6936	0.1224	0.2176	1.0064	10	29
2	2.4888	0.408	0.7888	3.6992	10	14
3	5.78	0.9248	2.0264	8.568	10	11

از تقسیم حجم بر زمان ، دبی هر مرحله و از روی قطر هر لوله و دبی در هر مرحل سرعت در هر لوله بدست آورده و در جدول زیر یادداشت می نماییم:

Q(L/S)	V-13mm-(m/s)	V-22mm-(m/s)	V-17.5mm-(m/s)
0.344828	2.597994485	0.907150967	1.433668793
0.714286	5.381560004	1.879098431	2.9697425
0.909091	6.849258187	2.391579821	3.779672273

با داشتن سرعت در هر لوله ، قطر ، زبری لوله ها و لزجت آب میزان عدد رینولدز و ضریب دارسی - وایسباخ ( از فرمول کلبروک وایت ) برای هر لوله در هر دبی بدست می آید:

Re(1)	e/D	f-(Q1)	Re(2)	f-(Q2)	Re(3)	f-(Q3)
29626.25	0.000161538	0.023956	61368.67	0.02057	78105.58	0.019653
17506.42	9.54545E-05	0.026951	36263.3	0.022696	46153.29	0.02153
22008.07	0.00012	0.025545	45588.15	0.021587	58021.28	0.020519

نهایتا با داشتن ضرایب و استفاده از فرمول دارسی مقادیر افت طولی و موضعی (افت ناشی از 6 زانویی)و افت کل تئوری بدست می آید :

افت کل طولی (تئوری) متر آب	افت موضعی(متر آب)	افت کل تئوری (متر آب)
0.619832671	0.317089549	0.93692222
2.272964192	1.360573013	3.633537205
3.512129918	2.203903392	5.716033311

- تعیین افت کلی بر اساس رابطه دارسی-ویسباخ

پاسخ سوالات بخش سری

1-   در جداول فوق این مقدار اندازه گیری و آورده شده.

2-   در جداول فوق این کار انجام  و نتایج آورده شده

3-   مشاهده می شود در دبی های کمتر افت تئوری از عملی بیشتر است و برعکس .

دلیل می تواند این باشد که در دبی های بیشتر در تئوری تاثیر زبری لوله و افتهای موضعی بیشتر مشهود و تاثیر گذار است اما در عمل به خاطر پدیده های چرخش و.. در لوله این افت با تئوری اختلاف دارد .

و در دبی های کمتر این افت ها در عمل موثر ترند .

Ex. No	H 1-4 (m H2O) افت اندازه گیری شده	افت کل تئوری (متر آب)
1	1.0064	0.93692222
2	3.6992	3.633537205
3	8.568	5.716033311

4-   برای کنترل نشتی  و سلامت خط لوله انتقال آب.

 به وسیله اندازه گیری فشار مانو متریک در انتهای خط لوله و داشتن فشار در زمان ساخت در                 صورت افت فشار به نقص شبکه می توان پی برد.

منابع خطا :

1-   خطا هنگام فشردن همزمان  دکمه کرنومتر  .

2-   خطا در اندازه گیری ارتفاع جیوه ، چراکه این کار چشمی انجام داده شد .

3-   خطا به دلیل نشت آب در بعضی لوله ها

4-   خطا نادرست بستن شلنگ به هنگام  جابه جایی شلنگهای اندازه گیری فشار

5-   خطای محاسبات

نتیجه گیری :

در آزمایش ما  همانطوری که اشاره شد افت فشار بدست آمد که در مقایسه با رابطه تئوری ، دارای خطا می باشد .که می تواند ناشی از در نظر نگرفتن بعضی افتها مانند افت شیر و بست در محاسبات تئوری نیز باشد.                                     

طلاعاتی پیرامون آب آشامیدنی، دستگاه های تصفیه آب کوچک ودستگاه های سختی گیر از آب

طلاعاتی پیرامون آب آشامیدنی، دستگاه های تصفیه آب کوچک ودستگاه های سختی گیر از آب

برخی براین باورند که در کشورهای صنعتی آب آشامیدنی را از تصفیه فاضلاب تهیه می کنند. این باور قطعاً اشتباهی است و در هیچ جای دنیا، جز یک دستگاه در کشور نامیبیا، آب آشامیدنی به این ترتیب بدست نمی آید، چرا که اگر چنین کاری عملی هم باشد حداقل هزینه اینکار بسیار بالا است و مردم هم از آن استقبال نمی کنند. چندین پروژه در آمریکا به این دلایل کنار گذارده شدند. غالباً آب آشامیدنی را از چاه تهیه می کنند و در برخی از مناطق از آب های سطحی، چون آب سدها و یا رودخانه ها و یا مخلوطی از انها.

اما آب چاه و آبهای سطحی و حتی لوله کشی می توانند آلوده باشند. در  تصفیه خانه ها آلایند ها را از آب جدا می کنند و جهت ضدعفونی کردن به آن گاز کلر و یا ترکیبات دیگر کلر می زنند. البته برای ضد عفونی روش های دیگری هم هست که البته گران تر از کلر هستند. به ویژه از آنجا که آب می بایست از لوله  عبور کرده و مدت زیادی در لوله ها میماند، ناچارأ جهت ضدعفونی مقدار بیشتری از ترکیبات کلر به آب می زنند که در بین راه مجدداً آلوده نشود. اما مشکل اینجا است که از یک سو گاز کلر سالم نیست و از سوی دیگر کلر با مواد آلی در آب ترکیب شده و ترکیباتی بوجود می آورد که برخی حتی سرطان زا هستند، اما مقدار آنها در آب کم است. به هر حال چنانچه امکان کلر زدائی از آب موجود باشد بهتر است این کار انجام شود. اغلب در کشورهای جهان سوم به حدی کلر به آب می زنند که هنگام مصرف بوی آن به مشام می رسد.

در عین حال آبی که به دست مصرف کننده می رسد می تواند در برگیرنده آلاینده ها (فلزات همچون آهن، منگان، سرب، آرسنیک، جیوه، کادمیوم، مس، روی، کرم، نیکل، زنگ آهن، فرارها، نیترات، نیتریت، باکتری ها و غیرو) باشد. تحقیقات در سال های اخیر نشان می دهند که در برخی از موارد برخی از باکتری ها دور خود حصاری می سازند و گاز کلر هم نمی تواند آنها را از بین ببرد. دلیل این آلودگی ها البته فراوان است. از جمله می توان عملکرد ناصحیح دستگاه مرکزی تصفیه خانه، نفوذ آب های زیر زمینی به داخل لوله ها به علت کهنه بودن لوله ها و یا قطع و وصل جریان آب در لوله ها و تغییر فشار، طولانی تر شدن خطوط لوله در شهر های بزرگ، عبور آب از لوله های نو و یا کهنه غیر استاندارد در ساختمان ها را نام برد.

مهمترین توصیه جهت اطمینان خاطر بیشتر این است که حد اقل صبح ها قبل از برداشتن آب از لوله، مدت کوتاهی شیر آب را باز گذارده تا آب شب مانده از آن خارج شود.

آبهای بسته بندی شده (معدنی و غیرو) غیر گاز دار نیز به همین ترتیب ضد عفونی می شوند. از سوی دیگر از آنجا که این آبها مدت زیادی در شیشه و در مجاورت نور قرار می گیرند باکتری ها به سادگی می توانند در آنها رشد کنند. اما آب های گازدار ضد عفونی نمی شوند چون گاز کربنیک از رشد باکتری ممانعت می کند. آزمایشات مؤسسه اکوتست (Oekotest) در سال 1997 بر روی آب های معدنی نشان داد که از بین 92 آب معدنی تعداد 11عدد میزان آرسنیک بالاتر از حد داشته اند و در آزمایش دیگری با کمک نشریه اشترن در سال 2002 نشان داد که برخی از آبهای معدنی باکتری بیش از حد مجاز داشته اند.

البته به استثنای باکتری ها به ندرت اتفاق می افتد که انسان با استفاده از آب آلوده فوراً بیمار شود، زیرا میزان سموم در آب غالباً به اندازه ای نیست که انسان متوجه شود. اما زمانی که انسان مدت زیادی از این آب استفاده کند به مرور بیماری ها و یا حساسیت هائی در انسان بروز می کنند که انسان دلیل آنرا نمی داند. بسیاری از سموم فوراً دفع نمی شوند، بلکه در بدن انسان ذخیره می شوند و هنگامی که مقدار آن از حد خاصی تجاوز کرد علائم بیماری و آلرژی در بدن انسان بروز می کنند. به عنوان نمونه فلزات  سرب و جیوه بر سلسله اعصاب انسان اثر می گذارند و به مرور باعث عصبی بودن و کند ذهنی در انسان می شود. این فلزات از جمله در موادی که با آن دندان را پر می کنند وجود دارد. به ویژه کودکان در معرض این خطرات قرار دارند.  و یا فلز آلومینیوم به مرور باعث بروز بیماری فراموشی در انسان می شود. به این خاطر کهن سالان و خردسالان و جنین خانم های حامله بیش از دیگران در معرض بیماری های ناشی از سموم در آب آشامیدنی قرار دارند.

به خاطر این مسائل از ریختن محلوهای ترش در ظروف فلزی خودداری کنید که منتهی به حل شدن فلزات کرم و نیکل و آهن شده و به این ترتیب آنها وارد مواد غذائی می شوند. همچنین هیچگاه از سماورهائی که داخل آنها قلع کاری دارد و یا علائم زنگ زدگی نشان می دهند و یا پیچ و مهره های آن از فلز روی است استفاده نکنید.

به هرحال چنانچه از دستگاه های کوچک تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود یک اصل کلی این است که از طریق آن مواد دیگری وارد آب نشود. اصل کلی دیگر این است که هنگامی که بطور مرتب از این دستگاه ها استفاده نشود در آنها باکتری ها رشد  نکنند.    

آهک ( سختی ) آب به هیچ عنوان به معنای بد بودن کیفیت آن برای سلامتی نیست. به این خاطر اگر لوله ها و غیرو به اصطلاح نمک می گیرند، این دلیلی جهت پرهیز از آشامیدن آن نیست، زیرا که املاح آهکی، نمک های کلسیم و منیزیم هستند که برای بدن انسان حتی لازم هستند. اما سختی آب زمانی مشکل ساز است که آب را می بایست گرم کرد. در این صورت نمک های آب زودتر رسوب کرده، از سوئی نوشابه های گرم را بد مزه کرده و از سوی دیگر به مرور باعث بسته شدن لوله ها می شوند. به این خاطر جهت شستشو با آب سخت تا حدود بیش از60 % مواد پاک کننده مورد نیاز است. بسیاری از نرم کننده ها (چه برای مو و چه برای البسه) کاری جز ممانعت از رسوب آهک نمی کنند. به این خاطر در غالب موارد جهت پرهیز از مصرف زیاد پاک کننده ها و اساسا مصرف نرم کننده ها چنانچه آب آهک زدائی شده مصرف شود به مراتب روش ارزان تری است.

در حال حاضر تنها یک روش ارزان قیمت جهت آهک زدائی از آب وجود دارد که به روشهای  تعویض یونی (Ion-exchang) شهرت دارند. روش های مغناطیسی و گالوانیزه  نیز وجود دارند، که البته از سوئی در همه موارد عمل نمی کنند و از سوی دیگر سختی آب را کاهش نداده، بلکه با تغییر ساختار کریستال های مواد سختی ساز آب، مانع از رسوب آنها در لوله ها می گردند. البته این دستگاه ها به ویژه هنگام گرم کردن آب بالای 60 درجه غالبا قدرت خود را از دست می دهند.

روش تعویض یونی اما برای تصفیه مقادیر زیاد یک نوع آب خاص مناسب است، چرا که میزان سختی هر آبی با آب دیگر فرق می کند و به این خاطر زمان اشباء شدن یون ها متفاوت است و دستگاهی هم وجود ندارد که فورا زمان اشباع را نشان دهد. به این خاطر ابتدا می بایست بر اساس آزمایش، میزان دقیق سختی آب را تعیین کرد و سپس بر اساس محاسبه مشخص کرد که یک فیلتر خاص چه زمانی اشباع می شود. حال چنانچه پس از اشباع بازهم آب وارد این فیلتر شود یا عمل نمی کند و یا حتی مقداری از موادی را که قبلا گرفته مجددا وارد آب می کند. از سوی دیگر امکان رشد باکتری در این فیلترها وجود دارد. و آب را پس از فیلتر کردن حتما می بایست ضد عفونی کرد. به این جهت فیلترهای حاوی این مواد که برای مصرف در منزل عرضه می شوند نه تنها قابل اعتماد نیستند بلکه ضمن گران بودن در مواردی مضر هم هستند. حداقل آن این است که زمان اشباع فیلتر را نمی توان تعیین کرد. بر خلاف ادهای فروشندگان این فیلترها تنها زمانی که فیلتر درست عمل کرده و اشباع نشده باشد صرفا حدود 20% از سختی آب کاهش پیدا می کند و قادر به کاهش هیچ یک از آلاینده هائی که در بالا ذکر شد نیستند. در حالی که در دستگاه اکسیر 80% آهک زدائی می شود و آلاینده ها نیز در آن کاهش پیدا می کنند. 

این جریان شامل حال فیلترهائی هم که با ذغال آکتیو کار می کنند نیز می شود. بر اساس چندین آزمایش های مختلف توسط مؤسسات معروف و دولتی در آلمان مصرف این فیلترها توصیه نمی شود (از جمله رجوع کنید به متن گزارش مؤسسه Stiftung Warentest به زبان آلمانی در قسمت لینک این صفحه).

روش مطمئنی نیز برای تصفیه آب آشامیدنی در دستگاه های بزرگ و کوچک وجود دارد که بر اساس روش اسموز معکوس (Revers osmos)  عمل می کند. در اطلاعیه مربوط به معرفی روش نوظهور اکسیر اشاره شده که از سوئی هم دستگاه های مربوطه گران هستند و هم هزینه تصفیه آب با آنها. از سوی دیگر این دستگاه ها بسیار حساس هستند و آب زیاد تلف می کنند؛ برای بدست آوردن یک لیتر آب حدود چهار لیتر آب مصرف شده و هرچه میزان کدر بودن آب بیشتر باشد میزان اتلاف آب هم بیشتر و عمر فیلتر آن کوتاه تر است. طی تصفیه آب با این دستگاه ها البته همه نمک های سالم آب نیز گرفته شده و آب کیفیت آب مقطر دارد و نوشیدن آب مقطر برای انسان مضربوده و برخی  حتی آنرا خطرناک می دانند. به همین خاطر دردستگاه های بزرگ تصفیه از این طریق مقداری املاح در آب تصفیه شده حل می کنند. 

قابل توجه آنکه از آنجا که امکان رشد باکتری در این دستگاه ها وجود دارد مراکزحمایت از مصرف کنندگان در آلمان (Verbraucherzentralen) توصیه می کنند که آب تصفیه شده توسط این دستگاه ها را جهت باکتری زدائی قبل از مصرف یکبار بجوشانید. به این ترتیب علاوه بر هزینه تصفیه (12 سنت ِیورو در لیتر) 1,7سنت هم به هزینه گرم کردن آب اضافه می شود. در صورتی که کل هزینه تصفیه با دستگاه های اکسیر همین 1,7 بوده، مدت تصفیه به مراتب کوتاه تر و آب حاصل هم سالم تر است. و چنانچه نوشابه گرم با آن درست شود هزینه تصفیه به صفر می رسد.  (هر سنت یورو تقریبا معادل 110 ریال است)

و در آخر جهت تصفیه آب با این دستگاه های اسموز معکوس، آب می بایست دارای فشار زیاد باشد. به این ترتیب این دستگاه ها تنها با آب لوله کشی با فشار زیاد کار می کنند و در مناطقی که آب لوله کشی با فشار زیاد وجود نداشته باشد و یا آب رودخانه و چاه می بایست تصفیه شود این دستگاه ها کار نمی کنند.     

فروشندگان این نوع دستگاه ها به مردم عادی از بی اطلاعی مردم سوء استفاده می کنند. به این ترتیب که آنها بخاطر اینکه نشان دهند تنها دستگاه آنها آب تصفیه می کنند ظرف کوچکی ساخته اند که در آن دو میله آلومینیومی قرار گرفته و با وصل آنها به جریان برق ضعیف عملا در هر آبی که دارای املاح باشد یک جریان الکترولیزایجاد می کند. طی این جریان، در قطب مثبت آلومینوم بصورت یون وارد آب شده و فورا اکسیده شده و رسوبی به رنگ سیاه ایجاد می کند. فروشندگان این دستگاه ها می گویند که این رسوبات علائم آلودگی ها در آب هستند، در حالی که این رسوبات هیچ ربطی به آلودگی آب ندارد. روشن است که چون در آب تصفیه شده در دستگاه های آنها آب مقطر تولید می شود، عملا جریان برق در آن ایجاد نشده و هنگام آزمایش با این آب آلومینیوم هم وارد آب نشده و رسوبی هم ایجاد نمی شود.

اصلی ترین ویژگیهای آبهای سطحی وزیر زمینی

اصلی ترین ویژگیهای آبهای سطحی وزیر زمینی:

آبهای سطحی وزیرزمینی بدلیل دردسترس بودن وهزینه کم بهره برداری بعنوان منابع اصلی تامین آب مورد نیاز بشر می باشند .

 آبهای سطحی (رودخانه ها – دریاها – اقیانوسها) دارای ویژگی های خاصی هستند.اصلی ترین این پارامترها عبارتند از:

1.این آبها معمولاً مواد معلق ( TS) و کدورت زیادی دارند(زلال نیستند).

2.مقدارpH  در این آبها بین 7 تا 8 می باشد.

4.حاوی شوینده ها ،مواد آلی و فلزات سنگین می باشند.

5.معمولاً آلوده به میکرواورگانیزمها هستند.

6.مقدار آمونیاگ ، فنول ، فسفاتها و نیتراتها در آنها زیاد است.

واصلی ترین پارامترهای آبهای زیر زمینی عبارتند از:

1.معمولاً زلالند.

2.مقدار مواد آلی در آنها بسیار ناچیز است.

3.مقدار فلزاتی مانند آهن و منگنز در آنها زیاد است.

4.معمولاً آلودگی میکروبی کمی دارند.

5.مقدار کل مواد جامد حل شده (TDS) در آنها تقریباً بالاست.

6.بدلیل وجود زوج بافری (H2CO3 – HCO3— ) خاصیت بافری دارند.

7.اسیدیته آنها بین 6.5تا 7.9 می باشد.

این ویژگیها فرایندهایی که بمنظور بهبود کیفیت بر روی آنها باید انجام گیرد را مشخص می کنند.

اصلی ترین پارامترهای تعیین کیفیت آب و پساب:

در ذیل عمده ترین ویژگیهایی که مقدارآنها تعیین کننده کیفیت آبها است به اختصارمعرفی می شوند.

 1.COD :اکسیژن مورد نیاز شیمیایی.

بر طبق استاندارد فاضلاب تا 99 در صد از آب تشکیل شده است و یک درصد مواد خارجی در فاضلاب وجود دارد که نیمی از آن آلی و نیمی مواد معدنی هستند.مواد آلی موجود در فاضلاب عامل اصلی آلودگی فاضلابها است واز آنجایی که میزان مواد آلی را بصورت مستقیم   نمی توان بدست آورد ،برای مشخص کردن میزان مواد آلی در یک نمونه فاضلاب ، میزان اکسیزن مورد نیاز برای تجزیه این مواد را اندازه می گیرند وآن را باپارامتر

CHEMICAL OXYGEN DEMAND)COD) (اکسیژن مورد   نیاز شیمیایی) بعنوان اصلی ترین پارامتر تعیین آلودگی فاضلاب نشان می دهند.

در گذشته مقدار این پارامتر را در آزمایشگاه بوسیله رفلاکس کردن نمونه و تیتراسیون باقیمانده آن تعیین می کردند.امروزه با پیشرفت روشهای اسپکترو فتومتری مقدار ان را با استفاده از روشهای نور سنجی تعیین می کنند.

 2.BOD:اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی.

BODیا اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی ،مقدار اکسیژنی است که باکتریها نیاز دارند تا مواد آلی موجود در فاضلاب را تبدیل به موادمعدنی قابل ته نشینی کرده، از فاضلاب جدا کنند ومعمولا مقدارآن 3/2 (دو-سوم) مقدار COD است. این پارامتر بسیار وابسته به تغییرات جوی –  پی اچ – میزانCOD اولیه و... است.

در آزمایشگاه این پارامتر را با استفاده از روش وینکلر(رشد دادن میکرواورگانیزمها) بدست می آورند.

 3.TDS : کلیه جامدهای حل شده در آب.

این پارامتر مقدارکل مواد جامد حل شده آب مانند انواع نمکها ویونها را نشان می دهد. متداولترین روش اندازه گیری آن روش هدایت سنجی و یا تبخیر مقداری نمونه صاف شده در دماهای متوسط است.

4.TSS : کلیه جامدهای معلق یا سوسپانسیون شده.

این پارامتر نشان دهنده تمامی مواد معلق شده در آب است که عامل کدورت آبها می باشد. معمولا در آزمایشگاه آن را ازروی میزان تفرق نور پلاریزه یا خشک کردن صافی و وزن کردن آن پس از عبور دادن نمونه از صافی بدست می آورند.

5.Hardness:سختی آب.

عمدتاً به مجموع غلظت یونهای کلسیم ،منیزیم واسترانسیم میگویند . کف نکردن صابون و یا مواد شوینده در آب نشان دهنده وجود این یونهاست.

سختی آب بصورت سختی دائم،موقت وکاذب وجود دارد ومعمول ترین روش اندازه گیری آن درآزمایشگاه تیتراسیون است.

6.قلیائیت: به میزان مقاومت یک نمونه آب در مقابل تغییرات غلظت یون هیدروژن و اسیدیته گویند وبه دو صورت قلیائیت  متیل اورانژ و قلیائیت فنول فتالئین وجود دارد.

در آزمایشگاه از روش تیتراسیون اسید- بازدردومرحله اندازه گیری می شود.

7.اسیدیته : (pH)

میزان غلظت یون هیدروژن در آب را گویند و در آزمایشگاه با استفاده از دستگاه پی-اچ متر وهدایت سنجی قابل اندازه گیری است.   

8.SAR :نسبت جذب سدیم.

معیاری برای اندازه گیری خطر یونهای سدیم در آبهای کشاورزی است.  برای تعیین آن میزان یون سدیم دریک نمونه را اندازه میگیرندو آن را برجذر اندازه سختی تقسیم میکنند.

 علاوه بر موارد ذکر شده فوق می توان غلظت فلزات و نافلزات و ترکیبات دیگرتاثیرگذار برکیفیت آب را از پارامترهایی دانست که با توجه به مورد استفاده آن با اهمیت است.

