مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آشنايي با فرايندهاي تصفيه آب در تاسيسات بزرگ
Preliminary Treatment

Aeration

Coagulation

Flocculation

Sedimentation

Filtration

Disinfection

1 ـ آماده سازي اوّليه Preliminary Treatment
            اين نوع با توجه به نوع منابع آب متغير است ممكن است از يك ته نشيني ساده تشكيل شود و يا با استفاده از مواد شيميايي تصفيه شيميايي روي آن انجام شود هدف از مرحله پيش تصفيه جداسازي اجسام شناور، حذف جلبكها، ته نشيني مواد معلق قابل ته نشيني مي‌باشد.

جلبكها مهمترين عامل حذف، در فرايند پيش تصفيه هستند. مهمترين جلبكها شامل:

Blue – Green Algae

Green Algae

Diatomos

Pigmented Flagellate

 مهمترين مشكلات آلگها در فرايند تصفيه عبارتست از:
·        گرفتگي صافيها.

·        ايجاد قشر لزج ژلاتيني.

·        ايجاد رنگ، بو و مزه.

·        افزايش فرايند خوردگي.

·        تداخل در ساير فرايندهاي تصفيه.

·        بروز سميت

روشهاي كنترل
·        سولفات مس به ميزان يك ميلي‌گرم بر ليتر.

·        استفاده از كربن اكتيو گرانوله.

·        كاهش قليائيت به ميزان كمتر از 50 .

2 ـ هوادهي Aeration
            هوادهي به منظور حذف گازكربنيك، هيدروژن سولفوره، متان، آهن، منگنز، مزه و طعم آب انجام مي‌شود.

انواع روشهاي هوادهي:
·        هوادهي آبشاري.

·        هوادهي به روش چكانيدن.

·        هوادهي به روش پودر كردن آب.

·        باران مصنوعي

3- انعقاد  Coagulation
            مواد معلق موجود در آب قابل ته نشيني نيستند اين ذرات را كلوئيد مي‌نامند سطح خارجي هر ذره داراي بار الكتريكي منفي است و ذرات از هم دور ميشوند نيروي فوق را Zeta Potential مي‌گويند.

            مواد منعقد كننده به عنوان هسته هايي با يون مثبت ذرات كلوئيدي را به هم چسبانده و Flocc تشكيل مي‌دهد.              

جدول 1 ـ نوع و مقدار مواد منعقد كننده
 

مقدار مصرف mg/l
 فرمول شيميايي
 ماده منعقد كننده
 
15 – 100
 
 سولفات آلومينيوم
 
5 – 20
 
 سولفات مس
 
10 – 50
 
 سولفات فريك
 
5 – 25
 
 سولفات فرو
 
5 - 50
 
 آلومينات سديم
 

 4- فلوكولاسيون Flocculation

            پس از اختلاط ماده منعقد كننده با آب نياز به كنترل PH محيط مي‌باشد هر منعقد كننده در  خاصي بهترين راندمان را نشان مي‌دهد اين تاثيرات به كمك دستگاه جار تست ارزيابي و به كمك آهك PH محيط تنظيم مي‌گردد سپس به وسيله Padle در حوضچه تشكيل فلوكها، ذرات فلوك درشت مي‌گردد.

5- تَرسيب Sedimentation
            فلوكها كم كم درشتر شده در اثر سكون آب و طي رابطه  استوكس سقوط مي‌نمايد معمولاٌ در تجهيزات پيشرفته سه واحد اختلاط، انعقاد و ته نشيني را به صورت مشترك طراحي مي‌كنند.

 اين واحدها به چهار گروه تقسيم مي‌شود:

الف. Centrifloc

ب. Accelator

ج. Pulsator

د. (Lamela) Plate Settlers

 
6- Filtration
بسياري از ذرات معلق در واحد ته نشيني حذف مي گردد اما هنوز ذرات بسيارريزي وجود دارد كه بوسيله يك لايه شن دانه بندي شده به نام فيلتر حذف مي گردد انواع فيلترها شامل :‌

Slow sand filter

Rapid sand filter

Rapid Pressure filter

7- Disinfection
            روشهاي متعددي براي گندزدايي آب وجود دارد كه متداول‌ترين آن روش استفاده از كلر و تركيبات آن است. اين روش به وسيله دو نوع دستگاه تزريق مي‌گردد:

            الف) Hypochlorinator

            ب) Injection Gas Chlorine

الف. در اين روش از پودر هيپوكلريت كلسيم استفاده مي‌گردد پس از انحلال كلر در آب با غلظت 3 ميلي‌گرم برليتر برحسب درصد خلوص به وسيله پمپ ديافراگمي به خط انتقال آب تصفيه شده تزريق مي‌گردد.

ب. كلرزنهاي گازي كه توسط دستگاه Injector به داخل خط آب تصفيه تزريق مي‌گردد.

مزايا و معايب روشهاي گندزدايي:
در روش گندزدايي مايع تكنيك و تجهيزات بسيار ساده بوده، اما به علت ناخالصيهاي موجود در كلر نياز به كنترل و رسيدگي دائم دارد.

در روش گندزدايي گازي كيفيت تصفيه بسيار خوب انجام مي‌گردد اما اين دستگاهها همواره در معرض خطر نشت گاز و انفجار و نياز به آموزشهاي لازم جهت كنترل و حفاظت سيستم دارد.

 انتخاب فرآيند مناسب جهت تصفيه آب
با توجه به تنوع روشهاي مختلف تصفيه در اجتماعات، انتخاب بهترين گزينه تصفيه به شرايط مختلفي ازجمله جمعيت، كيفيت و كميت منابع آب و اعتبارات بستگي دارد.

منابع تامين آب در اجتماعات را به دو گروه عمده تقسيم مي‌نمايد:
·        منابع سطحي

·        منابع زيرزميني

گروه اوّل ازجمله منابع عمده در تامين آب براي اجتماعات بزرگ محسوب مي‌گردد اين منابع از لحاظ كمّي حجم قابل توجهي در اختيار اجتماعات زيستي قرار داده معمولاً با احداث سدّ در بالادست محل مصرف، اقدامات اوّليه جهت آبگيري و انتقال به تصفيه خانه انجام مي‌گردد. اين نوع منابع همواره در معرض خطر آلودگي‌هاي مختلف ازجمله آلودگي منابع سطحي به فاضلاب‌هاي شهري و صنعتي است كه از عمده مخاطرات آلودگي در اين منابع محسوب مي‌گردد. از طرفي تخليه پساب‌هاي كشاورزي به درياچه پشت سدها و افزايش تركيبات ازت و فسفر در فاضلاب اين گروه باعث رشد بي‌حد و حصر آلگها در پشت مخازن سد گرديده اين امر بر مشكلات ناشي از تصفيه مي‌افزايد معمولاّ چنانچه درياچه پشت سدها دچار آلودگي‌هاي جلبكي گردد با استفاده از تركيبات سولفات مس به مقدار يك ميلي گرم بر ليتر مي‌توان مخازن را پاكسازي نمود براي دستيابي به منابع سالم در اجتماعات بزرگ بهترين گزينه استفاده از فرآيندهاي پولساتورها است زيرا در اين روش فرآيند با سرعت بالا قادر خواهد بود طيف گسترده اي از ذرات كلوئيدي را از محيط واكنش جداسازي نمايد در پولساتورها با استفاده از تئوري جداسازي بستر لجن تماسي، راندمان جداسازي بهتر انجام مي‌گردد.

معمولاً در اجتماعات كوچك و يا در مناطقي كه دسترسي به منابع سطحي امكان پذير نمي‌باشد از منابع زيرزميني استفاده مي‌گردد دسترسي به اين منابع توسط چاه هاي عميق و به كمك پمپ‌هاي شناور امكان پذير است. با استفاده از روش لوله گذاري و گراول پك (gravel pack) مي‌توان ميزان آبدهي اين نوع چاهها را افزايش داد. منابع آبهاي زيرزميني معمولاً از نظر املاح محلول با توجه به بافت زمين داراي تركيبات افزون بر منابع سطحي هستند بعضي از اين تركيبات نظير تركيبات آهن و منگنز باعث تغييراتي در طعم و رنگ آب مي‌شوند. منابع زيرزميني آلوده لازم است با روش‌هاي مختلف، هوادهي شده تركيبات فوق به صورت اكسيد فلز نامحلول از محيط واكنش جداسازي گردد، روش هوادهي پلكاني، ساده ترين و ارزانترين روش در تصفيه آبهاي حاوي آهن و منگنز مي‌باشد.

چنانچه املاح موجود در منابع زيرزميني بيش از حد استاندارد باشد مشكلاتي را از نظر تغييرات رنگ، طعم، بو و ساير مشخصات فيزيكي، همچنين موانعي را از لحاظ مصرف ايجاد مي‌نمايند، استفاده از تركيبات كنترل كننده PH نظير آهك، سود، مواد منعقد كننده مانند سولفات آلومينيوم، كلرورفريك و غيره باعث توليد حجم زيادي لجن در تصفيه خانه هاي آب گرديده اين عمل مشكلات دفع لجن را به همراه دارد. با طراحي بسترهاي لجن خشك‌كن، انواع سانتريفوژها، فيلترهاي پرسي مي‌توان لجن مازاد توليدي را جمع‌آوري و دفع نمود در اين روشها دستگاههاي فيلتر پرس با توجه به فضاي كم اشغالي و راندمان نسبتا بالا از ساير روشها مناسب تر مي‌باشد در نهايت با توجه به توسعه جمعيت در جوامع جهان و كمبود آب شيرين و سالم به نظر ميرسد كشور ما نيز همانند اكثر كشورهاي در حال توسعه در سالهاي آتي ناگزير به جداكردن سيستم آب شرب و آب آشاميدني گردد و عملاً روش فوق كه طي 40 سال گذشته به عنوان روش قالب در تامين آب شهرها محسوب مي‌گردد در آينده نزديك نياز به بازنگري اساسي دارد در حال حاضر در شهرهاي بزرگ كشور بيش از 25 درصد از آب تصفيه شده بدون استفاده و در اثر نشت از اتصالات فرسوده موجود در شبكه توزيع از دست مي‌رود همچنين بصورت روزانه حجم عظيمي از آب تصفيه شده به مصارف غيرشرب مي‌رسد كه اين عمل بار مالي شديدي را بر مسئولان دولتي تحميل مي‌نمايد، علاوه بر موضوع فوق جدا سازي منابع مي‌تواند امكان تامين بعضي از املاح نظير آهن كه در سطح گسترده در جوامع ايجاد كمبود مي‌نمايد مرتفع كند.

منابع
1) Bennett, N., Murray, s., ogrady, k., Guidelines for control of infections diseases, www.health.vic.gov.au/ideas / blue book, May (2005).

2) National Health & Medical Research council, National guidelines for waste management in the health industry, www.nhmrc.gov.au (2004).

3) Crittenden,J., Trussell, R., whand, D., water treatment principles and design, john wiley and sons,Inc.,(2005).

4) Australian Government department of Health and Ageing, infection control guidelines for the prevention of transmission of infectious diseases in the health care setting, , www.icg.health.gov.au (2004).

5) Rand,M.C., Greenbery,A.E.,Taras,M.J., standard Methods for the Examination of water.

Murrar, Drew, Kobayashi, Thompson, Medical Microbiology, C.V., Mosby company,(1990).

6) Gordis, l., Epidemiology, third edition, Elsevier,(2004).

 لينک کتاب اصلي با تصاوير کامل
 http://www.elib.hbi.ir/persian/PUBLIC_HEALTH_EBOOK/04_11.pdf