فرايندهاي تصفيه فاضلاب 

 

حذف مواد آلاینده از فاضلاب به کمک روشهای بسیار متنوعی به انجام می رسد که بر این اساس روشهای تصفیه فاضلاب را به سه دسته اصلی تقسیم بندی می نمایند.

1- روشهای فیزیکی

2- روشهای شیمیایی 

3- روشهای بیولوژیکی

 

روشهای فیزیکی تصفیه فاضلاب

 

به روشهایی که در آن برای جداسازی و حذف مواد آلاینده از نیروها و مکانیزم های فیزیکی استفاده می شود، روشهای فیزیکی می گویند. برخی از روشها مانند آشغالگیری، دانه گیری، ته نشینی و فیلتراسیون از جمله روشهای فیزیکی تصفیه فاضلاب هستند.

 

آشغالگیری

دانه گیری

ته نشینی

شناورسازی

فیلتراسیون

 

 

روشهای شیمیایی تصفیه فاضلاب

 

در برخی از موارد جهت حذف مواد آلاینده در فاضلاب لازم است که از یک فرایند شیمیایی استفاده شود. از این رو به روشهایی که در آنها از فرایندهای شیمیایی جهت تصفیه بکار برده می شود، روشهای شیمیایی تصفیه فاضلاب می گویند. چنین روشهایی گاه بصورت مستقیم و گاه بصورت غیر مستقیم سبب جداسازی مواد آلاینده از فاضلاب می گردند. تنظیم pH، انعقاد و لخته سازی، ترسیب شیمیایی و اکسیداسیون نمونه هایی از روشهایی شیمیایی تصفیه فاضلاب می باشند.

 

انعقاد و لخته سازی

ترسیب شیمیایی

اکسیداسیون

تنظیم pH

خنثی سازی

 

 

روشهای بیولوژیکی تصفیه فاضلاب

 

روشی را که در آن برای تصفیه فاضلاب از میکروارگانیسم ها و فرایندهای بیولوژیکی مرتبط با آنها استفاده شده باشد، روش بیولوژیکی تصفیه فاضلاب می گویند. میکروارگانیسم ها و به خصوص باکتریها هر یک در شرایط محیطی خاصی قادر به فعالیت و ادامه حیات می باشند. بطوریکه برخی از آنها در حضور اکسیژن و برخی دیگر در غیاب اکسیژن می توانند فعالیتهای حیاتی داشته باشند. بر همین اساس روشهای بیولوژیکی را از نظر حضور و یا عدم حضور اکسیژن در فرآیند به دو دسته کلی روشهای هوازی و بی هوازی تقسیم بندی می نمایند.

 

روشهایی چون لجن فعال، لجن فعال با هوادهی گسترده، RBC و صافی های چکنده از جمله روشهایی هوازی و روشهایی مانند UASB و ASBR از جمله روشهای بی هوازی بیولوژیکی تصفیه فاضلاب هستند.

 

لجن فعال

لجن فعال با هوادهی گسترده

RBC

UASB

ASBR

صافی چکنده

 




 

تصفیه فاضلاب

 

باتوجه به روند افزایش جمعیت در شهرهای بزرگ که خود بصورت طبیعی باعث افزایش میزان فاضلاب شهری میگردد زمینه تشکیل سیستم جمع آوری و تصفیه فاضلاب شهری امری لازم و ضروری به نظر میرسد . در این تحقیق سعی شده بصورت اجمالی در مورد فاضلاب و تصفیه و برگشت آن به سیستم آبرسانی نگاهی  گذرا داشته باشیم .

● فاضلاب :

فاضلابی که به تصفیه خانه شهری میرسد ، مجموع فاضلابی است که از سه منبع مختلف در شبکه فاضلاب وارد میشود . این سه منبع عبارتند از :

الف) فاضلاب خانگی

ب) نشت آب

ج) پساب صنعتی

بنا بر تعریف مجموعه فاضلاب حاصله از سه منبع را فاضلاب شهری یا فاضلاب بهداشتی خوانند .

البته ممکن است برای شهرهای ایران در شرایط موجود از مقدار مربوط به پساب صنعتی صرف نظر کرد ولی نشت آب به ویژه در شهرهایی که سطح سفره آب زیرزمینی آنها بالا است بسیار اهمیّت دارد .

معمولاً مقدار فاضلابی را که در طرح در نظر میگیرند معادل مقدار فاضلاب متوسط شبانه روز در مواقع غیربارانی است . باید توجّه داشت که این رقم کاملاً قراردادی است زیرا در ساعات مختلف شبانه روز مقدار فاضلاب از مقدار متوسط در
۲۴ ساعت مرتبا کمتر و یا بیشتر میشود و عملاً معادل آن جز در چند لحظه ممکن نمیگردد . یکی از طرق تعیین مقدار متوسط فاضلاب در ۲۴ ساعت تعیین آب مصرفی در شهر است .

با داشتن آماری مناسب از مصرف سرانه آب شهر و تعیین حدود منطقه فاضلاب گیر و بالاخره تعداد افراد ساکن در منطقه فاضلاب گیر ، به راحتی میتوان مقدار متوسط فاضلاب روزانه را حساب کرد . البته این طریقه در شهرهای بزرگ و یا شهرهایی که در آنها خانه سازی کامل نشده باشد چندان صدق نمیکند و در این صورت باید رقمی برای مقدار فاضلاب سرانه در نظر گرفت ، که مطابق با شرایط واقعی باشد . در شهرهای بزرگ مصرف آب هتل ها و رستورانها و بیمارستانها که به تعداد زیاد وجود دارند در موقع اندازه گیری آب مصرفی سرانه بحساب نمیآید ، در حالیکه در عمل آنها نیز به صورت فاضلاب به شبکه وارد میشود . حدود این تغییرات شاید به
۲۵ لیتر به ازاء هر نفر در روز نیز برسد . لذا باید در طرح شبکه فاضلاب برای چنین شهرهایی نهایت دقت را از نظر انتخاب مقدار واقعی فاضلاب مبذول داشت زیرا این موضوع از نظر فنی و اقتصادی عامل مهمی است .

● مقدار متوسط فاضلاب روزانه :

طبق توصیه کمیته استاندارد فاضلاب سازمان برنامه تا زمانی که اندازه گیری های واقعی از مقدار فاضلاب شهرهای مختلف در ایران عملی نشده است رقم
۱۵۰ لیتر به ازاء هر نفر در روز را میتوان در طرحهای شبکه فاضلاب به کار برد . ( این رقم شامل نشت آب نیز میباشد . )

تصفیه فاضلاب در مجاورت باکتریهای هوازی :

اگر در حین تجزیه مواد ، اکسیژن به مقدار لازم و به طور مرتب به فاضلاب برسد باکتریهای هوازی عمل تجزیه را شروع نموده و عمل مینماید . چنانکه ملاحظه میشود ابتدا مواد آلی ازت دار تبدیل به آمونیاک و سپس به نیتریت و نیترات میگردد . نیترات ها که در واقع جزو مواد غذایی بسیار مناسب برای گیاهان محسوب میشود توسط گیاه جذب و باعث رشد بهتر آنها میگردد . از طرفی خود گیاهان نیز توسط حیوانات خورده شده و در ساختمان سلولهای بدن آنها کمک مینماید . مواد آلی فوق دوباره به صورت مواد آلی پس مانده دفع شده و این گردش بیانتها از نو آغاز میشود . در تمام این تحولات اکسیژن برای تنفس موجودات زنده و همچنین سایر تغییرات و تبدیلات شیمیایی دیگر و به منظور تثبیت مواد کربنی و سولفوری بصورت کربناتها و سولفاتها لازم است .


 


● تصفیه و تجزیه فاضلاب در مجاورت باکتریهای غیر هوازی :

زمانیکه اکسیژن در مجاورت فاضلاب نباشد ، باکتریهای هوازی دیگر قادر به ادامه حیات و استفاده از مواد غذائی نخواهند بود . در چنین حالتی باکتریهای غیرهوازی که قادر به استفاده از اکسیژن مواد آلی هستند وارد میگردند . بدین ترتیب تجزیه مواد در اثر وجود باکتریهای غیرهوازی ، سبب بوجود آمدن اسیدهای آلی ، کربناتهای اسیدی ، اکسید کرین و هیدروژن سولفوره شده و در مرحله بعدی آمونیاک ، کربناتهای اسیدی اکسید کربن و سولفیتها بوجود میآیند . در مرحله نهایی تجزیه و تخمیر ، آمونیاک ، متان ، اکسید کربن و سولفیتها بوجود میآیند . در مرحله نهایی تجزیه و تخمیر ، آمونیاک ،متان ، اکسید کربن و سولفیت ها تولید میگردند . در تصفیه خانه های فاضلاب ، حوضهای هوارسانی ، واحد اصلی در تجزیه و 
تصفیه فاضلاب یعنی از بین بردن مواد آلی و کاهش مقدار ( بی . او . دی ) میباشد و در واقع در این واحد است که تصفیه در مجاورت باکتریهای هوازی انجام میگیرد . تجزیه و تخمیر مواد لبنی که در آنها هوا دمیده نمیشود را هضم لجن مینامند که توسط باکتریهای هوازی و در مخازن هاضم انجام میپذیرد و تولید گازهای متان و اکسید کربن مؤید چنین تخمیری است .

● لزوم آزمایشات فاضلاب :

فاضلاب را به منظور زیر آزمایش تحلیلی میکنند .

الف) تعیین و تشخیص مواد متشکله اش که اطلاع از آن در رفع مشکلات تصفیه خانه سودمند است .

ب) تصمیم در انتخاب نوع وسائل و روش تصفیه

ج) تنظیم و کنترل هر یک از واحدهای تصفیه خانه در جریان تصفيه فاضلاب 

د) تعیین مشخصات فاضلاب خروجی و مقایسه آن با مشخصات فاضلاب ورودی برای اطلاع از بازده تصفیه خانه .

● آزمایش تحلیلی فاضلاب :

آزمایشاتی که از فاضلاب بعمل میآید شامل آزمایشهای فیزیکی ، مطالعات بهداشتی ، آزمایشهای شیمیایی و بالاخره آزمایشهای زیستی است . مجموع تمام آزمایشهای شیمیایی و بالاخره آزمایشهای زیستی است . مجموع تمام آزمایشهای معمول در کار فاضلاب را آزمایش تحلیلی فاضلاب مینامند .

● آزمایش فیزیکی :

آزمایش های فیزیکی برای تعیین درجه حرارت ، رنگ ، بو . تیرگی فاضلاب است . اطلاع از درجه حرارت از نظر بازده عملیات واحدها بسیار مهم است . رنگ فاضلاب در تشخیص ظاهری و فوری آن کمک میکند فاضلاب تازه به رنگ خاکستری است ، رنگهای تیره و سیاه دال بر کهنگی فاضلاب و مطمئناً همراه با تعفن است . بوی فاضلاب نیز ناشی از ماندگی فاضلاب است ، همانطور که تیرگی آن نتیجه کهنگی میباشد البته باید توجّه داشت که فاضلاب اصولا تیره میباشد ولی فاضلاب کهنه تیرگیش شدیدتر است .

● مطالعات بهداشتی :

تعیین و اطلاع از منابع دفع فاضلاب شهر به شبکه جمع آوری فاضلاب حائز اهمیّت است . مثلاً اطلاع از اینکه تاسیسات بهداشتی بزرگی از قبیل بیمارستانها و آسایشگاه ها ، فاضلاب خود را به شبکه شهر وارد میسازند و با این کار پساب کارخانجات به شبکه مذکور تخلیه میگردد از نظر انتخاب روشهای تصفیه فاضلاب ، مؤثر واقع خواهد شد .

● آزمایشات شیمیایی :

آزمایشات شیمیایی که در واقع اساسی ترین آزمایشات فاضلاب محسوب میشود به شرح ذیل است :

الف) تعیین خاصیت اسیدی و یا قلیایی

ب) مواد متشکله

ج) اکسیژن محلول ،

د) شدت آلودگی

● آزمایشات زیستی :

در فاضلاب انواع مختلف موجودات ریز ذره بینی یافت میشوند . کوچکترین آنها از نوع ویروسی است که با میکروسکوپهای قوی نیز دیده نمیشوند . پس از ویروس ها باید از باکتریها نام برد که معمولاً با کمک میکروسکوپهای بسیار قوی قابل رویت است . دست سوم را موجودات ریز ذره بینی تشکیل میدهند که با میکروسکوپهای عادی هم میتوان آنها را دید .

موجودات زنده در فاضلاب ممکن است مضر و یا مفید باشند . باکتریهای مضر موجود در فاضلاب ضدعفونی نشده ، سبب آلودگی منابع طبیعی آب گردیده و در صورت آشامیدن بر اثر وجود باکتریهای پاتوژنیک موجب بروز امراض مختلفی نظیر اسهال خونی میگردند . باید توجّه داشت که تعداد زیاد موجودات زنده در فاضلاب دلیل بر آلودگی شدید آن نیست و از نظر انتخاب واحدهای تصفیه خانه نیز تاثیری ندارد . ولی عدم وجود باکتری ها دلیل بر وجود پساب صنعتی در فاضلاب شهری به مقدار زیاد است . تعداد باکتریها در فاضلاب شهری بین
۲ تا ۲۰ میلیون در هر میلیلیتر تغییر میکند .

● آشغالگیری و آشغالگیرها :

شناسائی : آشغالگیرها عبارت از وسیله ای است که در ابتدای تصفیه خانه از نظر تأمین مقاصد زیرین تعبیه میگردد :

الف ) حفاظت تلمبه ها ، لوله های لجن و حوضهای ته نشینی در مقابل گرفتگی

ب ) خوشایند کردن وضع ظاهری واحد های مختلف تصفیه خانه

ج ) تأثیر کامل مواد ضد عفونی نظیر کلر بر فاضلاب تصفیه شده ، باتوجه به اینکه مواد ضد عفونی بر روی مواد جامد شناور چندان تاثیری ندارد .

بدین ترتیب سعی میشود مواد جامد شناور نظیر کاغذ و پارچه و غیره حتی الامکان ، از جریان تصفیه خارج گردد . از نظر موقعیت ، آشغالگیر را باید در محلی که به سهولت قابل دسترسی و تمیز کردن باشد بنا نمود .

● انواع آشغالگیرها :

آشغالگیرها را از شبکه های سیمی یا صفحات فلزی سوراخدار و بالاخره از میله هایی که در فواصل معینی از یکدیگر قرار گرفته اند میسازند . معمولاً در 
تصفیه فاضلاب شهری از آشغالگیرهای میله ای و در تصفیه پساب صنعتی از انواع دیگر آن استفاده میکنند . انواع آشغالگیر میله ای ؛ دهانه فراخ و دهانه تنگ .

آشغال خردکن ها :

شناسایی ؛ آشغال خرد کن عبارت از وسیله ایست که برای انجام مقاصد زیر در ابتدای تصفیه خانه و بعد از آشغالگیر میله ای دهانه فراخ نصب میکنند :

الف) رفع مشکلات ناشی از دفع مواد شناور جمع آوری شده .

ب) حفظ وضع ظاهری تصفیه خانه در محل آشغالگیر .

ج) جلوگیری از ایجاد بو و رشد و نمو مگس در محل آشغالگیر .

انواع آشغال خردکن و طرز کار آنها دو روش مختلف برای خرد کردن مواد جامد شناور و غیرشناور وجود دارد . یکی آنکه دستگاه به طور مرتب و در تمام مدت شبانه روز کار میکند ، دوم اینکه بطور متناوب و برحسب مقدار آشغال ورودی بکار افتاده و مواد را خرد میکند . نوع اول که در اکثر کشورهای اروپایی و آمریکایی معمول است ، از کل استوانه دوار با شیارهای افقی و یک تیغه برای ثابت تشکیل شده است . در اثر دوران استوانه و جریان فاضلاب به داخل آن مواد روی بدنه استوانه جمع شده و توسط تیغه بران خرد میشوند و از لای شیارها عبور کرده و به واحدهای بعدی تصفیه خانه رانده میشوند . دهانه شیارها در آشغال خردکن های مختلف در حدود
۴ تا ۹ میلیمتر میباشد . نوع دوم که در آلمان ساخته میشود ، از میله های نیم دایره ای شکل و یک آشغال روب و بالاخره دستگاه خرد کننده تشکیل شده است . مواد شناور که به تدریج روی میله ها جمع میشود سبب بالا آمدن سطح فاضلاب در بالا دست وایجاد اختلاف ارتفاعی در دو سمت میله ها میگردد .

هرگاه این اختلاف از حد معینی بیشتر شد آشغال روب بکار افتاده و مواد را به سمت دستگاه خرد کننده که جنب کانال اصلی است هدایت میکند .

● 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 .

● طرق مختلف دانه گیری :

بطور کلی دو طریقه برای ته نشین ساختن دانه ها موجود است :

الف ) کم کردن سرعت جریان فاضلاب در حوضهای دانه گیری .

ب ) بوجود آوردن سرعتی ثابت در تمام طول حوض دانه گیری


 


● ته نشینی و حوضهای ته نشینی :

▪ تعریف ته نشینی ؛ منظور از ته نشینی در مبحث فاضلاب مجموعه عملیات زیر است :

الف) جدا نمودن مواد جامد معلق با ته نشین ساختن آنها .

ب) مجتمع کردن آنها جهت تسهیل در امر تخلیه و دفع .

ج) خارج کردن آنها از جریان تصفیه

عمل ته نشینی به دو طریق صورت میگیرد ، یکی ته نشینی شیمیایی است که با افزودن مواد شیمیایی ممکن میشود ، دیگری ته نشینی ساده است که در آن نیروی وزن عامل اصلی ته نشینی میباشد .

● ته نشینی شیمیایی :

در سال
۱۷۴۰ میلادی برای اولین بار روش ته نشینی شیمیایی در پاریس مورد تحقیق و آزمایش قرار گرفت. در سالهای ۱۸۵۷ ـ ۱۸۸۰ این طریقه ته نشینی در انگلستان مورد توجّه بیشتری واقع شد و روز به روز اهمیّت آن در امر تصفیه فاضلاب و آب بیشتر گردید . ته نشینی شیمیایی که در واقع به منزله تصفیه کاملی بود . با پیدایش طریقه تصفیه زیستی اهمیّت خود را از دست داد در حال حاضر ته نشینی شیمیایی بندرت در تصفیه فاضلاب شهری بکار می رود و فقط در حالات خاصی ، مانند تصفیه پساب صنعتی ، ممکن است از این طریق استفاده نموده به طور کلی علل عمده عدم پیشرفت این طریقه در تصفیه فاضلاب در دو مطلب زیر خلاصه میگردد :

 




۱) مقدار کاهش ( بی ـ او ـ دی ) فاضلاب در طریقه شیمیایی در مقایسه با تصفیه به طریق زیستی کمتر است . یعنی بازده تصفیه زیستی بهتر از بازده تصفیه شیمیایی است .

۲) مواد لجنی در این طریقه بصورت انباشته در آمده و عمل جمع آوری تخلیه را مشکل میسازد .

● حوضهای ته نشینی :

▪ تئوری ته نشینی : اگر مایعی که محتوی ذرات جامد است در حالت سکون قرار گیرد به تدریج آن قسمت از ذرات جامد که دارای وزن مخصوصی بیش از وزن مخصوص مایع میباشد شروع به سقوط و ته نشینی می نماید . این موضوع ظاهراً ساده در واقع اساس طرح و محاسبات حوضهای ته نشینی را تشکیل میدهد .

▪ شناسائی : حوضهای ته نشینی به منظور ته نشین ساختن مواد جامد ریز دانه به قطرهای کمتر از
۲/۰ میلیمتر ، و تخلیه آنها ساخته میشود البته همان طور که گفته شد دانه های به قطر بیش از ۲/۰ میلیمتر توسط حوضهای دانه گیری قبلاً از جریان تصفیه خارج شده اند .

در این مرحله فاضلاب خروجی تصفیه شده دارای مواد معلق کمتری بوده و بالطبع زلالتر است و بدین ترتیب فاضلاب خروجی از نظر مصارف زراعتی کاملاً بدون اشکال میشود .

● انواع حوضهای ته نشینی :

حوضهای ته نشینی را میتوان بر حسب مواد زیر تقسیم بندی نمود .

الف) ماهیت کار .

ب) طرز ته نشینی و تخلیه لجن جمع آوری شد

ج) شکل ظاهری

د) ادواتی که برای لجن روبی بکار مییروند .

● صافیهای چکنده :

▪ شناسائی : صافیهای چکنده براساس تصفیه طبیعی که در رودخانه ها در اثر رشد و نمو موجودات زنده ذره بینی و بوجود آمدن لایه لجنی لزج که موجب تصفیه و تمیز شدن آب رودخانه میگردد ، بوجود آمد . فرق عمده 
تصفیه فاضلاب دفع شده در رودخانه و با عبور دادن آن از صافیهای چکنده ، سرعت بیشتر در امر تصفیه است .

● کلرزنی :

▪ شناسائی : به منظور تأمین مقاصد زیر از ترکیبات شیمیایی کلردار در تصفیه خانه های فاضلاب استفاده میکنند .

الف) گندزدایی فاضلاب خروجی .

ب) کاهش مقدار ( بی ـ او ـ دی ) .

ج) جلوگیری از بو

د) جلوگیری از خورده شدن بتن و ادوات مکانیکی توسط مواد اسیدی تولید شده در جریان تصفیه .

هـ) جلوگیری از رشد و نمو مگس و حشرات در صافیهای چکنده ،

و) شکستن کفاب تولیدی در حوضهای ایمهاف .

در تصفیه خانه های بزرگ عموما از کلر مایع و در تصفیه خانه های کوچک معمولاً از ترکیبات کلردار استفاده میکنند . از جمله ترکیبات کلردار ، آهک کلردار است که به شکل گرد سفید رنگی با
۳۵ درصد کلر میباشد ، و دیگر هیپوکلریت سدیم است که بصورت محلول مصرف میگردد و دارای ۷۰ درصد کلر میباشد .

● لوله های مصرفی برای انتقال کلر :

برای انتقال کلر از لوله های چدنی ریزدانه و یا لوله های پلاستیکی PVC
میتوان استفاده کرد .

● طریقه مصرف کلر در جریان 
تصفیه فاضلاب :

مواضع مختلف کلرزنی در تصفیه خانه بطور خلاصه عبارتند از :

الف) فاضلاب روی ورودی به تصفیه خانه.

ب) کانال ورودی به حوض ته نشینی یا حوض ته نشینی نهایی .

ج) کانال خروجی از حوضهای ته نشینی نخستین یا نهایی .

د) حوضهای کلر زنی و بالاخره ،

هـ) در فاضلابروی خروجی از تصفیه خانه

● اصول کار تصفیه فاضلاب خروجی تا حد زلال سازی :

باتوجه به اینکه فاضلاب خروجی چندان آلوده نمیباشد لذا میتوان از کلیه روشهای معمول در تصفیه آب نظیر صافیهای ماسه ای با سرعت کم یا زیاد استفاده نمود و یا صافیهای با دهانه های ذره بینی را که
۱۵ سال پیش به بازار عرضه شد برای این منظور به کار برد .

درجه تصفیه حاصله ـ به طور کلی بازده واحدهای زلال سازی فاضلاب بیش از
۵۰ درصد است و به همین جهت میتوان شدت آلودگی و مواد جامد معلق فاضلاب تصفیه شده را به ۱۰ و حتی ۵ میلیگرم در لیتر تقلیل داد .

 

● مراحل بعدی عبارتند از :

تصفیه و دفع لجن ، هضم لجن ، مخازن هاضم ، حوض تغلیظ لجن ، دفع لجن هضم شده ، آماده کردن لجن ، بسترهای لجن ، خشک کن ، دفع فاضلاب و ترقیق فاضلاب ، تلمبه و تلمبه خانه

ضمنا باید گفت که از لجن تصفیه شده میتوان در کشاورزی به منظور باروری خاک استفاده کرد.

 

 

 

یکی از موثرترین روش ها برای تصفیه پساب و فاضلاب ها که در چند سال اخیر بشدت مورد توجه قرار گرفته است ، استفاده از گیاهان در تصفیه فاضلاب به صورت گسترده است که در کشور ما به علت ناآگاهی و بی توجهی ، تنها به تحقیقات آزمایشگاهی محدود شده است.

