مرجع تخصصی آب و فاضلاب

حوض های دانه گیری :

تعریف دانه : تمام مواد جامد دانه ای ، اعم از شن ، ماسه ، نرمه خاک ، خاکستر و مواد ریز معدنی دیگر و یا هسته میوه جات و دانه های نباتی و بالاخره هر نوع مواد دانه ای اعم از معدنی و یا آلی ، در مبحث فاضلاب « دانه » اطلاق میشود مشروط بر آنکه دارای صفات زیر باشد

الف) در جریان تصفیه تجزیه و فاسد نشود.

ب) سرعت ته نشینی آن بیش از سرعت ته نشینی مواد جامد فاسد شدنی از جنس آلی باشد .

شناسائی : حوضهای دانه گیری را برای انجام مقاصد زیر بنا میکنند :

الف) حفاظت وسایل مکانیکی در مقابل سایش

ب) کاهش در گرفتگی لوله ها که در اثر ته نشینی مواد دانه ای بویژه در تغییر جهت جریان حادث میگردد . ج) سهولت در تمیز کردن حوضهای ته نشینی و مخازن هاضم .

در تصفیه خانه ها معمولاً اگر از آشغالگیر استفاده شود ، حوض دانه گیری را بعد از آن بنا میکنند تا از ورود مواد شناور نظیر پارچه و کاغذ بداخل حوض دانه گیری جلوگیری بعمل آید . زیرا وجود این مواد سبب بروز اشکالاتی در کار دانه روبهای مکانیکی میگردد .

موقعیت حوضهای دانه گیری بست به آشغال خرد کن بر حسب شرایط محلی و نوع تصفیه خانه فرق کرده ممکن است قبل و یا بعد از آشغال خرد کن و حتی قبل از تلمبه خانه اصلی تصفیه خانه فاضلاب نیز ساخته شود .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

به طور کلی ناخالصی‌های آب عبارتند از:

1 ـ ناخالصی‌های معلق

نظیر ذرات معلق زنده و غیرزنده كه در آب به صورت معلق یافت می‌شوند. این نوع ناخالصی را می‌توان در سه گروه، تقسیم بندی و مطالعه نمود.

الف) ذرات معلق زنده بیماری‌زا مانند عوامل بیماری‌زای موجد وبا، حصبه، شبه حصبه، انواع اسهال‌ها، تخم انگل‌ها مانند آسكاریس و عامل كیست هیداتید و ویروس‌ها، منشاء اصلی این دسته از ناخالصی‌ها فاضلاب شهری و حضور حیوانات اهلی یا وحشی در مجاورت منابع آب می‌باشد.

ب) ذرات معلق زنده غیربیماری‌زا مانند باكتری‌های ساپروفیت، اغلب جلبك‌ها و تك سلولی‌هایی كه در طبیعت به وفور پیدا می‌شوند.

ج) ذرات معلق غیرزنده مانند رس، لیمون كه ناشی از فرسایش سطح زمین و سطوح آبخیز می‌باشد.

از نظر فیزیكی ذرات بالا به دو گروه تقسیم می‌شوند:

گروهی كه در حوضچه های ته نشینی و یا صافی‌ها جدا می‌شوند و گروهی كه برای جدا كردن آن‌ها احتیاج به مواد منعقد كننده است تا از طریق لخته سازی، به ذرات درشت تری تبدیل شده و حذف شوند.

2 ـ ناخالصی‌های محلول

این دسته شامل املاح معدنی، تركیبات آلی و گازهای محلول می‌باشند كه می‌توان آن‌ها را به صورت زیر گروه بندی نمود:

الف) املاح محلول معدنی كه اغلب به صورت املاح كلسیم، منیزیم، سدیم، آهن، منگنز و000 می‌باشد كه برخی از آن‌ها مصرف آب را محدود می‌نمایند كه در جای خود بحث خواهد شد.

ب) گازهای محلول مانند اكسیژن، انیدرید كربنیك، هیدروژن سولفوره، ازت وغیره می‌باشند و این نوع ناخالصی نیز كیفیت شیمیایی آب را تحت تاثیر قرار داده و ممكن است باعث نامطلوب بودن آن شود.

الکلها:الکلها ترکیباتی هستند که دارای گروه هیدروکسیل می‌باشند. فرمول کلی آنها ROH است که در آن R یک گروه آلکیل یا آلکیل استخلاف شده است.

دید کلی
اگر ، بعنوان یک شیمیدان آلی ، قرار بود ده ترکیب آلیفاتیک انتخاب کنید و سپس در جزیره‌ای رها شوید، شما قطعا الکلها را برمی‌گزیدید. شما می‌توانید از آنها تقریبا هر ترکیب آلی دیگر را بسازید، آلکیل هالیدها ، آلکنها ، اترها ، آلدئیدها ، کتونها ، اسیدها ، استرها و دهها ترکیب دیگر.

از آلکیل هالیدها ، می‌توانید واکنشگرهای گرینیار را بسازید و از واکنش این واکنشگرها با آلدئیدها و کتونها الکلهای پیچیده‌تری را بدست آورید و غیره. در آن جزیره دور افتاده ، از الکلهای خود ، نه فقط بعنوان ماده خام استفاده می‌کنید، بلکه آنها را به دفعات ، بعنوان حلال برای انجام واکنشها و برای متبلور کردن فراورده‌ها بکار می‌برید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

ﺗﻪﻧﺸﻴﻨﻲ ﺑﻪ ﻣﻌﻨﺎی ﻋﺎم آن ﺑﻪ ﻓﺮآﻳﻨﺪی اﻃﻼق ﻣﻲﺷﻮد ﻛﻪ ﻣﺨﻠﻮﻃﻲ از ﻣﻮاد ﺟﺎﻣﺪ ﻣﻌﻠﻖ و ﻣﺎﻳﻊ ﻃﻲ آن ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﺑﻪ ‫ﻣﺎﻳﻊ زﻻل و ﺳﻮﺳﭙﺎﻧﺴﻴﻮﻧﻲ ﺑﺎ ﻏﻠﻈﺖ زﻳﺎد ﻣﻮاد ﺟﺎﻣﺪ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻣﻲﮔﺮدد. در ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ آب و ﻓﺎﺿﻼب ﻣﻨﻈﻮر از ‫ﺗﻪﻧﺸﻴﻨﻲ ﺟﺪا ﻛﺮدن ﻣﻮاد ﺟﺎﻣﺪ ﻣﻌﻠﻖ ﺗﻮﺳﻂ ﻧﻴﺮوی ﮔﺮاﻧﺶ از آب و ﻳﺎ ﻓﺎﺿﻼب اﺳﺖ. ﺗﻪﻧﺸﻴﻨﻲ1 و ﺗﻐﻠﻴﻆ 2 در ‫ﭘﺎرهای از ﻣﻮارد ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻣﺘﺮادف ذﻛﺮ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ؛ در ﺣﺎﻟﻲ ﻛﻪ اﺻﻮﻻً در ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﺗﻪﻧﺸﻴﻨﻲ ﺣﺬف ﻣﻮاد ﻣﻌﻠﻖ از آب ‫و در ﻧﺘﻴﺠﻪ

ﺗﻮﻟﻴﺪ آب ﻋﺎری از اﻳﻦ ﮔﻮﻧﻪ ﻣﻮاد ﻣﻄﺮح اﺳﺖ؛ در ﺻﻮرﺗﻲ ﻛﻪ در ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺗﻐﻠﻴﻆ ﻣﻨﺤﺼﺮاً ازدﻳﺎد ‫ﻏﻠﻈﺖ ﻟﺠﻦ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ اﺳﺖ.
ﺷﻨﺎورﺳﺎزی ﺑﻪ ﻓﺮآﻳﻨﺪی ﮔﻔﺘﻪ ﻣﻲﺷﻮد ﻛﻪ ﺟﺪاﺳﺎزی ﻣﻮاد ﺟﺎﻣﺪ ﻣﻌﻠﻖ از آب ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﻴﺮوی ﺷﻨﺎوری ﻣﻮاد ‫ﺟﺎﻣﺪ اﻧﺠﺎم ﻣﻲﭘﺬﻳﺮد و ﻧﻴﺮوی ﮔﺮاﻧﺶ ﻧﻘﺸﻲ در اﻳﻦ ﺟﺪاﺳﺎزی ﻧﺪارد.
‫ﻣﻮاد ﻣﻌﻠﻖ در آب ﺑﺮ ﺣﺴﺐ ﻣﻴﺰان ﻏﻠﻈﺖ ﻣﻮاد ﻣﻌﻠﻖ و ﺧﻮاص اﻳﻦ ذرات ﺑﻪ ﭼﻬﺎر ﺻﻮرت ﻣﺘﻔﺎوت ﺗﻪﻧﺸﻴﻦ ‫ﻣﻲﮔﺮدﻧﺪ.اﻳﻦ ﻃﺒﻘﻪﺑﻨﺪی ﺑﻪ ﻗﺮار ذﻳﻞ اﺳﺖ:
‫در اﻳﻦ ﻃﺒﻘﻪ ذرات ﻣﻌﻠﻖ ﺗﻤﺎﻳﻠﻲ ﺑﻪ ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ ﺑﻪ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﻧﺪارﻧﺪ و در ﺻﻮرت اﺻﺎﺑﺖ ﺑﻪ ‫ﻃﺒﻘﻪ ‫ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ در ﻫﻨﮕﺎم ﻧﺸﺴﺖ ﻫﻴﭻ ﮔﻮﻧﻪ اﺗﺼﺎﻟﻲ ﺑﻴﻦ آﻧﻬﺎ اﻧﺠﺎم ﻧﻤﻲﭘﺬﻳﺮد.

