شنایی با فرایندهای تصفیه آب در تاسیسات بزرگ
Preliminary Treatment

Aeration

Coagulation

Flocculation

Sedimentation

Filtration

Disinfection

1 ـ آماده سازی اوّلیه Preliminary Treatment
            این نوع با توجه به نوع منابع آب متغیر است ممکن است از یک ته نشینی ساده تشکیل شود و یا با استفاده از مواد شیمیایی تصفیه شیمیایی روی آن انجام شود هدف از مرحله پیش تصفیه جداسازی اجسام شناور، حذف جلبکها، ته نشینی مواد معلق قابل ته نشینی می‌باشد.

جلبکها مهمترین عامل حذف، در فرایند پیش تصفیه هستند. مهمترین جلبکها شامل:

Blue – Green Algae

Green Algae

Diatomos

Pigmented Flagellate

 مهمترین مشکلات آلگها در فرایند تصفیه عبارتست از:
·        گرفتگی صافیها.

·        ایجاد قشر لزج ژلاتینی.

·        ایجاد رنگ، بو و مزه.

·        افزایش فرایند خوردگی.

·        تداخل در سایر فرایندهای تصفیه.

·        بروز سمیت

روشهای کنترل
·        سولفات مس به میزان یک میلی‌گرم بر لیتر.

·        استفاده از کربن اکتیو گرانوله.

·        کاهش قلیائیت به میزان کمتر از 50 .

2 ـ هوادهی Aeration
            هوادهی به منظور حذف گازکربنیک، هیدروژن سولفوره، متان، آهن، منگنز، مزه و طعم آب انجام می‌شود.

انواع روشهای هوادهی:
·        هوادهی آبشاری.

·        هوادهی به روش چکانیدن.

·        هوادهی به روش پودر کردن آب.

·        باران مصنوعی

3- انعقاد  Coagulation
            مواد معلق موجود در آب قابل ته نشینی نیستند این ذرات را کلوئید می‌نامند سطح خارجی هر ذره دارای بار الکتریکی منفی است و ذرات از هم دور میشوند نیروی فوق را Zeta Potential می‌گویند.

            مواد منعقد کننده به عنوان هسته هایی با یون مثبت ذرات کلوئیدی را به هم چسبانده و Flocc تشکیل می‌دهد.              

جدول 1 ـ نوع و مقدار مواد منعقد کننده
 

مقدار مصرف mg/l
 فرمول شیمیایی
 ماده منعقد کننده
 
15 – 100
 
 سولفات آلومینیوم
 
5 – 20
 
 سولفات مس
 
10 – 50
 
 سولفات فریک
 
5 – 25
 
 سولفات فرو
 
5 - 50
 
 آلومینات سدیم
 

 4- فلوکولاسیون Flocculation

            پس از اختلاط ماده منعقد کننده با آب نیاز به کنترل PH محیط می‌باشد هر منعقد کننده در  خاصی بهترین راندمان را نشان می‌دهد این تاثیرات به کمک دستگاه جار تست ارزیابی و به کمک آهک PH محیط تنظیم می‌گردد سپس به وسیله Padle در حوضچه تشکیل فلوکها، ذرات فلوک درشت می‌گردد.

5- تَرسیب Sedimentation
            فلوکها کم کم درشتر شده در اثر سکون آب و طی رابطه  استوکس سقوط می‌نماید معمولاٌ در تجهیزات پیشرفته سه واحد اختلاط، انعقاد و ته نشینی را به صورت مشترک طراحی می‌کنند.

 این واحدها به چهار گروه تقسیم می‌شود:

الف. Centrifloc

ب. Accelator

ج. Pulsator

د. (Lamela) Plate Settlers

 
 

 
6- Filtration
بسیاری از ذرات معلق در واحد ته نشینی حذف می گردد اما هنوز ذرات بسیارریزی وجود دارد که بوسیله یک لایه شن دانه بندی شده به نام فیلتر حذف می گردد انواع فیلترها شامل :‌

Slow sand filter

Rapid sand filter

Rapid Pressure filter

7- Disinfection
            روشهای متعددی برای گندزدایی آب وجود دارد که متداول‌ترین آن روش استفاده از کلر و ترکیبات آن است. این روش به وسیله دو نوع دستگاه تزریق می‌گردد:

            الف) Hypochlorinator

            ب) Injection Gas Chlorine

الف. در این روش از پودر هیپوکلریت کلسیم استفاده می‌گردد پس از انحلال کلر در آب با غلظت 3 میلی‌گرم برلیتر برحسب درصد خلوص به وسیله پمپ دیافراگمی به خط انتقال آب تصفیه شده تزریق می‌گردد.

ب. کلرزنهای گازی که توسط دستگاه Injector به داخل خط آب تصفیه تزریق می‌گردد.

مزایا و معایب روشهای گندزدایی:
در روش گندزدایی مایع تکنیک و تجهیزات بسیار ساده بوده، اما به علت ناخالصیهای موجود در کلر نیاز به کنترل و رسیدگی دائم دارد.

در روش گندزدایی گازی کیفیت تصفیه بسیار خوب انجام می‌گردد اما این دستگاهها همواره در معرض خطر نشت گاز و انفجار و نیاز به آموزشهای لازم جهت کنترل و حفاظت سیستم دارد.

 

 انتخاب فرآیند مناسب جهت تصفیه آب
با توجه به تنوع روشهای مختلف تصفیه در اجتماعات، انتخاب بهترین گزینه تصفیه به شرایط مختلفی ازجمله جمعیت، کیفیت و کمیت منابع آب و اعتبارات بستگی دارد.

منابع تامین آب در اجتماعات را به دو گروه عمده تقسیم می‌نماید:
·        منابع سطحی

·        منابع زیرزمینی

گروه اوّل ازجمله منابع عمده در تامین آب برای اجتماعات بزرگ محسوب می‌گردد این منابع از لحاظ کمّی حجم قابل توجهی در اختیار اجتماعات زیستی قرار داده معمولاً با احداث سدّ در بالادست محل مصرف، اقدامات اوّلیه جهت آبگیری و انتقال به تصفیه خانه انجام می‌گردد. این نوع منابع همواره در معرض خطر آلودگی‌های مختلف ازجمله آلودگی منابع سطحی به فاضلاب‌های شهری و صنعتی است که از عمده مخاطرات آلودگی در این منابع محسوب می‌گردد. از طرفی تخلیه پساب‌های کشاورزی به دریاچه پشت سدها و افزایش ترکیبات ازت و فسفر در فاضلاب این گروه باعث رشد بی‌حد و حصر آلگها در پشت مخازن سد گردیده این امر بر مشکلات ناشی از تصفیه می‌افزاید معمولاّ چنانچه دریاچه پشت سدها دچار آلودگی‌های جلبکی گردد با استفاده از ترکیبات سولفات مس به مقدار یک میلی گرم بر لیتر می‌توان مخازن را پاکسازی نمود برای دستیابی به منابع سالم در اجتماعات بزرگ بهترین گزینه استفاده از فرآیندهای پولساتورها است زیرا در این روش فرآیند با سرعت بالا قادر خواهد بود طیف گسترده ای از ذرات کلوئیدی را از محیط واکنش جداسازی نماید در پولساتورها با استفاده از تئوری جداسازی بستر لجن تماسی، راندمان جداسازی بهتر انجام می‌گردد.

معمولاً در اجتماعات کوچک و یا در مناطقی که دسترسی به منابع سطحی امکان پذیر نمی‌باشد از منابع زیرزمینی استفاده می‌گردد دسترسی به این منابع توسط چاه های عمیق و به کمک پمپ‌های شناور امکان پذیر است. با استفاده از روش لوله گذاری و گراول پک (gravel pack) می‌توان میزان آبدهی این نوع چاهها را افزایش داد. منابع آبهای زیرزمینی معمولاً از نظر املاح محلول با توجه به بافت زمین دارای ترکیبات افزون بر منابع سطحی هستند بعضی از این ترکیبات نظیر ترکیبات آهن و منگنز باعث تغییراتی در طعم و رنگ آب می‌شوند. منابع زیرزمینی آلوده لازم است با روش‌های مختلف، هوادهی شده ترکیبات فوق به صورت اکسید فلز نامحلول از محیط واکنش جداسازی گردد، روش هوادهی پلکانی، ساده ترین و ارزانترین روش در تصفیه آبهای حاوی آهن و منگنز می‌باشد.

چنانچه املاح موجود در منابع زیرزمینی بیش از حد استاندارد باشد مشکلاتی را از نظر تغییرات رنگ، طعم، بو و سایر مشخصات فیزیکی، همچنین موانعی را از لحاظ مصرف ایجاد می‌نمایند، استفاده از ترکیبات کنترل کننده PH نظیر آهک، سود، مواد منعقد کننده مانند سولفات آلومینیوم، کلرورفریک و غیره باعث تولید حجم زیادی لجن در تصفیه خانه های آب گردیده این عمل مشکلات دفع لجن را به همراه دارد. با طراحی بسترهای لجن خشک‌کن، انواع سانتریفوژها، فیلترهای پرسی می‌توان لجن مازاد تولیدی را جمع‌آوری و دفع نمود در این روشها دستگاههای فیلتر پرس با توجه به فضای کم اشغالی و راندمان نسبتا بالا از سایر روشها مناسب تر می‌باشد در نهایت با توجه به توسعه جمعیت در جوامع جهان و کمبود آب شیرین و سالم به نظر میرسد کشور ما نیز همانند اکثر کشورهای در حال توسعه در سالهای آتی ناگزیر به جداکردن سیستم آب شرب و آب آشامیدنی گردد و عملاً روش فوق که طی 40 سال گذشته به عنوان روش قالب در تامین آب شهرها محسوب می‌گردد در آینده نزدیک نیاز به بازنگری اساسی دارد در حال حاضر در شهرهای بزرگ کشور بیش از 25 درصد از آب تصفیه شده بدون استفاده و در اثر نشت از اتصالات فرسوده موجود در شبکه توزیع از دست می‌رود همچنین بصورت روزانه حجم عظیمی از آب تصفیه شده به مصارف غیرشرب می‌رسد که این عمل بار مالی شدیدی را بر مسئولان دولتی تحمیل می‌نماید، علاوه بر موضوع فوق جدا سازی منابع می‌تواند امکان تامین بعضی از املاح نظیر آهن که در سطح گسترده در جوامع ایجاد کمبود می‌نماید مرتفع کند.

منابع
1) Bennett, N., Murray, s., ogrady, k., Guidelines for control of infections diseases, www.health.vic.gov.au/ideas / blue book, May (2005).

 

2) National Health & Medical Research council, National guidelines for waste management in the health industry, www.nhmrc.gov.au (2004).

 

3) Crittenden,J., Trussell, R., whand, D., water treatment principles and design, john wiley and sons,Inc.,(2005).

 

4) Australian Government department of Health and Ageing, infection control guidelines for the prevention of transmission of infectious diseases in the health care setting, , www.icg.health.gov.au (2004).

 

5) Rand,M.C., Greenbery,A.E.,Taras,M.J., standard Methods for the Examination of water.

Murrar, Drew, Kobayashi, Thompson, Medical Microbiology, C.V., Mosby company,(1990).

 

6) Gordis, l., Epidemiology, third edition, Elsevier,(2004).

 لینک کتاب اصلی با تصاویر کامل
 http://http://www.elib.hbi.ir/persian/PUBLIC_HEALTH_EBOOK/04_11.pdf