روش فیلتراسیون DIN 19528 برای بررسی ترکیبی رفتار فیلتراسیون مواد معدنی و آلی
استاندارد «DIN 19528 فیلتراسیون جامدات - روش فیلتراسیون برای بررسی ترکیبی رفتار فیلتراسیون مواد معدنی و آلی»، که توسط موسسه استاندارد آلمان (DIN) منتشر شده است، یک روش آزمایش فیلتراسیون ستونی (آزمایش فیلتراسیون ستونی رو به بالا) را توصیف میکند که برای ارزیابی چگونگی نشت مواد معدنی (مانند فلزات سنگین، نمکها) و مواد آلی (مانند PAHها، سایر آلایندههای پایدار) از مواد جامد هنگام قرار گرفتن در معرض آب تحت شرایط جریان کنترلشده و پویا طراحی شده است.

این آزمایش فرآیندهای لغزشی بلندمدت را در سناریوهایی مانند موارد زیر شبیهسازی میکند:
- خاک آلوده و مواد حفاری شده
- مواد زائد (مانند خاکستر حاصل از سوزاندن، سرباره، نخالههای ساختمانی و تخریب)
- مواد معدنی بازیافتی
- مصالح شبهزمینی که در کارهای خاکی، محوطهسازی یا خاکریزی استفاده میشوند.
این روش در مقایسه با آزمایشهای سادهی بچ/لرزش (DIN 19529) شبیهسازی واقعگرایانهای از شرایط میدانی ارائه میدهد، زیرا از فیلتراسیون پیوسته به سمت بالا از طریق یک ستون پر شده استفاده میکند و امکان نمایش بهتر منحنیهای نوسان وابسته به زمان، اثرات تخلیه و فرآیندهای انتقال در محیط متخلخل را فراهم میکند.
این روش به ویژه برای موارد زیر ارزشمند است:
- آزمایشهای انطباق با مقررات زباله، حفاظت از خاک و بازیافت آلمان.
- ارزیابی ریسک انتشار آلایندهها به آبهای زیرزمینی یا سطحی.
- توصیف مواد برای استفاده مجدد یا دفع.
اصول اولیه آزمایش به شرح زیر است:
- فیلتراسیون بالادستی: آب از طریق یک ستون عمودی پر از مواد جامد به سمت بالا جریان مییابد تا جریان ترجیحی و به دام افتادن هوا به حداقل برسد.
- اندازه ذرات: معمولاً برای مواد دانهای با حداکثر اندازه دانه تا ۲۲.۴ میلیمتر استفاده میشود. در عمل/مطابق با استانداردهای بینالمللی مربوطه، معمولاً حداکثر ۱۰ میلیمتر یا ۲ میلیمتر است.
- شوینده: معمولاً آب بدون املاح یا مایع فیلتراسیون مصنوعی، آزمایش در دمای کنترلشده (معمولاً حدود ۲۰ درجه) انجام میشود.
- نسبتهای مایع-جامد: بخشهای شویش (Eluate) با نسبتهای تجمعی مایع-جامد مانند 0,3، 1,0، 2,0 و 4,0 لیتر بر کیلوگرم (گاهی اوقات برای رفتار بلندمدت تا 10 لیتر بر کیلوگرم افزایش مییابد) جمعآوری میشوند.
- نرخ جریان: برای دستیابی به زمانهای تماس واقعبینانه (مثلاً سرعتهای معادل آب منفذی در محدوده سانتیمتر در روز) کنترل میشود.
- آمادهسازی نمونه: مواد به صورت لایههایی با فشردگی جزئی، شامل فاز اشباع اولیه، در ستون قرار میگیرند.
- تجزیه و تحلیل: محلولهای حاصل فیلتر/سانتریفیوژ، نگهداری و برای یافتن مواد هدف تجزیه و تحلیل میشوند. منحنیهای نوسان تجمعی را میتوان رسم کرد.
این روش به طور خاص تحت تأثیر و اعتبارسنجی متقابل استاندارد «ISO 21268-3 کیفیت خاک - رویههای فیلتراسیون برای آزمایشهای شیمیایی و بومشناختی سمشناسی بعدی خاک و مواد خاکی - بخش 3: آزمایش فیلتراسیون بالادست» قرار گرفته است. استاندارد DIN 19528 به نتایج تأیید اشاره دارد.
محققان از استاندارد DIN 19528 برای اهداف زیر استفاده میکنند:
- مطالعهی آبشویی طولانیمدت فلزات سنگین، نمکها و مواد آلی از مواد زائد فرآوریشده.
- مقایسه آزمایشهای دستهای و ستونی برای PFAS و سایر آلایندههای نوظهور.
- بهینهسازی زمان تست برای تست انطباق سریعتر در عین حفظ قابلیت اطمینان.
- برای ارزیابی اثرات جریان غیر یکنواخت و مقاومت.
این استاندارد اغلب در آلمان و کشورهای همسایه در زمینههای مهندسی محیط زیست، مدیریت پسماند و حفاظت از خاک/آبهای زیرزمینی مورد ارجاع قرار میگیرد.
به طور خلاصه، استاندارد DIN 19528 یک روش آزمایش نفوذ ستونی برای ارزیابی رفتار نشت مواد معدنی از زبالههای دانهای و مصالح ساختمانی تعریف میکند. این استاندارد به طور گسترده در آزمایشهای محیطی برای ارزیابی چگونگی آزاد شدن عناصر بالقوه خطرناک هنگام تماس با آب در شرایط آزمایشگاهی کنترل شده استفاده میشود.
این روش آزمایش نقش مهمی در طبقهبندی زبالهها، معیارهای پذیرش محل دفن زباله و ارزیابی زیستمحیطی مصالح ساختمانی بازیافتی ایفا میکند.
استاندارد DIN 19528 در درجه اول در مورد موارد زیر اعمال میشود:
- مواد زائد دانهای
- مصالح ساختمانی بازیافتی
- محصولات جانبی صنعتی (مانند سرباره، خاکستر)
- خاکهای آلوده
- محصولات ساختمانی معدنی
این استاندارد بر رفتار نشت طولانیمدت تحت شرایط نشتی که نشت طبیعی را شبیهسازی میکنند (مثلاً عبور آب باران از میان مواد در یک منطقه ذخیرهسازی یا پرکننده) تمرکز دارد. برخلاف آزمایشهای دستهای ساده، این استاندارد از روش نشت ستونی دینامیکی استفاده میکند.
این روش به طور کلی مراحل زیر را دنبال میکند:
- آمادهسازی نمونه: مواد (در صورت لزوم) خرد شده و تا رسیدن به اندازه ذرات مشخص شده الک میشوند. نمونه در یک ستون عمودی بارگذاری میشود.
- فرآیند فیلتراسیون: آب دیونیزه شده از ستون به سمت بالا یا پایین عبور داده میشود. سرعت جریان با دقت کنترل میشود. بخشهای شویش (Eluate) با نسبتهای تعریفشده مایع-جامد جمعآوری میشوند.
- جمعآوری کسر: چندین کسر محلولی جمعآوری میشوند. هر کسر جداگانه تجزیه و تحلیل میشود.
- آنالیز شیمیایی: پارامترها ممکن است شامل موارد زیر باشند:
- فلزات سنگین (مانند سرب، کادمیوم، کروم، نیکل، روی)
- یونهای اصلی (کلرید، سولفات)
- مقدار pH
- هدایت الکتریکی
استاندارد DIN 19528 به دلایل زیر مهم تلقی میشود:
- شبیهسازی محیطی واقعگرایانه: برخلاف آزمایشهای فیلتراسیون دستهای، این استاندارد نفوذ مداوم آب را شبیهسازی میکند و شرایط طبیعی مانند بارندگی را به طور دقیقتری نشان میدهد.
- ارزیابی انتشار وابسته به زمان، اطلاعاتی در مورد موارد زیر ارائه میدهد: اثرات اولیه شستشو، الگوهای انتشار بلندمدت و تحرک آلاینده.
- انطباق با مقررات: دادههای DIN 19528 عموماً در موارد زیر استفاده میشوند:
- طبقه بندی محل دفن زباله
- ارزیابی ریسک زیستمحیطی
- قوانین مربوط به زباله در آلمان و اروپا
- فرآیندهای تأیید مصالح ساختمانی
کاربردهای معمول این استاندارد عبارتند از:
- استفاده از سنگدانههای بازیافتی بتن.
- استفاده از سرباره کوره بلند.
- آزمایش خاکستر حاصل از سوزاندن
- تاییدیه زیستمحیطی مصالح ساختمانی
- ارزیابی ریسک استفاده مجدد از خاک آلوده.
در نتیجه، استاندارد DIN 19528 یک استاندارد علمی و مرتبط با محیط زیست برای ارزیابی رفتار آبشویی مواد معدنی دانهای است. این استاندارد با شبیهسازی شرایط آبشویی واقعگرایانه، دادههای حیاتی را برای حفاظت از محیط زیست، مدیریت پسماند و شیوههای ساخت و ساز پایدار فراهم میکند. برای صنایعی که با مصالح ساختمانی، سنگدانههای بازیافتی یا محصولات جانبی صنعتی کار میکنند، این استاندارد ابزاری حیاتی در تضمین رعایت مقررات و ایمنی محیط زیست است.
سالهاست که سازمان ما با کادری متخصص و باتجربه، نیازهای مشتریان خود را درک کرده، خدمات تست پیشرفته مورد نیاز آنها را ارائه میدهد و در ایجاد، پیادهسازی و بهبود سیستمهای مدیریتی به آنها کمک میکند. در این چارچوب، ما همچنین خدمات تست مطابق با استاندارد DIN 19528 ارائه میدهیم.