فهرست مطالب

تصفیه آب فرآیند حذف تمام  مواد اعم از بیولوژیکی، شیمیایی یا فیزیکی از آب است که به طور بالقوه برای مصارف انسانی و خانگی مضر هستند. این فرآیند تصفیه به تولید آبی سالم، خوش طعم، شفاف، بی رنگ و بی بو کمک می کند. آب مصرفی همچنین نباید خورنده باشد، به این معنی که به سیستم لوله کشی آب آسیب نرساند. در این مقاله قصد داریم تا در مورد مراحلی که در تصفیه خانه های آب طی میشود تا آلودگی ها و املاح مضر آب از آن جدا شود، صحبت کنیم.

هفت مرحله عمده در تصفیه خانه های بزرگ آب برای تامین آب شهری وجود دارد. هر یک از مراحل در ادامه توضیح داده شده است، با ما همراه باشید.

۱- اولین مرحله تصفیه آب : غربالگری

برای محافظت از واحدهای اصلی یک تصفیه خانه و کمک به عملکرد کارآمد آنها، استفاده از صفحه یا اسکرین ها برای حذف هر گونه مواد جامد شناور و معلق بزرگ موجود در جریان ورودی ضروری است. این مواد شامل برگ ها، شاخه ها، کاغذ، کهنه ها و سایر زباله هایی است که می توانند با آسیب رساندن به تصفیه خانه مانع از فعالیت آن شوند.

حفره های اسکرین ها به دو دسته بزرگ و کوچک تقسیم میشوند. (در تصویر زیر میتوانید انواه حفره اسکرین ها را مشاهده کنید)

صفحات با حفره های بزرگ برای تصفیه آب

صفحات با حفره های بزرگ از میله های فولادی مقاوم در برابر خوردگی با فاصله ۵ تا ۱۵ سانتی متر از یکدیگر ساخته شده اند که برای جلوگیری از ورود مواد درشت (مانند کنده ها و ماهی) به تصفیه خانه استفاده می شود. صفحه نمایش ها در زاویه ۶۰ درجه قرار می گیرند تا حذف مواد جمع آوری شده توسط چنگک مکانیکی آسان شود. در تصویر زیر اسکرین با حفره های بزرگ برای استفاده در یک تصفیه خانه را میبینید.

صفحات با حفره های کوچک برای تصفیه آب

صفحه‌های با حفره های ریز که بعد از صفحه‌ های درشت قرار می‌گیرند، موادی را که می‌توانند لوله‌کشی کارخانه را مسدود کنند، دور نگه می‌دارند. آنها از میله های فولادی تشکیل شده اند که با فاصله ۵ تا ۲۰ میلی متر از هم قرار دارند. یکی از انواع صفحه ریز صافی میکرو است که از یک درام چرخان از توری فولادی ضد زنگ با اندازه مش بسیار کوچک (از ۱۵ میکرومتر تا ۶۴ میکرومتر، یعنی ۱۵ تا ۶۴ میلیونیم متر) تشکیل شده است. مواد معلق کوچکی مانند جلبک و پلانکتون (جانداران میکروسکوپی که با جریان در آب شناور هستند) می توانند به دام بیفتند. مواد جامد به دام افتاده توسط جت های آب پرفشار و با استفاده از آب تمیز از پارچه خارج می شوند و برای دفع میروند.

در تصویر زیر نیز یک درام روتاری و چرخان برای تصفیه آب را میبینید.

۲- مرحله دوم تصفیه آب : هوادهی

پس از غربالگری، آب با گدراندن یک سری مراحل برای دریافت اکسیژن از هوا، هوادهی می شود (اکسیژن آب تامین می شود). این فرآیند به دفع گازهای محلول مانند دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن (که هر دو اسیدی هستند، بنابراین میزان خورندگی آب را کم میکند) کمک می کند و هر گونه ترکیب آلی گازی را که طعم نامطلوبی به آب می دهد دفع می کند. هوادهی همچنین باعث حذف آهن یا منگنز با اکسیداسیون این مواد به شکل نامحلول آنها می شود. آهن و منگنز می توانند مزه های عجیبی ایجاد کنند و لباس ها را لکه دار کنند. زمانی که این مواد به شکل نامحلول در آمدند، می توان این مواد را با فیلتراسیون حذف کرد.

در موارد خاص، جلبک های اضافی در آب خام می تواند منجر به رشد جلبک ها شود که فیلتر شنی را بیشتر در فرآیند تصفیه مسدود می کند. در چنین شرایطی از کلرزنی به جای یا علاوه بر هوادهی برای از بین بردن جلبک ها استفاده می شود که به آن کلرزنی اولیه می گویند. این فرآیند تصفیه آب قبل از مراحل اصلی تصفیه آب است. کلرزنی اولیه همچنین ترکیبات ایجاد کننده طعم و بو را اکسید می کند.

۳- سومین مرحله : انعقاد و لخته سازی

پس از هوادهی، انعقاد برای حذف ذرات ریز (با اندازه کمتر از ۱ میکرومتر) معلق در آب اتفاق می افتد. در این فرآیند یک ماده شیمیایی به نام منعقد کننده (با بار الکتریکی مثبت) به آب اضافه می شود که بار الکتریکی منفی ذرات ریز را خنثی می کند. افزودن ماده منعقد کننده در یک مخزن مخلوط سریع انجام می شود که در آن یک پروانه با سرعت بالا به سرعت منعقد کننده را پخش می کند.