برای تعیین میزان آلودگی آبها باید دقت کرد که مورد استفاده آب مورد نظردرکجاست ، بعنوان مثال اگر قرار باشد آب تصفیه شده یک تصفیه خانه به مصرف کشاورزی برسد، مهمترین پارامترهای تعیین کننده کیفیت آن مقدارTDS،SAR، COD، BODویون Cl  است . حال اگرقرار باشد آب به مصرف شرب برسد میزان پارامترهایی که باید مدنظر قرار گیرد بسیار متعددترند. 

آشنایی با واحدها و فرایندهای مختلف درتصفیه آب

آشنایی با واحدها و فرایندهای مختلف درتصفیه آب

فرآیند آشغالگیری:
در ابتدای مسیر کانال آب خام توری آشغالگیری وجود دارد. وظیفه این توری حذف مواد شناور معلق و درشت می باشد .
فرآیند پیش ته نشینی :
پیش ته نشینی با هدف کاهش کدورت اولیه و حذف مواد معلق درشت دانه قابل ته نشینی صورت می گیرد
فرآیند تهیه و تزریق مواد شیمیایی :
کلرورفریک به عنوان ماده منعقد کننده پس از آماده سازی در مخازن انحلال توسط سیستم تزریق و خطوط انتقال به کانال آب خام و زلال سازها( حسب مورد ) تزریق می گردد.آهک نیز جهت تنظیم pHو بهبود فرآیند انعقاد، به صورت شیرآهک آماده و به کانال آب خام تزریق می گردد .
فرآیند اختلاط سریع :
در این واحد ،مواد شیمیایی مورد استفاده در فرآیند تصفیه ، در زمانی بسیار کوتاه و با سرعت زیاد توسط همزن مکانیکی با آب مخلوط می شود .
فرآیند زلال سازی :
زلال سازهای تصفیه خانه ها از نوع پولساتورمی باشند (به استثناتصفیه خانه جلالیه که از نوع اکسیلاتور می باشد) در این استخرها عمل انعقاد ، لخته سازی و ته نشینی مواد صورت می گیرد .
فرآیند صافی سازی :
حذف نهایی مواد معلق ( کلوئیدی ) از آب و فلوک های ریز که در مرحله زلال سازی ته نشین نشده اند ، در صافی ها صورت می پذیرد. صافی ها توسط آب و هوا به صورت معکوس دردوره های متناوب زمانی شستشوشده و پساب حاصل ازشستشو به استخرجمع آوری آب شستشوی صافی ها انتقال می یابد .
فرآیند کلرزنی اولیه و نهایی :

کلرزنی اولیه قبل از عمل انعقاد به منظور حذف و نابودی ارگانیسم های نامطلوب بیماری زا و اصلاح نسبی رنگ ، بو و طعم آب خام انجام می گردد .کلرزنی ثانویه به منظور گندزدایی و تامین کلرآزاد باقیمانده در آب خروجی صورت می پذیرد .

آزمایشات میکروبیولوژی آب و فاضلاب

آزمایشات میکروبیولوژی آب و فاضلاب 

- آزمایش و تشخیص کلستریدیوم پرفرنژنس

 -قارچها و روشهای تشخیص آنها

 -تشخیص افتراقی باکتریهای کلیفرم

 آزمایش استرپتوکوک مدفوعی 

گزارش گار آزمایشگاه میکروبیولوژی آب و فاضلاب 

آزمایش التور در آب و فاضلاب 

رنگ آمیزی باکتریها

 آزمایش MPN با جزییات کامل 

آزمایش شمارش بشقابی (HPC)

 آیین‌کار آزمون‌های باکتریولوژیکی آب 

 (آزمایش MPN) 

نحوه انجام تست تکمیلی (فایل فلش) 

استاندارد متد آنلاین 

اصطلاحات و تعاریف در آزمایشگاه میکروبیولوژی   

روش آزمایش P/A حضور- عدم حضور  

آزمایش HPC   

طرز تهیه محیطهای کشت 

آزمایش میکروبی آب و فاصلاب  

آزمایش MPN2  

جدول MPN بر گرفته از استاندار متد

آزمایشات شیمیایی آب و فاضلاب

آزمایشات شیمیایی آب و فاضلاب 

مبانی کلرزنی با جزییات کامل 

 هدایت الکتریکی با جزییات کامل

  اندازه گیری اکسیژن مورد نیاز زیستی(BOD) 

اندازه گیری نیتروژن آمونیاکی  

استاندارد متد آنلاین 

 کیفیت اب و تعیین رنگ روش آزمون  

اندازه گیری اسیدیته  

اندازه گیری کل مواد معلق 

تیتراسیون  

اصطلاحات و تعاریف در آزمایشگاه میکروبیولوژی   

هدایت ویژه آب   

آزمون جارتست 

شرح وسایل آزمایشگاه   

تهیه محلولهای مولار  

اندازه گیری قلیاییت  

PH متری   

استاندارد روش نمونه‏گیری از پس‏آبهای صنعتی   

اندازه گیری غلظت  یون فسفات در آب   

آشنایی با برخی معرفهای آزمایشگاهی   

لوازم معمولی آزمایشگاه    

استاندارد کردن محلول های شیمیایی  

اسپکتروفتومتری 

اندازه گیری سولفات در آب آشامیدنی   

اندازه گیری یون پتاسیم  

اندازه گیری یون سدیم  

تعیین مقدار کلراید در آب آشامیدنی 

سنجش میزان CO2 

سنجش میزان DO 

شناساگرها   

فلیم فتومتر 

کدورت سنجی 

استاندارد روش روزمره نمونه گیری آب 

روش صحیح کلرسنجی آب 

اندازه گیری نیتریت در آب آشامیدنی  

کلر زنی مخازن آب  

محلول سازی 

تفسیر نتایج آزمایشگاهی 

اشکال برخی وسایل آزمایشگاه  

اندازه گیری سیانید در آب 

 اندازه گیری فنل به روش فوتو متریک 

اندازه گیری کلسیم  

اندازه گیری نیترات  

اندازه گیری کرم (سه) در نمونه آب شهر 

تعیین مقدار هیدرازین در آب 

تعیین مقدار اکسید آلومنیوم درآب 

طرز کار با مواد شیمیایی 

تعیین مقدار کرومات در آب 

تعیین مقدار مواد آلی در آب 

تعیین میزان آهن موجود در آب 

اندازه گیری نیتروژن کل  

تعیین در صد سولفات در آب 

اندازه گیری اکسیژن مورد نیاز واکنشهای شیمیایی (C . O . D) 

آزمایش میکروبی آب

آزمایش میکروبی آب

آزمایشگاه میکروبی: 

ویژگیهای میکروبی آب آشامیدنی مبنای قضاوت در مورد تعیین قابلیت شرب آبها از نقطه نظر بیولوژیکی قرار می گیرد. البته قضاوت صحیح بدون رعایت سایر جوانب از جمله شرایط و دوره تناوب نمونه برداری، نگهداری نمونه ها و بالاخره دقت در انجام آزمایشها میسر نخواهد بود. 

اصولا آبی که به مصرف آشامیدن می رسد باید از میکروارگانیسم های بیماریزای شناخته شده و همچنین باکتریهای نشانگر که نشانه آلودگی آب با مدفوع است عاری باشد. کلیفرمها بهترین باکتری های نشانگر هستند که در آزمایش باکتریولوژیکی آبها مورد توجه قرار می گیرند. 

باکتریهای نشانگر دیگر مانند استرپتوکوکوس های مدفوعی و کلستریدیومهای احیا کننده سولفیت نیز می توانند در تعیین منشا آلودگی آب با مدفوع و ارزشیابی کارآیی روش کلرینه کردن مورد استفاده قرار گیرند. 

شمارش کلی باکتریها: شمارش کلی باکتریها در آب دارای اهمیت زیادی نیست و بسیاری از آبهایی که کاملا سالم هستند ممکن است دارای تعداد زیادی باکتری باشند. بندرت دیده شده که آبی بدون باکتری باشد، ولی ممکن است آب چاههای بسیار عمیق تعداد نسبتا کمتری باکتری داشته باشند. 

بطور کلی آب چاههای عمیق در مقایسه با آب چاههای کم عمق از کیفیت بهتری برخوردار هستند. 

دفعات نمونه برداری 




دفعات نمونه برداری و آزمایش نمونه های آب باید کنترل صحیح کیفیت آب را امکان پذیر سازد. 

«جدول حداقل تعداد نمونه برای آزمون باکتری های نشانگر آلودگی مدفوعی در شبکه توزیع» 


آب‌های لوله کشی نشده (نظیر منابع کوچک آب روستایی): به منظور ارزشیابی کیفیت باکتریولوژیکی آب این منابع باید فواصل حداکثر یکماه مورد نمونه برداری قرار گیرند. علاوه بر کنترل ماهیانه در صورت هر گونه تغییری در وضعیت زمین مانند حفاری و غیره منبع آب باید کلرینه گردد و مجددا مورد آزمایش قرار گیرند. منبع: استاندارد ملی ایران - شماره 4208 - تجدید نظر اول - سال 1386 - کیفیت آب - نمونه برداری از ‌آب برای آزمون های میکروبیولوژی - آیین کار

«تعداد موارد سنجش روزانه کلر آزاد باقیمانده در شبکه‌های لوله کشی آب ‌آشامیدنی بر حسب جمعیت» 

ردیف	جمعیت (نفر  )	تعداد نمونه در سال
1	5000>	12
2	5000 تا 100000	12 به ازای هر 5000 نفر
3	101000 تا 500000	12 به ازای هر 100000 نفر به علاوه 120  نمونه اضافی
4	500000<	12 به ازای هر 100000 نفر به علاوه 180  نمونه اضافی

یادآوری 1- پایش روزمره کیفیت آب آشامیدنی در نقطه مصرف مستلزم اندازه گیری مقدار کلر آزاد باقیمانده در آن، pH 



، کدورت و دما است. 

یادآوری 2- در شبکه‌هایی که از منابع و مخازن متعدد تامین آب می شوند در تعیین نمونه های کلر سنجی، جمعیت تحت پوشش محدوده هر کدام ملاک محاسبه است. 

استاندارد ملی ایران - شماره 1053 - تجدید نظر پنجم - سال 1388

•  

ردیف	جمعیت (نفر  )	تعداد موارد سنجش کلر آزاد باقیمانده
1	تا 10000	1 تا 2
2	10000 تا 50000	3 تا 5
3	50000 تا 100000	6 تا 10
4	100000 تا 500000	11 تا 15
5	بیش از 500000	به ازای هر 100000 نفر یک نمونه  + 15

·      

«ویژگی های میکروبیولوژی آب آشامیدنی»

ردیف	نوع  آب	نوع  باکتری	حد مجاز در  100 میلی لیتر
1	کلیه آب های آشامیدنی	اشرشیاکلی یا  کلیفرم های گرما پای	منفی
2	آب تصفیه  شده برای استفاده در سیستم توزیع	اشرشیاکلی یا  کلیفرم های گرما پای	منفی
3	آب تصفیه شده موجود  در سیستم توزیع	اشرشیاکلی یا کلیفرم های  گرما پای	منفی

·      




یادآوری1- در صورتی که اشرشیاکلی از نمونه آب جدا شود، باید بررسی و اقدام لازم انجام شود. 
·      

یادآوری2- با وجود اینکه اشرشیاکلی شاخص دقیق تری برای آلودگی مدفوعی می باشد، جستجوی باکتری های کلیفرم گرما پای نیز به عنوان جایگزین، قابل قبول می باشد، در صورت لزوم، آزمون های تاییدی مناسب باید انجام شود. 
·      

کل باکتری های کلیفرم شاخص مناسبی برای کیفیت بهداشتی ذخایر آب نیست، به ویژه در مناطق گرمسیری که باکتری هایی که از نظر بهداشتی دارای اهمیت زیادی نیستند در تمام ذخایر آب تصفیه نشده دیده می شود. 
·      

یادآوری3- در هیچ زمانی میزان کدورت آب نباید بیش از 5 واحد کدورت نفلومتری (NTU 



) باشد، در آب های صاف سازی شده کدورت نباید بیش از یک واحد کدورت نفلومتری (NTU 



) و میزان pH 



بین 5/6 تا 9 و همچنین میزان کلر آزاد باقیمانده، پس از حداقل نیم ساعت زمان تماس در شرایط عادی (در انتهای شبکه آب رسانی) باید بین 5/0 تا 8/0 میلی گرم در لیتر و در شرایط همه گیری بیماری های روده ای یک میلی گرم در لیتر باشد. 
·      

منبع: موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران - استاندارد شماره 1011 - ویژگیهای میکروبیولوژی آب آشامیدنی 
·      

دفعات نمونه برداری آب استخرهای شنا: 


·      




به منظور ارزشیابی کیفیت باکتریولوژیکی آب استخرهای شنا باید فواصل حداکثر دو هفته نمونه برداری و آزمایش انجام گردد. 

·      

«ویژگی های میکروبیولوژی آب استخرهای شنا»

ردیف	نوع  میکروارگانیسم	حد مجاز  تعداد باکتری
1	یاکتری های  هتروتروف	200 در هر میلی  لیتر
2	اشرشیاکلی یا کلیفرم های  گرما پای	کمتر از 1 در 100 میلی  لیتر
3	استافیلوکوکوس	50 در 100 میلی  لیتر
4	آنتروکوک های روده  ای	100 در 100 میلی  لیتر
5	سودوموناس  آئروژینوزا	کمتر از 1 در 100 میلی  لیتر

·      




یادآوری1- میزان قلیائیت کل آب استخر های شنا نباید بیش از 150 میلی گرم در لیتر باشد. 
·      

یادآوری2- محدوده pH 



مناسب برای آب استخر شنا 2/7 تا 8 می باشد. 
·      

یادآوری3- کدورت آب استخر شنا نباید بیش از 5/0 NTU 



باشد. 
·      

یادآوری4- میزان کلر آزاد باقیمانده در آب استخر های شنا باید 1 تا 3 میلی گرم در لیتر باشد. 
·      

منبع: موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران - استاندارد شماره 9412 - ویژگیهای میکروبیولوژی آب استخر های شنا 

«ویژگیهای باکتریولوژیکی آب معدنی»

ردیف	نوع باکتری	حجم نمونه	حد مجاز تعداد  باکتری
1	کل  کلیفرمها	پاسخ نمونه در 250cc	صفر در  100 میلی لیتر
2	کلیفرمهای  مقاوم به گرما	"      "     "     "	" " "      "     "
3	استرپتوککهای مدفوعی	"      "     "     "	" " "      "     "
4	کلستریدیومهای احیاء کننده سولفیت	"      "     "     "	" " "      "     "
5	سودوموناس	"      "     "     "	منفی در  100 میلی لیتر
6	باکتریهای  هوازی مزوفیل	24 ساعت در 20oc  گرمخانه گذاری شده	حداکثر  20 عدد در یک میلی لیتر
7	"      "      "	24 ساعت  در  37oc گرمخانه گذاری شده	حداکثر  100 عدد در یک میلی لیتر

---

«ویژگی های باکتریولوژی آب اشامیدنی بسته بندی شده»

نوع میکروارگانیسم	بیشینه مجاز	روش آزمون
کل کلیفرم ها	منفی در صد میلی لیتر	طبق استاندارد ملی ایران 3759
اشرشیاکلی	منفی در صد میلی لیتر	طبق استاندارد ملی ایران 3759
میکروارگانیسم های قابل کشت در دمای 2±22	100 در هر میلی لیتر	طبق استاندارد ملی ایران 5271
میکروارگانیسم ها قابل کشت در دمای 2±36	20 در هر میلی لیتر	طبق استاندارد ملی ایران 5271

یادآوری 1- میکروارگانیسم های قابل کشت تنها در زمان بسته بندی و یا بیشینه دوازده ساعت پس از بسته بندی (در صورت نگه داری در دمای پنج درجه سلسیوس) می تواند مورد ملاک قرار گیرد.

·      

---

« جدول حد استاندارد میکروبی آب معدنی»

حد مجاز شمارش کلی باکتری ها در مظهر چشمه (شمارش باکتری های هتروتروفیک)

دمای گرمخانه گذاری (درجه  سلسیوس  )	زمان گرمخانه گذاری  (ساعت  )	حداکثر تعداد مجاز در هر میلی  لیتر
22-20	72	20
37	24	5

حد مجاز شمارش کلی باکتریها (حداکثر تا 12 ساعت پس از بطری شدن)

دمای گرمخانه گذاری (درجه  سلسیوس  )	زمان گرمخانه گذاری  (ساعت  )	حداکثر تعداد مجاز در هر میلی  لیتر
22-20	72	100
37	24	20

حد مجاز آلودگی باکتریایی

آزمون اول
نوع میکروارگانیسم	حجم آزمون	تفسیر نتایج	روش استاندارد
اشرشیاکلی یا کلیفرم گرماپای	250*1	در هیچیک از نمونه ها نباید وجود داشته باشد	استاندارد ملی ایران به  شماره های  3760-3759
کلیفرمهای غیر مدفوعی	250*1	در صورتیکه تعداد باکتری کمتر از 2 باشد، آزمون دوم باید انجام شود	استاندارد ملی ایران به  شماره های  3760-3759
استرپتوککهای مدفوعی	250*1	در صورتیکه تعداد باکتری کمتر از 2 باشد، آزمون دوم باید انجام شود	استاندارد ملی ایران به  شماره های  3619-3620
سودوموناس آئروژینوزا	250*1	در صورتیکه تعداد باکتری کمتر از 2 باشد، آزمون دوم باید انجام شود	استاندارد ملی ایران به شماره 3140
بی هوازی ها یا احیاء کننده سولفیت	50*1	در صورتیکه تعداد باکتری کمتر از 2 باشد، آزمون دوم باید انجام شود	در دست تدوین می باشد

..

آزمون دوم
n تعداد نمونه مورد آزمون	نوع میکروارگانیسم/حداکثر تعداد	C  نمونه آلوده قابل قبول (1)	M  میکروارگانیسم در یک نمونه	m  میکروارگانیسم در سایر نمونه ها
4	کلیفرم های مدفوعی و غیر مدفوعی	1	2	0
4	استرپتوککهای مدفوعی	1	2	0
4	سودموناس آئروژینوزا	1	2	0
4	بی هوازی احیاء کننده سولفیت

جدا سازی باکتری ها ی دنیتریفیکانت

هدف:

هدف از این آزمایش جدا سازی باکتری ها ی دنیتریفیکانت است که در چرخه دنیتریفیکاسیون شرکت می کنند

مقدمه:

باکتری ها ی دنیتریفیکانت در پروسه ای عکس تثبیت ازت شرکت می کنند که در آن نیترات با احیاء میکروبیولوژیکی به نیتروزن تبدیل مشوداین باکتری ها بجای اکسیژن از تنفس بی هوازی- تنفس کربناتیویا تنفس سولفناتیو...-  استفاده می کنند

آنها معمولا به صورت سودمناس و آلکالی ژید باسیلوس وتایوباسیلوس جدا سازی میشوندکه به صورت بی هوازی(Anaerobic) ه Heterotrophy مباشند

شرح:

برای کشت و جدا سازی این باکتری ها ابتدا محیط کشت مناسب را به صورت زیر تهیه کرده

Ca tart rate                   2%

KNO3                   2%

K2HPO4                 0.5%

میحط کشت را در لوله های آزمایش  به اندازه 10cc ریخته و در لوله یک لوله درهام قرار میدهیم و بمدت هفن روز آن را در انکوباتور 30 درجه قرار میدهیم

نمونه را برداشته پس از مشاهده نتایج لوپی از نمونه را در محیط پپتون آگارکشت خطی می دهیم   سپس آن را 48 ساعت انکوبه کرده و سپس نمونه اسی از کلنی های آن را رنگ کرده و در زیر میکروسکوپ مشاهده می کنیم

بررسی نتایج:

1-1                در قسمت اول مشاهده شد که محیط کشت کدر گشته و در لوله در هام گاز تشکیل شده است

1-2             در مرحله دوم پس از رنگ آمیزی مشاهده شد که با کتری ها ی از جنس باسیلوس و G+ در این کلنی ها و جود دارند که البته باکتری از کلنی خاصی برداشت شده بود

بحث علمی
اشکال دفع نیتروژن در موجودات زنده :در جانوران مختلف ، نیتروژن گروه آمینو به یکی از سه شکل اصلی زیر ترشح می‌شود. اکثر موجودات آبزی نیتروژن را به صورت آمونیاک (NH3) آزاد می‌سازنند. آمونیاک ترکیبی بسیار سمی است ولی به علت محلول بودن در آب سمیت آن برای موجود زنده کاهش می‌یابد. پرندگان و برخی از خزندگان نیتروژن را به صورت اسید اوریک ترشح می‌کنند. اسید اوریک سمی نیست ولی در آب نامحلول است و به همین دلیل به صورت جاودانه موجود دفع می‌شود.

 

چرخه ازت در تصفیه فاضلاب

سایر موجودات ، نیتروژن را به صورت اوره به خارج ترشح می‌کنند اوره نسبت به NH3 سمیت کمتری دارد و در آب نیز حل می‌شود. خون مواد نیتروژن‌دار مثل اوره و اسید اوریک را می‌گیرد و در حین گردش در بدن همواره از کلیه‌ها می‌گذرد. در کلیه‌ها مواد نیتروژن‌دار زاید آب اضافی و مواد دفعی دیگر از خون گرفته شده و به خارج دفع می‌گردد. غلظت اوره در پلاسمای خون 0.03 و مقدار آن را در ادرار 2 درصد است.

چرخه ازت

ازت از عناصر بسیار مهم تشکیل دهنده پروتئین هایی است که برای ادامه حیات میکروارگانیسمها مورد نیاز می باشد. نظر به اینکه ازت، در منابع آب به مقدار محدودی می باشد، به عنوان عامل محدود کننده زندگی گیاهان میکروسکوپی آبزی مؤثر است.در چرخه ازت، فرآیندهای اکسیداسیون و احیا دخالت مستقیم دارند و مقدار اکسیژن محلول در آب، تعیین می کند که چرخه به سمت کدام فرآیند میل می کند. بدین ترتیب تکامل موجودات زنده در آبهای پذیرنده تحت تأثیر قرار می گیرد. اگر چه 78 درصد اتمسفر را مولکول ازت تشکیل می دهد اما، این گاز فقط برای تعداد محدودی از میکروارگانیسمها قابل استفاده است. بقیه میکروارگانیسمهای ازت زا به صورت ترکیبات نیترات()، آمونیوم() یا اسید جذب می کنند. این جانداران قسمت اعظم ترکیبات ازت را به اسید نوکلئیک و پروتئین های مورد نیاز سلول خود تبدیل می کنند.مواد دفعی حاصل از فرآیند سوخت و ساز حاوی ازت و موجودات مرده، توسط میکروارگانیسمها تجزیه می شوند.

چرخه ازت را می توان به 4 بخش اصلی تقسیم نمود:

1-   تثبیت ازت هوا،

2-   آمونیفیکاسیون،

3-   نیتروفیکاسیون،

4-   دنیتریفیکاسیون.

تثبیت ازت هوا

اگر چه تنها انواع محدودی از میکروارگانیسمها قادر به جذب ازت هوا هستند، ولی این فرآیند در کنار فرآیند فتوسنتز، مهمترین فرآیندهای تولید مواد آلی است.

از گروه جلبکهای سبز آبی، انواع Nostoc، Anabena و Phormidium قادر به جذب ازت  هوا می باشند.

باکتریهای زیر در آب قادر به جذب ازت می باشند:

هوازی: دسته Azotobacter از جمله Azotob.agile و Azotob.chroococcum .

هوازی اختیاری: Klebsiella pneumoniae و Beijerinckia و Bacillus Polymyxa .

بی هوازی: انواع Clostridium (اغلب در لجن رسوبات).

در دریای سیاه: نوعی از Spirillum .

میکروارگانیسمها به کمک آنزیم Nitrogenase قادر به جذب ازت بوده و برای تشکیل آن یونهای آهن و مولیبدن مورد نیاز است. در رابطه با E.coli که معمولاً اسیدهای آمینه خود را از  تأمین می کند به طور تجربی از Klebsiella peneumoniae ماده کنترل کننده تولید نیتروژناز که nif-Operon نام دارد، به دست می آورد.

به این ترتیب E.coli قابلیت جذب ازت را پیدا می کند. فرمول عمومی جمعی مربوطه براساس نظریه های Lehninger به ترتیب زیر است:

منابع:

1-جزوه آزمایشگاه میکروبیولوژی خانم دکتر شاکری

2- جزوه میکروبیولوژی خانم دکتر شاکری

3-مطالب ارایه شده توسط اساتید در آزمایشگاه

4-سایت های:       http://wikipedia.com/bological -research -11051.html

شمارش تعداد کل میکروب های موجود در آب نمونه

هدف:

شمارش تعداد کل میکروب های موجود در آب نمونه

مقدمه:

دلایل انجام این آزمایش :

1-مقادیر زیاد باکتری حتی در صورت غیر بیماریزا بودن نشان دهنده مقادیر قابل ملاحضه ای مواد آلی قابل تجزیه است که با رشد در دیواره لوله های انتقال آب منجر به کاهش توانایی انتقال آنها می شوند قطعاتی از آنها نیز ممکن است وارد آب لوله کشی مصرف کننده شوند

2-در مواردی که از آب آشامیدنی برای فرآیندهای صنعتی استفاده می شود به عنوان مثال در صنایع غذایی تعداد کم باکتری بویژه غیر بیماریزا مطلوب می باشد.

3-چنانچه این آزمایش به طور روتین از لحاظ بهداشتی صورت گیرد.ژ معیار معتبری برای ارزیابی فرآیند تصفیه و سیستم انتقال می باشد. چنانچه فرآیند تصفیه بدرستی انجام نشود منجر به ورود باکتری های بیماریزای خاک به آب می شود که با تست های معمول روتین بتنهایی قابل تشخیص نیست

طرز کار:

در این آزمایش روش استاندارد کشت در محیط PCA در شرایط هوازیبه مدت 3 روز در دمای 35 درجه سانتی گراد به کار میرود.

روش مذکور همه میکروب هایی را که نمی توانند تحت این شرایط رشد کنند مانند بی هوازی های اجباری حذف میکند .

در ضمن باید در نظر داشت  که برخی از سلول های میکروبی به صورت تجمعاتی به یک دیگر می چسبند  وبنابر این هر کلنی الزاما از یک سلول منشا نمی گیرد این روش تنها شاخصی از کل باکتری های زنده در حجم معیینی از آب می باشد که به طور یقین گویای تعداد واقعی کل نیست 

بحث علمی
باکتریهای هتروتروف گروهی میکروارگانیسم هستند که قادر به سنتز همه مواد مغذی مورد نیاز خود نمی باشند و لذا به منابع خارجی مواد آلی و غیر آلی جهت تغذیه وابسته می باشند. تعداد قابل توجهی  از باکتریهایی که در سیستم های آب آشامیدنی می باشند از جمله باکتریهای هتروتروف می باشند.  HPC را نمی توان به عنوان یک شاخص در شناخت نوع میکروارگانیسم موجود به کار برد. در ضمن نتایج HPC یک ارزیابی دقیق از تراکم و غلظت کل باکتریهای هتروتروف نمی باشد و نتایج آن می تواند بیانگر ارگانیسم های قابل کشت موجود باشد. ترکیب و تراکم گونه های باکتریایی که در آزمایش HPC بازیابی می شوند متفاوت بوده و به فاکتورهای متعددی از جمله مشخصات فیزیکی و شیمیایی آب  بستگی دارد. اختلاف در شمارش و نوع ارگانیسم های موجود در نمونه های یکسان از یک مکان نیز به وقوع می پیوندد. میکروارگانیسم های بازیابی شده در تست HPC می تواند شامل ارگانیسم هایی باشد که به طور طبیعی در آب و محیط وجود دارند و یا ارگانیسم هایی که از منابع آلاینده مختلف وارد می شوند .

باکتریهای هتروتروف مجموعه ای از باکتریهای هوازی و بیهوازی اختیاری هستند که به جز دو جنس آن باسیلوسو  میکروکوکوس گرم منفی بوده و جنس های  پروتئوس، انتروباکتر،آئروموناس، سیتروباکتر، سودوموناس، کلبسیلا، فلاوباکتریوم، سراشیا، موراکسلا، الکالی ژنز و آسینتوباکتر را شامل می شوند. جنس های غالب این مجموعه، باکتریهای سودوموناس، سراشیا، انتروباکتر، فلاوباکتریوم و آسینتوباکتر هستند . علاوه بر جنس های یاد شده، برخی از باکتریهای مهم در پزشکی نظیر: مایکوباکتریوم، استافیلوکوکوس و سراشیا نیز در ترکیب باکتریهای هتروتروف ممکن است حضور داشته باشند. باکتریهای هتروتروف ساکن طبیعی بدن انسان و حیوانات بوده و از طریق مدفوع دفع می شوند. برگ درختان ، خاک ، آب ، قطره های باران و حتی بزاق دهان نیز تعداد متنابهی از این باکتریها را در خود جای داده اند.  هر اینچ مربع از پوست سالم انسان، میزبان صدها هزار باکتری هتروتروف است. این باکتریها در بستر های کربن فعال، رزین ها، صافی های ماسه ای و غشایی ، شبکه های توزیع و اجزای آن، خنک کننده ها، مخازن تحت فشار و حتی جدار بطری های آب وجود دارند. بعضی از اعضای این گروه ، مانند سودوموناس ، آئروموناس ، کلبسیلا ، فلا ووباکتریوم ، انتروباکتر ، سیتروباکتر، سراشیا، اسینتوباکتر و پروتئوس از جمله پاتوژنهای فرصت طلب بوده و جمعیت خاصی چون نوزادان و افراد مسن و بیمار را در معرض خطر عفونت قرار می دهد. اما در مورد تأثیرات تعداد زیاد باکتریهای HPC روی سلامتی انسان اطلاعات اندکی در دسترس می باشد. در آبهای آشامیدنی تعداد باکتریهای HPC ممکن است کمتر از CFU 1 تا بیش از CFU 104 در میلی لیتر متغیر باشد و عمدتاً متأثر از درجه حرارت ، وجود کلر باقیمانده و میزان مواد آلی قابل جذب می باشند. میزان HPC نباید از 500 ارگانیسم در میلی لیتر بیشتر باشد. با توجه به موارد زیر، HPC  جهت اپراتورهای واحدهای تصفیه آب مفید می باشد(14)..

منابع:

1-جزوه آزمایشگاه میکروبیولوژی خانم دکتر شاکری

2- جزوه میکروبیولوژی خانم دکتر شاکری

3-مطالب ارایه شده توسط اساتید در آزمایشگاه

4-سایت های:       http://www.environmtalhealth.com/pages/21

آزمایش التور در آب و فاضلاب

آزمایش التور در آب و فاضلاب

وسایل مورد نیاز:

پودر NaCl : سدیم کلرایدMERK

محیط کشت آب پپتون PEPTONE water

محیط کشت TCBS

محیط کشت کلیکرآریون آگار

آنتی سرم مخصوص التور

نحوه تهیه محیط کشت ها

آب پپتون: 10gr+1lit+20gr NaCl : با هم مخلوط می کنیم و با شعله حرارت می دهیم محیط را تهیه و بعد در لوله های کوچک آزمایشگاه به مقدار 10 سی سی می ریزیم(بدون لوله دورهام) و در اتوکلاو میگذاریم تا استریل شود و بعد از استریل در یخچال میگذاریم تا استریل شود و بعد از استریل تا زمان مصرف در یخچال قرار می دهیم.

محیط کشت TCBS: آب مقطر 88gr+1lit : با هم مخلوط می کنیم و با شعله حرارت می دهیم تا به جوش بیاید . تنها محیط کشتی است که نیاز به اتوکلاو ندارد و بعد می گذاریم تا سرد شود بعد از سرد شدن این محیط را بصورت یکنواخت بر روی پیپت ها می ریزیم و بعد از تهیه در یخچال تا زمان استفاده می گذاریم.

محیط کشت کلیکر آریون آگار:میزان مصرف بر روی محیط کشت به صورت کامل درج شده است این محیط را بعد از اینکه تهیه کردیم در اتوکلاو می گذاریم تا استریل شود بعد از استریل محیط در داخل لوله های کوچک درب دار (لوله آزمایشگاه با 
پنبه )بصورت مورب می ریزیم .

توجه: این لوله های کوچک درب دار از قبل باید در فور استریل شده باشد و بعد از ریختن محیط بر داخل لوله های درب دار می گذاریم تا سرد شود و بعد از اینکه سرد شد درب آن را می بندیم ودر یخچال تا زمان استفاده می گذاریم.

روش آزمایش :

ابتدا چند سی سی از نمونه آب را بوسیله پیپت در محیط آماده شده پپتون واتر می ریزیم و در اتوکلاو 37 قرار می دهیم .

پس از 24 ساعت در آب (7ساعت در فاضلاب ) بوسیله آنس ته گرد از محیط آب پپتون به محیط TCBS به صورت زیگزاگ کشت می دهیم و بعد در اتوکلاو 37درجه سانتی گراد از
کلنی های زرد مات مشکوک بوسیله آنس نوک تیز برداشته و به محیط کشت کلیکر آریون آگار کشت می دهیم .کشت در این مرحله هم عمقی است و هم سطحی . و دوباره به مدت 24 ساعت در اتو 37 قرار می دهیم .

کشت عمقی :

نحوه کشت بدین صورت است که با آنس نوک تیز از کلنی های زرد مات مشکوک برداشته و آنرا در داخل لوله های کوچک درب دار که محیط کلیکرآریون آگار ریخته ایم تا عمق فرو می بریم.

کشت سطحی :

دوباره از کلنی های زرد مات مشکوک با آنس نوک تیز برداشته به صورت زیگزاگ بر روی سطح محیط کشت کلیکر آریون آگار (قسمت مورب ) کشت می دهیم .

عمق اگر زرد رنگ باشد در نتیجه نمونه آب یا فاضلاب از نظر التور مثبت است . اما برای تعیین نوع التور از کلنی های محیط کلیکر اریون آگار با آنس نوک تیز استریل برداشته و بر روی یک لام که یک قطره سرم فیزیولوژی در آن ریخته ایم مخلوط می کنیم سپس آنتی سرم به مقدار یک قطره به آن اضافه می کنیم و به هم می زنیم اگر حالت آب لوتاسیون را مشاهده کردیم نمونه مثبت و نوع التور را گزارش می دهیم.

حالت آب لوتاسیون :

حالتی است مثل اینکه شیر بریده می شود و یا حالتی است که محیط محکم به هم
می چسبد و حالت قوام دارد.

احیاء سولفات

احیاء سولفات

سولفوریک ماده‌ای ضروری برای موجودات زنده بوده و از نظر فراوانی دهمین عنصر پوسته زمین را تشکیل می‌دهد. این عنصر عمدتاً به صورت سولفات‌های محلول یا ترکیبات سولفوره احیا شده آلی می‌تواند در دست‌رس موجودات زنده قرار گیرد. سولفور احیا شده به صورت  در نتیجه متابولیسم میکروبی و به میزان محدودی از فعالیت آتشفشانی در بیوسفر وجود دارد. این ماده به استثناء شرایط بی‌هوازی تراکم پایینی دارد، چون در حضور اکسیژن یا به طور خود به خودی یا توسط باکتری‌ها به سرعت اکسید می‌شود. مقدار نیز که از شرایط بی‌هوازی وارد اتمسفر می‌شود، نسبتاً پایین است چرا که  به صورت  نامحلول رسوب می‌کند و رنگ سیاه رسوبات بی‌هوازی دلیل وجود آن می‌باشد.

احیاء سولفات یکی از انواع تنفس بی‌هوازی است. این عمل توسط چند باکتری بی‌هوازی اجباری انجام می‌شود که مهمترین آن‌ها دسولفوویبریو است. دهنده علاوه بر ترکیبات آلی  نیز می‌تواند باشد. این عمل منجر به خوردگی بی‌هوازی میکروبیولوژیک لوله‌های آهنی می‌شود که بر طبق واکنش‌های زیر صورت می‌پذیرد:

(1)                 

(2)      

واکنش (2) توسط باکتری‌های احیا کننده سولفات انجام می‌شود.

آهن در معرض آب توسط لایه محافظی از گاز  پوشیده می‌شود (پلاریزاسیون). توسط این باکتری‌ها به مرور زمان آهن با احیاء سولفات به صورت محلول در می‌آید. در رسوبات بی‌هوازی، مانند لجن در نتیجه احیاء سولفات  تشکیل می‌شود. از آن جا که آب دریا دارای سولفات زیادی است، سولفات در این آب‌ها به میزان زیادی احیا می‌شود.  سمی بوده و بوی نامطبوعی دارد.

دسولفوویبریو مارپیچی تاویبروئید به طول 5/0 تا 8/0 میکرومتر، متحرک با تاژه قطبی و کاملاً بی‌هوازی می‌باشد.  اپتیمم رشد 6/6 تا 5/7 و درجه حرارت اپتیمم رشد 25 تا 40 درجه سانتیگراد است. در رسوبات دریایی آب‌های Anoxic، سیستم‌های آب‌های صنعتی و روده حیوانات وجود دارد.

روش کار

در بطری حاوی مواد زیر، کمی از لجن یا خاک را وارد کردیم.

%2/0                     

%35/0                      

%1/0         

سپس در بطری را طوری بستیم که هیچ فضای خالی باقی نماند و در دمای 30 درجه قرار دادیم، بعد از 48 ساعت با بوییدن و نیز قرار دادن یک تکه کاغذ فیلتر بر در بطری که با یک قطره محلول استات سرب %10 مرطوب شده بود، وجود  را بررسی کردیم. در صورت وجود  لکه‌ای قهوه‌ای تا مشکی pbs روی کاغذ صافی ظاهر می‌شود.

محیط حاوی سولفات

سولفات بعد از انجام آزمایش