مرجع تخصصی آب و فاضلاب

انعقاد

ذرات لخته شونده در سوسپانسيونهای رقيق كه خواص سطحی شان به گونه ای است كه به محض تماس با ساير ذرات به آنها می چسبند و يا در هم ادغام شده تشكيل ذرات بزرگتر را می دهند و در نتيجه اندازه، شكل و احتمالاً وزن مخصوص شان پس از برخورد تغيير می يابد را نمی توان مانند ذرات مجزا ته نشين كرد، لذا مواد منعقد كننده را به مقادير لازم و كافی به آب اضافه می كنند تا ذرات كوچك، سبك و غير قابل ته نشين ، به ذرات بزرگتر و سنگين تر تبديل شده و به آسانی ته نشين شوند.

مواد غير قابل ته نشينی آب به دو دليل در برابر ته نشينی مقاومت می نمايند:

اندازه ذرات

نيروی طبيعی ميان ذرات

پتانسیل زتا (Zeta Potential  )

معمولاً ذرات كلوئيدی دارای بار الكتريكی منفی بوده و يكديگر را دفع می نمايند. در تصفيۀ آب به اين نيروی الكتريكی دافع پتانسيل زتا می گويند. اين نيروی طبيعی كافی برای جدا نگه داشتن ذرات كلوئيدی از يكديگر است و آنها را به صورت معلق در آب نگه می دارد.

نيروی واندر والس.(Vander Waals)

نيروی واندر والس (Vander Waals)  ميان تمام ذرات موجود در طبيعت وجود داشته و دو ذره را به طرف يكديگر می كشاند اين نيروی جاذب عكس پتانسيل زتا عمل می كند و تا زمانی كه پتانسيل زتا از نيروی واندر والز بزرگتر است ذرات به صورت معلق در آب باقی خواهند ماند.

فرآيند انعقاد و لخته سازی، نيروی ميان ذرات غير قابل ته نشينی را خنثی می كند و يا كاهش می دهد تا نيروی واندر والز ذرات را به طرف يكديگر بكشد و تشكيل گروه های كوچك ذرات را بدهد. اين گروه های كوچك ذرات به يكديگر چسبيده و گروه های بزرگتر ذرات ژلاتينی شكل و نسبتاً سنگين را تشكيل می دهند كه به آسانی ته نشين می شوند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقدمه :

قسمت قابل توجهي از تلفات آب (NRW) مربوط به تلفات فيزيكي مي باشد و در عمل راحت تر و ارزان تر از تلفات غيرفيزيكي قابل كاستن مي باشند. تجربه نشان داده است كه راههاي اجرايي كاهش تلفات معمولا در دو بخش نشت يابي و مديريت فشار خلاصه مي گردد كه جهت انجام مديريت فشار راهكارهاي مناسبي از جمله تهيه زون بندي فشار، استفاده از پمپهاي دور متغير در شبكه و ... ارائه گرديده است.

كنترل هوشمند فشار تكنيكي پيشرفته براي كنترل نشت ،كاهش مصرف، کاهش تلفات وپايين آوردن تعداد  شكستگي وخرابي درشبکه هاي توزيع مي باشد وکاهش فشار آب سيستم هاي توزيع آب شهري حتي در صورت عدم وجود نشت يا شکستگي ، يک عامل بسيار مهم و عمده در صرفه جويي و ذخيره سازي آب(مديريت مصرف) مي باشد. سيستم هاي سنتي كنترل فشار عمدتاً با شيرهاي فشار شكن با خروجي فشار ثابت متكي مي باشند، و از آنجاي كه فشار در شبكه هاي توزيع آب تابعي از مصرف مشتركان واين مصرف نيز تابعي از ساعات روز مي باشد.وعموماً خروجي شيرهاي فشارشكن براي تامين فشار در ساعات اوج مصرف تنظيم مي گردد به همين دليل عمدتا ًدر نيمه شب فشار غير لازمي به شبكه تحميل مي گردد كه باعث افزايش نشت زمينه وخرابي وشكست در لوله ها خواهد شد علاوه براين دامنه نوسانات فشار بين سطح حداقل وسطح حداكثر در اين شرايط باعث خستگي شبكه وافزايش احتمال تعداد شكست،هزينه تعميرات و مصرف بالاتر آب و هدر رفت رفت آب درآن مي گردد.طبق بررسي هاي صورت گرفته فشار در شبكه هاي توزيع به صورت طبيعي بيانگر كاهش فشاردرروزوافزايش فشاردر شب است. بطوريکه مي توان با تعديل جريان وبا تنظيمات وتغييرمداوم فشارخروجي شيرهاي فشار شكن ضمن پايين آوردن فشار در نيمه هاي شب باعث شد تا درساعات اوج مصرف فشار شبكه در حداكثر ميزان ودر ساعات كاهش مصرف در حداقل مقدارخود باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تصفیه خارجی (خارج از سیستم)

اگر برای رهایی از مشکلات ناشی از وجود نا خالصی ها در آب سعی کنیم که قبل از ورود آب به واحد صنعتی ،ناخالصی ها را از آب بزدایم در ان صورت تصفیه آب در خارج از سیستم (واحد مورد نظر) انجام شده و آن را تصفیه خارجی می نامیم. روش هایی چون آهک زنی، استفاده از رزین های تعویض یونی و یا فیلتراسیون ، جزء تصفیه خارجی هستند.
تصفیه داخلی

اگر دبی آب کم باشد ممکن است هزینه خارجی (ساخت تأسیسات و تجهیزات )برای حذف ناخالصی ها از نظر اقتصادی توجیه پذیر نباشد، و یا هزینه تصفیه خارجی (از نظر قیمت مواد شیمیایی )برای حذف کامل ناخالصی ها بسیار زیاد باشد در آن صورت با افزودن مواد شیمیایی مناسب به آب با خلوص بالاتر ، تصفیه داخلی از اهمیت زیادی برخوردار شده است و در کمتر واحد صنعتی است که نیاز به تصفیه داخلی نباشد. استفاده از مواد شیمیایی برای تنظیم PH و یا مواد ضد خوردگی در داخل واحد ، جزء تصفیه داخلی هستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب ورودی تصفیه خانه از سد شهید شاهچراغی که در دو کیلومتری بالا دست آن قرار گرفته است توسط خط لوله به تصفیه خانه تامین می گردد . بعد از فیلتراسیون اولیه به آب کلر زده می شود و سپس در حوضچه مخصوصی ، ساکن نگهداری می گردد تا مواد شناور آن ته نشین گردد . لجن ایجاد شده از قیف پایین و آب صاف از بالای حوضچه به مرحله بعدی منتقل می گردد.

در حوضچه دوم که مرحله اصلی تصفیه انجام می گیرد در این مرحله مواد شیمیایی نظیر کلرید فریک و هیدروکسید کلسیم به آب زده می شود تا مواد معلق آب ته نشین ، کدورت آب ضایل و سختی آب کاهش یابد . در این حوضچه ها آب برای مدت طولانی ساکن نگهداشته می شود تا رسوبات ایجاد شده ته نشین و از قیف پایین خارج گردد . آب صاف شده از قسمت بالا به حوضچه بعدی که عمل فیلتراسیون را انجام میدهد منتقل می گردد . فیلتر ها به ضخامت 120 سانتی متر ازنوع ذرات ریز شیشه ای و نازل های فلزی بسیار باریک می باشد که هر گونه ذرات کلوئیدی و رسوب را از آب جدا می کند و آب صاف شده از این فیلتر عبور می کند . pH آب در این مرحله به 6/7 می رسد . از نظر شیمیایی در این pH کلیه یون های فلزی غیر قلیایی رسوب کرده از آب جدا می شوند . این فیلتر ها در شرایط عادی باید هر 24 ساعت یکبار شست و شو و رسوب زدایی گردند شست و شو به روش bach wash در سه مرحله با جریان معکوس هوا ، آب و هوا ، و آب انجام می گردد تا برای ادامه کار آماده گردد

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فیلتراسیون

انواع فیلتر

1- فیلتر ( صافی  ) کند یا آهسته شنی  Slow Sand Filter

2- فیلترهای تند ( سریع ) شنی ثقلی  Rapid Sand Gravity Filter

3- فیلترهای تند ( سریع ) شنی تحت فشار  Rapid Sand PressureFilter

4- فیلترهای دی اتمه  Diatomaceous Earth Filter

صافی ها ی کند:

 این فیلتر اولین نوع صافی بکار رفته در صنعت آب می باشد همچنانکه از نام آن مشخص است معمولا شدت جریان آب در این نوع صافی بسیار آهسته و بطور متوسط 3 مترمکعب در روز به ازای هر متر مربع سطح فیلتر می باشد. در نتیجه معمولا زمین زیادی برای احداث این نوع صافی مورد نیازمی باشد . بستر این فیلتر از  ماسه های کوارتزی با قطر موثر حدوداَ 45/0 – 2/0 میلیمتر تشکیل شده و به دلیل ریزبودن دانه ها راندمان فیلتر در حذف میکروارگانیزم ها در خور توجه است .

شستشوی فیلترهرچند ماه یکبار (30 تا 60 روز ) صورت می گیرد بوسیله یک لایه ماسه  (شن ) از روی سطح بستر انجام شده و این لایه بوسیله شن تمیز ترمیم میگردد.به دلیل کوچک بودن منافذ فیلتر فقط 3 الی 4 سانتی متراز عمق سطحی فیلتر مورد استفاده قرارمی گیرد و عملا فیلتر کارائی ندارد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

گندزدایی حرارتی آب با خورشید
 قابلیت اشعه خورشید برای گندزدایی، حداقل از زمان مطالعات آکرا و همکارانش در سال 1984 در دانشگاه آمریکایی بیروت در لبنان، شناخته شده است. از آن پس، نشان داده شد که در صورتیکه  آب در بطریهای شفاف (مثلاً بطریهای پلاستیکی و تمیز نوشابه) بمدت چند ساعت در معرض نور خورشید قرار بگیرد، می تواند تا درجه حرارت بیش از550C گرم شود، خصوصاً اگر یک طرف بطری با رنگ سیاه نقاشی شده باشد  یا بطری روی یک سطح تیره که گرما را جمع کرده و بازتاب می دهد ، خوابانده شود. این روش تصفیه، از اشعه UV خورشید  و اثر حرارتی آن به یک اندازه برای غیرفعال کردن میکروبهای منتقله بوسیله آب استفاده میکند. جزئیات این روش در بخش بعدی مورد بحث قرار خواهد گرفت.

متناوباً ، اگر سطح خارجی ظرف کاملاً سیاه شود یا در حالت مشابه، خود  قادر به جذب گرما باشد (مثل بیشتر ظروف فلزی)، فقط اثر حرارتی اعمال شده و درجه حرارت می تواند به بیش از 60 درجه سانتیگراد برسد. در این دما، آب و مایعات دیگر پاستوریزه می شوند چرا که بیشتر ویروسهای روده ای، باکتریها و انگلها بسرعت غیر فعال می شوند. بعلاوه، اگر یک ظرف مات و تیره با استفاده از یک بازتابنده خورشیدی یا چراغ خوراک پزی خورشیدی در معرض تابش بالایی از  خورشید قرار بگیرد، دمای آب می تواند به 650C نیز برسد، یعنی دمای پاستوریزاسیونی که قادر است تقریباً همه پاتوژنهای روده ای را در مدت چند ده دقیقه تا چند ساعت غیر فعال نماید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تکنولوژی متداول تجزیه و تحلیل کلر در آب و فاضلاب
مقدمه:
1 - بررسی اجمالی شیمی کلر در تصفیه آب
کلر‌زنی منابع آب عمومی تقریباً 100 سال است که در ایالات متحده تجربه شده است، با وجود اینکه  در مورد جوانب مثبت ومنفی گندزدایی با کلر بسیار بحث شده است امّا در بسیاری از موارد کلر به عنوان ماده شیمیایی بیش‌ترین استفاده را جهت گندزدایی آب در آمریکا داشته است.
شرح جامع اطلاعات  شیمی کلر در تصفیه آب در چندین مرجع مناسب قابل دسترس است که شامل توضیحات شیوه‌های کلرزنی و گندزدایی می باشند. (مرجع 1.1-1.4). در اینجا یک مرور کلی بر شیمی عمومی گندزدایی ارائه خواهد شد.
کلر معمولاً به شکل گازی یا به صورت (هیپوکلریت سدیم یا کلسیم) به آب اضافه می شود. گازکلر به سرعت و به (اسید هیپوکلریک) هیدرولیز می‌شود.
به طور مشابه، محلول های آبی (هيپوکلریت سدیم‍‍‍‍ و کلسیم) نیز ت زیر هیدرولیز خواهند شد.
دو گونه شیمیایی تشکیل شده توسط کلر در آب)اسید هیپوکلریک HOCl و یون هیپوکلریک 〖OCl〗^- ( می باشند که معولاً «کلر‌آزاد در دسترس» نامیده می‌شوند. اسید هیپوکلریک ، اسید ضعیفی است که بر طبق معادله زیر تجزیه می‌شود.
در آب‌هایی کهPH بین 5/ 8 تا 5/ 6 باشد، واکنش به طور کامل انجام نمی شود وهر دو گونه [HOCl وOCl^-] وجود خواهند داشت. از میان این دو، اسید هیپوکلریک خاصیت میکروب‌کشی بیش‌تری دارد.
کلر عامل اکسنده نسبتاً قوی است که می تواند با طیف گسترده ای از ترکیبات واکنش دهد. اهمیت ویژه در گندزدایی، واکنش کلر با ترکیبات [نیتروژنی مانند آمونیاک، نیتریت ها و آمینو اسیدها] است.
ترجمه:فرهنگ عرب خدری

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

اسمز معکوس

بهترين روش نمك زدائي از آبهاي لب شور استفاده از فرآينداسمز معكوس ميباشد، زيرا سيستم پيچيدهاي نداشته و راهبري آن قابل كنترلتر از ديگر روشها ميباشد و با توجه به توسعه روشهاي پيشرفته توليد غشاهاي پليمري، بهكارگيري اين روش توجيه بيشتري دارد.

صنایع امروز برای تصفیه آب مورد استفاده در بخشهای تولید بخار و فرآیند خود از سیستم اسمز معکوس استفاده فراوانی می برند. اساس کار این دستگاهها بر عبور ملکولهای غیریونی مثل آب از یک غشاء با روزنه های بسیار ریز بنا شده است. این غشاءها به صورتی ساخته شده اند که ملکولهای خنثی را براحتی از خود عبور می دهند. به همین دلیل آب ورودی به سیستم، که دارای املاح مختلف است به آب تقریبا خالص تبدیل می گردد. در سیستم اسمز معکوس، جریان ورودی یا خوراک (Feed) به دو جریان آب تصفیه شده (Permeate) و پساب غلیظ (Reject) یا (Brine) تبدیل می شود.

اساس کار اسمز معکوس فرض کنید دو ظرف، یکی حاوی آب نمک (1) ودیگری حاوی آب خالص (2) توسط یک لوله به یکدیگر متصل بوده وهر دو دارای ارتفاع مساوی از آب و در یک سطح قرار داشته باشند. جهت برقراری تعادل در غلظت یونهای سدیم و کلراید از ظرف آب نمک، یونهای نمک به صورت نفوذ مولکولی به ظرف آب خالص انتقال یافته تا تعادل غلظت بین هر دو ظرف برقرار گردد. اما اگر بین این دو ظرف و در مسیر جریان آب یک غشاء قرار گیرد که فقط اجازه دهد مولکولهای آب از آن عبور کنند، یونهای نمک اجازه عبور نخواهند داشت. لذا برای برقراری تعادل در غلظت، آب خالص از ظرف شماره (2) به ظرف شماره (1) انتقال می یابد و این عمل تا آنجا ادامه می یابد که افزایش ارتفاع حاصله در ظرف آب نمک، فشار مضاعف ایجاد کرده و اجازه انتقال آب از ظرف شماره (2) به ظرف شماره (1) را ندهد. این فشار را فشار اسمزی می گویند و طبق قانون Vant Hoff تابعی است از غلظت نمک در هر دو ظرف غشاء.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب