کربن اکتیو یا زغال اکتیو

تصفیه آب چیست ؟

در حالت کلی تصفیه آب به سیستم‌ها و یا فرآیندهایی اطلاق می‌گردد که برای جداسازی ذرات و یا آلودگی‌ها از آب به کار گرفته می‌شوند. حتی سیستم‌هایی که به طور کامل آب را تصفیه نمی‌کنند نیز ممکن است مصداق این واژه باشند. در واقع به هر فرآیندی که هر مقدار ذرات معلق، گردوغبار، باکتری و یا کلر موجود در آب را حذف نماید نیز تصفیه کننده آب گفته می‌شود. به عبارتی هر سیستمی که شامل فیلتری از هر نوعی باشد، یک دستگاه تصفیه آب است. واژه تصفیه آب می‌تواند سیستم‌های کوچک مانند تصفیه آب خانگی تا ابعاد بزرگتر مانند دستگاه تصفیه آب صنعتی و حتی تصفیه خانه‌های آب شهری را در بر گیرد.

اجزای تشکیل دهنده دستگاه تصفیه آب

اجزای تشکیل دهنده یک دستگاه تصفیه آب می‌تواند شامل فیلتر کربن اکتیو، لامپ فرابنفش (UV)، اسمز معکوس، واحد تقطیر یا هر فرآیند جداسازی دیگری باشد. گوناگونی فیلترهای تصفیه آب بسیار زیاد است و در هنگام خرید آن‌ها باید به کیفیت آب خود توجه داشته باشید. برای مثال اگر منبع آب قابل آشامیدن نباشد، بایستی از فیلترهایی استفاده شود تا باکتری‌های مضر، مواد معدنی و آلودگی‌های آب را از بین ببرند. 

در گام اول نیاز است با استفاده از آزمایش مواد موجود در آب شما تشخیص داده شود که این امکان را می‌دهد که مراحل تصفیه آب برای رسیدن به آب مناسب شرب طراحی شوند. در گام بعدی هزینه‌های عملیاتی ساخت و نصب این سیستم، با توجه به میزان مصرف شما، مشخص می‌شود. در حال حاضر با توجه به پیشرفت‌های صورت گرفته، استفاده از سیستم‌های تصفیه آب نسبت به یک دهه پیش، بسیار مقرون به صرفه شده است.

فرایند تصفیه آب

فرآیند هایی که برای تصفیه آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می‌گیرد بستگی به کیفیت منبع آب انتخاب شده دارند، بیشتر آب های زیرزمینی صاف و عاری از عوامل بیماری زا و همچنین فاقد مقادیر قابل توجهی از مواد آلی هستند این قبیل آب ها را می‌توان با استفاده از حداقل مقدار کلر برای جلوگیری از آلودگی شبکه‌ های توزیع در سیستم های آب آشامیدنی مورد مصرف قرار داد.

آب های سطحی غالبا دارای تنوع بیشتری از آلاینده‌ها نسبت به آب های زیرزمینی هستند و به همین دلیل فرآیند های تصفیه ممکن است برای این قبیل آب ها پیچیده‌ تر باشد. بیشتر آب های سطحی دارای کدورتی بیش از مقدار تعیین شده توسط استاندارد های آب آشامیدنی می‌باشد. فرآیند های تصفیه آب شامل مراحل زیر می‌باشد:

۱. انتخاب فرآیند های تصفیه بر پایه کیفیت آب خام

قبل از طراحی تأسیسات آبگیری، انتقال و تصفیه‌ آب برای آشامیدن و مصارف دیگر، باید از کیفیت و کمیت آب منبع تأمین‌کننده در طول عمر مفید یک طرح مطمئن بود و این بخشی از مطالعات است که در برنامه‌ های توسعه‌ منابع آب در سطح کلان و منطقه‌ای مورد توجه قرار می‌گیرد. بنابراین باید کیفیت آب مورد نیاز تمام مصارف را دانست و تغییرات احتمالی کیفیت آب‌ های موجود را نیز پیش‌ بینی نمود زیرا هر گام در راه توسعه‌، روی کمیت و کیفیت منابع آب مؤثر است که در واقع جنبه‌ های منفی و یا تخریبی آن بیشتر است.

مهم‌ترین هدف در تصفیه‌ آب برای مصرف آشامیدنی، از بین بردن عوامل زنده‌ بیماری زا در صورت وجود آن در آب خام است به‌ طوری ‌که مصرف آن برای انسان بی‌ خطر گردد. به‌علاوه آب از نظر رنگ، بو و کدورت در حدی باشد که مورد قبول مصرف‌ کننده قرار گیرد و در نهایت این ‌که هزینه‌ های انجام کار دارای توجیه اقتصادی باشد و قیمت تمام شده‌ آب از توجیه اقتصادی قوی برخوردار باشد.

اغلب آب‌ ها دارای ناخالصی‌ هایی هستند و هدف از تصفیه‌ آب، رساندن این ناخالصی‌ ها به حد مجاز تعیین‌ شده استاندارد های آب آشامیدنی است. معمولاً آب طبیعی هم برای مصارف آشامیدنی و بهداشتی و هم برای مصارف صنعتی، نیازمند تصفیه است. تصفیه آب برای مصارف آشامیدنی و بهداشتی، آسانتر و ارزانتر از تصفیه آب برای مصارف صنعتی است.

نگرانی‌های اساسی در مورد آب آشامیدنی عبارتند از:

وجود باکتری‌ های بیماری زا (پاتوژن‌ ها) در آب

کمبود یا زیاد بودن غلظت بعضی از یون‌ ها که در سلامتی انسان نقش دارند

ذرات معلق آب

بو و مزه‌ آب

به منظور بهبود کیفیت آب خام ورودی به تأسیسات تصفیه‌ خانه‌ های آب، اجرای یک یا چند عملیات از جمله آشغالگیری، پیش ته‌ نشینی، کلرزنی تحت عنوان فرآیند پیش تصفیه در داخل و یا خارج از تصفیه‌ خانه پیش‌ بینی می‌گردد.

الف) آشغالگیری

در آبگیری از آب های سطحی شاخ و برگ و الیاف و با مواد دیگر شناور به وسیله شبکه‌ های آشغالگیر از آب جدا می‌شوند. این شبکه‌ها مواد شناوری را که همراه آب است، در خود نگه می‌دارد و مانع ورود آنها به تصفیه‌ خانه می‌شوند. آشغالگیر ممکن است قبل از ورود آب یا در محل ورودی آب به تصفیه‌ خانه نصب شده باشد که در هر حال می‌بایست روزانه حداقل یکبار تمیز گردد.

به منظور حذف قطعات درشت، سبک و شناور بر روی آب که معمولا در آب های سطحی وجود دارد کاربرد توری های آشغالگیر در مسیر هدایت آب، در آبگیرها و کانال هایی که آب خام را به تأسیسات تصفیه‌ خانه می‌رساند، ضروری است.

آب های سطحی نظیر رودخانه‌ها، همواره شاخه و برگ درختان، قطعات پلاستیکی و … را همراه خود حمل می‌کنند که ورود آنها به تأسیسات، علاوه بر اینکه راندمان پالایش را کاهش می‌دهد (از طریق کاهش سطح برخورد مواد شیمیایی با مولکول‌ های آب و افزایش مصرف مواد شیمیایی) ممکن است با اخلال در کار تجهیزاتی مانند شیرها و پمپ‌ ها در عملیات تصفیه وقفه ایجاد نماید. بنابراین اولین مرحله تصفیه فیزیکی آب خام عملیات آشغالگیری می‌باشد.

جنس شبکه‌ های آشغالگیر معمولا از موادی است که در آب به راحتی زنگ نزده و در مقابل فشار آب به حد کافی مقاوم می‌باشد. حرکت آشغالگیرها یا دستی بوده و یا به کمک موتور های الکتریکی انجام می‌شود.

فاصله زمانی نظافت آشغالگیرها بستگی به میزان مواد زائدی دارد که همراه جریان آب وارد تصفیه‌ خانه می‌شود و تجربه در انتخاب این فاصله زمانی بسیار مؤثر است.

ب) پیش ته‌ نشینی

در مواقعی ‌که مواد معلق در آب از ۱۰۰۰ میلی‌ گرم در لیتر بیشتر شوند، برای کاهش کدورت در زلال‌ ساز ها از واحد پیش‌ ته‌ نشینی استفاده می‌شود. به عبارت دیگر زلال‌ ساز ها برای زلال‌ سازی آب خام با کدورت مشخصی طراحی می‌شوند. چنانچه کدورت آب خام به بیش از حد طراحی سیستم‌ های زلال‌ ساز برسد، نیاز به پیش‌ ته‌ نشینی است که این پیش‌ ته‌ نشینی می‌تواند به‌ صورت ساده‌ فیزیکی و یا با کمک مواد شیمیایی و فرآیند های زلال‌ سازی باشد.

ج) کلرزنی آب خام (کلرزنی اولیه)

۲. انتخاب فرآیند های تصفیه بر پایه کیفیت آب

ناخالصی‌ های آب را به دو دسته عمده می‌توان تقسیم کرد:

الف) ناخالصی‌ های معلق:

این ناخالصی‌ ها شامل موارد زیر است:

ذرات علق زنده بیماری زا مانند عوامل حصبه، وبا و تخم انگل‌ ها

ذرات معلق زنده غیر بیمار‌ی زا مانند برخی جلبک‌ ها و تک‌ سلولی‌ ها

ذرات معلق غیر زنده مانند ذرات رسی و کلوئیدها

برای زدایش و یا کاهش ناخالصی‌ های فوق، تصفیه متعارف شامل فرآیند های اختلاط سریع، انعقاد، ذره‌ سازی، ته‌ نشینی، فیلتراسیون و گندزدایی به ‌کار می‌رود.

ب) ناخالصی‌ های محلول:

این ناخالصی‌ ها به ‌طور یکنواخت در آب پراکنده بوده و ممکن است به ‌صورت اتم، مولکول و یا یون باشند که به اشکال زیر وجود دارند:

آنیون‌ های عمومی مانند کربنات‌ ها، سولفات‌ ها، کلرورها و نیترات‌ ها که روش حذف یا کاهش آنها تصفیه متعارف، تبادل یونی، فرآیندهای غشایی، تصفیه شیمیایی و… می‌باشد.

کاتیون‌ های عمومی مانند کلسیم، منیزیم، آهن، سدیم، منگنز و … که روش‌ های کاهش و یا زدایش آنها از آب، نیازمند روش‌ های تصفیه متعارف، تبادل یونی، فرآیندهای غشایی، هوادهی و … می‌باشد.

گازها مانند دی‌ اکسید کربن، سولفید هیدروژن و متان که هوادهی و یا تصفیه شیمیایی برای کاهش این آلاینده‌ ها به ‌کار می‌رود.

عناصر سمی، ترکیبات مصنوعی، مواد آلی و فلزات سنگین مانند آرسنیک، سرب و جیوه که با فرآیندهای تصفیه متعارف، تبادل یونی، فرآیندهای غشایی و جذب سطحی میتوان اقدام به کاهش آنها کرد.

عناصر رادیواکتیو که فرآیندهای تصفیه متعارف، تبادل یونی، فرآیندهای غشایی و جذب سطحی برای کاهش آنها به کار می‌رود.

۳. فرآیند های مختلف یک تصفیه‌ خانه

با توجه به بررسی‌ هایی که در مورد کیفیت منبع آب انجام می‌گیرد، آب نیازمند تصفیه خواهد بود که مطابق این کیفیت، یگان هایی که باید در تصفیه‌ خانه به ‌کار روند و همچنین فرآیندهای مختلف فیزیکی و شیمیایی که باید انجام گیرند، تعیین می‌گردند.

به‌ طور کلی در یک تصفیه‌ خانه آب، ممکن است فرآیندهای زیر صورت‌ پذیرد:

• آبگیری در ایستگاه پمپاژ آبگیر
• تقسیم جریان آب در حوضچه‌ شیرآلات ورودی (Inlet chamber)
• اندازه‌ گیری دبی آب ورودی به تصفیه‌ خانه
• هوادهی
• آهک زنی (تنظیم pH آب و حذف سختی)
• اختلاط سریع (Flush mixing)
• زلال‌ سازی یا کلاریفایر (Clarifier)
• انعقاد (Coagulation)
• لخته‌ سازی (Flocculation)
• ته‌ نشینی (Sedimentation)
• صاف‌ سازی آب جهت جداسازی آخرین ذرات مواد معلق ته‌نشین شده (Filteration)
• سالم‌ سازی آب (کلرزنی نهایی) (Post chlorination)
• بازیافت آب شستشوی صافی‌ها جهت کاهش تلفات آب (Recovery)
• تغلیظ و آبگیری لجن (Sludge thickening & dewatering)