انتخاب فرایند تصفیه آب

برای توسعه و انتخاب فرایند تصفیه، شناخت صحیح کیفیت آب خام، کیفیت مورد نیاز آب تصفیه شده و کارایی واحدهای عملیاتی و فرایندی مختلف ضروری است. عوامل مهم در انتخاب فرایند تصفیه عبارتند از : استانداردهای کیفی آب خام و تصفیه شده، آلاینده های مورد نظر جهت حذف در فرایند تصفیه، توپوگرافی و زمین شناسی، وضعیت هیدرولیکی سیستم، دفع لجن، انرژی مورد نیاز و اقتصاد واحد

انعقاد در تصفیه آب:

آمایش شیمیایی کلوئیدها را انعقاد می نامند که در آن خواص فیزیکی ذرات با افزودن ماده شیمیایی به منظور افزایش میزان حذف آنها، تغییر و اصلاح می شود. 

لخته سازی در تصفیه آب:

آمایش فیزیکی لخته سازی نامیده می شود، این فرایند مستلزم اختلاط آرام سوسپانسیون برای تسریع تماس بین ذره ای است، بنابراین باعث تجمع ذرات کلوئیدی و تبدیل آنها به لخته بزرگ با قابلیت ته نشینی بیشتر می شود. 

فرآیند ترسیب در تصفیه آب :

با اصلاح و آمایش فیزیکی یا شیمیایی آب ها بعضی از مواد معدنی یا جامدات محلول موجود در آن می توانند به صورت جامدات معلق ترسیب داده شوند، نمونه ای از این جامدات محلول کلسیم و منیزیم هستند که می توانند با افزودن آهک و کربنات سدیم و در نتیجه تشکیل یک رسوب معدنی به حالت نامحلول تبدیل شوند. سپس رسوب حاصله، طی فرایندهای انعقاد، ته نشینی و فیلتراسیون متداول حذف می شوند. این فرایند حذف ترسیب نام دارد.

ته نشینی در تصفیه آب :

ته نشینی فرایند تصفیه فیزکی است که برای جداسازی جامدات معلق از آب به وسیله نیروی ثقل به کار می رود و در تصفیه آب های سطحی بعنوان اولین مرحله برای حذف ذرات مولد کدورت، پس از انعقاد و لخته سازی بطور گسترده استفاده می شود. از ته نشینی برای بازیابی آب پس شویی صافی ها و افزایش غلظت لجن در مرحله تغلیظ و گاهی به عنوان مقدمه، برای حذف جامدات قابل ته نشینی مثل مواد دانه ای، شن و... استفاده می شود.طراحی ته نشینی به عوامل زیر بستگی دارد:

ته نشینی مجزا: 

ته نشینی غلظت های کم ذراتی را که به صورت واحدهای مجزا ته نشین می شوند توصیف می کند. ته نشینی گل و لای پیش از انعقاد و ته نشینی دانه های شن در صافی ها بعد از شستشوی معکوس نمونه هایی از ته نشینی مجزا است.

ته نشینی لخته ای: 

ته نشینی غلظت های بالاتر جامدات که ضمن ته نشین شدن به هم میپیوندند را توصیف میکند. ته نشینی آب های سطحی منعقد شده، نمونه ای از ته نشینی لخته ای است.

ته نشینی ناحیه ای:

ته نشینی سوسپانسیونی را توصیف می کند که غلظت جامدات در آن به حدی بالا است که ذرات به صورت یک لایه ته نشین می شوند. نمونه ای از ته نشینی ناحیه ای ناحیه ای، بخش بالای بستر در تغلیظ کننده های لجن است.

ته نشینی تراکمی:

ته نشینی سوسپانسیونی با غلظت بالای جامدات را توصیف می کند که در آن ذرات در تماس با یکدیگر بوده و ته نشینی بیشتر تنها با تراکم توده ی جامدات رخ می دهد. قسمت پایین تغلیظ کننده ی ثقلی لجن، نمونه ای از ته نشینی تراکمی است.

نوع و غلظت میکروارگانیسم ها

نوع و غلظت گندزدا

زمان تماس گند زدا

نوع و غلظت میکرو ارگانیسم ها

پرتوتابی فرابنفش (UV)

پرتوتابی فرابنفش (UV) یکی از روش های گندزدایی است که از اواخر قرن نوزدهم کشف و شناخته شد.مکانیزم اصلی غیر فعالسازی میکروارگانیزم ها توسط نور UV وارد کردن آسیب مستقیم بر اسیدهای نوکلئیک سلول است. هنگامی که انرژی UV توسط مواد ژنتیکی (DNA) میکروارگانیزم ها جذب می شود، تغییرات ساختمانی در آن ایجاد شده که از تکثیر میکروارگانیزم ها جلوگیری می کند. حداکثر جذب UV در طول موج 250 تا 255nm است که گستره ی طول موج بهینه برای میکروب کشی موثر است. از مزایای این روش اینکه هیچ گونه ماده ی شیمیایی وارد آب نمی شود لذا کیفیت آب تغییر نمی کند. طعم و بو تولید نمی شود و دوز بیش از حد اثر نامطلوب ایجاد نمی کند.

فرایند غشایی

امروزه استفاده از تکنولوژی غشایی در صنعت تصفیه آب از نظر کارایی بالا و مقرون به صرفه بودن فرایند، به عنوان انتخابی در دسترس و متداول شناخته شده است. سیستم های نمک زدایی و تصفیه آب صنعتی اسمز معکوس (RO) بیشترین کارایی را برای منابع آب دریا و آب لب شور دارند. این سیستم آب، با کیفیت بسیار بالا جهت مصارف شرب و نیز استفاده در صنایع مختلف تولید می کند. فرایندهای غشایی به چهار دسته کلی تقسیم می شوند :

میکرو فیلتراسیون

اولترا فیلتراسیون

نانو فیلتراسیون

اسمزمعکوس RO

نانو فیلتر به فرایند ممبرانی خاصی گفته می شود که در آن ذرات با اندازه تقریبی 1 نانومتر حذف می گردند. از این رو نانو فیلتر در محدوده بین RO و UF عمل می کند. با این فن آوری مولکول های آلی که دارای وزن مولکولی بزرگتر از 200-400 هستند. نمک هایی که یون های تک ظرفیتی دارند (مانند کلرید سدیم یا کلرید کلسیم) از 20 تا 80 درصد و یون های دو ظرفیتی (مانند سولفات منیزیم) بالغ بر 90 تا 98 درصد جدا می شوند. دیگر کاربردها شامل حذف کلر و مجموع کربن های آلی (TOC) از آب های سطحی، حذف سختی یا رادیوم از آب چاه، کاهش مجموع جامدات معلق (TDS) و جدا سازی مواد آلی از غیر آلی در صنایع غذایی خاص و پساب می باشد. فشار عملیاتی بین 3.5 تا 16 بار است.

اسمز معکوس عالی ترین سطح از بین روش های فیلتراسیون غشایی می باشد. ممبران RO به عنوان یک مانع برای تمام نمک های محلول و مولکول های غیر آلی و مولکول های آلی با وزن مولکولی تقریبی بیش از 100 عمل می کند. به عبارت دیگر فقط مولکول های آب به طور آزاد از میان ممبران عبور کرده و جریان خالصی را تولید می کنند. عملیات حذف نمک های حل شده به مقدار 95 تا 99 درصد انجام می پذیرد. کاربرد RO بی شمار و متنوع می باشد و شامل نمک زدایی از آب دریا و آب لب شور جهت مقاصد آشامیدنی، بازیافت پساب، فرایندهای غذایی و نوشابه سازی، خالص سازی آب شرب خانگی و آب فرآیندهای صنعتی، آب دمین و سیستم های حرارتی و برودتی می باشد. اگر واحد RO قبل از تبادل کننده های یونی قرار گیرند، به شدت هزینه عملیاتی و موارد متعدد احیا را کاهش می دهد. فشار عملیاتی برای RO عموما از 5 بار برای آب لب شور و بالغ بر 84 بار برای آب دریاست.

معدنی زدایی و تامین آب بدون یون مورد نیاز مصارف صنعتی

حذف شوری و نمک زدایی آب دریا

جداسازی مواد آلی و سمی از پساب های صنعتی