از آنجایی که بارهای آنها اکنون خنثی شده است، ذرات ریز به هم می رسند و ذرات نرم و کرکی به نام “لخته” را تشکیل می دهند. دو منعقد کننده که معمولاً در تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرند سولفات آلومینیوم و کلرید آهن هستند.

مرحله بعدی لخته سازی است. در اینجا آب به آرامی توسط پاروها در یک حوضچه لخته سازی به هم زده می شود و لخته ها با یکدیگر تماس پیدا می کنند تا لخته های بزرگتری تشکیل دهند.

حوضه لخته سازی اغلب دارای تعدادی محفظه با کاهش سرعت اختلاط با پیشروی آب در حوضه است. این محفظه تقسیم‌ بندی شده اجازه می‌ دهد تا لخته‌ های بزرگ‌ تر بدون شکسته شدن توسط تیغه‌ های اختلاط تشکیل شوند.

۴- مرحله چهارم : رسوب گذاری

هنگامی که لخته های بزرگ تشکیل می شوند، باید ته نشین شوند، و این در فرآیندی به نام ته نشینی (زمانی که ذرات در کف مخزن ته نشین میشوند) انجام می شود. آب (پس از انعقاد و لخته سازی) برای چند ساعت در مخزن نگهداری می شود تا رسوب گذاری انجام شود. مواد انباشته شده در کف مخزن لجن نامیده می شود.

در تصویر زیر مراحل انعقاد و لخته سازی و رسوب گذاری را مشاهده میکنید.

۵- مرحله پنجم تصفیه آب : فیلتراسیون

فیلتراسیون فرآیندی است که در آن جامدات از مایع جدا می شوند. در تصفیه آب، جامداتی که در مخزن ته نشینی جدا نشده اند، با عبور آب از بسترهای شن و ماسه ای خارج می شوند.برای این امر اغلب از فیلترهای گرانشی سریع با دبی ۴ تا ۸ متر مکعب در هر متر مربع سطح فیلتر در ساعت، استفاده می شود.

هنگامی که فیلترها پر از مواد جامد به دام افتاده هستند، آنها را مجدداً شستشو می دهند. در این فرآیند، آب و هوای تمیز به سمت فیلتر پمپ می‌شود تا ناخالصی‌ های به دام افتاده را خارج کنند و آب حامل کثیفی (که به آن شستشوی معکوس گفته می‌شود) به سیستم فاضلاب پمپ می‌شود.به عنوان روش جایگزین، ممکن است آب دوباره به یک مرحله قبل برگردد تا پس از یک مرحله نشست در مخزن رسوب، مواد جامد آن حذف شود.

۶- کلرزنی

پس از ته نشینی، آب ضد عفونی می شود تا میکروارگانیسم های بیماری زا باقیمانده از بین بروند. متداول ترین ضدعفونی کننده مورد استفاده (ماده شیمیایی مورد استفاده برای ضد عفونی کردن) کلر، مایع (مانند هیپوکلریت سدیم، NaOCl) یا گاز است. استفاده از آن نسبتاً ارزان و ساده است. هنگامی که کلر به آب اضافه می شود، با هر آلاینده موجود، از جمله میکروارگانیسم ها، در یک دوره زمانی معین، که به آن زمان تماس می گویند، واکنش نشان می دهد. مقدار کلر باقیمانده پس از آن را کلر باقی مانده می گویند. این میزان از کلر در طول مسیر لوله کشی در آب باقی می ماند و از آن در برابر هرگونه میکروارگانیسمی که ممکن است وارد آن شود تا زمانی که آب به دست مصرف کنندگان برسد محافظت می کند.

دستورالعمل سازمان بهداشت جهانی (WHO، ۲۰۰۳) حداکثر کلر باقیمانده ۵ میلی گرم در لیتر آب را پیشنهاد می کند. حداقل سطح کلر باقیمانده باید ۰.۵ میلی گرم در لیتر آب پس از ۳۰ دقیقه زمان تماس باشد (.WHO، n.d). راه های دیگری نیز برای ضد عفونی کردن آب وجود دارد (به عنوان مثال، استفاده از گاز ازن یا اشعه ماوراء بنفش). با این حال، پس از خروج از تصفیه خانه آب، آن را در برابر آلودگی میکروبی محافظت نمی کند. پس از ضد عفونی، آب تصفیه شده به سیستم توزیع پمپ می شود.

۷. آخرین مرحله فرآیند تصفیه آب : درمان تکمیلی

درمان تکمیلی به صورت آپشنال است و به خاطر هزینه بالا شاید در خیلی از تصفیه خانه های آب مورد استفاده قرار نگیرد. یکی از این موارد فلوراید کردن آب است که در آن فلوراید به آب اضافه می شود. سازمان بهداشت جهانی اعلام کرده است که فلورایده کردن منابع آب، در صورت امکان، مؤثرترین اقدام بهداشت عمومی برای پیشگیری از پوسیدگی دندان است. سطح بهینه فلوراید حدود ۱ میلی گرم در لیتر آب (۱ میلی گرم در لیتر) است.