اﻳﻦ ﻃﺒﻘﻪ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ذرات ﺟﺎﻣﺪ ﻣﻌﻠﻘﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ در ﻫﻨﮕﺎم ﻧﺸﺴﺖ ﺑﻪ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ ﻣﻲﭼﺴﺒﻨﺪ و ﻫﻤﻮاره  ‫ﺑﺰرﮔﺘﺮ و ﺳﻨﮕﻴﻦﺗﺮ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ.
‫ﺗﻪﻧﺸﻴﻨﻲ ﻧﺎﺣﻴﻪای1- ﭼﻨﺎﻧﭽﻪ ذرات ﻣﻌﻠﻖ دارای ﻏﻠﻈﺖ زﻳﺎد و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻧﻴﺮوی ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ ﺑﻪ ﻫﻢ ﺑﺎﺷﻨﺪ، در اﻳﻦ ‫ﺻﻮرت ﻫﺮ ذره ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ذره دﻳﮕﺮ دارای ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺛﺎﺑﺘﻲ اﺳﺖ و ﻫﻨﮕﺎم ﻧﺸﺴﺖ، ﻣﻮاد ﻣﻌﻠﻖ ﺑﻪ ‫ﺻﻮرت ﻻﻳﻪ ای از آب ﺟﺪا ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سيستم تيوب هاي ته نشين كننده براي تصفيه آب :

به دنبال حركت آب از سرچشمه به سمت تصفيه خانه آب، ممكن است به روش هاي مختلفي در بخش هاي گوناگون( بسته به كيفيت آب ورودي) تصفيه گردد. به طور مثال آب هاي زير زميني، اغلب به تصفيه كمتري نسبت به آب درياچه ، رودخانه و آبهاي روان نياز دارند

مراحل تصفيه آب عبارتند از:
 
  disinfection  گند زدايي

   coagulation/ flocculation  لخته سازي

sedimentation     ته نشيني 

Filtration     فيلتراسيون

clear well   شفاف سازي يا تصفيه نهايي

Storage  ذخيره سازي
 

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فرآیند ته نشینی (زلال ساز) :

 
یکی از واحدهای فرآیندی معمول تصفیه آب ته نشینی است فرآیند ته نشینی برای حذف مواد قابل ته نشین شدن با کمک نیروی جاذبه طراحی می شود.

از آنجا که اندازه ذرات موجود در آب ممکن است چنان بزرگ نباشد,سرعت ته نشین شدن آنها کم خواهد بود و در نتیجه زمان ته نشینی بسیار طولانی شده و ممکن است هفته ها طول بکشد برای اجتناب از این مسئله و سرعت بخشیدن به فرآیند ته نشینی از انعقاد و لخته سازی با کمک تزریق مواد شیمیایی جهت به هم پیوستن ذرات موجود در آب و بزرگ نمودن اندازه آنها که منجر به افزایش سرعت ته نشینی می شود کمک می گیرد.

:(Clarifier)  واحد زلال‌ساز یا کلاریفایر
 
آب پس از گذر از حوضچه‌ی اختلاط سریع ، وارد واحد زلال‌ساز می‌شود. این واحد از دو قسمت لخته‌سازی و ته‌نشینی تشکیل شده است. در قسمت لخته‌سازی با کمک تجهیزات مکانیکی مانند یک میکسر و یا ایجاد شرایط خاص، لخته‌ها شکل گرفته و در قسمت ته‌نشینی فرو می‌نشیند.

در گذشته دو روند دلمه‌سازی (Coagulation) و لخته‌سازی (Flocculation) یک روند تلقی می‌شدند ولی امروزه پس از شناخت مکانیسم آن‌ها، هر یک مفهوم جداگانه‌ای پیدا نموده است. در حال حاظر نیز به سبب آن‌که در غالب طرح‌ها، دو روند لخته‌سازی ته‌نشینی (Sedimentation) در یک واحد ساختمانی انجام می‌گیرد به مجموعه‌ی دو روند، زلال‌سازی (Clarification) گویند.

در عمل، دلمه‌های تشکیل شده در واحد اختلاط زلال‌ساز، بر اثر به‌هم‌زنی با پره‌های افقی یا قایم، به هم نزدیک شده و لخته‌های بزرگ قابل ته‌نشینی ایجاد می‌کند. رسوب دادن لخته‌های تشکیل شده در قسمت ته‌نشینی واحد زلال‌ساز انجام می‌گیرد. ته‌نشینی به عوامل متعددی مانند بار وارده، کیفیت آب، درجه حرارت آب، اندازه‌ی لخته‌ها و چگونگی جریان آب بستگی دارد. حدود 90 تا 98 درصد لخته‌های تشکیل شده باید در این واحد ته‌نشین گردند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

واحد پیش‌ته‌نشینی (Pre-sedimentation module) :

در مواقعی‌که مواد معلق در آب از 1000 میلی‌گرم در لیتر بیشتر شوند، برای کاهش کدورت در زلال‌سازها از واحد پیش‌ته‌نشینی استفاده می‌شود. به عبارت دیگر زلال‌سازها برای زلال‌سازی آب خام با کدورت مشخصی طراحی می‌شوند. چنان‌چه کدورت آب خام به بیش از حد طراحی سیستم‌های زلال‌ساز برسد، نیاز به پیش‌ته‌نشینی است که این پیش‌ته‌نشینی می‌تواند به‌صورت ساده‌ی فیزیکی و یا با کمک مواد شیمیایی و فرایندهای زلال‌سازی باشد.

برای حذف مواد معلق بزرگ‌تر از 200 میکرون، ته‌نشینی ساده و برای مواد معلق کوچک‌تر و با وزن مخصوص پایین، معمولا" نیاز به ته‌نشینی به کمک مواد شیمیایی منعقدکننده است.

 

حوض‌های پیش‌ته‌نشینی بر دو نوع می‌باشند:

-          بدون لجن‌روب مکانیکی

-          با لجن‌روب مکانیکی

    

برای جمع‌آوری لجن، شیب کف حوض‌های نوع اول را بسیار زیاد در نظر می‌گیرند(45 تا 60 درجه) و در نتیجه، عمق این نوع ‌ته‌نشینی نسبت به نوع پیش‌ته‌نشینی با لجن‌روب مکانیکی بیشتر است. در جایی که ظرفیت تصفیه‌خانه بالا باشد و یا میزان مواد معلق زیاد باشد، نوع پیش‌ته‌نشینی با لجن‌روب مکانیکی را توصیه می‌کنند.

پیش‌ته‌نشینی با لجن‌روب نیز از نظر شکل هندسی دارای دو گونه می‌باشد:

-          مستطیلی

-          دایره‌ای

 

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

واحد پیش‌ته‌نشینی (Pre-sedimentation module) :

در مواقعی‌که مواد معلق در آب از 1000 میلی‌گرم در لیتر بیشتر شوند، برای کاهش کدورت در زلال‌سازها از واحد پیش‌ته‌نشینی استفاده می‌شود. به عبارت دیگر زلال‌سازها برای زلال‌سازی آب خام با کدورت مشخصی طراحی می‌شوند. چنان‌چه کدورت آب خام به بیش از حد طراحی سیستم‌های زلال‌ساز برسد، نیاز به پیش‌ته‌نشینی است که این پیش‌ته‌نشینی می‌تواند به‌صورت ساده‌ی فیزیکی و یا با کمک مواد شیمیایی و فرایندهای زلال‌سازی باشد.

برای حذف مواد معلق بزرگ‌تر از 200 میکرون، ته‌نشینی ساده و برای مواد معلق کوچک‌تر و با وزن مخصوص پایین، معمولا" نیاز به ته‌نشینی به کمک مواد شیمیایی منعقدکننده است.

 

حوض‌های پیش‌ته‌نشینی بر دو نوع می‌باشند:

-          بدون لجن‌روب مکانیکی

-          با لجن‌روب مکانیکی

   

برای جمع‌آوری لجن، شیب کف حوض‌های نوع اول را بسیار زیاد در نظر می‌گیرند(45 تا 60 درجه) و در نتیجه، عمق این نوع ‌ته‌نشینی نسبت به نوع پیش‌ته‌نشینی با لجن‌روب مکانیکی بیشتر است. در جایی که ظرفیت تصفیه‌خانه بالا باشد و یا میزان مواد معلق زیاد باشد، نوع پیش‌ته‌نشینی با لجن‌روب مکانیکی را توصیه می‌کنند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فرایند نرم سازی به شیوه ته نشینی

(Softening process by sedimentation Method)
فرایند نرم سازی به منظور کاهش سختی آب بکار می رود. با استفاده از مواد شیمیایی ، سختی آب تحت واکنش های شیمایی قرار می گیرد و رسوب می نماید که در نتیجه سختی آب کاهش می یابد. سختی آب به دلیل وجود کربنات ها ، بی کربنات ها ، سولفات ها ،کلریدها و نیترات های فلزات کلسیم و منیزیم و آهن و آلومینیوم است. از آنجا که سه فلز آهن ، آلومینیوم به مقدار کم در آب وجود دارد ، قسمت عمده سختی آب مربوط به یون های کلسیم و منیزیم است . میزان سختی آب های خام تا حد زیادی به شرایط زمینی که آب در آن جاری است بستگی دارد و به همین دلیل مقدار یون ها در آب های سطحی و زیر زمینی متفاوت است . سختی آب به صورت دائم و یا سختی غیر کربناتی موقت یا سختی کربناتی بیان می شود.
حذف سختی موقت (Temporary hardness removal) :
استفاده از آب آهک روش عمومی برای کاهش سختی موقت آب است. آب آهک (کلسیم هیدروکسید) با کلسیم بی کربنات و منیزیم بی کربنات واکنش می دهد و رسوب کلسیم کربنات و منیزیم هیدروکسید تولید می کند .
با توجه به واکنش های بالا آب آهک لازم برای کاهش سختی منیزیمی دو برابر مقدار آب آهک لازم برای کاهش سختی کلسیم است.
حذف سختی دائم (Permanent hardness Removal) :
برای کاهش سختی غیر کربناتی آب از آهک / سود استفاده می شود. در سختی موقت با اضافه کردن یک ماده قلیایی مثل آهک یا سود ، بی کربنات موجود در محیط به کربنات تبدیل می شود و کربنات تولید شده باعث رسوب کردن کلسیم و کاهش سختی کلسیمی می شود.
روش دیگر در نرم سازی آب ،استفاده از سود سوزآور است که درمواد خالص به کار می رود . برتری استفاده از سود سوزآور این است که با کلسیم بی کربنات تولید سدیم کربنات می کند که خود این ماده در حذف سختی دائم موثر است.
تبادل یونی (Ion-exchange) :
رزین های تعویض یونی جامدات نامحلول در آب می باشند که به وسیله تبادل یون می توانند جهت جذب کاتیون ها و آنیون ها به کار گرفته شوند. پدیده تعویض یون ترکیبی از پدیده جذب سطحی و فرایند نفوذ می باشد و سرعت واکنش را عملیات انتقال جرم که یون ها را از سیال به سطح رزین و یا از سطح رزین به سیال می رساند مشخص می کند. پدیده تبادل یون یک تعادل شیمیایی است و از اصول حاکم بر تعادل ها پیروی می کند. در الکترولیت ها نیز پدیده تعویض یون وجود دارد ولی به دلیل همگن بود یون ها که در آن مبادله کننده های یون هر دو مایع می باشند عامل موثر سینتیک شیمایی است در حالیکه در تعویض یونی به دلیل جامد بودن رزین ها نفوذ یون ها مورد توجه می باشد در واقع پدیده تبادل یون به دلیل وجود نیروهای الکترواستاتیک می باشد و قدرت تبادل به این نیروها بستگی دارد و به شیوه ای است که مواد قبل و بعد از تبادل یون هر دو از نظر الکتریکی خنثی خواهند بود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب