مرجع تخصصی آب و فاضلاب

محاسبه دبی مورد نیاز

• مصرف سرانه جهانی: ۲۰۰ لیتر/نفر/روز

• جمعیت: ۱,۰۰۰,۰۰۰ نفر

• دبی روزانه:

  ۲۰۰,۰۰۰مترمکعب/روز

• دبی ثانیهای:

  ۲.۳۱۵≈مترمکعب/ثانیه

۱. روش سنتی

واحدها و محاسبات فنی

الف) آشغالگیری (Screening)

• دبی: ۲.۳۱۵ مترمکعب/ثانیه

• سرعت عبور از میله ها: ۰.۶ متر/ثانیه

• سطح مقطع کانال:

  A=QV=≈۳.۸۶ مترمربع

• ابعاد کانال:

  • عرض: ۲ متر

  • عمق: ۱.۹۳ متر

  • طول: ۲۰ متر

• مشخصات میله ها:

  • فاصله میله ها: ۳۰ میلیمتر

  • تعداد میله ها: ۵۰۰ عدد (فولاد ضدزنگ)

ب) انعقاد و لخته سازی (Coagulation/Flocculation)

• زمان ماند: ۳۰ دقیقه

• حجم مخازن:

  V=Q×t=۴,۱۶۷ مترمکعب

• تعداد مخازن: ۳ عدد

• ابعاد هر مخزن:

  • طول: ۱۸ متر

  • عرض: ۱۹ متر

  • عمق: ۴ متر

• مواد مصرفی:

  • آلوم (کمک منعقدکننده): ۶,۰۰۰ کیلوگرم/روز

  • همزن های مکانیکی: ۹ عدد (هر مخزن ۳ همزن)

ج) ته نشینی (Sedimentation)

• زمان ماند: ۴ ساعت

• حجم مخازن:

  V==۳۳,۳۳۳ مترمکعب

• تعداد مخازن: ۴ عدد

• ابعاد هر مخزن:

  • طول: ۴۵ متر

  • عرض: ۴۶ متر

  • عمق: ۴ متر

• مواد مصرفی:

  • سیستم جمع آوری لجن: ۴ عدد (هر مخزن ۱ سیستم)

د) فیلتراسیون شنی (Sand Filtration)

• سرعت فیلتراسیون: ۵ مترمکعب/مترمربع/ساعت

• مساحت فیلترها:

  A≈۱,۶۶۶ مترمربع

• تعداد فیلترها: ۱۰ عدد

• ابعاد هر فیلتر:

  • طول: ۱۲ متر

  • عرض: ۱۴ متر

  • عمق بستر شنی: ۱ متر

• مواد مصرفی:

  • شن و ماسه: ۱۶,۶۶۰ مترمکعب

  • آب برگشتی شستشو: ۱۰,۰۰۰ مترمکعب/روز

ه) کلرزنی (Chlorination)

• زمان تماس: ۳۰ دقیقه

• حجم مخزن: ۴,۱۶۷ مترمکعب

• مواد مصرفی:

  • کلر: ۴۰۰ کیلوگرم/روز

جدول خلاصه روش سنتی

واحدابعاد (متر)مساحت (مترمربع)مواد مصرفی

آشغالگیری۲ × ۲ × ۲۰ ۴۰فولاد ضدزنگ (۵۰۰ میله)

انعقاد/لختهسازی۱۸ × ۱۹ × ۴ ۳۴۲آلوم (۶ تن/روز)

تهنشینی۴۵ × ۴۶ × ۴ ۲,۰۷۰سیستم لجن‌روب (۴ عدد)

فیلتراسیون۱۲ × ۱۴ × ۱ ۱,۶۶۶شن (۱۶,۶۶۰ مترمکعب)

کلرزنی۲۰ × ۲۰ × ۵ ۴۰۰ کلر (۴۰۰ کیلوگرم/روز)

۲. روش نوین (نانوفیلتراسیون)

واحدها و محاسبات فنی

الف) غشاهای نانوفیلتراسیون (UF/RO)

• ظرفیت هر ماژول: ۴۰۰ مترمکعب/روز

• تعداد ماژولها:

  ]۵۰۰ عدد]

• فضای مورد نیاز: ۱۰,۰۰۰ مترمربع

• مواد مصرفی:

  • غشاهای پلیمری: ۵۰۰ عدد (تعویض سالانه ۱۰٪)

  • پمپهای فشار بالا: ۵۰ عدد

ب) ضدعفونی با UV/ازن

• تعداد لامپهای UV: ۲۰۰ عدد

• ژنراتور ازن: ۵ دستگاه (ظرفیت ۱۰۰ کیلوگرم/روز)

• مواد مصرفی:

  • انرژی الکتریکی: ۱,۰۰۰ مگاوات/ساعت/روز

جدول خلاصه روش نوین

واحد ابعاد (متر) مساحت (مترمربع) مواد مصرفی

نانوفیلتراسیون ۵۰ × ۲۰۰ ۱۰,۰۰۰ غشا (۵۰۰ عدد)

UV/ازن ۲۰ × ۳۰ ۶۰۰ لامپ UV (۲۰۰ عدد)

۳. روش بهینه (ترکیبی)

واحدها و محاسبات فنی

الف) لخته سازی با هوای محلول (DAF)

• ظرفیت: ۲۵,۰۰۰ مترمکعب/روز

• تعداد واحدها: ۸ عدد

• ابعاد هر واحد: ۲۰ × ۳۰ × ۵ متر

• مواد مصرفی:

  • هوای فشرده: ۱,۰۰۰ مترمکعب/روز

ب) فیلتراسیون گرانشی

• مساحت فیلترها: ۱,۰۰۰ مترمربع

• ابعاد: ۲۵ × ۴۰ متر

ج) UV خورشیدی

• پنل های خورشیدی: ۵,۰۰۰ مترمربع

جدول خلاصه روش بهینه

واحدابعاد (متر)مساحت (مترمربع)مواد مصرفی

DAF۲۰ × ۳۰ × ۵۶۰۰هوای فشرده (۱,۰۰۰ مترمکعب)

فیلتراسیون۲۵ × ۴۰۱,۰۰۰شن (۱۰,۰۰۰ مترمکعب)

UV خورشیدی۱۰۰ × ۵۰۵,۰۰۰پنل خورشیدی (۵,۰۰۰ مترمربع)

۴. هزینه ها

الف) روش سنتی

• فرآیندها: آشغالگیری، انعقاد و لخته سازی، ته نشینی، فیلتراسیون شنی، کلرزنی.

• هزینه های اجرا:

  • سرمایه گذاری: ۱۵۰ میلیون دلار (با فرض ۷۵۰ دلار به ازای هر مترمکعب ظرفیت روزانه).

• هزینه بهره برداری سالانه:

  • انرژی، مواد شیمیایی، نیروی انسانی: ۳۰ میلیون دلار (۰.۴ دلار به ازای هر مترمکعب).

ب) روش نوین

• فرآیندها: غشاهای نانوفیلتراسیون (UF/RO)، ضدعفونی با UV/ازن، اتوماسیون.

• هزینه های اجرا:

  • سرمایهگذاری: ۳۰۰ میلیون دلار (۱,۵۰۰ دلار به ازای هر مترمکعب).

• هزینه بهره برداری سالانه:

  • انرژی بالا، تعویض غشاها: ۲۵ میلیون دلار (۰.۳۵ دلار به ازای هر مترمکعب).

ج) روش بهینه

• فرآیندها: لخته سازی با هوای محلول (DAF)، فیلتراسیون گرانشی، UV خورشیدی، کنترل هوشمند.

• هزینه های اجرا:

  • سرمایه گذاری: ۲۰۰ میلیون دلار (۱,۰۰۰ دلار به ازای هر مترمکعب).

• هزینه بهره برداری سالانه:

  • صرفه جویی در انرژی و مواد: ۱۵ میلیون دلار (۰.۲ دلار به ازای هر مترمکعب).

روش هزینه (میلیون دلار)

سنتی ۲۴۰

نوین ۳۷۵

بهینه ۲۴۵

۵. نتیجه گیری نهایی

• روش بهینه با وجود هزینه اجرای بالاتر نسبت به روش سنتی (۲۰۰vs ۱۵۰ میلیون دلار)، به دلیل کاهش ۵۰ درصدی هزینه های بهره برداری (۱۵vs ۳۰ میلیون دلار)، در پایان سال سوم به صرفه تر است.

• مزایای روش بهینه:

  • کاهش مصرف انرژی (UV خورشیدی).

  • کاهش مواد شیمیایی (DAF و فیلتراسیون هوشمند).

  • عمر طولانیتر تجهیزات.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

انواع آشغالگیر در تصفیه خانه آب و فاضلاب: روشها، محاسبات، ساخت و شیوه اجرا

۱. انواع آشغالگیرها

آشغالگیرها برای حذف مواد جامد درشت و ریز از فاضلاب یا آب خام استفاده میشوند. انواع اصلی عبارتند از:

• آشغالگیرهای درشت (Coarse Screens):

  • میله‌ای (Bar Screens): میله‌های فلزی با فاصله ۲۰–۱۰۰ میلیمتر.

  • دستی (Manual): تمیزکردن دستی با شنکش.

  • مکانیکی (Mechanical): تمیزکردن خودکار با دستگاههای رنده یا تسمه.

• آشغالگیرهای ریز (Fine Screens):

  • تور سیمی (Wire Mesh Screens): فاصله چشمه ۱–۱۰ میلیمتر.

  • درام چرخان (Rotary Drum Screens): غربالگری با چرخش درام.

  • استپ اسکرین (Step Screens): صفحات متحرک برای جداسازی ذرات ریز.

• آشغالگیرهای میکرو (Micro Screens):

  • غشایی (Membrane Screens): فیلتراسیون ذرات تا ۱ میکرون.

  • تیغه‌ای (Band Screens): برای حذف الیاف و مواد معلق.

۲. روشهای طراحی و انتخاب

• انتخاب بر اساس اندازه ذرات:

  • Coarse Screens: حذف شاخه، زباله، و مواد درشت.

  • Fine Screens: حذف شن، ماسه، و مواد آلی ریز.

• مکانیسم تمیزکاری:

  • خودکار (Auto-Cleaning): استفاده از برس، آب پرفشار، یا ویبره.

  • دستی (Manual): در تصفیه خانه‌های کوچک.

• جهت نصب:

  • شیبدار (Inclined): افزایش راندمان جداسازی.

  • عمودی (Vertical): صرفه‌جویی در فضا.

۳. محاسبات کلیدی

• محاسبه سطح بازشو (Opening Area):
  A=Q/(V×ϵ)​

  • Q=دبی فاضلاب (m³/s)

  • V=سرعت جریان در آشغالگیر (۰.۳–۰.۶ m/s)

  • ϵ=ضریب باز بودن (۰.۵–۰.۷)

افت فشار (Head Loss):

• hL=β×(V2/2g)×(w/b)4/3×sin⁡θ

• β=ضریب تجربی (۱.۷–۲.۹)

• w=ضخامت میله، b=فاصله میله‌ها، θ=زاویه شیب

• راندمان جداسازی:
  η=(Ci−Co)/Ci×100

  • Ci=غلظت ذرات ورودی، Co=غلظت خروجی

۴. ساخت و تجهیزات

• مواد اولیه:

  • فولاد ضدزنگ (Stainless Steel): برای مقاومت در برابر خوردگی.

  • پلیمرهای مقاوم (HDPE, PVC): برای محیط‌های شیمیایی.

• اجزای اصلی:

  • قاب (Frame): سازه نگهدارنده میله‌ها یا تور.

  • سیستم انتقال زباله (Conveyor): نوار نقاله برای جمع‌آوری آشغال.

  • موتور و گیربکس: برای سیستم‌های مکانیکی.

• کنترلرهای هوشمند:

  • تنظیم سرعت چرخش بر اساس میزان بارگذاری.

۵. شیوه اجرا

۱. مطالعات اولیه:

• اندازه‌گیری دبی، آنالیز ذرات، و تعیین نوع آشغالگیر.

• طراحی ابعاد و شیب بر اساس استانداردهای ASCE یا EPA.

۲. ساخت و نصب:

• جوشکاری قاب و نصب میله‌ها/تور با دقت میلیمتری.

• نصب سیستم انتقال زباله و موتورهای محرک.

۳. اتصال به سیستم هیدرولیک:

• تنظیم سرعت جریان و فشار آب شستشو.

۴. تست عملکرد:

• بررسی افت فشار، راندمان جداسازی، و سیستم تمیزکاری.

• اصلاح زاویه شیب یا فاصله میله‌ها در صورت نیاز.

۵. نگهداری:

• روغن‌کاری دوره‌ای موتورها.

• بازرسی ماهانه برای جلوگیری از گرفتگی.

۶. چالش‌ها و راهکارها

• گرفتگی (Clogging):

  • راهکار: افزایش فرکانس تمیزکاری یا استفاده از آب پرفشار.

• سایش میله‌ها (Abrasion):

  • راهکار: استفاده از پوشش‌های سخت (مثل کاربید تنگستن).

• بوگیری (Odor Control):

  • راهکار: نصب سیستم‌های تهویه یا اسپری مواد خنثی‌کننده.

۷. مثال کاربردی

• آشغالگیر میله‌ای مکانیکی در تصفیه خانه فاضلاب:

  • قطر میله: ۱۰ میلیمتر، فاصله میله‌ها: ۲۵ میلیمتر.

  • سرعت جریان: ۰.۴۵ m/s.

  • افت فشار مجاز: کمتر از ۱۵۰ میلیمتر.

۸. ملاحظات زیست‌محیطی

• مدیریت پسماند:

  • خردکن (Shredder): کاهش حجم زباله‌های جمع‌آوریشده.

  • کمپوست یا دفن بهداشتی: برای مواد آلی.

• کاهش مصرف انرژی:

  • استفاده از موتورهای IE3 یا IE4 با راندمان بالا.

آشغالگیرها اولین خط دفاعی در تصفیه خانه‌ها هستند و طراحی دقیق آنها برای جلوگیری از آسیب به پمپ‌ها و تجهیزات بعدی ضروری است. انتخاب نوع آشغالگیر به پارامترهایی مانند دبی، نوع آلاینده‌ها، و هزینه نگهداری بستگی دارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه

تصفیه آب یک فرایند حیاتی است که به منظور حذف آلاینده‌ها و بهبود کیفیت آب برای استفاده‌های آشامیدنی، صنعتی و کشاورزی انجام می‌شود. فرآیند تصفیه آب بسته به منبع آب و نوع آلاینده‌ها شامل مراحل مختلفی است. در این مقاله، به بررسی مراحل اصلی تصفیه متعارف آب می‌پردازیم.

مرحله اول: اختلاط و انعقاد

در مرحله اول، موادی به نام منعقدکننده (مثل سولفات آلومینیوم و کلرید آهن) به آب اضافه می‌شوند. این مواد با ذرات معلق و آلاینده‌های کوچکی که در آب وجود دارند، واکنش داده و آن‌ها را به هم متصل می‌کنند. این فرآیند «انعقاد» نامیده می‌شود و منجر به تشکیل ذرات بزرگتری به نام «لخته» می‌شود.

مرحله دوم: لخته‌سازی

در مرحله دوم، آب به آرامی به هم زده می‌شود تا لخته‌ها تشکیل و به اندازه بزرگتری دست یابند. این لخته‌ها به دلیل وزن و اندازه بزرگتر، به راحتی ته‌نشین می‌شوند. این مرحله به «لخته‌سازی» معروف است.

مرحله سوم: ته‌نشینی

در این مرحله، آب به مخازن بزرگی به نام «حوض‌های ته‌نشینی» انتقال داده می‌شود. لخته‌ها در این مخازن ته‌نشین می‌شوند و آب زلال‌تر به قسمت بالای مخازن منتقل می‌شود. این لخته‌ها معمولاً در کف مخازن جمع‌آوری می‌شوند و به عنوان لجن دفع می‌شوند.

مرحله چهارم: صاف‌سازی (فیلتراسیون)

آب ته‌نشینی شده از طریق فیلترهای مختلف عبور داده می‌شود تا هرگونه ذرات باقیمانده از آب حذف شود. معمولاً از فیلترهای شنی، کربنی و دیگر مواد گرانولی استفاده می‌شود. این فیلترها ذرات ریز و میکروارگانیسم‌های موجود در آب را به خود جذب می‌کنند.

مرحله پنجم: گندزدایی (ضدعفونی)

در این مرحله، به منظور کشتن میکروارگانیسم‌های مضر، آب با مواد گندزدا مثل کلر یا ازون ضدعفونی می‌شود. این مرحله بسیار حیاتی است و اطمینان حاصل می‌کند که آب نهایی برای مصرف انسان ایمن است.

نتیجه‌گیری

تصفیه متعارف آب شامل مراحل اختلاط و انعقاد، لخته‌سازی، ته‌نشینی، صاف‌سازی و گندزدایی است. این فرآیندها با همکاری یکدیگر، آلاینده‌ها را از آب حذف کرده و آن را برای استفاده‌های مختلف مناسب می‌سازند. با توجه به روند تغییریافتن محیط زیست و منابع آبی، همواره باید به بهبود روش‌های تصفیه آب پرداخته و تکنولوژی‌های جدید را بررسی کرد.

(این مقاله توسط هوش مصنوعی در پاسخ به سوال تولید شده است)

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

به نقل از روابط عمومی آب و فاضلاب شهری اردبیل مهدی ثمره‌ هاشمی در جریان بازدید و افتتاح چندین طرح آبرسانی در نیر اظهار داشت: ما این سیاست را با هدف جلوگیری از آلودگی زیست‌محیطی و همچنین آب در پیش گرفتیم تا بتوانیم با احداث تصفیه‌خانه مطلوب و مناسب آب پایدار و سالمی را تحویل شهرنشین‌ها و روستاییان بدهیم.

وی تصریح کرد: ‌با توجه به اهداف اجرای طرح‌های آب و فاضلاب که در آن تمام جوانب امر به دقت سنجیده می‌شود، سعی کردیم اولویت‌ها به سمتی باشد تا هموطنانمان به دور از هرگونه آسیب‌های زیست‌محیطی و غیربهداشتی و برخی از آلودگی‌های احتمالی از آب سالم برخوردار شوند.

ثمره هاشمی خاطر نشان کرد: طرح‌های آب و فاضلاب همسو با هدف‌گذاری طرح‌های زیست‌محیطی انجام می‌شود و هدف اصلی نیز حفظ و ارتقای سلامت جامعه و بهداشت عمومی است.

این مسئول اضافه کرد: ما در سطح کشور صدها پروژه تصفیه‌خانه‌سازی را در دست اقدام داریم که امیدواریم تا پایان دولت دهم بتوانیم بخش عظیمی از آنها را با حفظ موازین بهداشتی و سلامت در محیط زیست به بهره‌برداری برسانیم.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

به نقل از روابط عمومی شرکت آب و فاضلاب استان قم، عبدالحمید توکلی‌بینا یکی از مهم‌ترین فعالیت‌های شرکت آب و فاضلاب را مدیریت تولید آب عنوان کرد و اظهار داشت: طی سال گذشته و پنج ماهه ابتدای امسال 130 میلیون متر مکعب آب بهداشتی تولید کردیم که 50 درصد آن از سرشاخه‌های دز و مابقی از 70 حلقه چاه تامین شده است.

وی همچنین از 170 کیلومتر لوله‌گذاری آب و فاضلاب طی این مدت خبر داد و خاطر نشان کرد: از ابتدای سال گذشته تاکنون 27 هزار حادثه در شبکه و انشعابات آب و فاضلاب رفع شده و 22 هزار انشعاب آب و فاضلاب نیز به مشترکین واگذار شده است.

مدیرعامل شرکت آب و فاضلاب استان در بخش دیگری از سخنان خود با بیان اینکه آبفا تنها دستگاهی است که در مسکن مهر دو خدمت ارائه می‌کند، یادآور شد: تمام واحدهای مسکن مهر که در سه مرحله افتتاح شده است دارای انشعاب آب و تعدادی نیز از انشعاب فاضلاب برخوردارند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

عمليات اجرائی واحد آب , يکی از واحد های اصلی طرح يوتيليتی  با همکاری همزمان چندين شرکت فنی و مهندسی آغاز گرديد که احداث انبارهای شيميائی, قطعات و تعميرگاه در سال 1378 در قالب قرارداد اول و اجرای ساختمانهای تصفيه خانه آب و سازه ها و محوطه سازی واحدهای آب ، هوا و نيروگاه در قالب قراردادهای ديگر به اين شرکت محول گرديد .

قسمت هاي مختلف اين پروژه عبارتند از  :

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب ورودی تصفیه خانه از سد شهید شاهچراغی که در دو کیلومتری بالا دست آن قرار گرفته است توسط خط لوله به تصفیه خانه تامین می گردد . بعد از فیلتراسیون اولیه به آب کلر زده می شود و سپس در حوضچه مخصوصی ، ساکن نگهداری می گردد تا مواد شناور آن ته نشین گردد . لجن ایجاد شده از قیف پایین و آب صاف از بالای حوضچه به مرحله بعدی منتقل می گردد.

در حوضچه دوم که مرحله اصلی تصفیه انجام می گیرد در این مرحله مواد شیمیایی نظیر کلرید فریک و هیدروکسید کلسیم به آب زده می شود تا مواد معلق آب ته نشین ، کدورت آب ضایل و سختی آب کاهش یابد . در این حوضچه ها آب برای مدت طولانی ساکن نگهداشته می شود تا رسوبات ایجاد شده ته نشین و از قیف پایین خارج گردد . آب صاف شده از قسمت بالا به حوضچه بعدی که عمل فیلتراسیون را انجام میدهد منتقل می گردد . فیلتر ها به ضخامت 120 سانتی متر ازنوع ذرات ریز شیشه ای و نازل های فلزی بسیار باریک می باشد که هر گونه ذرات کلوئیدی و رسوب را از آب جدا می کند و آب صاف شده از این فیلتر عبور می کند . pH آب در این مرحله به 6/7 می رسد . از نظر شیمیایی در این pH کلیه یون های فلزی غیر قلیایی رسوب کرده از آب جدا می شوند . این فیلتر ها در شرایط عادی باید هر 24 ساعت یکبار شست و شو و رسوب زدایی گردند شست و شو به روش bach wash در سه مرحله با جریان معکوس هوا ، آب و هوا ، و آب انجام می گردد تا برای ادامه کار آماده گردد

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

موقعیت جغرافیایی و حوزه آبگیری

تصفیه خانه آب شماره يك در جنوب غربی مشهد در کوی آب و برق واقع و در خرداد ماه سال 1370 به بهره برداری رسیده است. ظرفیت اسمی تصفیه خانه 96.000 مترمکعب در شبانه روز است که از سد کارده در فاصله 40 کیلومتری شمال شرقي مشهد آبگيري مي نمايد . آب سد به صورت ثقلي با استفاده از لوله های 800 ميليمتري چدن داکتیل به طول 46 كيلومتر به تصفيه خانه انتقال مي يابد .
   

فرآیند تصفیه آب

در اين تصفيه خانه از سيستم پلساتور جهت تصفيه آب استفاده شده و شامل مراحل زير مي باشد:

  ● کلر زنی مقدماتی در بندهای انحرافی سد كارده .
  ● کلرزنی ابتدائی در ورودی تصفیه خانه .
  ● افزودن مواد شیمیائی و اختلاط سریع .
  ● اختلاط آرام ، انعقاد و ته نشینی در پلساتورها .
  ● فیلتراسیون .
  ● کلرزنی انتهائی .
   
مراحل شش گانه فرآیند تصفیه آب به وسيله دستگاههای کنترل و اندازه گیری بصورت نیمه اتوماتیک راهبري مي گردد واطلاعات آنها پس از انتقال به اتاق کنترل به صورتهاي مختلف زیر نمایش داده مي شوند .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب