تصفيه آب

مجموعه عملياتي كه براي آماده كردن آب به جهت مصارف مورد نظر اجرا ميگردد، «تصفيه آب» و مجموعه تأسيسات و تجهيزاتي كه عمليات تصفيه آب را انجام ميدهند «تصفيه‌ خانه» ميگويند، بنابراين براي تهيه آبي مناسب به منظور نوشيدن و مصارف عمومي شهري يك رشته عمليات در تصفيه‌ خانه آب انجام ميگيرد تا آب دريافتي از منابع آب را با كيفيتي قابل قبول در چهارچوب استاندارد «آب آشاميدني» تحويل نمايد.
آب آشاميدني استاندارد به طور كلي آبي است كه بي رنگ، بي بو و با طعم مطبوع و گوارا كه مصرف آن حتي در دراز مدت هم به لحاظ عاري بودن از مواد مضر، ضرري براي سلامتي مصرف كننده نداشته و خسارتي به تجهيزات انتقال، توزيع و مصرف وارد نياورد.
عملياتي كه در تصفيه‌ خانه آب آشاميدني در رابطه با تصحيح كيفيت آب اجرا ميشود بستگي به كيفيت آب منابعي دارد كه براي تأمين آب آشاميدني در نظر گرفته ميشود و طرح تأسيسات تصفيه‌ خانه نيز با در نظر گرفتن اينكه آب تصفيه شده براي چه مصرفي در نظر گرفته خواهد شد پيش‌ بيني ميشود.

روش هاي متعارف تصفيه آب

• هوادهي
• آشغالگيري
• انعقاد مواد معلق و كلوييدي و ته نشين ساختن آن
• صاف كردن
• ضد عفوني كردن
• سبك كردن (سختي گيري )
• افزايش موادي چون فلوئور و يد به آن

آشغال گيري Screening

جامدات بزرگ و سنگين را با آشغال گيري ميله اي يا توري هاي ريز جداسازي مي كنند. آشغال گيري اولين مرحله تصفيه مقدماتي مي باشد كه جهت حفاظت از واحد هاي بعدي تصفيه خانه در مقابل اشيا بزرگ و افزايش راندمان فرآيند هاي بعدي تصفيه خانه اجرا ميشود.

ته نشيني مقدماتي

برخي از آب هاي سطحي داراي كدورت و آلودگي ميكروبي بالايي مي باشند كه بايد از ته نشيني مقدماتي استفاده شود. اين آب ها داراي مواد معلق و قابل ته نشيني با غلطت بالا هستند كه مي توان با احداث حوضچه هاي ته نشيني مقدماتي بدون نياز به مواد شيميايي، اين مواد را ته نشين و حذف نمود.

هوادهي

جهت حذف گازهاي نامطلوب مانند CO2 ، H2S و آهن و منگنز از هوادهي استفاده ميشود. هوادهي روش هاي مختلفي دارد كه مي توان به موارد زير اشاره نمود:

• هوادهي آبشاري
• هوادهي سيني دار
• هوادهي ديفيوزري

مزيت هاي هوادهي در تصفيه آب

• افزايش اكسيژن محلول
• حذف عوامل بو و طعم
• حذف گازهاي CO2 ، H2S
• حذف آهن و منگنز

كلرزني مقدماتي

در اغلب تصفيه خانه هاي آب قبل از عمليات تصفيه كلرزني انجام ميگيرد و محلول كلر به داخل آب تزريق مي گردد. عمليات كلرزني مقدماتي مانع توليد طعم و بوي ناشي از فعاليت باكتري ها مي شود و از رشد جلبلك جلوگيري مي كند.

جذب سطحي

كربن فعال از پركاربردترين جاذب هاي سطحي مورد استفاده در تصفيه آب بوده. از كربن فعال براي حذف تركيبات آلي، بو و طعم، رنگ و مواد محلول استفاده مي شود.
در تصفيه خانه آب كربن فعال را در قسمت ورودي تصفيه خانه و يا در حوضچه اختلاط مواد شيميايي اضافه مي كنند. كربن فعال مقدار زيادي از تركيبات آلي مسبب بو، طعم و رنگ را حذف مي كند.

ته نشيني

ته نشيني واحدي عملياتي ميباشدكه در آن با استفاده از نيروي ثقل، مواد جامد معلق جدا مي شوند. مخزن ته نشيني جهت زلال نمودن پساب از طريق رسوب دادن لجن هاي موجود در پساب و نيز ته نشين نمودن مواد معلق موجود در پساب به كار گرفته مي شوند.
اساس عمل ته نشيني بر مبناي نيروي ثقل (سنگيني ذره) انجام ميگيرد. لجن و لخته هاي موجود در پساب در كف مخزن ته نشيني ، ته نشين شده و از آب جدا مي شوند.

فيلتراسيون يا صاف سازي Filtration

صاف سازي فرآيندي بوده كه براي جداسازي ذرات جامد، آب را از ميان يك محيط متخلخل عبور مي دهند تا مواد جامد معلق آن تا حد امكان جدا شوند.

مواد جامد معلق شامل لخته هاي ناشي از انعقاد شيميايي، ميكروارگانيسم ها و رسوباتي همچون كربنات كلسيم مي باشد.

فيلتراسيون منحصرا براي آب هاي سطحي بكار ميرود و در مورد آب هاي زيرزميني براي حذف لخته هاي ناشي از سبك سازي آب يا حذف آهن و منگنز استفاده ميشود.
جنس مواد يا محيط متخلخل فيلتر معمولا از شن، آنتراسيت، گارنت، كربن فعال مي باشد.

گندزدايي

گندزدايي فرآيندي بوده كه باعث نابودي و غير فعال كردن ميكروارگانيسم هاي بيماري زا مي شود.

تعداد زيادي از ميكروارگانيسم هاي بيماري زا در طي فرايند هايي مانند انعقاد و لخته سازي، ته نشيني و فيلتراسيون حذف مي شوند. ولي براي مطابقت با استانداردهاي آب آشاميدني و جلوگيري از رشد مجدد عوامل بيماري زا بايد عمل گندزدايي انجام گيرد.

از جمله مواد گندزدايي مي توان كلر، ازن و امواج فرا بنفش را نام برد كه جهت گندزدايي آب مورد استفاده قرار مي گيرند.

سختي گيري يا سبك سازي Softening

سختي گيري آب از فرآيند هاي خاص تصفيه آب محسوب مي شود. سختي به معني حضور كاتيون هاي فلزي چند ظرفيتي در آب مي باشد كه اين كاتيون ها در حالت فوق اشباع با آنيون هاي موجود در آب واكنش داده و رسوب توليد مي كنند.

از عوامل اصلي ايجاد كننده سختي در آب يون هاي كلسيم و منيزيوم هستند كه در فرآيند سختي گيري بايد حذف گردند. سختي گيري به دو روش شيميايي و روش تبادل يوني انجام مي شود.

انواع دستگاه هاي تصفيه آب

تصفيه آب خانگي

ازدياد املاح ومواد زائد موجود درآب باعث افزايش بيماريهاي كليوي، سرطان وحتي ناراحتي عصبي شده و نفوذ آلودگيها به منابع آب نيز مي تواند باعث ايجاد بيماري هايي مانند وبا، اسهال، تيفوئد و انواع عفونت پوستي شوند. كه اين امر موجب استفاده از دستگاه تصفيه خانگي مي گردد.

تصفيه آب صنعتي

تصفيه آب بي كيفيت باعث صدمات احتمالي به لوله ها و تجهيزات مي شود. احتمال رسوب و خوردگي در بويلرهاي بخار آب افزايش ميابد و اين نياز به سوخت بيشتر جهت گرم كردن همان مقدار آب ميشود.

در برج هاي خنك كننده نيز احتمال رسوب و خوردگي وجود دارد كه آب بي كيفيت، گرم و كثيف داخل برج ،احتمال رشد باكتري و عوامل بيماري زا را بوجود مي اورند كه باعث ايجاد بيماري و مرگ مي شود.

تصفيه فاضلاب 

مراحل تصفيه فاضلاب شهري و فرآيندهايي كه سعي در حذف مواد آلاينده موجود در پساب محيط هاي مسكوني و تجاري دارند، تاثير بسيار زيادي بر حفاظت از محيط زيست دارند. به عبارت ديگر، پشت سرگذاشتن و طي كردن مراحل تصفيه فاضلاب شهري (تصفيه فاضلاب بهداشتي و انساني) در نهايت منجر به بهبود كيفيت فاضلاب مي گردد. به طوري كه مي توان اين فاضلاب را براي مصارف كشاورزي و باغباني و بدون نگراني بابت وجود آلاينده هاي شيميايي و بيولوژيكي در آنها استفاده كرد.

اصلي ترين مراحل تصفيه فاضلاب شهري

• مرحله تصفيه مقدماتي فاضلاب شهري (آشغالگيري)

از مهم ترين و اصلي ترين مراحل تصفيه فاضلاب شهري حدف مواد جامد معلق بزرگ مي باشد كه عدم توجه به آن در نهايت منجر به آسيب وارد شدن به تجهيزات مختلف از قبيل پمپ ها مي شود. به همين منظور مي توان از انواع آشغالگير دستي و آشغالگير مكانيكي استفاده كرد. آشغالگيرها به صفحات توري يا ميله اي گفته ميشود كه در مسير ورودي فاضلاب نصب شده و مانع از عبور ذرات جامد معلق بزرگ مانند تكه هاي چوب و پارچه و غيره مي شوند. پس از انباشته شدن ذرات معلق بزرگ بر روي اين صفحات به صورت دستي يا مكانيكي فرآيند جمع آوري مواد انباشته شده از روي آشغالگير انجام خواهد شد. اين مرحله به عنوان پيش تصفيه در تمام تصفيه خانه ها موجود بوده و تاثير مستقيم بر افزايش طول عمر تجهيزات تصفيه خانه خواهد داشت.

• مرحله دانه گيري فاضلاب

آشغالگيرها قادر به جمع آوري مواد جامد با اندازه هاي نسبتا بزرگ مي باشند و ذرات و دانه هاي شن و ماسه به راحتي از آنها عبور مي كنند. با توجه به تاثير منفي اين ذرات بر پمپ و ساير دستگاه ها و خطوط انتقال فاضلاب، لازم است با روش هاي مختلف حذف گردند. به همين منظور از دستگاه هاي دانه گير استفاده ميشود. حوضچه هاي دانه گير كه در مسير انتقال فاضلاب طراحي و پياده سازي ميشوند بر اساس شرايط و كيفيت فاضلاب در انواع مختلف كم عمق، عميق، دايره اي شكل مي باشند. اين دانه گيرها ممكن است به صورت جريان هاي چرخشي و گردابي ذرات ريز را از سيال موجود در تصفيه خانه جدا نمايد.

• مرحله ته نشيني فاضلاب شهري

از ديگر مراحل مهم تصفيه فاضلاب شهري ته نشيني ذرات معلق بوده. به همين منظور حوضچه يا مخازن ته نشيني پياده سازي ميشود كه با گذر زمان به ذرات فرصت مي دهد تا در كف استخر ته نشين شوند. پس از ته نشين شدن اين ذرات كه تقريبا 70 درصد از ذرات معلق در فاضلاب مي باشند، به روش هاي مختلف بايد لجن هاي كف استخر تخليه گردند. با توجه به ساختار كلي استخر (دايره اي يا مستطيلي) از پل هاي ته نشيني و لجن روب با ويژگي هاي مختلف مي توان استفاده نمود. پل هاي ته نشيني داراي انواع مختلفي از قبيل پل لجن روب رفت و برگشتي، نيم پل ته نشيني و پل لجن روب دوار مي باشد.

• مرحله تصفيه ثانويه فاضلاب شهري (حدف مواد بيولوژيكي)

تمام مراحل انجام شده تا اين بخش با هدف حذف مواد جامد و معلق بوده و تاثيري بر كيفيت فاضلاب از نظر ميزان باكتري و ميكروارگانيسم ها در آن ندارند. انجام فرآيندهاي بيولوژيكي مختلف با توجه به نوع فاضلاب ورودي به تصفيه خانه و خروجي مورد نظر متفاوت بوده و روش هاي گوناگوني را مي توان براي اين منظور به كار گرفت. از جمله فرآيندهاي بيولوژيكي كه در اين گام مورد استفاده قرار ميگيرد مي توان به روش لجن فعال، روش لجن فعال با هوادهي گسترده و روش بستر لجن رو به بالا هوازي اشاره نمود. از رايج ترين تجهيزات براي حذف ميكروارگانيسم ها در اين گام پكيج تصفيه فاضلاب UASB مي باشد كه در تصفيه خانه هاي بزرگ صنعتي كاربرد گسترده اي داشته و كيفيت فاضلاب خروجي را تا حد زيادي افزايش مي دهد.عليرغم حذف باكتري ها و ميكروارگانيسم ها در اين گام، هنوز مواد آلي و فلزات و مواد شيميايي مختلفي ممكن است در فاضلاب موجود باشد كه بخاطر تاثيرات منفي بر محيط زيست، لازم است قبل از خروج از تصفيه خانه حذف گردند. به همين خاطر گام بعدي كه تصفيه شيميايي و گندزدايي مي باشد اجرا خواهد شد.

• مرحله تصفيه شيميايي فاضلاب

تنها راه براي حذف مواد آلي، فلزات سنگين و مواد شيميايي مختلف موجود در فاضلاب، گندزدايي مي باشد كه به شيوه هاي مختلفي انجام ميگيرد. از جمله اين روش ها مي توان به استفاده از پكيج كلرزني و همچنين گند زدايي با اشعه UV اشاره كرد.

• خشك كردن و آبگيري از لجن

پس از حدف ذرات معلق، ميكروارگانيسم ها و مواد آلي و شيميايي موجود در فاضلاب، لازم است لجن ته نشين شده در كف استخر تخليه گردد. مسئله بسيار مهمي كه در تخليه اين لجن بايد مد نظر قرار گرفته شود، خشك كردن يا آبگيري از آن ها مي باشد كه توسط فيلتر پرس و ساير تجهيزات قابل انجام است.

هدف از تصفيه فاضلاب شهري چيست؟

1. حذف مواد جامد و ذرات معلق از قبيل تكه هاي چوب، پارچه، پلاستيك و غيره
2. حذف ذرات معلق بين 1 تا 2 ميليمتر از قبيل دانه هاي شن و ماسه
3. از بين بردن باكتري ها و ميكروارگانيسم ها با روش هاي بيولوژيكي مانند پاتوژن ها و مواد مغذي
4. از بين بردن آلاينده ها آلي و معدني مانند پاك كننده ها و سموم كشاورزي
5. از بين بردن فلزات سنگين و مضر براي بدنحذف مواد معدني محلولو در فاضلاب مانند كلسيم و سديم