در قرن اخیر رشد جمعیت ، بزرگ شدن شهرها، تولیدات صنعتی و کشاورزی و مصرف مواد شیمیایی گوناگون باعث شده که کره زمین بیش از هر زمان دیگری در معرض آلودگی قرار بگیرد. ورود مواد آلاینده به آب ها و تجمع آنها در آبزیان به واسطه خطراتی که برای انسان و دیگر موجودات ایجاد می کنند، بخش مهمی از آلودگی محیط زیست را شامل می شوند. آلودگی ناشی از یون های فلزات سنگین که روز به روز با پیشرفت صنعت بر مقدار و انتشار آن افزوده می شود، از مهم ترین و خطرناک ترین آلوده سازهای زیست محیطی محسوب می شود. خطر اصلی این مواد به علت خاصیت تجمع پذیری آنها در بدن موجودات زنده است که از طریق زنجیره غذایی در کل اکوسیستم به گردش درآمده و در اثر فعل و انفعالات شیمیایی به مواد سمی تر و خطرناک تر که خاصیت سرطان زایی دارند، تبدیل می شود. از این رو کنترل ، کاهش بار آلودگی و تصفیه پساب ها از دیدگاه سلامت و بهداشت عمومی ، پیشگیری از نابودی آبزیان و جلوگیری از به هم خوردن زنجیره غذایی در اکوسیستم حائز اهمیت است.

اولین سیستم جدید برای دفع فاضلاب در سال 1842 در هامبورگ آلمان به وسیله یک مهندس انگلیسی ساخته شد که تا به امروز از قواعد آن استفاده می شود.

منظور از تصفیه پساب ، به دست آوردن آب پاکیزه از طریق جداسازی آلاینده ها از آب آلوده است که یکی از مهم ترین اهداف آن علاوه بر تامین شرایط بهداشتی انسان و حفاظت محیط زیست ، بازیابی و استفاده مجدد آن برای کشاورزی و آبزی پروری بویژه در کشورهای خشک و نیمه خشک است ، اما در بسیاری از کشورهای در حال توسعه فاضلاب ها نه تنها بدرستی تصفیه نشده بلکه همانند گذشته غالبا به درون نزدیک ترین آبراهه ، رودخانه یا برکه های فاضلاب تخلیه می شوند.در این صورت غلظت اکسیژن موجود در آب رودخانه یا تالاب به دلیل فعالیت باکتریایی میکروارگانیسم های داخل فاضلاب برای تجزیه مواد آلی محیط کم شده و به جای آن مواد معدنی پایدار ایجاد می شود. چنانچه این کاهش زیاد نباشد، با جذب اکسیژن اتمسفری جبران می شود؛ اما اگر غلظت اکسیژن به پایین تر از 115میلی گرم در لیتر برسد، اکسیداسیون هوازی کم شده ، باکتری های بی هوازی بدون اکسیژن ، مولکول های آلی را اکسید (تجزیه) می کنند که نتیجه آن ایجاد ترکیباتی مانند سولفید هیدروژن ، آمونیاک و متان است که برای بسیاری از موجودات زنده سمی است.

در کشور ما نیز در حال حاضر با وجود بیش از 550 شهرک صنعتی ، فقط 50 شهرک صنعتی دارای تصفیه خانه فعال است و اگر تخلیه بی رویه فاضلاب های صنعتی و شهری به صورت کنونی ادامه یابد، حتی سفره های آب زیرزمینی نیز که در حال حاضر مهم ترین منابع تامین آب آشامیدنی مردم در اغلب نقاط هستند آلوده شده و به دلیل صرف هزینه های زیاد برای تصفیه آنها، استفاده مجدد از آب های زیرزمینی دیگر مقرون به صرفه نخواهد بود.دکتر رضا مرندی ، کارشناس و متخصص محیط زیست در این باره معتقد است : «تصفیه فاضلاب مقوله ای است که امروزه در کل دنیا پیشرفت های زیادی درخصوص آن به وجود آمده و بر این اساس استانداردهای جدیدی استخراج شده است که فاضلاب ها را تا حد استاندارد آب آشامیدنی تصفیه می کند؛ اما در ایران به علت نبود اطلاع رسانی کافی و برنامه ریزی صحیح ، روند به روزسازی و رسیدن به سطح استانداردهای جهانی ، بسیار کند است.

روش های تصفیه فاضلاب

فاضلاب را بسته به میزان و نوع بار آلودگی با روش های مختلف فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی تصفیه می کنند که هر کدام از زیرمجموعه ها و روش های مختلفی تشکیل شده است.

 شیوه معمول و رایج تصفیه فاضلاب با نام لجن فعال است که در آن ترکیبی از سه روش فوق مورد استفاده قرار می گیرد. به این ترتیب که در مرحله اول یا تصفیه اولیه ، به وسیله تصفیه فیزیکی و شیمیایی ، ذرات جامد موجود در پساب به صورت دستی یا مکانیکی به وسیله آشغال گیری هایی با شبکه بندی های ریز و درشت جدا شده و سپس ذرات شناور باقی مانده در مرحله بعد بر اثر اختلاف چگالی (وزن) ته نشین و برای ورود به مرحله تصفیه ثانویه یا مرحله بیولوژیکی ، بوسیله هوادهی و تزریق میکروارگانیسم ها به محیط، آماده می شود. در بخش دوم ، فاضلاب به استخرهای بزرگ ریخته می شود و سپس میکرو ارگانیسم های مختلف از جمله باکتری ها، قارچ ها، مخمرها و پروتوزوئرها در زمان های مختلف به سیستم تصفیه تزریق می شود. با انجام هوادهی و ایجاد شرایط رشد میکرو ارگانیسم ها، فاضلاب به عنوان ماده غذایی این موجودات مورد تخریب و تجزیه قرار گرفته ، آب ، آمونیاک و دی اکسید کربن(CO2)حاصل از این واکنش به محیط وارد می شود. توده باقی مانده نیز وارد مرحله تصفیه نهایی شده و پس از گندزدایی به عنوان کود برای مصارف کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد.کلرزنی ، تابش پرتو فرابنفش به پساب و سیستم کربن فعال ، 3 طریق عمده برای گندزدایی فاضلاب در مرحله نهایی است.

کلر به دلیل ظرفیت بالای اکسیدکنندگی ، رشد باکتری ها و جلبک ها را متوقف کرده و رنگ و بوی پساب را کاهش می دهد. تشعشع فرابنفش قابلیت کشتن ویروس ها باکتری های موجود در فاضلاب را بدون تولید مواد خطرناک دیگر دارد وکربن فعال نیز در تماس بامواد ارگانیک عامل ایجاد رنگ و بوی آن را به خود جذب می کند. البته در کشورهای پیشرفته مراحل تصفیه فاضلاب و بخش لجن فعال با روش های تخصصی تری صورت می گیرد اما در کارخانه های ما این روش معمولا به شکل ناقص انجام شده و تنها تعداد انگشت شماری از صاحبان صنایع این شیوه را به طور کامل انجام می دهند. 

گیاهان                                                               

یکی از ابعاد تصفیه بیولوژیکی ، استفاده از گیاهان در تصفیه فاضلاب ها بخصوص فاضلاب های صنعتی حاوی فلزات سنگین از جمله جیوه ، کروم ، سیانید و... است که در چند دهه اخیر بشدت مورد توجه قرار گرفته است.

غلظت فلزات سنگین حاصل از پساب کارخانه ها و کارگاه ها گاهی به 200تا سیصدP.P.M می رسد.

این فلزات براحتی در محیط زیست تجزیه نشده و اثرات زیان باری را حتی در غلظت های کم برای انسان و سایر موجودات به همراه دارند. این فلزات با روش های بسیار پیشرفته تصفیه نیز بسختی تخریب می شوند. اما با استفاده از گیاهان و کاشت آنها در استخرهای تصفیه و به کارگیری تکنیک های جدید این شیوه ، درصد قابل ملاحظه ای از فلزات سنگین جذب گیاهان شده و از محیط حذف می شوند.در حال حاضر کشورهای بیشماری از جمله آلمان ، کانادا، چین ، کشورهای آسیای جنوب شرقی و... به طور گسترده از فناوری در کنترل مواد سمی تولیدات صنعتی خود بهره می برند. گیاهانی از خانواده نی ، پرطوطی ، صنوبر و... دارای آنزیم هایی هستند که توانایی سم زدایی علف کش ها و سایر مواد آلاینده را دارند، آنها این مواد را در بافت های خود ذخیره کرده و پس از تمام شدن ظرفیتشان به رنگ زرد در می آیند.

براساس نظر کارشناسان ، کشور ایران دارای گونه های گیاهی بسیار متنوعی است که تا امروز ناشناخته مانده و چه بسا می تواند از گیاهان شناسایی شده در این روش نیز موثرتر و بهتر عمل کند.

هم چنین نتایج تحقیقات در  دانشگاه های آمریکا نشان  می دهد که می توان از ریشه گیاهان  برای تصفیه فاضلاب استفاده کرد، در این تحقیق فاضلاب ناشی از ماشین های لباس شویی را از مسیری که در آن ها گیاهانی مانند ارکیده، گوجه فرنگی ،رز ماری  و ریحان کاشته شده بود  عبور دادند و پس از 3 روز مشاهده شد که 90 درصد از آلاینده ها حذف شده اند و آب تصفیه شده دارای سطوح بسیار پایینی از مواد جامد و عاری از باکتری بود.

 

شرکت شیمیایی بوعلی سینا تولید کننده و وارد كننده مواد شیمیایی ؛  طراح و مجري سيستم هاي تصفيه آب و فاضلاب 

 88748404 ، 021-88502389  ؛09123213657 ،09121443677

این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

 

 

      



فرایند و مراحل تصفیه آب در تصفیه خانه

مقدمه

آب ماده‌اي فراوان در كره زمين است. به شكلهاي مختلفي همچون دريا، باران، رودخانه و ... ديده مي‌شود. آب در چرخه خود، مرتباً از حالتي به حالت ديگر تبديل مي‌شود اما از بين نمي‌رود. هر گونه حيات محتاج آب مي‌باشد، انسانها از آب آشاميدني استفاده مي‌كنند يعني آبي كه كيفيت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.

مجموعه عملياتي كه به منظور آماده كردن آب براي مصارف مورد نظر اجرا مي گردد، «تصفيه آب» و مجموعه تأسيسات و تجهيزاتي كه عمليات تصفيه آب را در بر مي گيرد «تصفيه‌خانه» ناميده مي‌شود بنابراين براي تهيه آبي مناسب براي شرب و مصارف عمومي شهري يك رشته عمليات در تصفيه‌خانه آب به اجرا گذارده مي‌شود 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 بيرنگ، بي‌بو 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 تصفيه‌خانه 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 تصفيه‌خانه نيز با در نظر گرفتن اينكه آب تصفيه شده براي چه مصرفي در نظر گرفته خواهد شد پيش‌بيني مي‌شود.

منابع آب كه به منظور تأمين آب آشاميدني و مصرف عمومي به كار گرفته مي‌شوند، شامل؛

  • منابع آبهاي سطحي؛ درياها و درياچه‌ها، آبگيرها و بركه‌ها، رودخانه‌ها و جويبارها
  • منابع آبها زيرزميني؛ چاه‌ها، قنوات و چشمه‌ها، است.
  • برداشت طراحي شده و سيستماتيک از منابع آب زيرزميني تهران(شاملچند سفره کوچک در شمال شهر مانند نياوران، دره مقصود آبيک و محموديه و يک سفره بزرگکه از تپه هاي عباس‌آباد شروع شده و تا جنوب تهران ادامه دارد ) از سال ۱۳۴۲ آغازگرديـده و نسبت آب تأمــين شده از منابع زيرزمــيني به کل آب تأمــين شده از 5/13 درصددر سال ۱۳۴۲ به ۴۹ درصد در سالهاي اخير رسيده است.
  • برداشت از سد کرج با ظرفيت ۲۰۵ ميليون مترمکعب، در سال ۱۳۴۲آغازو در اين سال مقدار۵۶ ميليون مترمکعب از آب مورد نياز تهران از سد اميرکبير تامينو حداکثر برداشت از سد مزبور به مقدار ۳۳۹ ميليون مترمکعب در سال ۱۳۷۳ بوده و درسال ۱۳۸۱ معادل ۳۳۰ ميليون مترمکعب از آب مورد نياز شهر تهران از اين سد تأمين شدهاست.
  • در آغاز بهره‌برداري از سد لتيان در سال ۱۳۴۷ مقدار 3/13 ميليونمترمکعب از آب مورد نياز تهران از اين سد تأمين شد و اين مقدار تا سال ۱۳۶۳ به ۱۶۵ميليون مترمکعب در سال افزايش يافت. با به بهرهبرداري رسيدن سد لار در سال ۱۳۶۳هرساله مقداري از آب سد لار به درياچه سد لتيان منتقل مي‌شود.

که در بعضي از تأسيسات تصفيه آب از يك يا چند منبع مختلف آب دريافت و تصفيه می‌شود. به هر حال اقداماتي كه در زمينه تصفيه آب منظور خواهد شد، آب دريافتي را به آب آشاميدني تبديل خواهد كرد و به همين جهت مطالعه كيفيت فيزيكي، شيميايي و ميكروبيولوژيكي منابع مورد نظر تأمين آب آشاميدني براي ايجاد يك سيستم تصفيه و توزيع آب سالم ضرورت پيدا مي‌كند.

تاريخچه آب تهران

برخلاف اغلب شهرهاي بزرگ دنيا, تهران در کنار رودخانه بنا نشده است، بههمين دليل بخشي از آب مورد نياز اين شهر با يد از نقاط دور دست و رودخانه‌هاي اطرافتأمين و منتقل گردد. تا سال ۱۳۰۶، آب شهر توسط ۲۶ رشته قنات با مجموع آبدهي حدود۷۰۰ليتر در ثانيه تأمين مي‌گرديد. در اين سال عمليات احداث کانال انتقال آب رودخانه کرج به تهران آغاز شد. اين کانال که ۵۳ کيلومتر طول داشت و آب را از روستاي بيلقان کرج به جمشيدآباد تهران منتقل مي‌نمود طي چهار سال احداث گرديد و با توجه به اينکه بيست کيلومتر از اين کانال سرپوشيده و بقيه رو باز بود لذا احتمال آلودگي و تلفات آب وجود داشت.

از طريق اين کانال مقدار ۵۳ سنگ به عنوان حق آبه و مقداري همبه عنوان سهميه(نه هشتاد و چهارم) به آب تهران افزوده شد و به اين ترتيب جمعاً قريببه يکصد سنگ (حدود ۱۶۰۰ ليتر در ثانيه) آب توسط جوي‌ها در شهر توزيع و به آبانبارهاي منازل انتقال مي‌يافت.در سال ۱۳۲۹ طرح اوليه لوله‌کشي تهران برايجمعيتي معادل نهصد هزار نفر به مرحله اجرا درآمد و دو خط لوله فولادي به قطر ۴۰ اينچو با ظرفيت ۲۴۲۰۰۰ متر مکعب در شبانه روز براي انتقال آب از آبگير بيلقان به اولينتصفيه‌خانه تهران(جلاليه) در نظر گرفته شد. بهره‌برداري از خط اول خطوط لوله فولادي و تصفيه‌خانه جلاليه در سال ۱۳۳۴ آغاز گرديد. همچنين در سال ۱۳۳۳ به منظور مهار بارش‌هاي آسماني، مطالعات ساخت سد امير کبيردر ۴۰ کيلومتري شمال غربي تهران (از آبگير خرسنگ کوه)، در حوالي کيلومتر ۲۳ جاده کرج به چالوس نزديک به روستاي واريان آغاز گرديد.

ساختن اين سد در سال ۱۳۳۷ شروع ودر اوايل سال ۱۳۴۲ پايان يافت و بهره‌برداري از آن آغاز شد. به منظور پاسخگوئي به نياز فزاينده تهران به آب شرب، تصفيه‌خانه شماره دو(کن)و دو خط لوله بتني به قطر mm۲۰۰۰ جهت انتقال آب از آبگير بيلقان به محل تصفيهخانه مزبور احداث گرديد و از سال ۱۳۴۲ مورد بهره‌برداري قرار گرفت. رشد جمعيت و سيل مهاجرت به تهران همچنان ادامه داشت و نيازهاي جديدي را ايجاد مينمود، لذا متصديان امر بر آن شدند که براي افزايش ظرفيت تأمين آب و توسعه تأسيسات چاره‌انديشي و اقدام نمايند. در اين راستا استفاده از منابع آب زيرزميني مورد توجهقرار گرفت تا در کنار آب قنوات و سد کرج، بخشي از نياز آبي تهران، بويژه در ماه‌هاياوج مصرف(خرداد، تير، مرداد، شهريور) را جبران نمايند. از سال ۱۳۴۲ حفر چاه‌هايعميق آغاز شد و روز به روز بر تعداد اين چاه‌ها افزوده گرديد. در سال۱۳۴۰ مطالعه و ساخت سد لتيان در ۳۲ کيلومتري شمال شرق تهران به منظور مهارآب رودخانه جاجرود آغاز گرديد. در طرح توجيهي ساخت اين سد، تأمين بخشي از آب تهران وآب کشاورزي دشت ورامين مورد توجه قرار داشت.سد لتيان در سال ۱۳۴۶ به بهره‌برداريرسيد و استفاده از آب آن که به وسيله تونل تلو(به طول ۹ کيلومتر و به قطر 7/2 متر)به حومه شرقي تهران مي‌رسد، آغاز گرديد. از همان زمان، ساخت سومين تصفيه‌خانهتهران در منطقه حکيميه تهران پارس مطرح شد. اين تصفيه‌خانه در سال ۱۳۴۷ در مداربهره‌برداري قرار گرفت. عمليات توسعه تصفيه‌خانه سوم و احداث تصفيه خانه شماره چهاردر سال ۱۳۶۳ به اتمام رسيد و مورد بهره‌برداري قرار گرفتند. به دنبال افزايش نيازهاي آبي تهران، مطالعات و ساخت يک سد خاکي روي رودخانه لاردر شمال شرقي تهران در بلنديهاي کوه کلان در دامنه قله دماوند در ناحيه‌اي به نامپلور در کيلومتر ۶۵ جاده هراز(تهران- آمل) در سال ۱۳۵۳ آغاز گرديد. ساخت اين سد درسال ۱۳۶۰ پايان يافت و بهره‌برداري از آن در سال ۱۳۶۳ آغاز شد.

يکي از اهداف ساخت سد لار تأمين بخشي از آب شرب تهران بود ولي به دليل مشکل فرارآب، بهره‌برداري از سد مذکور به ميزان ظرفيت اسمي آن ميسر نگرديد. آب ذخيره شده درمخزن اين سد به وسيله تونل کلان (به طول۲۰ کيلومتر و قطر ۳ متر) تا سه کيلومتريدرياچه سد لتيان انتقال يافته و پس از برق‌گيري در دو نيروگاه کلان و لوارک جهت تغذيه سد لتيان از طريق رودخانه به اين درياچه مي‌ريزد.
رشد بي‌رويه تهران وضعيتيرا بوجود آورده که منابع آب موجود يعني سدهاي کرج، لتيان و لار و چاههايي که قراربود فقط در ماه هاي اوج مصرف مورد استفاده قرار گيرند، ديگر کفاف مصرف شهروندان تهراني را ننمايند و به ناچار برداشت از منابع زيرزميني رو به افزايش نهاد. سقفمجاز برداشت از منابع زير زميني ۲۵۰ ميليون مترمکعب در سال تعيين شده است.

منابع تأمين آب

- سد كرج؛ در حال حاضر منابع تأمين آب تهرانعبارت از سدهاي كرج، لار، لتيان و ۱۱۷۲ حلقه چاه عميقاست.

- آبگير بيلقان؛ به دليل طغيانهاي موسمي و جريانهاي شديد رودخانه كرج به ويژه در فصل بهار و گلآلود شدن آب، تاسيسات اوليه تصفيه آب در محل آبگير بيلقان تأسيس گرديده است تا بارسوب دادن گل و لاي آب و همچنين حذف مقادير زيادي شن و ماسه و سنگريزه معلق و برخي اشياء شناور, آب نسبتاً صافي به تصفيه‌خانه‌هاي ۱ و ۲ انتقال مي‌يابد.

                                                

سد كرج                                                               آبگير بيلقان

خصوصيات خطوط انتقال آب تهران از منابع تهيه آب به تصفيه‌خانه‌ها در جدول زير آمده است؛

خطوط انتقال آب خام

كانال

۸كيلومتر

ابعاد 64/1×۲/۱

تونل

۲۸كيلومتر

قطر ۲۷۰۰ ميليمتر

لوله‌هاي فولادي

۷۳كيلومتر

قطر ۱۰۰۰ ميليمتر

لوله‌هاي بتني

۶۷كيلومتر

قطر ۲۰۰۰ ميليمتر

تاريخچه تصفیه آب

اشاره به روشهاي تصفيه آب دراسنادپزشكي زمانهاي قديم ، بيانگرآن است كه بين پاكيزه‌گي آب و سلامتي

بشرارتباطي مستقيمي وجوددارد.سقراط كه پدرعلم پزشكي شمرده مي‌شودمي‌گويد:«هر كس كه مي‌خواهد به نحوي شايسته درپزشكي به بررسي وتحقيق بپردازد بايدآب موردمصرف ساكنين يك ناحيه رامورد توجه قراردهد زيرا آب درسلامت انسانها بسيارنقش دارد».

منابع تاريخي وتصاويربدست آمده نشان مي‌دهدكه ازدوهزارسال پيش ازميلاد تصفيه آب براي آشاميدن مرسوم بوده است. در متون سانسكريت( زبانباستاني هنديها)و يونان باستان كه متعلق به2000سال قبل ازميلادمسيح مي‌باشد،روشهاي تصفيه آب توضيح داده شده است. مردم در آن زمان مي‌دانستند كه حرارت دادن به آب باعثخالص شدن آن مي‌شود.همينطوراز فيلترهاي شني و گرانولي براي تصفيه آب استفاده مي‌كردند. تصاويرموجوددرديوارهاي مقبره رامسسدومنشان مي‌دهدكه1500سال قبل ازميلاد،مصريان از روش شيميايي كه باافزودن موادشيميايي مختلف به آب،باعث بزرگترشدن ذرات(coagulation) معلق شده و منجربه ته‌نشينيمي‌شودبرايتصفيه آب استفاده مي‌كردند.آنهابا افزودن سولفات آلومينيوم به آب مقدار زيادي از املاح رابه طريق ته نشيني جدا مي‌كردند. همينطورمصريان با استفاده ازسيفونهاي فتيله‌اي كه آب راازظرفي به ظرف ديگرمنتقل مي‌نمود، ناخالصی‌هاي معلق درآب رامي‌گرفتند.اين عمليات نيزدرنقاشي هاي مصريان كه متعلق به13قرن قبل از ميلاد مسيح مي‌باشد،نشان داده شده است.

روميان باساختن حوضچه‌ هاي شني درمسيركانالهايي كه آب شهرراتأمين مي‌كردندذرات معلق همراه آب را جدا مي‌كردند.درشهرونيزكه برروي جزيره‌ايبدون منبع آب شيرين قرارگرفته است آب حاصل از بارندگی ازطريق حياطهاوبامهابه آب انبارهاي شهرهدايت مي‌شد ودرمسيرحركت خود ازفيلترهاي شني نيزعبور مي‌كرد.اولين نوع ازاين آبانبارها،درحدود 5 قرن پس ازميلاد مسيح براي تهيه آب جهت مصارف خصوصي وعمومي ساخته شد. جابربنحيان شيميدان ايراني ازروش تقطيركه دراصل نمونه آزمايشگاهي يكي ازروشهاي عمومي تصفيه آب مي‌باشد،براي مصارف آزمايشگاهي خوداستفاده مي‌كرد. شرايط جغرافيايي ايران ودردسترس بودن آب شيرين وسالم شايد يكي ازعلتهاي عدم استفاده گسترده ايرانيان از روشهايي تصفيه آب بوده است.زيراتوجهبه آب سالم وآلوده نكردن آن كه مستلزم شناخت انواع بيماريهايي ناشي ازآلودگي‌هاي آب است،ازآموزه‌هاي آشوزرتشت پيامبرباستاني است. بقاياي سيستم فاضلاب متمركزشهري درزمان هخامنشيان كه دركاوشهاي سالهاي اخيرپيداشده نشانگر تسلط ايرانيان باستانبه آب بوده وچه بسادربعضي نقاط نيزازروشهاي قديمي تصفيه آب استفاده مي‌كردند. شهربيزليدراسكاتلند به عنوان اولين شهري است كه كل آب مصرفي آن دراوايل قرن19مورد تصفيه قرارگرفت. سيستم تصفيه آب متشكل ازعمليات ته نشين سازي بود كه متعاقبآن فيلتراسيون نيز انجام مي‌شد.تصفيه آب به تدريج دراروپاگسترش يافت به طوريكه باپايان قرن19بيشترمنابع عمده آب شهري فيلتر ميشدند( اين فيلترها ازنوع ماسهاي كند بودند).

توسعه تصفيه آب درآمريكاپس ازاروپا صورت گرفت.اولين تلاش براي فيلتراسيون درشهرريچموند ايالت ويرجينيادرسال1932انجام گرفت ولي پروژه منجربه شكست گرديد وچندين سال طول كشيدتا تلاش مجددي براي انجام آن صورت پذيرد.پس ازپايان جنگهاي داخلي،تلاشهاي ديگري براي الگوبرداري ازروش فيلتراسيون اروپايي انجامشداماتعدادكمي ازآنهابا موفقيت همراه بود زيرا بطور مسلم ماهيت ذرات جامد معلق دررودخانه‌هاي اروپاباآمريكاتفاوت داشت وفرآیندكندفيلتراسيون ماسهاي نمي‌توانست به خوبي مؤثر باشد ولذا فيلترهاي شني تند(تحت فشار) كه به صورت هيدروليكي تميز مي‌شد در اواخر قرن19 ساخته شد كه منجربه كارايي بيشترفرآیندتصفيه آب گرديد.

پي بردن به خواص فيلتراسيون درربع آخرقرن19سبب ساخت وتوسعه واحدهاي مختلف فيلتراسيون در سراسر اروپاوآمريكاگرديدبطوريكه درانتهاي قرن،فيلتراسيون به عنوان عامل اصلي جلوگيري از بيماري‌هايي بامنشاءآبي به حساب مي‌آمد.

پذيرش تئوري ميكربي درموردانتقال بيماريها ،منجربه انجام عمليات گندزدايي برروي منبع آب مصرفي جامعه گرديد.درابتداگندزدايي به صورت موقت بااستفادهازپودرهاي رنگبروهيپوكلريتها در موارد خاص انجام مي‌گرفت.اولين واحدي كه به طوردائم آب راكلرين همي‌كرددرسال1902در بلژيك راه‌اندازي شد.توليد كلرمايع اولين باردرسال1909براي گندزدايي آب آغازگرديد ودر فيلادلفيا به سال 1913براي اولين بارجهت ضدعفونی آب،استفاده ازسايرموادمصرفي براي گندزدايي از جمله اُزن توسعه پيداكرد ولي مصرف آن فراگيرنشد.گندزدايي و استفاده وسيع ازكلردرمنابع آب مصرفي، باعث كاهش بسيارزياد مرگ وميرناشي از بيماريهايي بامنشأآبي گرديد. سايرفرآیند هاي تصفيه آب باسرعت و گستردگي كمتري توسعه يافتند. منعقدسازي همراه بافيلترشني سریع(تحت فشار)به عنوان فرآیند مكمل ته‌نشيني درايالات متحده توسعه يافت. نرم كردن آبهاي سخت درقرن نوزدهم دراروپا انجام مي‌گرفت اما تا آغاز قرن بيستم براي مصارف عمومی آب گسترش پيدا نكرد همچنين ظرفيت ذغال براي جداسازي موادآلي محلول در آزمايشهاي مربوط به فيلتراسيون در اوايل قرن19 مورد توجه قرار گرفت امابراي مصرف عمومی آب استفاده نشد. اصلاحاين ماده تبديل آن به كربن فعال همراه بااستفاده آن در واحدهای تصفيه آب درسالهاي اخير صورت گرفت. روش درقرن بيستم شيرين سازي آب باظرفيت بالاگسترش پيداكرد و با ساخت غشاهاي نيمهتراواو پيدايش اسمزمعكوس درآمريكا،ظرف چندسال اين صنعت فراگيرشد بطوريكه درحال حاضر كشورهاي حوزه خليج فارسبيشاز30درصد ظرفيت توليدآب شيرين جهان را دارامي‌باشند.

تصفيه‌خانه‌هاي آب تهران

در حال حاضر تصفيه‌خانه‌هاي در دستبهره‌برداري در شهرهای استان تهران ۵ واحد مي‌باشد.

  1. تصفيه‌خانه شماره يك(جلاليه)
  2. تصفيه‌خانهآبشمارهدو(كن)
  3. تصفيه‌خانه‌هايشمارهسهوچهار(حكيميه)
  4. تصفيه‌خانهشمارهپنج (مينيسيتي)تصفيه‌خانه شماره پنج(مينيسيتي) در شمال شرق تهران قرار دارد. در سال1383به بهره‌برداري رسيد و منبع تأمين‌كننده آب اين تصفيه‌خانه از سد لار است كه بهشمال شرق تهران انتقال مي‌يابد.
  5. انتخاب فرآیندهاي تصفيه برپايه کيفيت آب خام

تصفيه‌خانهجلاليه از قديمي‌ترين(53 سال) تصفيه‌خانه‌هاي ايران واقع در ضلع جنوب شرقي تقاطع خيابان دكتر فاطمي است. مطالعات و عملياتاجراي آن اواخر سال 1320 شروع و نيمه دوم سال 1334 هجري شمسي به بهره‌برداري رسيد. منبع تأمين آب اين تصفيه‌خانه رودخانه كرج از ايستگاه آبگير بيلقاناست. آب خام بعد از حذف شن و ماسه و شاخه و برگ و اجسام بزرگ و انجام كلرزني مقدماتي در آبگير توسط دو خط لوله فولادي به قطر 1000 ميلي متر و به طول 40 كيلومتر به صورت ثقلي به تصفيه خانه انتقال مي‌يابد.

مشاوره

آلكساندر گيپ انگلستان

طراح و پيمانكار

شركت دگرمون فرانسه

سال بهره برداري

1334

ظرفيت اسمي

7/2 متر مكعب در ثانيه

حداكثر ظرفيت بهره برداري

3 متر مكعب در ثانيه

نوع زلال سازها

اكسيلاتور تركيبي

نوع صافي

آكازورN

ماده منعقد كننده

كلرورفريك

ماده تنظيم کننده pH

شير آهك

ماده ضدعفوني كننده

كلر خالص

 

تصفيه‌خانه جلاليه

بزرگ‌ترين تصفيه‌خانه ايران، در غرب تهران(شهر زيبا) قرار دارد. اينتصفيه‌خانه شامل دو بخش است كه در سال‌هاي 1342 و 1349 مورد بهره‌برداري قرار گرفتهاند.
منبع تأمين آب اينتصفيه‌خانه رودخانه كرج است كه پس از حذف ذرات معلق درشت و پيش كلرزني در آبگيربيلقان از طريق دو لوله بتني به قطر دو هزار ميلي متر و طول 30 كيلومتر وارد تصفيهخانه مي‌شود.
مشاور اينطرح شركت الكساندر گيپ انگلستان و طراح و پيمانكار آن شركت دگرمون فرانسه بودهاست.

                                                    

                                                     تصفيه خانه كن

تصفيهخانه‌هاي شماره سه و چهار شهر تهران در شمال شرقي تهران در ارتفاع 1515 متري از سطحدريا در شهرك حكيميه واقع شده است. بهره‌برداري از تصفيه‌خانه شماره سه در سال 1346 و تصفيه‌خانهشماره چهار در سال 1363 آغاز شده است كه آب خام ورودي از طريق تونل تلو به طول حدود10كيلومتر و قطر 2700 ميلي متر وارد تصفيه‌خانه مي‌شود. اين آب پس ازانجام فرآیندهاي مختلف تصفيه(فيزيكي- ميكروبی) آب مناطق شرق و بخش‌هايي از شمال،مركز و جنوب شهر تهران را تصفيه مي‌كند.

تصفيه‌خانه شماره سه

خلاصه وضعيت تصفيه‌خانه‌هاي تهران در جدول زير آمده است؛

نام تصفيه‌خانه

تاريخ بهره‌برداري

نوع زلال‌سازي

ظرفيت اسمي

تصفيه‌خانه شماره ۱

۱۳۳۴

اكسيلاتور

7/2 متر مكعب در ثانيه

تصفيه‌خانه شماره 2

دو مرحله(1342و1349)

پولساتور

۸ متر مكعب در ثانيه

تصفيه‌خانه شماره3

1346

پولساتور

۴ متر مكعب در ثانيه

تصفيه‌خانه شماره 4

1363

پولساتور

۴ متر مكعب در ثانيه

تصفيه‌خانه شماره5

1383

پولساتور

۱متر مكعب در ثانيه

فرآیندتصفيه آب

همواره بايد تلاش در اين راستا باشد كه تا حد امكان از خالص‌ترين منابع آب براي شرب استفاده شود، حتي اگر اين امر به قيمت انتقال آب از مسيرهاي طولاني و رساندن آن به مصرف كننده با تصفيه اندك و يا بدون تصفيه تمام شود. فرآیندهايي كه براي تصفيه آب آشاميدني مورد استفاده قرار مي‌گيرد بستگي به كيفيت منبع آب انتخاب شده دارند، بيشتر آبهاي زيرزميني صاف و عاري از عوامل بيماريزا و همچنين فاقد مقادير قابل توجهي از مواد آلي هستند اين قبيل آبها را مي‌توان با استفاده از حداقل مقدار كلر براي جلوگيري از آلودگي شبكه‌هاي توزيع در سيستمهاي آب آشاميدني مورد مصرف قرار داد.

آبهای سطحی غالبا دارای تنوع بیشتری از آلاینده‌ها نسبت به آبهاي زيرزميني هستند و به همين دليل فرآیندهاي تصفيه ممكن است براي اين قبيل آبها پيچيده‌تر باشد. بيشتر آبهاي سطحي داراي كدورتي بيش از مقدار تعيين شده توسط استانداردهاي آب آشاميدني مي‌باشد.

فرآیندهاي تصفيه آب شامل مراحل زير مي‌باشد:

قبل از طراحي تأسيسات آب‌گيري، انتقال و تصفيه‌ آب براي آشاميدن و مصارف ديگر، بايد از کيفيت و کميت آب منبع تأمين‌کننده در طول عمر مفيد يک طرح مطمئن بود و اين بخش از مطالعات است که در برنامه‌هاي توسعه‌ منابع آب در سطح کلان و منطقه‌اي مورد توجه قرار مي‌گيرد. بنابراين بايد کيفيت آب مورد نياز تمام مصارف را دانست و تغييرات احتمالي کيفيت آب‌هاي موجود را نيز پيش‌بيني نمود زيرا هر گام در راه توسعه‌، روي کميت و کيفيت منابع آب مؤثر است که در واقع جنبه‌هاي منفي و يا تخريبي آن بيشتر است. مهم‌ترين هدف در تصفيه‌ آب براي مصرف آشاميدني، از بين بردن عوامل زنده‌ بيماريزا در صورت وجود آن در آب خام است به‌ طوري ‌که مصرف آن براي انسان بي‌خطر گردد. به‌علاوه آب از نظر رنگ، بو و کدورت در حدي باشد که مورد قبول مصرف‌کننده قرارگيرد و در نهايت اين ‌که هزينه‌هاي انجام کار داراي توجيه اقتصادي باشد و قيمت تمام شده‌ آب از توجيه اقتصادي قوي برخوردار باشد. اغلب آب‌ها داراي ناخالصي‌هايي هستند و هدف از تصفيه‌ آب، رساندن اين ناخالصي‌ها به حد مجاز تعيين‌ شده استانداردهاي آب آشاميدني است. معمولاً آب طبيعي هم براي مصارف آشاميدني و بهداشتي و هم براي مصارف صنعتي، نيازمند تصفيه است. تصفيه آب براي مصارف آشاميدني و بهداشتي، آسان‌تر و ارزان‌تر از تصفيه آب براي مصارف صنعتي است.

نگراني‌هاي اساسي در مورد آب آشاميدني عبارتند از:

*         وجود باکتري‌هاي بيماريزا(پاتوژن‌ها) در آب

*        کمبود يا زياد بودن غلضت بعضي از يون‌ها که در سلامتي انسان نقش دارند.

*         ذرات معلق آب

*         بو و مزه‌ي آب

به منظور بهبود كيفيت آب خام ورودي به تأسيسات تصفيه‌خانه‌هاي آب، اجراي يك يا چند عمليات از جمله آشغالگيري، پيش ته‌نشيني، كلرزني تحت عنوان فرآیند پيش تصفيه در داخل و يا خارج از تصفيه‌خانه پيش‌بيني مي‌گردد. همانطور كه آب خام تصفيه‌خانه‌هاي شماره يك و دو تهران قبل از ورود به تصفيه‌خانه در محل آبگير بيلقان اين مراحل را طي مي‌كند.

الف) آشغالگيري

در آبگيري از آبهاي سطحي شاخ و برگ و الياف و با مواد ديگر شناور به وسيله شبكه‌هاي آشغالگير از آب جدا مي‌شوند. اين شبكه‌ها مواد شناوري را كه همراه آب است، در خود نگه مي‌دارد و مانع ورود آنها به تصفيه‌خانه مي‌شوند. آشغالگير ممكن است قبل از ورود آب يا در محل ورودي آب به تصفيه‌خانه نصب شده باشد كه در هر حال مي‌بايست روزانه حداقل يكبار تميز گردد.

به منظور حذف قطعات درشت، سبك و شناور بر روي آب كه معمولا در آبهاي سطحي وجود دارد كاربرد توريهاي آشغالگير در مسير هدايت آب، در آبگيرها و كانالهايي كه آب خام را به تأسيسات تصفيه‌خانه مي‌رساند، ضروري است. آبهاي سطحي نظير رودخانه‌ها، همواره شاخه و برگ درختان، قطعات پلاستيكي و ... را همراه خود حمل مي‌كنند كه ورود آنها به تأسيسات، علاوه بر اينكه راندمان پالايش را كاهش مي‌دهد( از طريق كاهش سطح برخورد مواد شيميايي با مولكول‌هاي آب و افزايش مصرف مواد شيميايي) ممكن است با اخلال در كار تجهيزاتي مانند شيرها و پمپ‌ها در عمليات تصفيه وقفه ايجاد نمايد. بنابراين اولين مرحله تصفيه فيزيكي آب خام عمليات آشغالگيري مي‌باشد.

جنس شبكه‌هاي آشغالگير معمولا از موادي است كه در آب به راحتي زنگ نزده و در مقابل فشار آب به حد كافي مقاوم مي‌باشد. معمولا جنس آشغالگيرها از آلومينيوم، فولاد ضد زنگ و يا فولاد معمولي كه با پوششهاي مطلوب ايزوله شده باشد، انتخاب مي‌شود. گاه در اثر افزايش ميزان مواد شناور امكان حذف آنها با يك توري آشغالگير وجود نداشته و در اينصورت از دو مرحله آشغالگيري توسط دو توري با فاصله چند متري استفاده مي‌گردد. بديهي است كه ابعاد چشمه توري‌ها مساوي نبوده و توري اول داراي چشمه‌هاي بزرگتري مي‌باشد.

حركت آشغالگيرها يا دستي بوده و يا به كمك موتورهاي الكتريكي انجام مي‌شود. تعداد آشغالگيرها در هر مرحله معمولا دو توري مي‌باشد كه در حين تميز كردن يكي از توري‌ها، ديگري در مدار بهره‌برداري قرار دارد. تميز كردن توري‌ها با دست و به كمك برسهاي سيمي انجام مي‌گيرد. فاصله زماني نظافت آشغالگيرها بستگي به ميزان مواد زائدي دارد كه همراه جريان آب وارد تصفيه‌خانه مي‌شود و تجربه در انتخاب اين فاصله زماني بسيار مؤثر است. در صورتيكه توري آشغالگير به موقع تميز نشود در حقيقت مانعي بر سر راه عبور آب ايجاد شده، توري در اثر فشار جريان آب تاب برداشته، سطح آب پشت توري بالا آمده و مشكل ايجاد مي‌كند.

در تصفيه‌خانه جلاليه اين واحد از دو توري آشغالگير به ابعادm 9/0 × m 3 و با چشمه‌هايي به ابعاد

mm 45 × mm 45 تشكيل شده است.

      

آشغالگير ورودي آب خام تصفيه‌خانه جلاليه

ب)پيش ته‌نشيني

در مواقعي ‌که مواد معلق در آب از 1000 ميلي‌گرم در ليتر بيشتر شوند، براي کاهش کدورت در زلال‌سازها از واحد پيش‌ته‌نشيني استفاده مي‌شود. به عبارت ديگر زلال‌سازها براي زلال‌سازي آب خام با کدورت مشخصي طراحي مي‌شوند. چنانچه کدورت آب خام به بيش از حد طراحي سيستم‌هاي زلال‌ساز برسد، نياز به پيش‌ته‌نشيني است که اين پيش‌ته‌نشيني مي‌تواند به‌صورت ساده‌ فيزيکي و يا با کمک مواد شيميايي و فرآیندهاي زلال‌سازي باشد. براي حذف مواد معلق بزرگ‌تر از 200 ميکرون، ته‌نشيني ساده و براي مواد معلق کوچکتر و با وزن مخصوص پايين، معمولاً نياز به ته‌نشيني به کمک مواد شيميايي منعقدکننده است.

حوض‌هاي پيش‌ته‌نشيني بر دو نوع مي‌باشند:

-بدون لجن‌روب مکانيکي

-با لجن‌روب مکانيکي

     براي جمع‌آوري لجن، شيب کف حوض‌هاي نوع اول را بسيار زياد در نظر مي‌گيرند(45 تا 60 درجه) و در نتيجه، عمق اين نوع ‌ته‌نشيني نسبت به نوع پيش‌ته‌نشيني با لجن‌روب مکانيکي بيشتر است. در جايي که ظرفيت تصفيه‌خانه بالا باشد و يا ميزان مواد معلق زياد باشد، نوع پيش‌ته‌نشيني با لجن‌روب مکانيکي را توصيه مي‌کنند.

پيش‌ته‌نشيني با لجن‌روب نيز از نظر شکل هندسي داراي دو گونه مي‌باشد:

الف)   مستطيلي

ب)    دايره‌اي

الف) حوضچه‌هاي مستطيلي:

اين نوع حوض‌چه‌ها عموماً با نسبت طول به عرض 2:1 تا 3:1 ساخته مي‌شوند. برخي طراحان بزرگ نظير Monk نسبت 6:1 تا 7:1 را جهت از عمل ميان‌بر زدن، پيشنهاد مي‌کنند. در صورت طراحي مناسب ورودي و خروجي، اين حوضچه‌ها، رژيم جريان ايده‌الي را ايجاد خواهند کرد. علاوه بر مزيت فوق، هزينه‌ي ساختماني نسبتاً کم اين حوضچه، به خصوص در واحدهاي دوتايي به دليل استفاده از ديوار مشترک در مقايسه با حوضچه‌هاي دايره‌اي، انتخاب اين حوضچه را پررنگ‌تر مي‌نمايد. حوض‌هاي پيش‌ته‌نشيني مجهز به دريچه‌ي آب، شيرتخليه(و شير شستشو) مي‌باشند. حوض‌هاي پيش‌ته‌نشيني با مقطع مستطيلي داراي شيب در جهت عکس حرکت آب مي‌باشند.

ب) حوضچه‌هاي دايره‌اي:

اين حوضچه‌ها در انواع تزريق مرکزي و تزريق محيطي وجود دارند. حوضچه‌هاي تزريق مرکزي داراي عمل ميان‌بر کمتري مي‌باشند گرچه حوضچه‌هاي ته‌نشيني تزريق مرکزي معمول‌تر مي‌باشند. حوضچه‌هاي مستطيلي نسبت به دايره‌اي در عمل ته‌نشيني ، جريان ايده‌آل‌تري ايجاد مي‌نمايند ولي امکانات لجن‌روبي در حوضچه‌هاي دايره‌اي بيشتر مي‌باشد.

بهره‌برداري

در موقع شروع بهره‌برداري از يک حوض پيش‌ته‌نشيني، آب را به تدريج در حوض وارد مي‌کنند تا حوض به آرامي پر شود. در اين حالت دريچه‌ي خروج آب از حوض پيش‌ته‌نشيني کاملاً باز مي‌شود. براي شستشوي حوض پيش‌ته‌نشيني، ابتدا شير ورود به حوض را بسته و شير تخليه را باز مي‌کنند. زماني ‌که سطح آب پايين رفت و گل‌ولاي و ماسه ظاهر شد، شير آب شستشو را باز مي‌کنند که آب را از مثلاً حوض مجاور که در حال بهره‌برداري است دريافت ‌کند. جريان آب، گل و لاي و ماسه ته‌نشسته را در امتداد شيب کف حوض به طرف مجراي خروجي براند و از شير تخليه خارج شود. در نوعي که مجهز به لجن‌روب مکانيکي است اين لجن‌روب به‌طور دايم در حوضچه در حال حرکت است و لجن‌ها را به سمت عميق حوضچه هدايت مي‌کند. وقتي که حجم لجن‌ها افزايش پيدا کرد، شيرهاي خروجي لجن باز شده و لجن‌ها با فشار استاتيکي آب به بيرون هدايت مي‌شوند.

ج) كلرزنيآبخام(كلرزني اوليه)

  1. انتخاب فرآیندهاي تصفيه برپايه کيفيت آب

ناخالصي‌هاي آب را به دو دسته عمده مي‌توان تقسيم کرد:

الف- ناخالصي‌هاي معلق: اين ناخالصي‌ها شامل موارد زير است :

1-ذرات معلق زنده بيماريزا مانند عوامل حصبه، وبا و تخم انگل‌ها

2-ذرات معلق زنده غير بيمار‌یزا مانند برخي جلبک‌ها و تک‌سلولي‌ها

3-ذرات معلق غير زنده مانند ذرات رسي و کلوئيدها

براي زدايش و يا کاهش ناخالصي‌هاي فوق، تصفيه متعارف شامل فرآیندهاي اختلاط سريع، انعقاد، ذره‌سازي، ته‌نشيني، فيلتراسيون و گندزدايي به ‌کار مي‌رود.

ب- ناخالصي‌هاي محلول: اين ناخالصي‌ها به‌طور يکنواخت در آب پراکنده بوده و ممکن است به ‌صورت اتم، مولکول و يا يون باشند که به اشکال زير وجود دارند :

1-آنيون‌هاي عمومي مانند کربنات‌ها، سولفات‌ها، کلرورها و نيترات‌هاکه روش حذف يا کاهش آنها تصفيه متعارف، تبادل يوني، فرآیندهاي غشايي، تصفيه شيميايي و... مي‌باشد.

2-کاتيون‌هاي عمومي مانند کلسيم، منيزيم، آهن، سديم، منگنز و ... که روش‌هاي کاهش و يا زدايش آنها از آب، نيازمند روش‌هاي تصفيه متعارف، تبادل يوني، فرآیندهاي غشايي، هوادهي و ... مي‌باشد.

3-گازها مانند دي‌ اکسيدکربن، سولفيد هيدروژن و متان که هوادهي و يا تصفيه شيميايي براي کاهش اين آلاينده‌ها به ‌کار مي‌رود.

4-عناصر سمي، ترکيبات مصنوعي، مواد آلي و فلزات سنگين مانند آرسنيک، سرب و جيوه که با فرآیندهاي تصفيه متعارف، تبادل يوني، فرآیندهاي غشايي و جذب سطحي مي‌توان اقدام به کاهش آنها کرد.

5-عناصر راديواکتيو که فرآیندهاي تصفيه متعارف، تبادل يوني، فرآیندهاي غشايي و جذب سطحي براي کاهش آنها به کار مي‌رود.

  1. فرآیندهاي مختلف يک تصفيه‌ خانه

با توجه به بررسي‌هايي که در مورد کيفيت منبع آب انجام مي‌گيرد، آب نيازمند تصفيه خواهد بود که مطابق اين کيفيت، يگآنهايي که بايد در تصفيه‌خانه به ‌کار روند و همچنين فرآیندهاي مختلف فيزيکي و شيميايي که بايد انجام گيرند، تعيين مي‌گردند.

به‌طور کلي در يک تصفيه‌خانه آب، ممکن است فرآیندهاي زير صورت‌پذيرد:

1-        آب‌گيري در ايستگاه پمپاژ آبگير

2-        تقسيم جريان آب در حوضچه‌ي شيرآلات ورودي(Inlet chamber)

3-        اندازه‌گيري دبي آب ورودي به تصفيه‌خانه

4-        هوادهي

5-        آهك زني(تنظيم pH آب و حذف سختي)

6-        اختلاط سريع (Flush mixing)

7-        زلال‌سازي يا کلاريفاير (Clarifier)

8-        انعقاد(Coagulation)

9-         لخته‌سازي (Flocculation)

10-   ته‌نشيني (Sedimentation)

11-   صاف‌سازي آب جهت جداسازي آخرين ذرات مواد معلق ته‌نشين شده (Filteration)

12-   سالم‌سازي آب (کلرزني نهايي) (Post chlorination)

13-   بازيافت آب شستشوي صافي‌ها جهت کاهش تلفات آب (Recovery)

14-   تغليظ و آبگيري لجن (Sludge thickening & dewatering)


شرح مراحل تصفيه وتأسيسات آب

  1. ايستگاه پمپاژآب‌گيري وحوضچه‌ي شيرآلات ورودي
  2. شيركنترل آب خام
  3. اندازه‌گيري دبي آب ورودي به تصفيه‌خانه
  4. دستگاه اندازه‌گيري اختلاف فشار
  5. دستگاه اندازه‌گيري سرعت جريان آب
  6. دستگاه اندازه‌گيري جريان مغناطيسي
  7. دستگاه اندازه‌گيري جريان ماوراء صوت
  8. هوادهي

با توجه به اينکه آب برداشتي از رودخانه، درياچه و يا چاه مي‌باشد، از يک ايستگاه پمپاژ براي آب‌گيري و انتقال آن به ساير يگآنهاي تصفيه‌خانه استفاده مي‌شود. با توجه به دبي آب مورد نياز و همچنين هد مورد نياز، تعداد پمپ‌ها و ظرفيت آنها تعيين مي‌شود. آب ورودي به تصفيه‌خانه، توسط شيرهاي کنترلي تنظيم و بين مدول‌ها تقسيم مي‌گردد. آب پس از خروج از حوضچه‌ي شيرآلات، وارد واحد پيش‌ته‌نشيني مي‌گردد.

ميزان آب خام ورودي به تصفيه‌خانه، معمولا از محلي كه آب ارسالي به تصفيه‌خانه وارد خط لوله و يا كانال اختصاصي آن مي‌شود، انجام گرفته و به كمك «تله مترينگ» و يا گزارشهاي تلفني به اطلاع مسئولين تصفيه‌خانه مي‌رسد.

در اولين مرحله ورود آب خام به تصفيه‌خانه، نصب شير بر روي كانال و يا لوله ورودي امري ضروري است تا بتوان در مواقع مورد نياز نسبت به قطع فوري آب و يا كاهش ميزان آن اقدام نمود. شير و يا شيرهايي كه معمولا بر روي كانال ورودي نصب مي‌گردد از نوع شيرهاي دروازه‌اي و يا پروانه‌اي مي‌باشد كه به صورت دستي و يا با كمك موتور الكتريكي باز و بسته مي‌شود. اين شيرها به طور معمول يا باز هستند و يا بسته، مگر در مواقعي كه به دليلي نياز باشد كه آب ورودي كاهش يابد، كه در اين صورت آنها را تا حد لازم مي‌بندند. نگهداري اين شيرها ساده بوده و كافي است كه در فاصله زماني معين مانور شده و واشرهاي لاستيكي آنها مورد بازديد و در صورت لزوم تعويض گردد. شيرهاي ورودي را معمولا مي‌توان هم از محل نصب و هم از تابلوي اصلي تصفيه‌خانه باز و بسته كرد.

آب خام ورودي به تصفيه‌خانه جلالیه توسط دو خط لوله فولادي از ديوار شمالي وارد تصفيه‌خانه مي‌شود و هر لوله به يك دستگاه شير پروانه‌اي 900 ميلي‌متري با مكانيزم الكتريكي و دستي مجهز مي‌باشد. شيرها و سكوي فرمان مجموعا در يك اتاق بتني در ابتداي كانال آب خام قرار دارند.

شدت جريان(دبي) آب ورودي به تصفيه‌خانه را مي‌توان به طرق مختلف اندازه گرفت. اندازه‌گيري مقدار آب ورودي بسيار حائز اهميت است و اگر چه مقدار آب ارسالي معمولاً در نقطه‌اي كه آب وارد كانال يا لوله اختصاصي تصفيه‌خانه مي‌شود، اندازه‌گيري مي‌گردد اما لازم است كه در بدو ورود به تصفيه‌خانه نيز كنترل شود. اندازه‌گيري شدت جريان در تعيين مقدار مواد شيميايي تزريقي به آب( مواد منعقد كننده، كمك منعقد كننده، مواد تنظيم كنندهpH ، كلر و...) و تعيين آمارهاي لازم نقش اساسي دارد.

براي اينكه آب تصفيه شده پيوسته داراي كيفيت بالايي بوده و داراي آشاميدن مناسب باشد، اندازه‌گيري جريان آب بايد دقيق باشد و در اكثر موارد يك دستگاه تعيين ميزان جريان آب كه تا 20%± مقدار اصليآب را نشان مي‌دهد كافي و مناسب است. چنانچه مقدار آب صحيح اندازه‌گيري نشود بر هزينه‌هاي تصفيه آب افزوده مي‌گردد. براي مثال در مرحله گندزدايي اگر دستگاه اندازه‌گيري جريان آب، ميزان آنرا 10% بيشتر نشان دهد بنابراين كلر، 10% بيش از مقدار لازم به آب اضافه مي‌شود كه بر هزينه‌هاي گندزدايي افزوده مي‌گردد.

اندازه‌گيري جريان آب را مي‌توان در لوله‌ها و يل كانال‌هاي روباز انجام داد. چهار نوع دستگاه اندازه‌گيري براي سنجش مقدار آب لوله‌ها مناسب مي‌باشد:

در تصفيه‌خانه جلاليه اندازه‌گيري دبي آب ورودي توسط دبي‌سنج الكتريكي بر اساس اندازه‌گيري ارتفاع آب در كانال بر حسب مترمكعب در ثانيه يا متر مكعب در ساعت محاسبه مي‌شود.

                                                                                   

دستگاه سنجش دبي

روشي است كه بوسيله آن آب در تماس با هواي تحت فشار جو(يا كمتر و يا بيشتر از فشار جو) به منظورهاي زير قرار مي‌گيرد و كيفيت آب از لحاظ بو، طعم و خورندگي اصلاح مي‌گردد.

  • کاهش H2S و ساير گازها و مواد فرار و قابل اكسيداسيون كه ايجاد طعم و بو رنگ و يا خورندگي در آب مي‌كنند و به راحتي با هوادهي از آب جدا مي‌شوند.
  • كاهش گازهايي نظير؛ دي اكسيد كربن و سولفيد هيدروژن كه باعث افزايش خاصيت خورندگي آب مي‌شوند. بايد گفت گرچه اكسيژن نيز باعث افزايش خاصيت خورندگي آب مي‌شود، اما با هوادهي معمولي غلظت آن در آب كاهش پيدا نمي‌كند و در مواردي افزايش مي‌يابد.
  • كاهش گازهايي كه در افزايش مصرف مواد شيميايي براي تصفيه يا تعديل املاح آب دخالت مي‌نمايند. مانند؛ CO2 در گرفتن سختي آب با آهك و H2Sدر كلرينه كردن آب

در صورتیكه آب به قدر كافي اكسيژن محلول نداشته باشد با هوادهي ميزان آن افزايش مي‌يابد و در نتيجه:

الف) طعم و بوي آب اصلاح مي‌شود.

ب) اكسيژن از فعاليت بي‌هوازي ميكروارگانيسم‌ها جلوگيري مي‌كند و در نتيجه توليد گازهايي مانند؛ CO2 و H2Sو آمونياك كاهش پيدا مي‌كند، pH آب تعديل مي‌شود و از خورندگي جلوگيري مي‌شود.

ج) آهن و منگنز و آمونياك و برخي از مواد آلي آب اكسيده مي‌شوند.

از اهداف فوق‌الذكر كه براي هوادهي گفته شد، كاهش گاز كربنيك، آهن و منگنز از مهمترين و متداولترين آنهاست. از جمله عوامل مؤثر در هوادهي مدت هوادهي و تناسب سطح تماس به حجم آب حامل گاز(A/V) است كه بدين ترتيب در زمان هوادهي موقعي كه آب به قطره‌هاي ريز تبديل مي‌شود هر چه قطره كوچكتر باشد، سطح تماس بيشتر و راندمان هوادهي افزايش مي‌يابد.

   محل هوادهي آب خام تصفيه‌خانه جلاليه

  1. آهك زني(تنظيم pH آب و حذف سختي)
  2. اختلاطسريع

يكي ديگر از موادي كه در همان ابتدا به آب خام افزوده مي‌شود، شير آهك فوق اشباع، به عنوان ماده تنظيم كننده pH مي‌باشد. محلول شير آهك قبلاً در مخازن انحلال، تهيه و آماده شده، غلظت آن اندازه‌گيري و سپس با توجه به مقدار مورد نياز به آب خام تزريق مي‌گردد. افزودن شيرآهك به آب علاوه بر تنظيم pHدر يك محدوده مناسب، باعث مي‌گردد فرآیند كواگولاسيون، فلوكولاسيون و سديمنتاسيون به نحو مطلوبتري انجام گردد. به عنوان يك ماده كمك منعقد كننده و كاهش دهنده سختي ناپايدار آب نيز در فرآیند تصفيه فيزيكي _ شيميايي آب مؤثر است.

تأسيسات آهك زني تصفيه‌خانه جلاليه

هدف از عمل اختلاط، علاوه بر اختلاط سريع داروهاي شيميايي(كلرور فريك) با آب، توزيع يکنواخت دارو در آب به منظور ناپايدار کردن کلوئيدها مي‌باشد. اين عمل در واحد اختلاط سريع با افزودن مواد منعقدکننده به آب خام و به هم‌زني آن صورت مي‌گيرد. اختلاط سريع عموماً اولين فرآیند تصفيه است. اين مرحله براي اختلاط سريع و کامل منعقدکننده ضروري است و عدم اختلاط کامل، باعث افزايش کدورت آب خروجي و ازدياد مصرف ماده دلمه‌ساز مي‌شود. مهم‌ترين عوامل مؤثر در انعقاد عبارتند از: نوع ماده منعقدکننده، ميزان تزريق، غلظت محلول، تغييرات pH سرعت و مدت به‌هم‌زني، درجه حرارت آب، ميزان و اندازه مواد معلق. تأثير عوامل متعدد بر پديده‌ انعقاد و پيچيدگي مکانيسم‌هاي عمل سبب شده است که مباني تئوريک منسجم و مورد قبول همگاني براي طراحي اين واحد وجود نداشته باشد. شناخته شده‌ترين مبناي تئوريک براي براي طراحي بهم‌زني، بر اساس مطالعات کمپ و گراديان سرعت مي‌باشد. زمان ماند در حوضچه‌ي اختلاط سريع (طبق نشريه 121 وزارت نيرو) کمتر از 30 ثانيه، مقادير پيشنهادي توسط سازندگان اروپايي حدود 60 ثانيه و برخي تحقيقات جديد، زمان ماند در حد کسري از ثانيه را توصيه مي‌کنند. در بعضي موارد حوض اختلاط به نحوي طراحي مي‌شود كه در صورت لزوم زمان ماند بيشتري تأمين گردد. در اين حوضها از صفحات يا تيغه‌هاي بازدارنده سرعت، جهت كاهش جريآنهاي گردابي كه در اطراف ميله پروانه بهم‌زن پيش مي‌آيد، استفاده مي‌شود.

در اختلاط توسط همزن مکانيکي، سرعت همزن‌هاي مکانيکي با تغييرات دبي آب، درجه حرارت، کيفيت و کدورت آب قابل تغيير است و درنتيجه سيستم در مقابل تغييرات دبي مقاوم است.

به طور كلي هدف از اختلاط، ايجاد يك محلول هموژن از مواد شيميايي و آب در كمترين زمان ممكن است. اين امر با استفاده از لوازم بهم زني تند در استخرهاي اختلاط(flash mixing) صورت مي‌گيرد كه با توجه به عوامل ديگر مانند زمان اختلاط، حجم حوض اختلاط و ويسكوزيته آب انتخاب و مورد استفاده قرار مي‌گيرند. معمولي‌ترين اين لوازم عبارتند از؛ پمپها، ونتوريها، افشانكهاي هوايي و پروانه‌اي گردان(تيغه‌هاي پارويي شكل و توربين‌ها و...). در ميان انواع بهم‌زنها، نوع تيغه‌اي، توربيني و پروانه‌اي گردان از مهمترين و معمولي‌ترين لوازم مخلوط نمودن به صورت سريع مي‌باشند. يك بهم‌زن تركيبي است كه از يك ميله قائم گردنده(محور _ شافت) كه بوسيله موتور الكتريكي به دوران درآمده و در انتهاي محور، مجموعه‌اي از تيغه‌ها قرار گرفته است.

سرعت اختلاط به زمان تماس و شيب سرعت بستگي دارد:

G= (P/ (µ.V)) ½ = ((hL µ)/ (t. µ)) 1/2

G: شيب سرعت (S-1)

P: توان به‌کار رفته (وات)

V: حجم ناحيه‌ي اختلاط (m3)

hL: افت هد در اختلاط (m)

t: زماند ماند (s)

ويسکوزيته آب (N S /m2)

*        براي ايجاد يک اختلاط مؤثر، زمان ماند t در واحد اختلاط بايد بين 10 تا 30 ثانيه باشد.

*        شيب سرعت G : محدوده‌ي شيب سرعت مناسب در واحد اختلاط بين 100 تا 1000 بر ثانيه مي‌باشد که بهترين محدوده‌ي آن بين 700 تا 1000 است.

*        حاصل‌ضرب  t × G : به دليل وابستگي گراديان سرعت به زمان ماند، هر چه زمان ماند کمتر باشد، گراديان سرعت بيشتر مي‌شود و برعکس. براي ايجاد يک اختلاط کامل، حاصل‌ضرب دو پارامتر فوق بايد بين 30000 تا 60000 باشد.

به دليل طراحي قديمي، تصفيه‌خانه جلاليه فاقد استخر ته‌نشيني اوليه و واحد اختلاط سريع مي‌باشد به همين دليل تزريق ماده كوآگولانت(كلرورفريك) در مواردي كه كدورت آب خام زياد باشد در دو نقطه، كانال آب خام ورودي استخرهاي زلال‌ساز(اكسيلاتور) صورت مي‌گيرد. اما در شرايطي كه كدورت كمتر از 50 ميلي‌گرم در ليتر باشد، اين ماده در ابتداي استخر زلال‌ساز تزريق مي‌گردد. نكته قابل توجه اين است كه به دليل فقدان اين واحد در تصفيه‌خانه جلاليه، ميزان مصرف مواد منعقد كننده در مقايسه با ديگر تصفيه‌خانه‌هاي موجود افزايش مي‌يابد.

  1. واحدزلال‌ساز
  2. زلال‌سازبابسترلجن:
  3. زلال‌سازهاي ضرباني ( بدون لجن‌روب و به طريقه‌ مکانيکي) (Pulsatorclarifier)
  4. زلال‌سازهاي ته صاف (با لجن‌روب و به طريقه‌ هيدروليکي) (clarifier Flat bottomed)

آب پس از گذر از حوضچه اختلاط سريع ، وارد واحد زلال‌ساز مي‌شود. اين واحد از دو قسمت لخته‌سازي و ته‌نشيني تشکيل شده است. در قسمت لخته‌سازي با کمک تجهيزات مکانيکي مانند يک ميکسر و يا ايجاد شرايط خاص، لخته‌ها شکل گرفته و در قسمت ته‌نشيني فرو مي‌نشيند.

در گذشته دو روند دلمه‌سازي (Coagulation) و لخته‌سازي (Flocculation) يک روند تلقي مي‌شدند ولي امروزه پس از شناخت مکانيسم آنها، هر يک مفهوم جداگانه‌اي پيدا نموده است. در حال حاضر نيز به سبب آنکه در غالب طرح‌ها، دو روند لخته‌سازي ته‌نشيني (Sedimentation) در يک واحد ساختماني انجام مي‌گيرد به مجموعه دو روند، زلال‌سازي (Clarification) گويند. در عمل، دلمه‌هاي تشکيل شده در واحد اختلاط زلال‌ساز، بر اثر به‌هم‌زني با پره‌هاي افقي يا قائم، به هم نزديک شده و لخته‌هاي بزرگ قابل ته‌نشيني ايجاد مي‌کند. رسوب دادن لخته‌هاي تشکيل شده در قسمت ته‌نشيني واحد زلال‌ساز انجام مي‌گيرد. ته‌نشيني به عوامل متعددي مانند بار وارده، کيفيت آب، درجه حرارت آب، اندازه‌ي لخته‌ها و چگونگي جريان آب بستگي دارد. حدود 90 تا 98 درصد لخته‌هاي تشکيل شده بايد در اين واحد ته‌نشين گردند. انواع مختلفي از زلال‌سازها با موفقيت در نقاط مختلف ايران و جهان ساخته شده و مورد بهره‌برداري قرار گرفته‌اند که مي‌توان آنها را به دو دسته کلي زير تقسيم‌بندي نمود:

در اين روش، آبي که تا حدي منعقد شده است از درون بستر لجن عبور مي‌کند. به دليل خاصيت چسبندگي لجن، لخته‌هاي آب، جذب بستر شده و آب زلال به طرف بالا جريان مي‌يابد و به اين ترتيب زمان ته‌نشيني کاهش مي‌يابد. جابجايي لجن به تبعيت از سرعت تنظيم شده‌ جريان آب، مانع متراکم شدن لجن‌هاي ته‌نشيني در کف حوض مي‌گردد و تخليه‌ي قسمتي از لجن که در اثر جذب مواد معلق، سنگين شده و ته‌نشين شده است به راحتي مقدور است.

دو نوع از اين زلال‌سازها در جهان شناخته شده است که به شرح زير مي‌باشند:

زلال‌سازي با بستر لجن داراي مزايا و معايبي به شرح زير مي‌باشد:

  • مزايا:
  • زلال‌سازي آب به نحو مؤثري با داشتن سطح و حجم نسبتاً کم انجام مي‌پذيرد.
  • با تغييرات محدود در جريان و کيفيت آب خام، قابليت تطابق دارد.
  • · اجراي ساختماني آن به علت مستطيلي بودن شکل آن آسان‌تر است.
  • · بهره‌برداري از اين سيستم آسان مي‌باشد.
  • معايب:
  • در برابر تغييرات درجه حرارت و مواد معلق بالا حساس است.
  • · در مقايسه با حوض‌هاي ته‌نشيني متعارف، در اين زلال‌سازها، هزينه‌ي تعميرات بالاتر بوده و به بهره‌بردار ماهرتري نياز دارد.
  • جهت تشکيل بستر لجن به 2 تا 3 روز زمان نياز است.
  • در صورت از بين رفتن بستر، تشکيل مجدد بستر، مصرف مقادير زيادي مواد شيميايي لازم است.
  • تميز کردن زلال‌سازهاي ضرباني به لحاظ لوله‌هاي کف حوضچه آسان نمي‌باشد.
  1. زلالسازهاي پولساتوروته صاف (pulsator & flat bottomed clarifier):

در زلال‌سازهاي ضرباني که نمونه‌هاي آن در تهران، کرمانشاه و بندرعباس مورد استفاده قرار گرفته است، آب مخلوط شده با مواد منعقدکننده از زير بستر لجن و از طريق لوله‌هاي مشبکي وارد حوض مي‌شود که در سرتاسر حوض تعبيه شده‌اند. بر روي روزنه‌ها نيز پالونک‌هايي جهت کنترل سرعت آب قرار مي‌گيرند. جهت کنترل ميزان لجن نيز، هاپرهايي در قسمت بستر وجود دارد که در صورت زياد شدن حجم لجن، لجن به داخل هاپر سرريز مي‌کند و خارج مي‌شود. آب زلال‌شده نيز در قسمت سطحي اين واحد توسط کانال‌هاي مشبک جمع‌آوري مي‌گردد. پمپ خلاء موجود در اين نوع زلال‌سازها نيز با عمل خلاء و رفع خلاء خود سبب نوسانات بستر لجن گشته و سبب سهولت در امر حرکت آب از بين بستر خواهد شد. در زلال‌سازهاي ته‌صاف، ورود آب مخلوط‌شده با مواد منعقدکننده از طريق کانال‌هايي انجام مي‌شود که در سطح حوض قرار دارند و لوله‌هايي که در اين کانال‌ها از بالا به پايين تا عمق بستر لجن امتداد مي‌يابند. حرکت آب از پايين به بالا، حرکت لازم براي انعقاد آب در بستر لجن را تأمين خواهد نمود. در اين نوع زلال‌سازها، لجن اضافي که سبب افزايش عمق بستر لجن بيش از حد مجاز مي‌گردد در محفظه‌هاي خاص جمع‌آوري شده و تخليه مي‌گردد. جهت تخليه‌ي لجن کف حوض نيز اين کف را شيب‌دار ساخته و توسط لجن‌روب، لجن را در انتهاي شيب در محفظه‌هاي مخصوص، جمع‌آوري و تخليه مي‌کنند و آب زلال‌شده نيز در قسمت سطحي اين واحد توسط کانال‌هاي مشبک، جمع‌آوري مي‌گردد. زلال‌سازهاي ته‌صاف تاکنون در ايران مورد استفاده قرار نگرفته‌اند. براي اين‌که با يک نمونه زلال‌ساز ضرباني آشنا گرديم، ابعاد آن را در يکي از تصفيه‌خانه‌ها به شرح زير ارائه مي‌کنيم:

  • تعداد: دو واحد
  • ابعاد: 19× 21 متر
  • عمق مفيد 1/4متر
  • زمان ماند: 5/1ساعت
  • بار سطحي ته‌نشيني: 76/2 متر در ساعت
  • تعداد پمپ خلاء: 2 واحد
  • ظرفيت هر يک: 1080 مترمکعب در ساعت
  • قدرت موتور: 11 کيلووات
  • ميزان مواد معلق: 750 ميلي‌گرم در ليتر
  • ميزان مواد جامد لجن: 38007 کيلوگرم در روز
  • تعداد پمپ انتقال لجن : 1+1
  • حجم لجن توليدي: 1863 مترمکعب در ساعت
  • ظرفيت پمپ: 150 مترمکعب در ساعت
  • هد پمپ: 5/11 متر
  • مزايا:
  • زمان ته‌نشيني کوتاه است بنابراين حجم اين واحد کم مي‌باشد.
  • حجم لجن اضافي کم مي‌باشد.
  • زمين کمتري نياز دارد.
  • قدرت جداسازي مواد معلق آن از آب زياد است.
  • سرمايه‌گذاري اوليه در اين زلال‌ساز کمتر است.
  • تجهيزات مکانيکي کمتري نسبت به ساختماني دارد.
  • معايب:
  • انبساط لايه‌ي لجن نمي‌تواند از حد معيني تجاوز کند که در غير اين صورت باعث پراکندگي لجن مي‌گردد.
  • بهره‌برداري از آن نياز به دقت و تجربه‌ي فراوان دارد.
  • بهره‌برداري و نگهداري اين نوع ‌زلال‌سازها، همکاري دائمي بخش آزمايشگاه و واحد شيميايي محلول‌ساز و نمونه‌برداري‌هاي مداوم از لجن‌آب را مي‌طلبد و از اين جهت بهره‌برداري آن داراي مشکلات عديده‌اي است.
  • در صورت وجود گازهاي فرار در آب، خصوصاً آبي که مرحله‌ هوادهي را طي نکرده باشد و آزادشدن اين گازها از آب، ممکن است باعث پراکندگي پتوي لجن گردد.

مزايا و معايب زلال‌ساز پولساتور

بهره‌برداري اين گونه زلال‌سازها نياز به تشکيل پتوي لجن دارد. ايجاد اين پتو نيازمند 7 تا 20 روز است بنابراين در صورت‌یکه کدورت تنها در مواقع خاصي از سال بالا مي‌رود به دليل عدم تشکيل پتوي لجن در اغلب مواقع سال، به محض بالا رفتن کدورت آب، اين واحدها عملکرد خوبي نخواهند داشت. همچنان که برخي از تصفيه‌خانه‌هاي موجود کشور که با اين سيستم ساخته شده‌اند همواره با مشکل مواجه هستند. يکي از راه‌حل‌هاي موقت در حل اين مشکل، ايجاد کدورت مصنوعي در سيستم به کمک کائولن و يا خاک رس مي‌باشد.

  1. زلال‌سازبا تماس لجن :

در انواع زلال‌سازهاي با روش برخورد لجن، عمل اختلاط، انعقاد و ته‌نشيني در زلال‌ساز انجام مي‌گيرد. در زلال‌سازهاي با تماس لجن، آب ورودي بعد از اختلاط با مواد شيميايي به منظور سرعت بخشيدن به تشکيل لخته‌ها، در تماس با لجن‌هايي که قبلاً از تصفيه آب به‌دست آمده‌اند و در زلال‌ساز موجودند، قرار مي‌گيرد. اين نوع زلال‌سازها به نام‌هاي مختلفي وجود دارند که به شرح زير هستند:

  • بدون لجن‌روب و با چرخش لجن
  • با لجن‌روب و با تماس لجن
  • معايب:
  1. طراحي و اجراي ساختمان زلال‌ساز پيچيده است.
  2. بهره‌برداري از آنها نسبتاً مشکل بوده و نياز به تخصص خاص دارد.
  3. با تغييرات مداوم شرايط آب خام در هنگام بهره‌برداري، اين نوع زلال‌سازها نياز به مراقبت خاص دارند.
  • مزايا:
  • تجربه‌ بهره‌برداري از آن در ايران وجود دارد.
  • در مقابل تغييرات دبي، مواد معلق و درجه حرارت، قابليت انعطاف نسبتاً خوبي دارد.
  • جمع‌آوري و تخليه‌ي لجن در زلال‌سازهاي با لجن‌روب ساده‌تر است.

در نوع بدون لجن‌روب که به نام‌هاي تجاري اکسيلاتور (Accelator) و اکسانتريفلاک ( Accentrifloc) موسوم هستند، قسمتي از لجن‌هاي ته‌نشين‌شده در اثر چرخش آب که ناشي از حرکت هم‌زن است به ناحيه‌ي اختلاط و انعقاد راه‌ يافته و در فعل و انفعال مربوط به لخته‌سازي شرکت مي‌کند. نوع با لجن‌روب اين زلال‌سازها با نام‌هاي گوناگون و در تنوع و اشکال مختلف ساخته شده است که متداول‌ترين آنها سانتريفلاک (Centrifloc) و کلاريفلوکولاتور (Clarifloculator) است. در قسمت مرکزي اين واحد عمل انعقاد صورت مي‌گيرد و سپس آب از قسمت پايين از زير ديواره‌ جداکننده وارد قسمت ته‌نشيني مي‌گردد. آب زلال‌شده در قسمت بالا از طريق سرريزهاي شعاعي، جمع‌آوري شده و به کانال اصلي جمع‌آوري آب زلال در وسط منتقل شده و از آنجا خارج مي‌شود. کف اين نوع زلال‌سازها داراي شيب ملايمي به طرف تخليه‌ مرکزي مي‌باشد و يک لجن‌روب با حرکت چرخشي دايره‌اي، توسط تيغه‌هاي مورب، لجن را به داخل محفظه‌ لجن هدايت مي‌کند. در تصفيه‌خانه جلاليه از اين نوع زلال‌سازها استفاده شده است. اين بخش براي زلال‌سازي آب خامي كه قبلاً مواد كلوئيدي آن منعقد گرديده است طراحي شده و عمل لخته‌سازي و ته‌نشيني مواد در اين حوضها صورت مي‌گيرد كه مشخصات آنها به شرح زير مي‌باشد؛

تعداد اكسيلاتور

6

گنجايش

1600 متر مكعب

قطر قاعده بزرگ مخروط ناقص بزرگ

5/23 متر

قطر قاعده كوچك مخروط ناقص بزرگ

6/14 متر

قطر قاعده بزرگ مخروط ناقص كوچك

2/15 متر

قطر قاعده كوچك مخروط ناقص كوچك

9/7 متر

ارتفاع كل

34/6 متر

زمان ماند در حداكثر ظرفيت

يك ساعت

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

اكسي لاتور تصفيه‌خانه جلاليه

  1. فلوکلاريفايرهاياکلاريفلوکولاتور (Clarifloculator)
  2. فرآيندانعقاد(كوآگولاسيون)
  3. تحرك ذرات: برخورد بين ذرات، وقتي امكان‌پذير است كه نسبت به همديگر حركت داشته باشند.
  4. ناپايداري ذرات: شرط لازم براي آنكه ذرات در اثر برخورد به هم بچسبند.
  5. برخورد ناشي از جنبش گرمايي موسوم به نفوذ براووني كه اين نوع برخورد براي ذرات كوچكتر از يك ميكرون مهم است.
  6. برخورد اختلاطي كه ناشي از هم‌زدن مكانيكي است.
  7. برخورد ناشي از ته‌نشيني ديفرانسيلي كه ذرات درشت‌تر به علت سرعت ته‌نشيني بيشتر در حين ته‌نشيني ممكن است با ذرات ريزتر(سرعت كمتري دارند) برخورد كنند.
  8. فرآيندلخته‌سازي
  9. فرآيندته‌نشيني
  10. صاف‌سازيي ا فيلتراسيون

در اين نوع حوضچه‌ها، واحدهاي انعقاد و ته‌نشيني به هم مرتبط مي‌باشند. فلوکلاريفاير به صورت واحدهاي انعقاد و پيش‌ته‌نشيني دايره‌اي هم‌مرکز ساخته مي‌شوند. اين حوضچه‌ها داراي واحد اختلاط نمي‌باشند و بايد اختلاط مواد شيميايي با آب در حوضچه‌هاي جداگانه‌اي انجام گرفته و آب مخلوط با مواد شيميايي بايستي از واحد اختلاط سريع به واحد انعقاد و سپس واحد ته‌نشيني هدايت شود. در اين نوع کلاريفايرها، آب توسط لوله‌اي که به مرکز فلوکلاريفاير مرتبط است وارد قسمت هودي شکل وسط شده و سپس به‌صورت جريان بالارونده، وارد قسمت انعقاد مي گردد. سپس آب از طريق سرريزهاي واحد انعقاد به بخش ته‌نشيني منتقل مي‌گردد و در اين بخش نيز جريان به صورت رو به بالا مي‌باشد. در اين بخش، لخته‌ها ته‌نشين و متراکم شده و آب زلال‌شده از طريق سرريزهاي محيطي به لاندرهاي جمع‌آوري ريخته و به سمت واحد فيلتراسيون هدايت مي‌شود. جمع‌آوري لجن در اين واحدها توسط پل‌هاي گردنده‌ي مجهز به لجن‌روب صورت مي گيرد. مقدار شدت سرعت در واحد انعقاد دايره‌اي، بايد بين 20 تا 60 در ثانيه باشد. زمان ماند بين 20 تا 60 دقيقه و حاصل‌ضرب دو پارامتر فوق بين 10000 تا 150000 باشد. ميزان بار سطحي براي واحد ته‌نشيني برابر با 60 مترمکعب بر مترمربع در روز و زمان ماند حدود 2 ساعت و بار سرريز حدود 170 مترمکعب بر متر در روز مي‌باشد .

انعقاد در لغت به معني در كنار هم جمع كردن و نگه‌داشتن مي‌باشد كه در صنعت تصفيه آب از مهمترين فرآيندهاي عملياتي است. با توجه به اينكه آب حاوي تركيبات بسيار زيادي است كه ابعاد آنها دامنه وسيعي از

nm 01/0× cm1 را دربرمي‌گيرد و ذرات بسيار ريز كلوئيدي به سختي قابليت جداسازي فيزيكي داشته و املاح در آب به دليل اندازه بسيار كوچك خود فاقد اين قابليت مي‌باشند، لذا آنها را بايد از طريق فرآيند شيميايي جدا كرد. بدين منظور مواد شيميايي تحت عنوان منعقد كننده به آب افزوده مي‌شوند تا ذرات ريز از طريق نيروي الكتروستاتيكي و واندروالسي كنار خود جمع نموده و با تشكيل يك ذره بزرگتر به نام لخته يا فلاك[5] امكان ته‌نشيني در استخرها با قابليت جذب در صافي‌ها را پيدا نمايند. نوع مواد منعقدكننده با توجه به نوع مواد كلوئيدي و ذرات معلق موجود در آب انتخاب می‌‌گردد تا بتوان به بالاترين راندمان و كمترين هزينه دست يافت. در حقيقت انعقاد‌‌سازي و لخته‌گذاري مناسب باعث حذف ذرات بسيار ريز كدورت و رنگ در زمان معقول مي‌گردد، كه اين زمان به لحاظ فني بيش از چند ساعت قابل قبول نمي‌باشد.

مكانيسم انعقاد‌سازي

براي آنكه بتوان ذرات ريز كلوئيدي، با ابعاد متوسط nm 5 تا nm 200 را به ذرات درشت‌تري جهت ته‌نشيني مطلوب تبديل كرد، دو شرط لازم است؛

تئوري تحرك ذرات در مكانيك ذرات و سيالات بحث مي‌شود، در حاليكه ناپايدار كردن ذرات مبحثي از شيمي پديده‌هاي سطحي و مواد كلوئيدي مي‌باشد.

سرعت تجمع ذرات بستگي به ميزان برخورد بين ذرات دارد. برخورد بين ذرات مي‌تواند به دلايل مختلفي انجام شود:

انواع منعقدکننده‌ها
1. منعقدکننده‌های آلومینیوم‌دار
سولفات آلومینیم (AL2(SO4)3, n H2O): که نام تجاری‌اش آلوم یا زاج سفید می‌باشد. با اضافه کردن به آب یا بی‌کربنات‌ کلسیم و آب واکنش داده و هیدروکسید آلومینیم ایجاد می‌کند که هیدروکسید آلومینیوم مرکزی برای تجمع موادکلوئیدی بدون بار شده و لخته‌های درشت‌تر ایجاد می‌کند. در صورت ناکافی بودن قلیائیت محیط برای ایجاد هیدروکسدآلومینیم، از آب‌آهک و کربنات‌سدیم استفاده می‌شود. چونH+ مانع تشکیل هیدروکسیدآلومینیوم می‌شود. عیب مهم استفاده از زاج ایجاد سختی کلسیم وCO2امل خورندگی) می‌باشد.
آلومینات سدیم (Na3ALO3): این ترکیب هم در اثر واکنش با بی‌کربنات ‌کلسیم ایجاد هیدروکسید آلومینیوم می‌کند. به علت خاصیت قلیایی، احتیاج به مصرف باز اضافی ندارد.
2. منعقدکننده های آهن‌دار
سولفات فرو(FeSO4, 7H2O): با ایجاد هیدروکسید آهن III باعث انعقاد ذرات کلوئیدی می‌شود که همراه آهک هیدراته استفاده می‌شود.
سولفات فریک: می‌تواند همراه یا بدون آهک هیدراته مصرف شود و از لحاظ اقتصادی با صرفه‌تر از زاج است. مزیت‌اش نسبت به زاج در میدان وسیعی از pHعملی ‌کند. زمان لازم برای تشکیل لخته‌ها کمتر است و لخته‌ها درشت‌تر و وزین‌تر هستند. با استفاده از سولفات فریک درpH حدود 9، منگنز موجود در آب حذف می‌شود. با از بین رفتن طعم و بوهای خاص آب می‌شود.
کلرورفریک ( FeCL3, 6H2O): از پر‌مصرف‌ترین منعقدکننده‌‌ها است و به صورت پودر، مایع یا متبلور به فروش می‌رسد. در اثر واکنش با بی‌کربناتکلسیم یا هیدروکسیدکلسیم ایجاد هیدروکسیدآهن III می‌کند که مرکزی برای تجمع مواد کلوئیدی به شمار می‌رود.

مواد منعقدکننده موردنيازدرتصفيه‌خانه

مواد شيميايي مورد استفاده براي انعقاد، نقش اساسي در تصفيه آب به عهده داشته و به دليل نياز دائمي، مصرف آنها بر هزينه مستمر تصفيه آب، تاثير قابل توجهي خواهد داشت. لذا تعيين نوع و مقدار مناسب اين ماده، اهميت زيادي دارد. جهت تعيين نوع و مقدار ماده منعقدکننده مناسب براي انعقاد مواد معلق از آزمون جار تست استفاده مي‌شود. معروف‌ترين مواد شيميايي که براي انعقاد مواد معلق آب آشاميدني مصرف مي‌شوند سولفات آلومينيوم(زاج) و کلروفريک مي‌باشند. از آهک هم براي تنظيم pH استفاده مي‌شود. با توجه به ترکيب شيميايي آب و جنس مواد معلق آن، در صورت نياز، مواد ديگري نيز براي کمک به بهبود شرايط لخته‌سازي و ته‌نشيني به آب افزوده مي‌شود که از عمده‌ترين آنها پلي‌الکتروليت را مي‌توان نام برد.

مقايسه کلروفريک وسولفات آلومينيوم(آلوم)

حلاليت کلروفريک در محدوده pH آب‌هاي سطحي(7 تا 8) حدود 104 مرتبه کمتر از سولفات آلومينيوم است. فعاليت منعقدسازي کلروفريک در محدوده pH وسيعتري نسبت به سولفات آلومينيوم است. بر حسب تجربه موجود نسبت به آب‌هاي سطحي کشور، ديده شده است که معمولاً زمان تشکيل اولين لخته در شرايط استفاده از کلروفريک، کمتر از شرايط استفاده از سولفات آلومينيوم است به همين ترتيب، اندازه لخته‌ها، درشت‌تر و سرعت ته‌نشيني لخته‌ها نيز بيشتر از آلوم است. حذف کدورت و ذرات معلق با استفاده از کلروفريک، معمولاً مناسب‌تر از سولفات آلومينيوم است. ميزان ماده منعقدکننده مصرفي در صورت استفاده از کلروفريک کمتر از آلوم است. تأثير بهتر کلروفريک علاوه بر زدايش کدورت و ذرات معلق، در کاهش عوامل ميکروارگانيسمي و پاتوژن‌ها هم عامل مؤثري است. همچنين شرايط مناسبي را نيز براي ضدعفوني آب ايجاد مي‌کند زيرا ذرات معلق، وسيله بسيار مؤثري براي ايجاد مصونيت در ميکروارگانيسم‌ها در مقابل تأثيرات مواد ضدعفوني‌کننده مي‌باشد. مصرف کلروفريک نسبت به آلوم در سال‌هاي اخير، بيشتر شده است و دليل آن با توجه به مزاياي کلروفريک و گرايش به استفاده از آن به‌جاي سولفات آلومينيوم در تصفيه‌خانه‌هاي آب مي‌باشد.

 

مخزن ذخیره کلرورفریک تصفیه‌خانه جلالیه

لخته‌سازي تجمع ذرات ناپايدار شده به لخته‌هاي ريز و سپس به لخته‌هاي توده‌اي مي‌باشد. اين لخته‌هاي بزرگ مي‌توانند ته‌نشين شوند. حضور يك ماده لخته‌ساز مي‌تواند تشكيل اين لخته‌ها و ته‌نشيني آنها را بهبود بخشد.

از لحاظ مباني لخته‌سازي ذرات جامد، يك فرآيند متوالي دو مرحله‌اي است كه در مرحله اول نيروهاي داخل ذره‌اي كه باعث پايداري ذرات مي‌شوند با افزودن مواد شيميايي مناسب كاسته يا حذف مي‌شوند و در مرحله بعد، برخوردهاي بين‌ذره‌اي به دليل انتقال توسط حركت مولكولي يا هم‌زدن مكانيكي روي مي‌دهند. اگر اين برخوردها موفقيت‌آميز باشند لخته‌سازي و ته‌نشيني روي خواهد داد.

مرحله آخر زلال‌سازي به ته‌نشيني موسوم است كه در حذف كدورت و تيرگي از آب اهميت بسزايي دارد. ته‌نشيني به معناي عام آن به فرآيندي اطلاق مي‌شود كه مخلوطي از جامد معلق و مايع آن طي فرآيند ته‌نشيني به مايع زلال و سوسپانسيوني با غلظت زياد مواد جامد تبديل مي‌گردد.

مواد معلق در آب بر حسب ميزان غلظت و خواص خود به چهار صورت متفاوت ته‌نشين مي‌گردند كه اين طبقه‌بندي به قرار زير است:

كلاس 1) در اين كلاس ذرات معلق تمايلي به چسبندگي به يكديگر نداشته و در صورت اصابت به يكديگر در هنگام نشست هيچگونه اتصالي بين آنها انجام نمي‌شود.

كلاس 2) اين كلاس مربوط به ذرات جامد معلقي است كه در هنگام نشست به يكديگر مي‌چسبند و همواره بزرگتر و سنگين‌تر مي‌شوند.

كلاس 3) ته‌نشيني وزني: چنانچه ذرات معلق داراي غلظت زياد و همچنين نيروي چسبندگي به هم باشند، در اين صورت هر ذره نسبت به ذره ديگر داراي موقعيت ثابتي است و هنگام نشست، مواد معلق به صورت لايه‌اي از هم جدا مي‌شوند.

كلاس 4) ته‌نشيني فشرده: در اين حالت ذرات معلق به سبب غلظت زياد به اندازه‌اي به هم نزديكند كه در واقع ذرات در تماس مستقيم با يكديگر قرار دارند.

فرآيندهاي انعقاد، ذره‌سازي و ته‌نشيني، اغلب مواد کلوئيدي را حذف مي‌کنند که باعث ايجاد کدورت مي‌شوند. حذف بيشتر و مؤثرتر اين ذرات با استفاده از صافي يا فيلتر امکان‌پذير است.

فيلترکردن يکي از قديمي‌ترين روش‌هاي تصفيه آب است. در حقيقت فيلتراسيون، مکانيزم تصفيه آب طبيعي است. جريان آب از ميان ماسه‌هاي متخلخل و ترکيبات سنگي درون زمين، عبور کرده و پاک و تميز مي‌شود. مراحل فيلتراسيون در تصفيه آب شامل گذر آب از ميان بستر دانه‌اي مانند ماسه، آنتراسيت و ... مي‌باشد. هنگامي که آب از ميان بستر مي‌گذرد، ذرات معلق در فضاي خالي حفره‌هاي بستر گير افتاده و از آب جدا

مي‌گردند. تئوري‌هاي عمومي مکانيزم‌هايي را که در حذف مواد جامد نقش دارند به صورت زير بيان مي‌کنيم:

- غربال کردن

- ته‌نشيني

- فشردگي

-ممانعت يا حائل شدن

در روند تصفيه فيزيکي آب، فيلتر آخرين مرحله است و مواد معلق که از واحدهاي ته‌نشيني خارج مي‌شوند در اين مرحله از آب جدا مي گردند. عوامل زير در عملکرد فيلترها دخالت مستقيم دارد:

  1. درجه حرارت آب
  2. غلظت مواد معلق
  3. کيفيت چسبندگي ذرات
  4. اندازه و نوع ذرات معلق موجود
  5. ارتفاع بستر
  6. اندازه‌ي ذرات بستر و تخلخل آن
  7. نازل‌ها
  8. ارتفاع آب و...
  9. صافي‌هاي شني تحت فشار(Pressure filter)
  10. صافي‌هاي شني ثقلي کند(Slow Sand Filter)
  11. صافي‌هاي شني ثقلي تند(Rapid Sand Filter)
  12. صافي‌هاي ويژه(ميكروفيلترها، اولتروفيلترها، فيلترهاي سراميكي، فيلترهاي دياتومه‌اي)
  13. صافي‌هاي شني تحت فشار

انواع صافي‌هاي مورد استفاده در صاف‌سازي آب آشاميدني به شرح زير است:

در طراحي صافي‌هاي يك تصفيه‌خانه، همواره تعداد يك يا دو واحد صافي زياده بر آنچه كه ظرفيت تصفيه‌خانه ايجاب مي‌‌نمايد در نظر مي‌گيرند تا در مواردي كه يك واحد صافي در حال شستشو است، يا به عللي از سرويس خارج است، صاف‌سازي با مشكل روبه‌رو نگردد و ظرفيت تصفيه‌خانه كاهش نيابد.

قسمت‌هاي تشکيل‌ دهنده يک فيلتر شامل بستر ماسه‌اي، تجهيزات جمع‌آوري آب صاف شده، تجهيزات شستشوي فيلتر و جمع‌آوري پساب شستشو مي‌باشد. اين فيلترها از يک استوانه‌ي فلزي تشکيل شده که در دو انتها به عدسي ختم مي‌شود و به ابعاد مناسب با آب‌دهي ساخته مي‌شود و ممکن است ايستاده و يا خوابيده (روي محور افقي) با پايه‌اي بلندتر از کف زمين ساخته شود. جريان آب ورودي به فيلتر ممکن است به تبعيت از اختلاف سطح منبع آب و محل استقرار فيلتر تأمين شود و يا با استفاده از فشار مناسبي که از طريق خطوط لوله‌ انتقال آب و يا پمپ تأمين گردد. آب ورودي به فيلتر از لايه‌ صاف‌کننده و در جهت بالا به پايين جاري خواهد شد و لايه صاف‌کننده ممکن است با دانه‌بندي يکنواخت و يا چند لايه با دانه‌بندي‌هاي متفاوت طراحي شود. فيلترهاي تحت فشار داراي دريچه مناسب براي داخل کردن شن و ماسه و بازديد و يا خارج‌ کردن شن و ماسه در مواقع لزوم هستند. اين فيلترها داراي شير آب ورودي، شير خروج آب صاف، شير ورود آب شستشو، شير تخليه و خروج آب شستشو هستند. در بالاترين نقطه‌ي صافي، يک شير تخليه‌ي هوا وجود دارد که ممکن است به‌طور خودکار عمل نمايد. علاوه بر وسايل بالا، صافي ممکن است داراي فشارسنج و کنتور آب و دستگاه سنجش افت فشار باشد. مهم‌ترين تفاوت بين فيلترهاي ثقلي و تحت فشار عبارت است از فشار مورد نياز براي راندن آب به ميان لايه‌هاي فيلتر و گذر از آن و همچنين نوع محفظه‌ استفاده شده براي فيلترها.

فيلترهاي ثقلي، عموماً بينbar 2/0 تا 3/0، فشار نياز دارند و در يک تانک با سطح آزاد فولادي يا بتني قرار دارند. فيلترهاي تحت فشار عموماً در شرايطي کاربرد دارند که آب ورودي داراي فشار بيشتر از bar 3/0 است و قرار نيست که فشار پس از فيلتر صفر گردد. با تغيير فشار آب روي لايه ماسه، سرعت جريان آب را در صافي به m/hr 15 - 8 مي‌رسانند. گاه مي‌توان اين سرعت را تا حدود m/hr50 نيز تغيير داد.

افزايش سرعت جريان آب، گذر حجمي از صافي را افزايش داده به نحوي كه اين صافي‌ها قادر هستند حدود hr/m2/m380-20 آب را از خود عبور دهد.

به دليل قيمت بالاي ساختمان محفظه تحت فشار، فيلترهاي تحت فشار به‌صورت تيپ، تنها در تصفيه‌خانه‌هاي کوچک آب و عموماً در کارخانه‌ها کاربرد دارند در حالي ‌که فيلترهاي ثقلي کاربردهاي گسترده‌تري دارند. به هرحال استفاده از فيلترهاي تحت فشار براي تصفيه آب‌هاي سطحي و براي اجتماعات شهري داراي نقطه ‌ضعف‌هايي است که نمي‌توان آنها را ناديده گرفت و بسياري از مراجع، کاربرد آنها را مورد تأييد قرار نمي‌دهند. به‌طور کلي فيلترهاي تحت فشار نسبت به فيلترهاي ثقلي داراي معايب زير هستند:

  • از اين نوع صافي‌ها غالباً در مواردي‌ که آب ورودي به فيلتر تحت فشار باشد استفاده مي‌شود.
  • بازده اين نوع فيلترها نسبت به نوع ثقلي، کمتر است.
  • در عمليات شستشوي فيلتر، معمولاً بخشي از مصالح ريزدانه‌ ماسه با آب شستشو از فيلتر خارج مي‌گردد بنابراين به‌طور مرتب جايگزيني ضروري است.
  • عمليات صاف‌کردن و شستشوي فيلتر را نمي‌توان به‌طور مستقيم نگاه کرد و از کيفيت و سودمندي کار آگاه شد.

نحوه‌ شستشوي فيلترهاي تحت فشار

پس از مدت زماني که از بهره‌برداري اين فيلترها بگذرد، فيلترها نياز به شستشو دارند. اين زمان بستگي به کيفيت و ميزان آب تصفيه شده دارد. در اين حالت لايه ماسه‌ فيلتر، گرفته شده و خوب عمل نمي‌کند. در اين حالت که معمولاً بر اساس تجربه و يا افت فشار داخل فيلتر مشخص مي‌گردد، فيلتر نياز به شستشو دارد که با جريان دادن هوا و سپس آب در عکس جهت فيلتر کردن، به ترتيب زير انجام مي‌گيرد:

  1. شير آب خام ورودي به فيلتر بسته مي‌شود.
  2. شير خروج آب صاف نيز بسته مي‌شود.
  3. شير تخليه‌ هوا باز مي‌شود و هوا به ميان ذرات ماسه دميده (airblowing) مي‌شود تا ماسه‌ها چسبندگي خود را از دست بدهند.
  4. شير خروجي آب شستشو (back-wash water) باز مي‌شود.
  5. شير ورودي آب شستشو باز مي‌شود و عمليات شستشوي ماسه‌ها با آب تميز شروع
  6. فيلترهاي شني ثقلي کند

مي‌گردد.

پس از مدت زمان معيني که عمليات شستشو انجام گرديد شيرهاي ورودي هوا و ورودي و خروجي آب شستشو بسته مي‌شوند و شير خروجي آب تصفيه و سپس شير ورودي آب خام نيز باز مي‌شوند و عمليات تصفيه آب دوباره آغاز مي‌شود.

فيلتر ثقلي کند، فيلتري است که مقدار جريان آب در آن به اندازه‌اي کم باشد که امکان تشکيل لايه بيولوژيکي در سطح ماسه را فراهم نمايد. اين لايه بيولوژيکي موجب جذب و جداسازي مواد معلق در آب خواهد شد. استفاده از اين فيلترها در شرايطي که مقدار متوسط سالانه مواد معلق، کمتر از 10 ميلي‌گرم در ليتر باشد و يا حداکثر کدورت، 50 واحد باشد، مطلوب است. در صورت استفاده از اين فيلترها، نيازي به انعقاد شيميايي و ته‌نشيني قبلي نمي‌باشد. اين فيلترها فاقد سيستم شستشوي معکوس بوده و به جاي آن از تعويض دوره‌اي لايه‌اي از ماسه استفاده مي‌شود. اين نوع فيلترها با توجه به سادگي بهره‌برداري آن، براي تصفيه‌خانه‌هاي کوچک مناسب مي‌باشد. به شرطي که زمين کافي موجود باشد و اگر ظرفيت تصفيه‌خانه بالا باشد از اين نوع فيلتر استفاده نمي‌شود.

در اين صافي‌ها براي اينكه آب در حين عبور از صافي، ماسه‌هاي زير را با خود نبرد، زير ماسه فعال، يك نگهدارنده پيش‌بيني مي‌كنند كه قطر دانه‌هاي آن mm 5/6-3 مي‌باشد. ضخامت اين لايه نبايد از

mm500-300 بيشتر باشد. البته در صافي‌هايي كه امروزه ساخته‌ مي‌شود به جاي نگهدارنده شن، بيشتر از نازل‌هايي استفاده مي‌كنند كه ماسه‌هاي ريز از آن عبور نمي‌كند، با اين وجود لايه‌اي از شن نيز براي تسهيل عبور از اين نازل‌ها، نياز است.

مزاياي صافي شني كند

- آسان بودن ساخت و بهره برداري

- ارزان تر بودن نسبت به صافي تند

- كيفيت فيزيكي، شيميايي و بيولوژيكي آب تصفيه شده، بسيار خوب است و كارايي آن در حذف ميكروب‌ها 9/99 تا 99/99 درصد مي‌باشد و E.Coli را 99 تا 9/99 درصد كاهش مي‌دهد. در صافي شني كند پيش‌تصفيه صورت نمي‌پذيرد و از مواد منعقدكننده استفاده نمي‌شود. به همين دليل آب مورد استفاده بايستي كدورتي كمتر از 10 واحد JTU داشته باشد.

  1. فيلترشني ثقلي تند
  2. بسترهاي شني تند سطح كمتري را اشغال مي‌كنند.
  3. پالايش‌هاي سريع انجام مي‌شود و حدود 50 -40 برابر سريع تر از صافی هاي شني كند است.
  4. شستن صافی آسان است.
  5. عمليات آن انعطاف پذير است.
  6. سالم‌سازيآب (کلرزنينهايي)
  7. کلرزنی اولیه(مقدماتی): هدف از کلرزنی آب خام، سالم‌سازی آب ورودی به تأسیسات به منظور اکسیداسیون و حذف نسبی آلاینده‌های آلی مولد بو و طعم نامطلوب، حذف نسبی آلاینده‌های معدنی مولد رنگ مانند؛ آهن، منگنز، فلزات سنگین و ته‌نشینی آنها در مرحله زلال‌سازی و جلوگیری از رشد بعدی میکروارگانیسم‌ها و گیاهان آبی در تأسیسات تصفیه‌خانه است. کلرزنی آب خام باید در حدی انجام شود که در آب خروجی از فیلترها مقدار کلر آزاد باقیمانده در حدود 3/0- 2/0 میلی‌گرم در لیتر در زیر صافی‌ها باشد.
  8. کلرزنی ثانویه(نهایی): این مرحله با هدف گندزدایی آب و ایجاد کلر باقیمانده در آب تصفیه شده می‌پذیرد. باید در حدی باشد که مقدار کلر آزاد باقیمانده خروجی تصفیه‌خانه طبق دستورالعمل معاونت نظارت بر بهره‌برداری و تأیید مدیریت امور نگهداری و بهره‌برداری تصفیه‌خانه‌ها، باشد.
  9. غلظت کلر و زمان تماس: از بین رفتن میکروارگانیسم‌ها مستقیماً متناسب با غلظت کلر و زمان تماس است یعنی اگر غلظت کلر در آب کاهش یافت، زمان تماس باید افزایش یابد یا برعکس، تا در امکان نابودی میکروارگانیسم‌های آی تغییری حاصل نگرد.
  10. درجه حرارت: کارآیی گندزدایی کلر به درجه حرارت نیز بستگی دارد. در حرارتهای کمتر میکروب‌ها آهسته‌تر کشته می‌شوند.
  11. انحلال در آب: انحلال کلر در آب به درجه حرارت بستگی دارد، بطوریکه در فشار معمولی

فيلترهاي ثقلي شني تند، متداول‌ترين روش فيلتر کردن آب مي‌باشند. در اين فيلترها، آب زلال که هنوز مقداري کدورت دارد(حداکثر 10 واحد JTU) از فيلترهاي شني عبور داده مي‌شود و کدورت آن به کمتر از يک واحد جکسون کاهش مي‌يابد. مصالح فيلتر، ماسه از جنس سنگ سيليس با درجه‌ي خلوص 98 درصد مي‌باشد. فيلترها جوري در نظرگرفته مي‌شوند که هر دو بستر فيلتر بتواند از نظر بهره‌برداري و شستشوي معکوس توأماً مورد استفاده قرار گيرد. کف فيلترها را از معمولاً از بتون يا مواد پلاستيکي و غيره مي‌سازند و در هر مترمربع آن، 60 تا 90 عدد نازل پلاستيکي(Hope)جهت خروج آب صاف، قرار داده مي‌شود. نازل‌ها ممکن است به‌صورت کوتاه يا دنباله بلند به‌کار برده شوند که انتهاي آنها داخل آب صاف شده‌ زير فيلتر قرار دارد. پس از مدتي که فيلتر کار مي‌کند، فاصله‌ بين ماسه‌هاي بستر فيلتر به تدريج توسط مواد معلق منعقد شده، گرفته مي‌شود و سبب افزايش افت فشار و کاهش عبور آب از لابه‌لاي ذرات مي‌گردد. پس از مدتي در بستر فيلتر، کاملاً گرفتگي ايجاد مي‌شود که در اين مقطع بايد بستر فيلتر، شستشو داده شود. شستشوي فيلتر حداکثر 20 دقيقه طول خواهد کشيد که توسط شستشوي معکوس و با استفاده از تزريق هوا و آب، با فشار مواد معلق و منعقد شده در لابه‌لاي بستر فيلتر از آن جدا مي‌شود و فيلتر دوباره آماده‌ي بهره‌برداري مي‌شود. در زير فيلترها که محل جمع‌ آوري آب صاف‌شده است، لوله‌هاي انتقال آب و هواي شستشوي معکوس قرار مي‌گيرند.

در اين نوع صافي‌ها سرعت جريان آب در ماسه زياد است در نتيجه تصفيه زيستي در آنها كم انجام مي‌شود. محدوده تغيير قطر ماسه در اين صافي‌ها معمولاً در فاصله mm 55/0-45/0 است اما در شرايط معمولي و با توجه به كيفيت آب خام مي‌توان اين محدوده را به mm 35/1-7/0 تغيير دلد. ضخامت لايه ماسه نيز در حدود

mm 900-600 مي‌باشد، كه مناسبترين حالت در دامنه

mm 850-800 قرار دارد. بار سطحي نيز در اين نوع صافي‌ها در فاصله hr/m2/m3 9-6 تغيير مي‌كند.سرعت جريان آب در صافي حدود m/hr 5-3/0 مي‌باشد. شستشوي صافي‌هاي تند در دو يا سه مرحله انجام مي‌گيرد و در اين مرحله از هواي فشرده و آب به صورت معكوس جهت شستشو كمك گرفته مي‌شود.

مزاياي صافی‌های شني تند

مزاياي صافی هاي شني تند نسبت به صافیهاي شني كند عبارت است از:

صافي‌هاي ويژه

1-4 ) ميكروفيلترها

كار صافي‌هاي بسيار ريز عبارت است از شيوه‌اي در پديده زلال‌سازي آب كه بوسيله عبور اجباري آب از لايه‌هاي گوناگون مواد با مواد مخصوصي، ذرات بسيار ريز آلي و غير آلي موجود در آب را حذف و جدا كرده و به خارج از محيط انتقال مي‌يابد. اين صافي‌ها متشكل از رشته‌هاي فولادي ضد زنگ و بسيار كم قطر است كه به طور منظم به هم بافته شده است. اين گونه صافي‌ها توسط يك لايه نازك يا قاب مخصوص در محل خود نگهداري مي‌شود و مي‌توان براي تميز كردن آن، قاب مذكور را از جاي خود خارج و پس از پاك كردن خلل و فرج آن، زلال‌ساز را در محل خود قرار داد.اينگونه صافي‌ها در برابر جريان آب مقاومت هيدروليكي كمي دارند در نتيجه مي‌توان دبي نسبتاً زيادي را از آنها عبور داد و بديهي است كه پس از مدتي، سطح صافي از مواد بسيار ريز جذب شده، انباشته مي‌گردد. بنابراين شستشو و پاك كردن آن به طور مرتب و در فواصل زماني مشخص با آب صاف ضرورت دارد.

2-4) صافي‌هاي دياتومه‌اي

زلال‌سازي خاك دياتوميت نخستين بار به منظور پالايش و تصفيه آب در زمان جنگ جهاني دوم به كار گرفته شد. اكنون اين صافي‌ها در كليه سيستم‌هاي فني و صنعتي جهت پالايش آب در سيستم تصفيه استخر شنا، تأمين آب شرب شهركهاي كوچك، واحدهاي صنعتي و مسكوني محدود مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اگر اين زلال‌سازها به طور صحيح طراحي شوند، علاوه بر حذف باكتريها، برخي ديگر از ميكروارگانيسم‌ها را كه توسط عمل كلرزني از بين نمي‌روند توسط خاك دياتوميت جذب و در نتيجه آب را پالايش نمود.

صاف‌سازیدرتصفیه‌خانه جلالیه

صافي‌هاي تصفيه‌خانه جلاليه از نوع آكازورN مي‌باشند كه در گروه صافي‌هاي تند ثقلي قرار مي‌گيرد و 40 عدد مي‌باشد.

 

صافي‌هاي تصفيه‌خانه جلاليه

وضعیت صافی‌های موجود در تصفیه‌خانه جلالیه در جدول یر آمده است.

نوع صافي‌ها

ماسه‌اي تند

تعداد

40 واحد

ابعاد

8/4 × 10 متر مربع

ظرفيت

240 تا 270 متر مكعب در ساعت

ورود آب به صافي توسط دو دريچه از ديوار جانبي انجام مي‌شود. آب پس از عبور از لايه ماسه به ضخامت

cm 85 و لايه شن به ضخامت حدود cm 10 توسط نازل‌هايي كه در صفحات جدا كننده قسمت فوقاني از قسمت تحتاني تعبيه شده، كاملاً زلال گرديده و وارد كانال جمع‌آوري آب صاف مي‌گردد.

كنترل دبي صافي توسط سيفون‌هايي كه در سالن پاييني سالن صافي‌ها قرار دارند، صورت مي‌گيرد. نحوه عملكرد اين سيستم به گونه‌اي است كه به كمك يك فلومتر، هواي ورودي به سيفون را مي‌توان طوري تنظيم نمود كه در اثر افت فشار صافي ناشي از گرفتگي فضاي خالي بين دانه‌هاي ماسه، دبي خروجي صافي ثابت بماند. زماني كه افت فشار صافي به 5/1 متر مي‌رسد، صافي بايد شسته شود.

شستشوی صافی‌ها به روش back wash انجام می‌شود. به این ترتیب که از قسمت تحتانی صافی به کمک هوا و آب معکوس، خلل و فرج بین دانه‌های ماسه که توسط فلاک‌ها و ذرات معلق گرفته شده، باز می‌شود و ذرات مذکور از صافی خارج می‌گردد. به این ترتیب که ابتدا به کمک هوا بستر ماسه منبسط شده و سپس با افزودن آب، برات چسبیده با دانه‌های ماسه از ماسه جدا گردیده و در نهایت با قطع هوا و افزایش آب و گل‌ و لای از سطح جارو شده و صافی آماده بهره‌برداری مجدد می‌گردد.

زمان شستشوی صافی بستگی به شرایط آن، بین 20- 15 دقیقه تغییر می‌نماید. هر صافی دارای میز فرمانی است که کنترل کلیه مراحل شستشو توسط اپراتور را امکان‌پذیر می‌نماید.

آب شستشوی صافی‌ها به منظور بازیافت(برگشت به ابتدای فرآیند پالایش) در حوضچه back wash جمع‌آوری شده و توسط ایستگاه پمپاژ به ابتدای کانال آب خام برگشت داده می‌شود.

‌  

حوضچه جمع‌آوری آب حاصل از شستشوی صافی                         میز فرمان صافی در تصفیه‌خانه جلالیه

آب خروجی از صافی‌ها در مخزنی به گنجایش 3000 مترمکعب که در زیر محوطه سرریز و ساختمان صافی‌ها قرار دارد، جمع‌آوری و از آنجا به طریق پمپاژ به مخزن یک یا خطوط انتقال بتنی و به طریق ثقلی به مخازن سه(امیر آباد)، چهار(بهجت‌آباد)، پنج(بهار)، شش(عشرت‌آباد) انتقال می‌یابد.

 

تأسیسات تلمبه‌خانه(ایستگاه پمپاژ) تصفیه‌خانه جلالیه

آلاينده‌هايي كه ممكن است در منابع آب موجود باشند شامل مواد معدني و آلي، گازهاي محلول و باكتري‌هاي بيماريزا مي‌باشند كه بايستي با توجه به نتايج آزمايش آب خام منبع مورد استفاده، عمل تصفيه فيزيكي و شيميايي مناسب براي آن پيش‌بيني شود. اگر چه در تصفيه فيزيكي(ته‌نشيني و صاف كردن) ذرات معلق و تعدادي از باكتري‌ها و موجودات زنده از آب جدا مي‌شوند و ليكن براي اطمينان از سالم بودن آب براي آشاميدن و مصارف بهداشتي و تفريحي و ورزشي، گندزدايي آن يك ضرورت است. مقصود از گندزدايي آب آشاميدني، از بين بردن عوامل بيماريزا(پاتوژن) و جلوگيري از شيوع بيماري‌هاي قابل انتقال بوسيله آب است. در حال حاضر استفاده از كلر براي گندزدايي به دليل ارزان بودن و قدرت ميكروب‌كشي و اثر ابقايي نسبتاً خوب آن، متداول‌ترين روش در دنيا و از جمله كشور ما مي‌باشد. كلر را مي‌توان به صورت گاز كلر و يا به صورت تركيب هيپوكلريت كلسيمو يا هيپوكلريت سديم در گندزدايي آب بكار برد و در تصفيه آب آشاميدني شهرها و مصارف صنايع بزرگ، كلرزني غالباً به صورت گاز كلر انجام مي‌شود.

كلرزني (chlorination) به طور معمول آخرين مرحله تصفیه آب است. كلرزني مكمل پالايش است زيرا علاوه بر از بين بردن عوامل ميكروبي بيماريزا از آلودگي ثانويه ميكروبي نيز جلوگيري مي‌كند. هيچ‌ يک از واحدهاي تصفيه آب به تنهايي يا به‌صورت مرکب، در يک تصفيه‌خانه آب نوشيدني، قادر نخواهد بود 100% باکتري‌هاي بيماريزاي آب را بگيرد. در ضمن چون خطر آلودگي مجدد در شبکه توزيع وجود دارد، افزودن يک ماده گندزدا به آب ضرورت دارد. براي سالم‌سازي و کنترل مواد آلي و جانوران ذره‌بيني آب از گاز کلر استفاده مي‌شود. اما كلر در مقدار متداول آن بر ‌هاگ ميكروب‌ها، تخم و كيست انگل‌ها و بعضي ويروس‌ها تأثيري ندارد. كلر علاوه بر اثر گندزدايي كه دارد به علت داشتن ويژگي اكسيدكنندگي آن عناصري نظير آهن، منگنز، هيدروژن سولفيد و سيانور را اكسيده مي‌كند. بعضي از عوامل مولد بو و طعم نامطبوع را از بين مي‌برد.

تزريق محلول گاز کلر، قبل و بعد از روند تصفيه فيزيکي آب انجام خواهد شد. کلرزني اوليه براي کاهش ميکرو‌ارگانيسم‌ها و تبديل آمونياک و نيتريت آب خام به نيترات انجام مي‌گيرد ولي کلرزني ثانويه براي از بين بردن کامل آلودگي‌هاي باقي‌مانده و سالم نگهداشتن آب صاف انجام مي‌گيرد. تجهيزات و تأسيسات کلرزني اوليه و ثانويه در يک واحد قرار مي گيرند که اين واحد از دو قسمت اتاق کلريناتور و انبار ذخيره کپسول‌ها تشکيل مي‌شود. معمولاً اتاق کلرزني به جرثقيل سقفي 6 حرکته برقي 2 تني جهت جابجايي کپسول‌ها مجهز مي‌شود. وسايل ايمني براي مواقع نشت کلر در نظر گرفته مي‌شود که شامل نشت‌ياب با اعلام وضعيت انتشار گاز کلر و وسايل اضطراري مبارزه با نشت گاز کلر مي‌باشند. براي مقابله با نشت گاز کلر از کپسول‌ها و همچنين مسير لوله‌هاي انتقال گاز، مواردي مانند دوش اضطراري، حوضچه آهک و وسايل تهويه در نظر مي‌گيرند. مطابق استاندارد، آب خروجي تصفيه خانه (که کدورتي کمتر از يک واحد NTU دارد) بايد داراي مقداري کلر باقيمانده آزاد (بين ppm 8/0- 2/0) براي ضد عفوني کردن منابع و خط لوله‌هاي انتقال آب تا منازل شهروندان باشد. ميزان کلر باقيمانده آزاد در خروجي وسط دستگاه کلرسنج به صورت لحظه‌اي اندازه‌گيري مي‌شود.

واحدکلرزني

کلرزنی در دو مرحله صورت می‌گیرد:

پنج فاکتور در گندزدایی آب با کلر مؤثر می‌باشد؛

  • در 20 درجه سانتیگراد، 3/7 گرم کلر در یک لیتر آب حل می‌شود.
  • در 10 درجه سانتیگراد، 10 گرم کلر در یک لیتر آب حل می‌شود.
  • در 5 درجه سانتیگراد، 4/67 گرم کلر در یک لیتر آب حل می‌شود.
  • در صفر درجه سانتیگراد، 6/4 گرم کلر در یک لیتر آب حل می‌شود.
  1. pH: چون نسبت اسید هیپوکلرو به یون هیپوکلریت بستگی به pH دارد، بنابراین pH بر عمل گندزدایی کلر اثر می‌گذارد. اسید هیپوکلرو در pH پایین کمی تجزیه می‌شود که بیشتر کلر باقیمانده به صورت HOCl است در صورتیکه در pH بالاتر بطور کامل تجزیه می‌گردد که OCl- بیشتر کلر باقیمانده آب می‌باشد.
  2. مواد موجود در آب: اثر گندزدایی کلر فقط بعد از تماس ارگانیسم‌ها با کلر، مؤثر است. کدورت، ذرات ریز و سایر ناخالصی‌های معلق در آب مانع تماس کافی ارگانیسم‌ها با کلر شده و آنها را در برابر اثر کشندگی کلر حفظ می‌نمایند. بنابراین برای کلرزنی مؤثر آب، کدورت باید تا حداکثر ممکن بوسیله مراحل مختلف تصفیه مانند انعقاد، تجمع ذرات و صاف کردن کاهش یابد.

ویژگی‌های شیمیایی کلر

- کلر در درجه حرارت معمولی با اکثر فلزات میل ترکیبی دارد.

-  برای نگهداری کلر، از ظروف فولادی، چدنی، مسی، برنز، نیکل و سرب می‌توان استفاده کرد.

- معمولاً به علت ویژگی‌های خاص کلر، در دستگاههای کلرزنی(کلریناتورها) لوله‌ها از جنس فلزات مخصوص مانند؛ نقره، پلاتین با روکش طلا هستند در حالیکه برای خط انتقال و تزریق کلر به آب از لوله‌های پی‌وی‌سی و پلاستیکی استفاده می‌شود.

مباني كلرزني

براي حصول اطمينان از درستي كلرزني قواعد زير بايستي رعايت شود:

  1. آب مورد گندزدايي، صاف و بدون كدورت باشد.
  2. كلر مورد نياز آب مشخص گردد، نقطه شكست كلر و كلر باقي مانده آزاد حائز اهميت است.
  3. در هر حال زمان تماس حدود يك ساعت براي از بين بردن زيستواركهاي حساس در مقابل كلر منظور گردد.
  4. حداقل كلر باقيمانده پس از يك ساعت 5/0 ميلي گرم در ليتر پيشنهاد مي‌شود. اين مقدار در همه‌گيري‌هاي بيماري‌هاي روده تا 1 ميلي گرم در ليتر نيز توصيه شده است.
  5. مقدار كلر مورد نياز هر نوع آب برابر خواهد بود با مقدار كلري كه به آب اضافه مي‌شود تا پس از يك ساعت مقدار 5/0 ميلي گرم در ليتر كلر باقي مانده داشته باشد.
  6. سیستم کلرزنی مایع: برای این سیستم می‌توان دو حالت در نظر گرفت.
  7. سیستم کلرزنی گازی: با استفاده از فاز گازی کپسول‌ها با کمک کلریناتورها، گاز کلر(بوسیله انژکتور) با آب مخلوط شده و به آن تزریق می‌گردد.یک سیستم کلرزنی ساده به صورت گازی عموماً از سه جزء کلریناتور، انژکتور و کپسول‌های(سیلندرهای) کلرزنی تشکیل می‌گردد. استفاده از تبخیرکننده - به دلیل هزینه‌های بالای آن - عموماً در شرایطی که مقدار کلر مصرفی زیاد باشد(مثل تصفیه‌خانه‌های بزرگ) استفاده می‌گردد که جزء سیستمهای مایع محسوب می‌گردند.
  8. سیلندر گاز کلر: به منظور حمل و نقل گاز کلر، کلر تحت فشار(بین 8-7 اتمسفر) و در دمای کم به صورت مایع در سیلندرهای مخصوص نگهداری می‌شود. عمدتاً در کپسول‌ها 85٪ مایع کلر و 15٪ گاز موجود است. بدنه سیلندرها از جنس فولاد با ضخامت حدود 10 میلیمتر می‌باشد. از لحاظ ایمنی باید قدرت تحمل فشار تا 40 اتمسفر را داشته باشد. هر لیتر از ظرفیت آن حدود یک کیلوگرم کلر مایع گنجایش دارد. سیلندرهای با ظرفیت کم به طور عمودی به دیوار نصب خواهند شد و کپسولهای بزرگتر، 500 کیلوگرمی، 1000 کیلوگرمی یا یک تنی به صورت افقی و با شیب ملایم به سمت ته سیلندر، قرار می‌گیرد.
  9. تبخیرکننده: زمانیکه نیاز به تزریق کلر با حجم زیاد باشد، قسمت گازی کپسول جوابگوی نیاز نمی‌باشد، چرا که در صورت برداشت بیش از حد 5 کیلوگرم در ساعت، کلر گازی به دلیل کاهش فشار و در نتیجه کاهش قابل توجه دما، احتمال یخ‌زدن کپسول به شدت افزایش می‌یابد، بنابراین استفاده از آن مشکل خواهد بود. بنابراین باید به روشی بخش مایع کلر را در سیلندر به گاز تبدیل نمود که این عمل از طریق تبخیرکننده‌ها صورت می‌گیرد.
  10. صافی گاز کلر: این صافی بعد از تبخیرکننده‌ قرار می‌گیرد و ناخالصی‌های گاز کلر، ناشی از سیلندر و ضایعات آن را جذب نموده تا به کلریناتور و تجهیزات جانبی آن آسیبی وارد نشود.
  11. شیر فشارشکن: به منظور جلوگیری از بالا رفتن فشار در سیستم از یک طرف و تأمین اطمینان و از طرف دیگر برای جلوگیری از تبدیل مجدد گاز کلر به مایع، پس از تبخیرکننده و قبل از کلریناتور از شیر فشارشکن استفاده می‌شود.
  12. کلریناتور(دستی و اتوماتیک): کلریناتور به طور کلی از سه بخش رگلاتور، روتامتر و فلومتر تشکیل شده است.
  13. انژکتور: در واقع کلر را از کلریناتور دریافت و با آب مخلوط می‌نماید. وظیفه انژکتور مکش گاز(یا مایع) و تزریق(یا اختلاط) کلر به آب می‌باشد. انژکتور ترکیبی است که علاوه بر مکش وظیفه اختلاط کلر با آب را نیز دارد. مکش ایجاد شده باعث جریان یافتن گاز کلر از کلریناتور و ورود آن به انژکتور می‌شود. از همان مسیر خلاء ایجاد شده و از داخل شیشه فلومتر، گاز کلر به طرف انژکتور حرکت کرده و به طرف محل تزریق حرکت می‌کند(مانند تزریق به لوله آب خام ورودی یا آب تصفیه شده قبل از ورود به مخزن).

روش كلرزني

با توجه به حجم آب مورد گندزدايي و وسعت پروژه، روش كلرزني تعيين مي‌گردد. كلر ممكن است به يكي از اشكال زير در دسترس باشد:

الف) گاز كلر   Cl2

ب) كلرامين   NH2 Cl و NHCl2

ج) پركلرين     High Test Hypochlorit) H.T.H)

د) دي اكسيد كلر Clo2

چگونگي اثرگندزدايي كلر

كلر افزوده شده به آب، منجر به تشكيل اسيد كلريدريك و اسيد هيپوكلرو مي‌شود. اسيد هيپوكلرو مؤثرترين تركيب كلردار براي گندزدايي آب مي‌باشد. هرچه قدر PH آب پايين باشد اثر گندزدايي آن بيشتر مي‌شود، زيرا در PH نزديك 7 اسيدهيپوكلرو بيشتر توليد مي‌گردد و در PH حدود 5/8 اثر گندزدايي كلر، ضعيف خواهند شد. خوشبختانه بيشتر آب‌ها داراي 5/7-6=PH  هستند.

سیستم‌های کلرزنی

حالت اول: که به آب، مایع کلردار تزریق می‌شود. هیپوکلریت سدیم(NaClO) و هیپوکلریت کلسیم(2Ca(ClO)) از نوع کلر مایع هستند. برای تزریق این مواد به آب از هیپوکلریناتورها استفاده می‌شود. این دستگاه عموماً یک دوزینگ پمپ است(پمپ دیافراگمی یا پیستونی).

حالت دوم: گاز کلر تحت فشار بالا و دمای پایین به مایع تبدیل شده و در کپسول‌های مخصوص نگهداری می‌شود و با کمک تبخیرکننده‌ها به گاز تبدیل شده و برای تزریق به آب استفاده می‌گردد. استفاده از این حالت هنگام نیاز شدید و بسیار زیاد تصفیه‌خانه، نسبت به سیستم‌های دیگر ارجحیت دارد.

 

سیستم‌های کلرزنی تصفیه‌خانه جلالیه

تجهیزات کلرزنی

رگلاتور از طریق خروجی(Vent)، فشار سیستم را تنظیم می‌نماید، از طرفی به خاطر شکستن خلاء حالت شیر فشارشکن را دارد.

روتامتر(Rotameter) تنظیم میزان تزریق کلر را انجام می‌دهد، شیر کنترل جزء بخش روتامتر است.

فلومتر میزان تزریق را نشان می‌دهد، این میزان تزریق تحت فشار معینی به رگلاتور تنظیم آن را بر عهده دارد، اصولی و صحیح می‌باشد.

کلریناتور در واقع وظیفه اصلی تزریق کلر به آب ورودی را انجام می‌دهد، جریان کلر را کنترل و اندازه‌گیری و با کمک انژکتور به آب وارد می‌نماید.

فضاهاي تشكيل دهنده واحدكلرزني گازي

واحد كلرزني بخشي از سيستم تصفيه آب آشاميدني و بهداشت است( براي گندزدايي شيميايي آب) كه شامل قسمت‌هاي زير مي‌باشد:

1-           اتاق استقرار سيلندرهاي آماده مصرف

2-           اتاق کلرزني

3-           انبار نگهداري سيلندرهاي گاز كلر

4-           اتاق فرمان و كنترل

5-           حوضچه خنثي‌سازي

اتاق استقرار سيلندرهاي آماده مصرف

به اتاقي مسقف و ايمن اتلاق مي‌گردد كه بر حسب مصرف آب مورد نياز، يك يا چند سيلندر يك تني يا با حجم كمتر بر روي حداقل دو واحد سكوي ويژه مستقر شده باشند.

اتاق کلرزني

به فضاي مسقف و ايمن در واحد كلرزني اتلاق مي‌گردد كه عمل تزريق گاز كلر به منظور گندزدايي و سالم‌سازي آب آشاميدني به‌وسيله دستگاه‌هاي كلرزني خودكار و سيستم‌هاي كنترل و ايمني مربوطه در اين اتاق انجام مي‌شود.

انبار نگهداري سيلندرهاي گاز كلر

به فضاي مسقف و ايمن در واحد كلرزني اتلاق مي‌شود كه سيلندرهاي گاز كلر اعم از خالي يا پر طبق ايمني در آن نگهداري مي‌گردد.

اتاق فرمان و كنترل

فضاي مسقف و ايمن در واحد كلرزني است كه از طريق پنجره‌هاي شيشه‌اي بسته، مشرف به اتاق استقرار سيلندرها و اتاق كلرزني بوده و شخص يا اشخاص اداره كننده ، در آن مستقر مي‌باشند.

حوضچه خنثي‌سازي

حوضچه‌اي است كه نزديك اتاق كلرزني و انبار سيلندرهاي گاز كلر ساخته مي‌شود و همواره داراي آب آهك و يا ترجيحاً سود، در حد اشباع مي‌باشد تا در مواقع بروز نشت گاز، با غوطه‌ور كردن سيلندر در آن، موجب خنثي‌كردن نشتي گاز كلر از سيلندر گرديده و از آلوده شدن كار و محيط زيست به گاز كلر جلوگيري به‌عمل آيد.

-  ساختمان واحد كلرزني بايستي مستقل از ديگر واحدها و ترجيحاً هم سطح زمين باشد.

- حداقل ابعاد اتاق استقرار سيلندرهاي آماده مصرف 5×3×3 (طول، عرض، ارتفاع) متر باشد تا فضاي كافي براي اپراتور جهت انجام تعميرات يا تعويض سيلندر موجود باشد.

-    پي ستون‌هاي استقرار سيلندرهاي گاز، داري استحكام كافي باشد.

-   مجهز به يك لايه عايق حرارتي با ضخامت حداقل 5/2 سانتيمتر گردد.

- سقف اتاق استقرار سيلندرهاي آماده مصرف و اتاق كلرزني به‌صورت شيب‌دار اجرا شود تا آب باران و برف در آب‌رو، به راحتي تخليه گردد، هدف از اين امر آن است كه هيچ‌گونه رطوبتي بر روي كپسول هاي گاز كلر اثر گذار نباشد.

- در سقف اتاق استقرار سيلندرهاي گاز آماده مصرف، شبكه افشانك آب(روش سقفي) مناسب تعبيه شود تا در مواقع اضطراري(نشت گاز)، به منظور شستشوي گاز عمل نمايد.

- مصالح ساختماني مورد استفاده براي پوشش ديوارها، كف و سقف اتاق استقرار سيلندرهاي آماده مصرف، كلرزني و انبار سيلندرهاي گاز مي‌بايست در برابر خوردگي و آتش مقاوم باشد.

-  در ورودي براي حمل سيلندر به داخل و خارج انبار مي‌تواند از نوع كشويي يا ريلي باشد ولي در خروج عادي و اضطراري كاركنان بايد از نوع لولايي و به طرف بيرون باز شود.

-   سيستم جمع‌آوري و دفع فاضلاب واحد كلرزني براي مواقع اضطراري پيش‌بيني شود.

- پيش‌بيني حوضچه خنثي‌سازي خارج از اتاق كلرزني با ابعاد حداقل 3*5/1*3 متر (طول، عرض، عمق) شود كه همواره بايد داراي آب آهك و يا ترجيحاً سود در حد اشباع باشد(براي غوطه ور كردن يك سيلندر يك تني) همچنين شير تخليه در پايين‌ترين نقطه حوضچه، تعبيه گردد.

-   محل انبار سيلندرهاي كلر بايد دور از محل رفت و آمد وسايل نقليه عمومي باشد.

-     محل نگهداري و استقرار سيلندرهاي كلر بايستي دور از منابع توليد حرارت و تابش مستقيم نور خورشيد باشد.

- سيلندرهاي گاز، دور از لولـه‌هاي بخار آب، رادياتور، اجاق گاز و يا بويلرها نگهداري شوند.

-  اتاق استقرار سيلندرهاي آماده مصرف و انبار، بايد مجهز به جرثقيل سقفي از نوع هيدروليكي يا الكتريكي چهار حالته باشد و تيري كه جرثقيل بر روي آن نصب مي‌گردد به گونه‌اي باشد كه سيلندرهاي اتاق استقرار سيلندرهاي آماده مصرف و انبار را پوشش ‌دهد. ضمناً اتصال بازوهاي جرثقيل به كمربند سيلندرها بايد به طور خودكار طراحي شود.

- دسته كنترل جرثقيل در خارج از اتاق استقرار سيلندرهاي آماده مصرف و انبار و در كنار حوضچه خنثي سازي و درون محفظه مناسب قرار گيرد (طول كابل دسته كنترل به‌گونه‌اي انتخاب شود كه اپراتور قادر به كار كردن با آن از فاصله دور باشد).

-    حوضچه خنثي سازي، ترجيحاً در مقابل اتاق استقرار سيلندرهاي آماده مصرف و انبار سيلندرها، طراحي و ساخته شود.

-  كانال‌هاي تخليه هوا، مجهز به فن مكنده در ارتفاع 20 سانتيمتري از كف اتاق استقرار سيلندرهاي آماده مصرف و اتاق كلرزني تعبيه شود و هواي خروجي مي‌بايست به حوضچه خنثي‌سازي هدايت و بعد از آن به هواي آزاد تخليه گردد.

-     فن دمنده هواي آزاد بايد نزديك به سقف اتاق استقرار سيلندرهاي آماده مصرف و اتاق كلرزني نصب گردد.

-  سيستم لولـه‌كشي، ساده و داراي حداقل اتصالات و عايق در مقابل حرارت زياد باشد و هرگز از لوله كشي طويل استفاده نشود.

-  تابلوي برق و كليد قطع و وصل(تهويه و روشنايي) اتاق استقرار سيلندرهاي آماده مصرف در خارج از آن نصب گردد. همچنين تجهيزات ايمني مناسب براي تابلوهاي برق شامل سيم ارت، كفپوش عايق، فيوز، كنتور فاز و ... منظور گردد.

از آنجايي كه كلر، گازي جذب شونده، محرك و خفه‌كننده براي انسان است، حد مجاز آستانه آن در هواي استنشاقي، معادل 3 ميلي‌گرم در متر مكعب تعيين شده است. تنفس گاز كلر به مقدار زياد باعث مسموميت بسيار شديد شده و گاهي مرگ‌آور است. به‌طور كلي ايمني و بهداشت عمومي و محيط كار در تصفيه‌خانه‌ها ارتباط مستقيمي به چگونگي طراحي ساختمان و رعايت ضوابط ايمني كار با گاز كلر دارد. لذا به منظور پيشگيري از بروز احتمالي حوادث و خطرات جاني و مالي ناشي از نشت گاز در محيط كار و محيط زيست، آتش سوزي و انفجار و تأمين سلامت كاركنان و ساكنان اطراف، تدوين اصول طراحي ايمني و بهداشت ساختمان واحد كلرزن در تصفيه آب آشاميدني يك ضرورت است.

روشهاي تشخيص نشت گازکلردرواحدکلرزني

  • تشخيص گاز كلر در هوا از طريق حس بويايي
  • تشخيص به‌وسيله معرف‌هاي شيميايي، عملي‌ترين روش استفاده از يك پارچه آغشته به آمونياك و قرار دادن آن سر يك چوب كه با آن محل نشت گاز كلر را در مسير اوليه و اتصالات مي‌توان پيدا كرد(آمونياك در مقابل گاز كلر توليد دود سفيد مي كند).
  • استفاده از كاغذ آغشته به يدور پتاسيم و نشاسته( درصورت وجود كلر رنگ كاغذ، آبي مي شود).
  • در صورت نشت گاز كلر، اپراتور مجاز خواهد بود كه دوش آب را بر روي سيلندر باز نمايد، تا بدليل كاهش حرارت بدنه سيلندر، گاز كمتري از آن خارج شود.
  • ايجاد سيستم خودكار نشت ياب در واحد كلرزني و انبار و كنترل مداوم آن توسط اپراتور و انبار دار.
  • سه دستگاه کلریناتور تحت خلاء به ظرفیت kg/h 20 ساخت Portacel(آب تصفیه شده و آب خام).
  • یک دستگاه تبخیرکننده کلر مایع ساخت کمپانی Fischer & Porter.

ساختمان واحد کلرزنی تصفیه‌خانه جلالیه دو سالن هم‌جوار در شمال‌غربی سالن کنترل و تلمبه‌خانه شستشوی صافی‌ها می‌باشد که در سالن اول سیلندرهای ذخیره گاز کلر(4 سیلندر) نصب گردیده‌اند و بر اساس نیاز می‌توان از فاز گاز یا مایع سیلندرهای ذخیره استفاده کرد. در سالن دوم دستگاههای اوپراتور و کلریناتور و انژکتور به شرح زیر نصب شده‌اند؛

خطوط انتقال بعد از سیلندر از دو قسمت تشکیل شده است که یک خط، کلکتور فاز گاز بعد از سیلندر می‌باشد که صافی و فشار شکن در انتهای خط کلکتور نصب گردیده است. خط دوم کلکتور فاز مایع بعد از سیلندر می‌باشد و زمانیکه تزریق بیش از kg/h12 مورد نیاز باشد از فاز مایع استفاده می‌گردد و برای تبدیل آن به فاز گاز، تبخیرکننده به کار می‌رود که بعد از گذشتن از صافی و فشارشکن وارد دستگاه کلریناتور مورد نظر می‌گردد. البته دستگاه اخطار انتشار گاز کلر[12] هم در اتاق سیلندرها و هم در اتاق کلریناتور نصب گردیده است که دفتر بهره‌برداری در هنگام وقوع نشتی با خبر می‌گردند.

    

طرح شماتیک تصفیه‌خانه جلالیه


بخشدوم

شرایط لازم برای آزمایشگاه تصفیه‌خانه

براي تعيين كيفيت آب، آزمايشات شيميايي و ميكروبي آب انجام مي‌شود و آنچه كه قبل از انجام آزمايش مهم است نمونه‌گيري صحيح از نظر تعداد و تكرار نمونه‌گيري است، نمونه‌ها بايستي متناسب با اهداف تهيه و تأمين آب آشاميدني سالم باشد.

برای انجام آزمایش‌های کیفی آب، هر تصفیه‌خانه باید دارای آزمایشگاهی با شرایط زیر باشد:

  1. لوازم و تجهیزات برای انجام آزمایش‌های مورد نیاز بر اساس استانداردها.
  2. کارکنان آموزش دیده و با تجربه برای ارائه خدمات آزمایشگاهی.
  3. بهره‌گیری از دستور عمل‌ها و روش‌های مبین استاندارد آزمایش‌های آب.
  4. دما
  5. رنگ
  6. بو
  7. کدورت
  8. 5.کل جامدات معلق(TSS)
  9. pH
  10. اندازه‌گیریاکسیژنمحلول(DO)
  11. هدایتالکتریکی(EC)
  12. کلجامداتمحلول(TDS)
  13. 10.قلیائیتکل(TA)
  14. سختیکل(TH)
  15. سولفات(SO4-2)
  16. کلرید(Cl-)
  17. سدیم(Na)
  18. آمونیاک(NH3)
  19. نیتراتونیتریت(NO3وNO2)
  20. کلرازادباقیمانده(Cl2)
  21. آهن(Fe)
  22. منگنز(Mn)
  23. آلومینیوم(Al)
  24. 21.آزمایش جار
  25. آزمایشهای باکتریایی
  26. آزمایشهای زیست‌شناختی
  27. فلورید(F-)
  28. برومید(Br-)
  29. موادپاک‌کننده

آزمایشگاه تصفیه‌خانه آب می‌تواند به عنوان یک آزمایشگاه معتبر، محل مراجعه اشخاص حقیقی یا حقوقی باشد و در برابر ارائه خدمات، هزینه دریافت کند.

آزمایش‌های موردنیاز

تعداد و نوع آزمایش‌های مورد نیاز در یک تصفیه‌خانه آب، بستگی به کیفیت آب خام، فرآیند تصفیه، و تعداد واحدهای تصفیه دارد. نوع آزمایش‌های مورد نیاز همراه با دلایل انجام آزمایش، برای کنترل راهبری تصفیه‌خانه و کنترل کیفیت آب تصفیه ‌شده در زیر تشریح شده است؛

استفاده از سیستم پیوسته نیز برای اندازه‌گیری بسیاری از پارامترها پیشنهاد می‌شود.

آزمایش‌های فیزیکی - شیمیایی

به‌طور کلی آب سرد برای آشامیدن مطلوبتر از آب گرم است. دمای بالای آب، باعث تسریع رشد میکروارگانیسم‌ها می‌شود و در ایجاد طعم، بو، رنگ و مسئله خورندگی مؤثر است. در استانداردها هیچ، مقدار رهنمودی برای دمای آب پیشنهاد نشده است، اما دمای آب باید مورد پذیرش مصرف‌کننده باشد. میزان دمای آب در فرآیند انعقاد نقش مهمی دارد.

رنگ آب، به طور معمول بر اثر وجود ترکیبات آلی رنگدار(عموتاً اسیدهای هیومیک و فولویک)، تجزیه گیاهان، انحلال خاک در آب و همچنین مواد معدنی مانند آهن کلوئیدی، منگنز و دیگر فلزها است که به صورت ناخالصی‌های طبیعی ایجاد می‌شود. همچنین ممکن است رنگ آب در اثر تخلیه پساب‌های صنعتی به منابع آب، تغییر کند. رنگ آب به دو دسته حقیقی و ظاهری تقسیم می‌شود. رنگ حقیقی مربوط به انحلال مواد است و در مراحل صاف‌سازی از بین نمی‌رود، در حالیکه رنگ ظاهری که به دلیل وجود ذرات ریز معلق، جلبک‌ها و مانند آن است، با صاف‌سازی از بین می‌رود. اغلب مردم رنگ‌های بالاتر از 19 واحد رنگ حقیقی([14]TCU) را در یک لیوان تشخیص می‌دهند. معمولاً مردم رنگ‌های زیر این مقدار را می‌پذیرند. حد مطلوب رنگ در استاندارد ایران، کمتر یا مساوی یک واحد و حداکثر مجاز آن 20 واحد است.

حجم اولیه نمونه آب

حجم آب مقطر مصرف شده + حجم اولیه نمونه آب

TON =

فعالیت بیش از حد جانداران آبزی و زیست‌شناختی، علت اصلی ایجاد بو در منابع آبهای سطحی است. همچنین بو به عنوان یکی از فرآورده‌های جانبی گندزدایی(کلرزنی) نیز مطرح می‌شود. بو ممکن است نشانه آلودگی و یا نقص عملیات تصفیه یا توزیع آب باشد. اگر مقدار بو افزایش زیادی یابد، باید علت آن به سرعت بررسی شود. بوی آب آشامیدنی نباید باعث اعتراض مصرف‌کننده شود، بلکه باید مورد قبول وی باشد. ساده‌ترین راه اندازه‌گیری بو، استفاده از عدد [15]TON یا عدد آستانه بو است که جزء روش‌های حسی به شمار می‌آید. در این روش، یک نمونه 200 میلی‌لیتری آب، با آب مقطر، در دمای 40 درجه سانتیگراد پیوسته رقیق شده تا دیگر بویی حس نشود، سپس عدد TON از رابطه زیر به دست می‌آید.

حجم اولیه نمونه آب

حجم آب مقطر مصرف شده + حجم اولیه نمونه آب

TON =

عدد TON در استاندارد ملی ایران، 2 واحد در 12 درجه سلسیوس و 3 واحد در 25 درجه سلسیوس است.

کدورت آب در اثر وجود ذرات کلوئیدی است که اغلب با افزایش مواد معلق در منبع تأمین‌کننده آب بوجود می‌آید. این افزایش بر اثر عوامل جوی از جمله بارندگی و سیلاب است. مقادیر بالای کدورت، می‌تواند از تأثیر ماده گندزدا بر میکروارگانیسم‌ها بکاهد و باعث تشدید رشد باکتری‌ها در شبکه توزیع شود.

مقایسه کدورت آب ورودی و خروجی در فرآیند تصفیه می‌تواند بیان کننده بازدهی و میزان کارآیی سیستم باشد. آبی با کدورت کمتر از 5 واحد([16]NTU)، معمولاً مورد قبول مصرف کنندگان است. حد مطلوب کدورت در استاندارد ملی ایران، کمتر یا مساوی 1 واحد و حداکثر مجاز آن در استاندارد ایران و WHO 5 واحد ذکر شده است.

کل جامدات معلق، به صورت مواد معلق موجود در آب و به طور کلی به صورت گل‌و‌لای هستند. مقایسه غلظت این جامدات که از آب ورودی و آب خروجی از صافی‌ها به دست می‌آید نشان‌دهنده میزان کارآیی واحدها در حذف و کاهش مواد معلق است. بیشتر ذرات معلق جامد را می توان به کمک فیلتراسیون از آب جدا کرد؛ بنابراین جزء معلق جامدات موجود در یک نمونه آب را می توان با فیلتر کردن آب ، خشک کردن جرم باقی مانده و فیلتر تا یک وزن ثابت در دمای و تعیین نمودن جرم باقی مانده بر روی فیلتر تخمین زد . نتایج این آزمایش جامدات معلق بر حسب جرم خشک در حجم (میلی گرم در لیتر) بیان می‌شود. مقدار جامدات حل شده که از فیلتر عبور می نماید نیز بر حسب میلی گرم در لیتر بیان می شود؛ این مقدار برابر است با تفاوت میان کل جامدات موجود در آب و جامدات معلق در یک نمونه آب. بنابراین، چگونگی عملکرد حوض‌های لخته‌ساز، ته‌نشینی و صافی‌های شنی را می‌توان با این آزمایش بررسی کرد.

اگرچه pH در محدوده استاندارد به طور معمول اثر بهداشتی روی مصرف‌کنندگان ندارد، اما از دیدگاه بهره‌برداری، یکی از پارامترهای مهم کیفی آب به شمار می‌رود. به منظور دستیابی به اثربخشی تصفیه و گندزدایی مطلوب، توجه دقیق به میزان pH در همه مراحل تصفیه آب ضروری است برای گندزدایی مؤثر با کلر، لازم است تنظیم در محدوده pH < 8 باشد.

تنظیم pH آب در محدوده pH اشباع در شبکه توزیع برای حداقل خوردگی یا رسوبگذاری در سیستم الزامی است. مقادیر زیاد pH می‌تواند نتیجه تخلیه پساب‌های صنعتی به منابع آب باشد. در استاندارد ملی ایران، حد مطلوب pH، بین 7 تا 5/8 و برای حداکثر مجاز pH ، بین 5/6 تا 9 و در استاندارد WHO، pH کمتر یا مساوی 8 است.

حلالیت اکسیژن در آب، تابع درجه حرارت و فشار جزئی این گاز است که با استفاده از دستگاه اکسیژن سنج از ورودی و خروجی تصفیه‌خانه یکبار در روز اندازه‌گیری می‌شود.

هدایت الکتریکی، یکی از شاخص‌های کیفی آب آشامیدنی است که ساده و به سرعت قابل اندازه‌گیری است و بیان کننده قدرت یونی آب برای انتقال جریان الکتریسیته و یا برق است. هدایت الکتریکی بر حسب واحد میکروموس بر سانتی‌متر اندازه‌گیری می‌شود و نیبت به دما، غلظت و نوع یون‌های آب تغییر می‌کند.

اندازه‌گیری این پارامتر می‌تواند سریعاً وضعیت کلی نمکهای موجود در آب را مشخص کرده و درستی آزمایش کل جامدات محلول در آب را نیز تأیید نماید.

کل جامدات محلول شامل نمکهای معدنی محلول در آب به صورت کاتیون‌ها(کلسیم، منیزیم، پتاسیم، سدیم، آهن و منگنز و ...) و آنیون‌ها(بی‌کربناتها، هیدروکسیدها، کلریدها، سولفاتها، نیتراتها، فسفاتها و ...) است. مقدار TDS درآب به دلیل اختلاف حلالیت مواد معدنی در مناطق جغرافیایی مختلف، بسیار متفاوت است. مقدار TDS در آب، تأثیر بسزایی در طعم آب آشامیدنی دارد. آبی با TDS کمتر از 600 میلی‌گرم بر لیتر، به طور معمول برای آشامیدن، خوب در نظر گرفته می‌شود. حداکثر TDS در استاندارد سازمان بهداشت جهانی، 1000 میلی‌گرم بر لیتر و در استاندارد ملی ایران برابر 1500 میلی‌گرم بر لیتر است.

قلیائیت کل آب، مقدار یونهای موجود در آب است که بر اثر واکنش با یون هیدروژن خنثی می‌شود. به این ترتیب، قلیائیت میزان توانایی آب برای خنثی کردن اسیدها است. این ترکیبات از انحلال مواد معدنی خاک و اتمسفر به دست می‌آید. به طور معمول یونهای بی‌کربنات، کربنات و هیدروکسید قلیائیت آب را تشکیل می‌دهد.

قلیائیت زیاد، سبب ایجاد طعم تلخ آب می‌شود. اندازه‌گیری قلیائیت در تصفیه‌خانه‌هایی که از منعقدکننده‌ها استفاده می‌کنند، اهمیت زیادی دارد.

به طور کلی غلظت نمکهای کلسیم و منیزیم محلول، سختی کل آب را تشکیل می‌دهند که بر حسب کربنات کلسیم بیان می‌شود. بسته به مقدار pH و قلیائیت، سختی بیش از 200 میلی‌گرم بر لیتر در اثر حرارت، رسوب ایجاد می‌کند و مصرف صابون را افزایش می‌دهد. آبهای سبک با سختی کمتر از 100 میلی‌گرم بر لیتر، ظرفیت بافری کمی داشته و ممکن است برای لوله‌های آب خورندگی بیشتری داشته باشد. در هر جامعه با توجه به شرایط محلی، مقبولیت عمومی از نظر میزان سختی آب، به طور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌کند. استاندارد ایران رقم سختی کل در آب آشامیدنی را 500 میلی‌گرم بر لیتر تعیین کرده اما در استاندارد WHO رقمی ارائه نشده است.

سولفات به طور طبیعی در بسیاری از مواد معدنی وجود دارد و در آبهای زیرزمینی با غلظتهای زیاد مشاهده می‌شود. سولفات از آنیونهایی است که کمترین سمیت را دارد. وجود سولفات ممکن است طعم قابل تشخیصی را در مقادیر بیش از 250 میلی‌گرم بر لیتر ایجاد می‌کند. مقادیر بیش از 1200 میلی‌گرم بر لیتر سولفات همراه با منیزیم، سبب ناراحتیهای گوارشی و از دست رفتن آب بدن می‌شود. استاندارد WHO برای سولفات، 250 میلی‌گرم بر لیتر و در استاندارد ملی ایران، 400 میلی‌گرم بر لیتر است.

کلرید در آب آشامیدنی، از منابع طبیعی، فاضلابهای خانگی، روانابهای شامل نمکهای ذوب‌کننده یخ و ورود آبهای شور ناشی می‌شود. غلظتهای اضافی کلرید، بسته به قلیائیت آب، سرعت خورندگی فلزات را در شبکه توزیع افزایش می‌دهد در نتیجه، این امر منجر به افزایش غلظت فلزات در آب می‌شود.

غلظتهای بیش از 250 میلی‌گرم بر لیتر کلرید، می‌تواند سبب پیدایش طعم قابل تشخیص در آب می‌شود. استاندارد WHO برای کلرید، 250 میلی‌گرم بر لیتر و در استاندارد ملی ایران، 400 میلی‌گرم بر لیتر است.

نمکهای سدیم، انحلال پذیری زیادی در آب دارند. اگرچه غلظت سدیم به طور طبیعی در آبهای سطحی کم است اما ممکن است در برخی از مناطق به مقدار زیاد در آب وجود داشته و سبب تغییر طعم آب شود. غلظتهای بالاتر از 200 میلی‌گرم بر لیتر، ممکن است طعم غیرقابل قبولی برای مصرف‌کننده ایجاد کند و غلظت آستانه طعم سدیم در آب، بستگی به آنیون مربوط و دمای آب دارد. حد مجاز استاندارد WHO و استاندارد ملی ایران برای سدیم، 200 میلی‌گرم بر لیتر است.

آمونیاک شامل NH3 غیریونیزه و NH4+ یونیزه است. آمونیاک در محیط، از فرآیندهای کشاورزی و صنعتی منشأ می‌گیرد. وجود آمونیاک در آب، شاخصی برای آلودگی احتمالی باکتریایی، فاضلابی و مواد زائد حیوانی است. حد مجاز استاندارد WHO و استاندارد ملی ایران برای آمونیاک، 5/1 میلی‌گرم بر لیتر(بر حسب NH3) است.

 

نیترات و نیتریت یونهایی هستند که به عنوان بخشی از چرخه طبیعی نیتروژن وجود دارند. در بسیاری از آبهای زیرزمینی، افزایش مقدار نیترات به دلیل دفع نادرست فاضلاب به چاه‌های جذبی و توسعه فعالیتهای کشاورزی است. وجود این ترکیبات سبب ایجاد عارضه متهموگلوبینما در نوزادان شیرخوار می‌شود و نگرانی‌هایی در مورد افزایش خطر سرطان در بزرگسالان در اثر ترکیبات N نیتروز وجود دارد. در استاندارد WHO و استاندارد ملی ایران، غلظت نیترات 50 میلی‌گرم بر لیتر(بر حسب NO3) است. همچنین استانداردWHO و استاندارد ملی لیران برای نیتریت، 3 میلی‌گرم بر لیتر(بر حسب NO2) است. در هر حال، نباید میزان نیترات و نیتریت به تنهایی مورد قضاوت قرار گیرد، بلکه مجموع نسبت غلظت هر کدام، با توجه به مقادیر توصیه شده نباید از یک تجاوز کند.

به منظور تصفیه و سالم‌سازی آب آشامیدنی، باید از یک ماده گندزدا مانند کلر استفاده کرد. این ماده باید به مقدار مناسب به آب تزریق شود و زمان تماس کافی برای تکمیل عمل گندزدایی وجود داشته باشد و همچنین باقیمانده ماده گندزدا و ترکیبات جانبی ایجاد شده، نباید اثر ناگوار بهداشتی داشته باشد. حدود آستانه طعم و بو کلر در آب مقطر، به ترتیب 5 و 2 میلی‌گرم بر لیتر بیشتر افراد طعم کلر یا فرآورده‌های فرعی آن را با غلظتهای زیر 5 میلی‌گرم بر لیتر تشخیص می‌دهند. در واقع، طعم کلر در غلظتهای بین 6/0 تا 1 میلی‌گرم بر لیتر، برای اغلب افراد قابل تشخیص است، اما اثر زیان‌بخشی ندارد.

آهن یکی از فراوانترین عناصر پوسته زمین و عنصری ضروری در رژیم غذایی است. در تصفیه‌خانه‌هایی که از نمکهای آهن برای انعقاد، استفاده می‌شود ممکن است مقدار آهن در آب تصفیه شده افزایش یابد. خوردگی لوله‌های فولادی و چدنی در شبکه توزیع نیز باید مد نظر قرار گیرد. حد مجاز استاندارد آهن در WHO و استاندارد ملی ایران، 3٪ میلی‌گرم بر لیتر است.

منگنز در آبهای سطحی معمولاً به مقدار کم وجود دارد. وجود بیش از حد یون منگنز، رنگ آب را تغییر می‌دهد و آب برای آشامیدن نامناسب می‌شود. غلظت منگنز در آبهای فاقد اکسیژن محلول، ممکن است به چندین میلی‌گرم بر لیتر برسد، اما حضور اکسیژن محلول سبب رسوب نمکهای منگنز می‌شود. منگنز با مقادیر جزئی، عنصری ضروری برای بدن به شمار می‌رود اما با مقادیر زیاد و بلع طولانی مدت، اثرات زیان‌آوری به همراه دارد. حد مجاز استاندارد WHO و استاندارد ملی ایران برای منگنز، 5٪ میلی‌گرم بر لیتر است.

آلومینیوم عنصری فراوان با پراکندگی گسترده است. در سالهای اخیر، کاربرد گسترده نمکهای آلومینیوم، برای انعقاد در فرآیند تصفیه موجب وجود آن در آب آشامیدنی شده و این امر به دلیل عدم بهره‌برداری صحیح فرآیند است. حد مجاز استاندارد WHO و استاندارد ملی ایران برای آلومینیوم 2٪ میلی‌گرم بر لیتر است.

تعیین نوع ماده منعقدکننده و مقدار مناسب آن، با توجه به کیفیت آب خام(یویژه کدورت و pH) با استفاده از دستگاه جار انجام می‌شود. تعیین مقدار بهینه ماده منعقدکننده، از مهمترین آزمایشها در تصفیه‌خانه بوده و در این راستا، تنظیم pH آب در محدوده pH اشباع برای جلوگیری از رسوب‌کنندگی یا خورندگی در شبکه آب آشامیدنی، بسیار مهم است. همچنین آزمایش جار بیان‌کننده وضعیت کمی و کیفی لجن حاصل از عملیات تصفیه است که خود در تنظیم فرآیند زلال‌سازی بسیار مفید خواهد بود. از پارامترهای مهم در این رابطه، می‌توان به ضریب چسبندگی لجن ته‌نشین شده اشاره کرد.

آزمایش‌های میکروبیولوژیکی

شناخت کیفیت میکروبیولوژیک آب آشامیدنی، ارتباط مستقیم با سلامت انسان و جامعه دارد. شناسایی باکتری‌ها، میکروارگانیسم‌ها و موجودات آبزی که به طور عمده بیماریزا هستند از دیدگاه بهداشتی، اهمیت ویژه‌ای دارد و آب آشامیدنی باید عاری از هرگونه میکروارگانیسم بیماریزا باشد.

آزمایشهای میکروبیولوژیک در دو بخش باکتریایی و زیست شناختی به شرح زیر ارائه می‌شود؛

باکتریها موجودات بسیار ریزی هستند که برخی از گونه‌های آنها بیماریزا بوده و می‌توانند از راه آب آلوده منتقل و بیماری‌های مختلف باکتریایی را باعث شوند. با توجه به تنوع باکتری‌های بیماریزا در آب، کنترل آب آشامیدنی، از راه شناسایی و شمارش باکتری‌های شاخص(به طور عمده کل کلی‌فرم‌ها، کلی‌فرم‌های گرماپای و استرپتوکوک‌های مدفوعی) انجام می‌شود. شمارش باکتری‌های هتروتروف نیز برای بررسی میزان کارآیی و عملکرد تصفیه‌خانه مهم است.

ارزیابی کیفیت زیست‌شناختی آب بر اساس شناسایی و شمارش میکروارگانیسم‌های آبزی، نیزان فراوانی، ترکیب گونه‌ها، تولید مثل و شرایط فیزیکوشیمیایی موجودات ساکن در آب انجام می‌شود. اطلاعات حاصل از آزمایشهای به عمل آمده موجب شناخت عوامل ایجاد رنگ، کدورت، بو وطعم و انسداد صافی‌ها می‌شود که این امر در طراحی فرآیند تصفیه و انتخاب گندزدای مناسب در شبکه توزیع آب آشامیدنی و نیز کنترل میزان کارآیی تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب مؤثر است. پلانگتون‌ها میکروارگانیسم‌های شاخص زیست‌شناختی، هستند که به صورت موجودات آبزی و میکروسکوپی(اغلب کوچکتر از 2 میلیمتر)، در آب شناور هستند. پلانگتون‌ها شامل انواع گیاهی(فیتوپلانگتون‌ها) و جانوری (زئوپلانگتون) هستند که به همراه جریان آب در حرکت بوده و قادرند تنها به کمک حرکات قائم، عمق مناسب زیست خود را تنظیم کنند، اما قادر به حرکت از مکانی به مکان دیگر نیستند.

آزمایش فلزات سنگین

آزمایش فلزات سنگین نیاز به تجهیزات خاص و گران قیمت دارد، بنابراین پیشنهاد می‌شود آزمایشهای مذکور(به طور عمده مس، روی، سرب، کروم، کادمیم، جیوه، آرسنیک و ...) توسط آزمایشگاه مرجع یا مؤسسه‌های پژوهشی و دانشگاهی انجام شود.

آزمایش موادکمیاب

وجود بیش از حد مجاز برخی از عناصر کمیاب، آب را غیرقابل آشامیدن می‌سازد. وجود این ترکیبات در آب بیشتر ناشی از پساب‌های صنعتی به منابع پذیرنده آبهای سطحی است. مهمترین این عناصر، برومید، فلورید و سیانید است. اندازه‌گیری ترکیبات فنلی و شوینده‌ها پیشنهاد می‌شود. در راستای حفظ سلامت آب، آزمایش پارامترهای فوق در آب خروجی از تصفیه‌خانه هر ماه یکبار پیشنهاد می‌شود.

مقدار فلورید در آب خام به طور معمول کمتر از 5/1 میلی‌گرم بر لیتر است و بستگی به شرایط طبیعی و دمای محیط دارد. فلورید محلول پس از ورود به بدن، به سرعت جذب سیستم گوارش می‌شود. غلظتهای بالاتر از 5/1 میلی‌گرم بر لیتر افزایش خطر فلورازیس دندان را به دنبال دارد و غلظتهای بسیار بالاتر، به فلورازیس اسکلتی می‌انجامد. حد مجاز WHO برای فلورید، 5/1 میلی‌گرم بر لیتر است.

اکسایش یونهای برومید در مراحل ازن‌زنی و یا دیگر مواد اکسیده، در نهایت باعث تشکیل برومات در آب تصفیه شده می‌گردد. برومات موجب بروز تومورهای کلیوی در حیوانات آزمایشگاهی شده است، از اینرو مؤسسه بین‌المللی سرطان، برومات را به عنوان ماده‌ای با امکان سرطان‌زایی در انسان رده‌بندی کرده است. استاندارد WHO برای برومات، 25 میکروگرم بر لیتر است. اندازه‌گیری این پارامتر در آبهای ورودی و خروجی از تصفیه‌خانه، هر هفته یکبار پیشنهاد می‌شود. اما در صورت استفاده از اندازه‌گیری باید روزانه صورت گیرد.

مواد پاک‌کننده در شوینده‌ها استفاده می‌شود که به صورت مصنوعی ساخته می‌شود و درنتیجه به طور طبیعی در آبها وجود ندارند. ورود آنها به آبهای سطحی از راه تخلیه فاضلابهای شهری و یا صنعتی است. این ترکیبات مشکلاتی مانند ایجاد کف، طعم و بو در آب به همراه دارد. WHO برای پاک‌کننده‌ها استانداردی ارائه نکرده، اما استاندارد ملی ایران([29]MBAS) برای آنها 2٪ میلی‌گرم بر لیتر است.

آزمایشهای موادآلی

وجود سموم شیمیایی مانند حشره‌کشها، آفت‌کشها و نظایر آنها در منابع آب آشامیدنی، بیشتر نتیجه توسعه بی‌رویه فعالیتهای انسانی است. این سموم شامل آلدرین، آندرین، هپتاکلر، هپتاکلراپوکسید، لیندن، منوکسی‌کلر، کاربامات، کلردان، توگزافن، د.د.ت و ... هستند. آزمایشات این ترکیبات در آب خروجی از تصفیه‌خانه، هر 3 ماه یکبار پیشنهاد می‌شود. آزمایش COD، BOD، TOC نیز در این راستا قرار می‌گیرد.

آزمایشهای موادپرتوزا

وجود بیش از حد مواد رادیواکتیو و پرتوزای خطرناک در آب، ممکن است در اثر وجود رگه‌های طبیعی این عناصر در زمین و یا دفع نادرست پسابهای بیمارستانی و مراکز پژوهشی یا نیروگاههای اتمی می‌باشد. برای اطمینان از عدم وجود آلودگی به پرتوهای آلفا و بتا، آب ورودی به تصفیه‌خانه باید حداقل یکبار در سال آزمایش شود. این آزمایش برای آبهای زیرزمینی اهمیت بیشتری دارد، هر چند پس از حوادث طبیعی، بویژه زمین‌لرزه باید تکرار شود.

لوازم موردنیاز

لوازم و وسایل مورد نیاز برای انجام آزمایشهای مذکور با رعایت دستورالعمل‌های استاندارد به شرح زیر است؛

پارامتر مورد آزمایش

لوازم و وسایل

pH

دستگاه pH متر,وسایل شیشه‌ای آزمایشگاهی

دما

دماسنج 50 تا 10- درجه سانتیگراد(با دقت 5/0 تا 1 درجه)

دماسنج 150 تا 10- درجه سانتیگراد(با دقت 5/0 تا 1 درجه)

دماسنج 260 تا 10- درجه سانتیگراد(با دقت 5/0 تا 1 درجه)

اکسیژن محلول

دستگاه DO متر

رنگ

اسپکتروفتومتر,وسایل شیشه‌ای آزمایشگاهی

کدورت

دستگاه کدورت‌سنج

وسایل شیشه‌ای آزمایشگاهی

بو

وسایل شیشه‌ای آزمایشگاهی

کل جامدات معلق

پمپ خلاء آزمایشگاهی

خشک‌کن 103 درجه سانتیگراد

دسیکاتور(رطوبت‌گیر)

ترازوی آزمایشگاهی با دقت1/0 میلی‌گرم

وسایل شیشه‌ای آزمایشگاهی و یا اسپکتروفتومتر

کل جامدات محلول

حمام بن‌ماری

بوته چینی

خشک‌کن 180 درجه سانتیگراد

کاغذ صافی

وسایل شیشه‌ای آزمایشگاهی و یا اسپکتروفتومتر

هدایت الکتریکی

دستگاه هدایت سنج

وسایل شیشه‌ای آزمایشگاهی

قلیائیت

وسایل شیشه‌ای مختلف

سختی کل

وسایل شیشه‌ای مختلف

سولفات

همزن مغناطیسی با قابلیت تنظیم دور

اسپکتروفتومتر و وسایل شیشه‌ای آزمایشگاهی

کلرید

وسایل شیشه‌ای مختلف

آمونیاک

اسپکتروفتومتر

وسایل شیشه‌ای آزمایشگاهی

نیترات

اسپکتروفتومتر(مجهز به طیف UV)

وسایل شیشه‌ای آزمایشگاهی

نیتریت

اسپکتروفتومتر

وسایل شیشه‌ای مختلف

مواد پاک‌کننده

اسپکتروفتومتر

وسایل شیشه‌ای مختلف،قیف دکانتور

فلورید

اسپکتروفتومتر

وسایل شیشه‌ای مختلف

سدیم

فیلم فتومتر

وسایل شیشه‌ای مختلف

کلر آزاد باقیمانده

کیت کلرسنج DPD

اسپکتروفتومتر

ماده منعقدکننده

دستگاه آزمایش جار

شاخصهای باکتریایی

انکوباتور، اتوکلاو، خشک‌کن(اتوو)، بن‌ماری، pH سنج

همزن مغناطیسی مجهز به گرم‌کن، چراغ الکلی، پلیت کانتر میکروسکوپ نوری، پیپتور، توزیع کننده محیط کشت

پلیت متوسط، ترازو، لامپ UV، کاغذ صافی 45/0 میکرون

وسایل شیشه‌ای مختلف، دستگاه فیلتراسیون، پمپ خلاء

دستگاه آب مقطرگیری، هود میکروبی

شاخصهای زیست‌شناختی

میکروسکوپ نوری با عدسی چشمی 10 و شیئ 5/2، 10، 40، 100 صافی غشایی و پمپ خلاء، کاغذ صافی غشایی با منافذ 45/0، 8/0 و 3 میکرون، لام(Sedgwick rafter) و لامل، لوازم شیشه‌ای مختلف

احداث ايستگاه پايش كيفي پيوسته آب رودخانه­ كرج

مطالعات و عمليات احداث ايستگاه نمونه‌برداري پايش پيوسته(On Line) رودخانه كرج در منطقه سرودار بعد از سد كرج در كيلومتر 3/2 بالادست آبگير بيلقان از سال 1381 آغاز و در ابتداي سال 1383 به بهره‌برداري رسيد. اين ايستگاه با هدف كنترل پيوسته فاكتورهاي مهم و تعيين كننده آلودگي آب خام شامل: كدورت، هدايت الكتريكي، pH، دما، DO، BOD، COD و TOC آب خام طراحي شده است. با بهره‌برداري از اين ايستگاه در صورت ايجاد تغييرات ناگهاني در كيفيت آب ورودي به آبگير بيلقان، علائم هشدار به صورت لحظه‌اي از طريق خط تلفن به واحد بهره‌برداري آبگير بيلقان و مركز كنترل آب تهران(تله مترينگ) و آزمايشگاههاي مركزي شهر تهران ارسال مي‌شود تا پيشگيري لازم براي مقابله با آلودگي پيش‌بيني شود.

استانداردسازي

استاندارد نمودن هر محصولي يعني تطابق آن با نيازها و خواست‌هاي منطقي مصرف‌كنندگان، رواج دادن پذيرش عمومي محصولي براي عامه به گونه‌اي كه در قالب هزينه اثربخشي بدون عوارض وعواقب ناخوشايند مورد مصرف يا استفاده مردم قرار گيرد. مثلاً در مورد آب آشاميدني، استاندارد مواد آلوده‌كننده براي ارزيابي خطراتي است كه ممكن است در نتيجه آب آلوده متوجه انسان گردد. اصولاً استانداردها از محلي به محل ديگر و از كشوري به كشور ديگر در حال تغيير است، ليكن كشورهايي كه تاكنون استاندارد مدوني براي خود تهيه نكرده‌اند، استاندارد سازمان جهاني بهداشت را ملاك قرار مي‌دهند. معمولاً دو نوع استاندارد براي مقاصد بالا متصور است: استاندارد اوليه كه مقامات مسئول بايد براي حفظ بهداشت عمومي و جلوگيري از آثار مواد آلوده كننده اقدامات جدي به عمل آورند، درحاليكه در استانداردهاي ثانويه، بايد تدابير لازم براي ارتقاء بهداشت عمومي، به عمل آيد.

 

شرکت شیمیایی بوعلی سینا تولید کننده مواد شیمیایی و واردکننده مواد شیمیایی و فروشنده مواد شیمیایی موردنیاز کلیه صنایع

تلفن ثابت :02188748404 ,02188502389

همراه :09123213657 ,09121443677

این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید