مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تصفيه آب در پالايشگاه گاز


ناخالصي هاي موجود در آب :

آب خالص در طبيعت به دليل ويژگيهاي حلاليت بالاي آن ، وجود ندارد و داراي ناخالصي هاي گوناگون مي باشد ناخالصي هاي آب را به سه دسته كلي مواد جامد محلول ، مواد جامد معلق و كلوئيدي و گازها دسته بندي مي نمايند.
مواد غير محلول و معلق :
ذرات ريز و درشت مواد غير محلول و معلق در آب داراي اهميت بسيار متنوع مي باشند اين مواد معلق سبب كدورت آب مي شوند. برخي از اين ذرات كه درشت تر هستند داراي قابليت ته نشيني مي باشند و با حذف آنها آب شفاف تر مي گردد و برخي ديگر از اين ذرات معلق قابليت ته نشيني بسيار كمي دارند و براي ته نشيني نياز به زمان طولاني دارند و يا اينكه به طور كلي غير قابل ته نشيني هستند برخي از اين مواد معلق عبارتند از :
1) ذرات ريز خاك و سنگ و مواد تشكيل دهنده بستر رودخانه ها كه در اثر فرسايش زمين ايجاد شده اند.
2) موجودات ريز زنده ( ميكروارگانيزم ها) مانند باكتري ها
3) سيليس كلوئيدي ، كلوئيدها ، سوسپانسون ها و امولسيون ها
در اينجا به دليل اهميت موضوع ، اشاره اي به محلول هاي حقيقي ، سوسپانسيون ، امولسيون و كلوئيدي مي گردد.
هرگاه ذرات بسيار ريز يك جسم در بين ذرات جسم يا اجسام ديگر پراكنده گردد ، مجموعه حاصل سيستم پراكنده ناميده مي شود در بين اين سيستم بيشتر سيستم يا دستگاهي مورد بررسي مي باشد كه در آن حلال ، مايع مي باشد زيرا اين سيستم در تصفيه آب اهميت بيشتري دارند كه معمولا به آنها محلول گفته مي شود . خواص چنين محلول هايي در درجه اول به بزرگي ذرات حل شده يا پراكنده شده بستگي دارد كه بزرگي ذرات ميزان پايداري آنها را تعيين مي كند. اگر اندازه اين ذرات بزرگتر از اندازه مولكول ها باشد ، سيستم ناپايدار بوده و ذرات پراكنده مي شوند و به سهولت جدا و بنابر چگالي خود دربالا يا پايين دستگاه جمع مي شوند اينگونه سيستم ها يا دستگاهها را سيستم هاي معلق مي گويند كه ممكن است از نوع سوسپانسيون يا امولسيون باشند ولي اگر كاملا پايدار يا مدت طولاني پايدار باشند به محلول هاي واقعي معروف مي باشند . ذرات جامد معلق در مايع را سوسپانسيون و مايع معلق در مايع را امولسيون مي گويند اين ذرات داراي ويژگيهاي زير مي باشند :
1) كم كم در سطح حلال و يا ته ظرف يعني زير حلال جمع مي شوند.
2) از پرده اسمزي عبور نمي كنند و اكثرا از كاغذ صافي هم عبور نمي كنند.
3) اين ذرات با چشم ديده نمي شوند ولي با ميكروسكوپ هاي معمولي قابل مشاهده مي باشند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تولید آب شیرین از آب نمک می تواند مسئله کمبود آب جهان را حل نماید. طبق اعلامیه خبری مورخ ۱۶ دسامبر منتشر شده از سوی دانشگاه فلوریدا، محققین به فن آوری ای دست یافته اند که می تواند ازتلفات حرارتی نیروگاه های برق به عنوان منبع اصلی انرژی بهره گیری کند؛ پیشرفتی که موجب کاهش هزینه های نمک زدایی در برخی از نقاط جهان می شود.در حال حاضر، تعداد ۱۰۳۵۰ کارخانه در دنیا وجود دارد که روزانه بیش از ۳/۸ بیلیون گالن آب شرب برای جمعیت درحال رشد تولید می نمایند. این کارخانجات برای تبدیل آب شور به شیرین در پی روش های مقرون به صرفه و ارزان تری می باشند. "جمیز کلاسنر" و "رنوی می " از اساتید دانشگاه فلوریدای آمریکا به تکنولوژی جدیدی دست یافته اند که یک گام جلوتر از این اندیشه نوین می باشد.بنا به نظر این دو استاد، نیروگاه های برق در مرحله سردسازی و کارخانه های نمک زدایی به ترتیب به آب و گرما نیاز دارند. حال این سوال پیش می آید که چرا نیاز این دو سیستم با هم دریک جا تلفیق نشود؟ آنها بر این عقیده اند که با این روش هزینه ی تولید آب معادل یک ششم کارآمدترین سیستم ها ی فعلی است .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

خالص کردن آب - پالايش آب به مقدار زياد

پالايش آب به مقدار زياد، مانند تأمين آب مناطق شهري، در چند مرحلهٔ عمده انجام مى‌گيرد:
انبار کردن (Storage)
آب از منبع اصلى در انبار طبيعى و يا مخزن مصنوعى نگهدارى مى‌شود. نگهدارى آب ذخيره‌اى از آن است که آلودگى بعدى در آن روى نمى‌دهد. در نتيجهٔ انبار کردن آب به مقدار قابل ملاحظه‌اى خالص مى‌شود، اين را پالايش طبيعى مى‌گويند و مى‌توان از سه ديدگاه به آن نگريست:
۱. از نظر فيزيکي، تنها با نگهدارى آب در انبار کيفيت آب بهبود مى‌يابد زيرا در مدت ۲۴ ساعت به‌علت قوهٔ ثقل نزديک به %۹۰ ناخالصى‌هاى معلق در آب ته‌نشين، و آب زلال‌تر مى‌شود. با اين عمل نفود نور به درون آب بيشتر و سبب کاستن از کارهاى مربوط به پالايه‌ها مى‌شود.
۲. از نظر شيميائي، در ضمن نگه‌داشتن آب در انبار برخى دگرگونى‌هاى شيميائى هم روى مى‌دهد، ميکروب‌هاى هوازى با کمک اکسيژن محلول آب مواد‌ آلى موجود در آب را اکسيده مى‌کنند، در نتيجه آمونياک آزاد موجود در آب کم، و نيترات‌هاى آب زياد مى‌شوند.
۳. از نظر زيست‌شناختى، در ضمن نگهدارى آب در انبار شمار ميکروب‌هاى آن بسيار کم مى‌شود. عوامل زندهٔ بيمارى‌زا کم‌کم مى‌ميرند. با انبار کردن آب رودخانه در ۷-۵ روز اول تا ۹۰% ميکروب‌هاى آن کم مى‌شوند. اين يکى از مهم‌ترين مزاياى انبارکردن آب است. بهينه مدتِ نگاهدارى آب رودخانه در انبار نزديک به ۱۰ تا ۱۴ روز است و اگر از اين بيشتر نگهداشته شود احتمال رشد گياهانى مانند جلبک‌ها وجود دارد. اين جلبک‌ها در بدبو و بَدرنگ‌ کردن آب سهيم هستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

خالص کردن آب - پالايش آب به مقادير کم
خالص کردن آب مصرفی خانوار
روش دوگلدانی (Double Pot Method)
گندزدائی آب چاه
خالص کردن آب مصرفى خانوار
براى خالص‌ کردن آب به مقياس انفرادى يا خانگى سه روش کلى وجود دارد. اين روش‌ها را مى‌توان به تنهائى يا همراه با يکديگر به‌کار گرفت:
۱. جوشاندن
جوشاندن روش مطلوبى براى خالص کردن آب براى مصارف خانوار است. و براى کارآمد بودن روش بايد آب به مدت ۱۰ - ۵ دقيقه در نقطهٔ جوش باشد. جوشاندن؛ ميکروب‌ها، ويروس‌ها، کيست‌ها و تخم کرم‌ها را مى‌کشد و آب را سترون مى‌کند. با جوشاندن سختى موقت آب هم از بين مى‌رود زيرا دى‌اکسيد کربن آب خارج و کربنات کلسيم آن ته‌نشين مى‌شود. طعم آب هم دگرگون مى‌شود ولى اين دگرگونى بى‌زيان است. با آنکه جوشاندن يک روش عالى براى خالص کردن آب است ولى اثر حفاظت باقى‌مانده ندارد و ممکن است در صورت ماندن دوباره آلوده شود. از اين‌رو بهتر است آب را در همان ظرفى که قرار است نگاهدارى شود بجوشانند تا از آلودگى در مدت نگاه‌دارى پرهيز شود.
۲. گندزدائى شيميائي
- گرد رنگ‌‌بر يا سفيدکننده (Bleaching Powder)
گرد رنگ‌بر يا کلسيم کلردار (CaOcl2) يک گرد بى‌شکل سفيد رنگ است که بوى زنندهٔ کلر را دارد و هنگامى که تازه درست شود نزديک به سى‌وسه درصد کلر موجود دارد. ولى يک ترکيب ناپايدار است و در مواجهه با هوا، نور و رطوبت به تندى کلر خود را از دست مى‌دهد، اما اگر با مقدار ديگرى آهک مخلوط شود توان خود را نگاه مى‌دارد و از اين‌رو رنگ بر پايدار ناميده‌ مى‌شود، گرد رنگ‌بر بايد در جاى خنک، خشک و تاريک و در ظرف سربسته و مقاوم در برابر خوردگى نگهدارى شود. بايد کلر موجود در گرد رنگ‌بر نگهدارى شده در انبار به دفعات اندازه‌گيرى و کنترل شود. اصل کار در کلرزنى آن است که تضمين شود کلر ‌آزاد باقى مانده در پايان يک ساعت تماس کلر با آب به مقدار نيم ميلى‌گرم در ليتر باشد. آب‌هائى که داراى کدورت و به‌شدت آلوده باشند براى کلرزنى مستقيم مناسب نيستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مراقبت از کيفيت آب آشاميدنى

مراقبت از کيفيت آب آشاميدنى در اصل يک اقدام بهداشتى به‌شمار مى‌رود زيرا بر حفظ سلامت عمومى در برابر بيمارى‌هاى منتقله به‌وسيلهٔ آب توجه دارد. اجزاء برنامه‌هاى مراقبت از کيفيت آب آشاميدنى عبارتند از:
بررسی بهداشتی
بررسی میکروب‌شناختی
نمونه‌برداری
بررسى بهداشتى
بررسى بهداشتى عبارت است از بازرسى مقطعى و ارزشيابى آب توسط يک شخص کارآزموده و متخصص از کل نظام تأمين آب. هدف از بررسى، شناسائى و اصلاح نادرستى‌ها و کمبودها است. بررسى بهداشتى براى تفسير کامل نتايج آزمايشگاهى ضرورت دارد.
نمونه‌بردارى
نمونه‌بردارى آب بايد با دقتى همانند دقت يک عمل جراحى انجام گيرد. و در آن احتياط‌هاى مربوط به عدم آلودگى رعايت شود، چون براساس نمونه‌بردارى نتايج به‌دست آمده تجزيه و تحليل مى‌شود. کار نمونه‌بردارى بايد به‌دست افراد شايسته و آموزش ديده با رعايت دقيق مراتب روش نمونه‌بردارى و دفعات آن انجام گيرد. شرح مراتب نمونه‌بردارى در نشريه WHO به نام استاندارد‌هاى بين‌المللى براى آب آشاميدني و يا در ICMR جزوه استاندارهاى کيفيت آب مصرفي آمده است.
بررسى ميکروب‌شناختى
آزمون‌هاى معمول براى ميکروب‌شناسى آب عبارتند از:
آزمون کليفرم‌هاى احتمالى
الف- روش چند لوله‌اي
اين آزمون بر پايهٔ برآورد بيش‌ترين شمارهٔ احتمالى (MPN) کلى فرم‌ها درصد ميلى‌ليتر آب است. براى انجام آزمون مقدارهاى از پيش اندازه‌گيرى شدهٔ آب (يک‌دهم، يک، ده، ... پنجاه ميلى‌ليتر) در لوله‌هاى ماک‌کانکى (McConkey) ‌ريخته مى‌شود. لوله‌ها املاح صفراوى لاکتوز و آبگوشت همراه با بروموکرموزول ارغوانى به‌عنوان نشانگر دارند. سپس به مدت ۴۸ ساعت در گرم‌خانه (انکوباتور) نهاده مى‌شوند و از روى جداول آمارى برآورد بيشترين شمارهٔ احتمالى (MPN) کلى فرم‌ها با توجه به شمار لوله‌هائى که در آنها اسيد و گاز توليد شده، انجام مى‌گيرد. اين نتيجه، نتيجهٔ احتمالى شمارش کليفرم‌ها ناميده مى‌شود، فرض بر آن است در هر لوله‌اى که تخمير انجام شده باشد ميکروب‌ها کليفرم وجود داشته است، زيرا گاهى اين واکنش به‌علت وجود ميکروب‌هاى ديگر به تنهائى يا همراه با کليفرم‌ها روى مى‌دهد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

بررسی روشهای تصفیه آب و فاضلاب در کشورهای توسعه یافته
(مطالعه موردی ایالات متحده آمریکا)
مجید اسم حسینی1، سیما صولتی فر1، امیر میرزانژاد1، نادر صولتی فر2
1- گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه ارومیه
2- دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه ارومیه

چکیده :
آب و منابع آبي در دنياي امروز جزو ارزشمندترين دارايي‌هاي ممالك به شمار مي‌رود. عمده دغدغه‌هاي جوامع تامين غذا، آب و انرژي است. از اين ميان غذا به دليل امكان متعدد در تامين آن و انرژي به دليل دستيابي به منابع نو به نحوي قابل مرتفع‌سازي است و تنها آب است كه در صورت نبود منابع، جوامع را دچار مشكل مي‌سازد. از اين رو برنامه‌ريزي جهت صرفه‌جويي در مصرف و حفظ منابع موجود در اولويت قرار دارد. از طرف دیگر وقوع خشکسالی‌‌های متعدد و افزایش روز افزون جمعیت، نیاز به آب آشامیدنی سالم و تصفیه آب و بهره‌گيري مناسب‌تر در مصارف صنعتي و كشاورزي را ضروري نموده و پیشرفت تکنولوژی در جهت استفاده از روش‌های صنعتی و تجزیه‌ای جهت تصفیه آب و کاهش هزینه‌ها به امری اجتناب ناپذیر تبدیل گردیده است. از آن جمله مي‌توان به ستون‌های کروماتوگرافی، رزین‌ها و مبادله کننده‌های یونی جهت نرم‌سازی و گرفتن سختی آب، همچنین فرایندهای كلریناسیون و فلورايداسيون، صاف‌کردن و ته‌نشینی با روش‌های پیشرفته و استفاده از گندزداهای موثر و نیز روش‌های صنعتی پیشرفته و استفاده از میکروپروسسورها جهت کنترل تصفیه اشاره كرد. در مطالعه حاضر، فرايند های تصفيه در کشورهای توسعه یافته با مطالعه موردی ايالات متحده آمریکا مورد بررسي قرار گرفته و مزایا و معایب هر يك از این روش‌ها از منظرهاي مختلف بیان گرديده است. مطالعاتي از اين دست مي‌تواند راهگشاي بهره‌گيري از تجارب اخیر جهانی در استفاده از تکنولوژی تصفیه آب در ایران جهت به دست آوردن آب شرب سالم و مناسب با کاهش اتلاف زمان و هزینه باشد.
واژگان کلیدی: تصفيه آب و فاضلاب، کشورهای توسعه یافته، كلريناسيون.

مقدمه
حدود 40 ميليون مايل مكعب آب روي كره زمين موجود است كه اقيانوس‌ها حدود 97% آن را شامل مي‌شوند. 3% بقيه آب‌هاي آزادند: (الف:) برف و يخ روي سطح كره زمين حدود 25/2% و (ب:) آب زيرزميني قابل استفاده در حدود 3/0% و (ج:) آب آزاد سطحي كمتر از 5/0%. در ايالات متحده ميانگين بارندگي در حدود 6/2 فوت (حجم 5900 كيلومترمكعب) است. از اين ميزان، حدود 71% (معادل 4200 كيلومترمكعب) تبخير مي‌شود و 29% به صورت جويبار جاري مي‌شود. آب آزاد قابل استفاده صرف توليد، تهيه خوراك، مصارف خانگي و عمومي ضروري، توليد انرژي هيدروالكتريكي و كنترل سيلاب مي‌گردد. صنعت و آبياري حدود نيمي از اين مقدار را مصرف مي‌كند كه معادل 4/3% يا 200 كيلومترمكعب بر سال را شامل مي‌شود. البته مقدار مصرف عمومي آب در ايالات متحده در حال افزايش است. براي مثال در سال 1975 ميلادي 40 بيليون گالن آب آزاد مورد استفاده قرار گرفته بود كه در سال 1990 ميلادي به 455 بيليون گالن رسيد و در سال 2002 به 725 بيليون گالن افزايش يافت.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

ناخالصيهاي موجود در آب در فرآيند توليد در صنايع مختلف موجب بروز مشكلاتي در عرصة توليد مي گردد. در مقالة زير توضيحاتي در اين ارتباط آمده است. اميد است كه مورد توجه و استفادة فعالان عرصة صنعت قرار گيرد.

باتوجه به اين كه ناخالصيهاي موجود در آب بسيار متنوع و متعدد هستند نمي توان براي حذف آنها از روش واحدي استفاده كرد. بلكه لازم است از روشهاي مناسب براي هر مورد استفاده شود كه مهمترين آنها به طور خلاصه عبارتند از :

1- سبك كردن آب: اضافه كردن آب آهك به آب كه در اين صورت آب آهك با بيكربنات هاي كلسيم و منيزيم و يا به عبارت ديگر عوامل سختي موقت تركيب شده و به صورت كربنات رسوب ميكند. از آب آهك سرد همراه با كمي سولفات آلومينيوم هم مي توان استفاده كرد كه سختي را تا حد زيادتري كاهش ميدهد و به حدود 56ppm مي رساند.

از آب آهك گرم نيز استفاده مي شود كه بيشتر همراه با سود براي سبك كردن آب مورد استفاده در ديگهاي بخاركاربرد دارد و در اين صورت سختي تا حدود ppm 25 كاهش مي يابد. ممكن است از دولوميت يا اكسيد منيزيوم نيز براي جدا كردن سيليس استفاده شودكه در اين صورت عوامل رسوب وگل ته دستگاههاي دمايي حذف مي شوند.

عوامل سختي دايم مانند: سولفات ها وكلرورهاي كلسيم و منيزيوم توسط روش آب آهك و سود كاهش داده مي شوند. كاتيونهاي كلسيم و منيزيوم توسط زئوليت هاي طبيعي يا رزين هاي تبادل يوني از آب حذف مي شوند.

2 – خارج كردن گازهاي موجود در آب: آب حاصل از منابع مختلف ممكن است داراي گازهاي مختلفي مانند اكسيژن ، ازت ، هيدروﮋن سولفوره و اكسيد كربن باشدكه توسط هوا ، فتو سنتز، فعاليت آلگها و ساير موجودات آبزي و فساد مواد آلي وارد آن مي شوند، از طرفي گازهاي موجود در آب طي فرآيند مشكلات زيادي به وجود مي آورند كه از جمله مي توان موارد زير را نام برد:

● از عمل انتفال كامل دما در موارد مختلف جلوگيري مي كنند.

● گازكربنيك ، اكسیژن و هيدروﮋن سولفوره بر روي جدار دستگاهها اثر خورنده دارند.

● هيدروﮋن سولفوره با آهن دستگاهها تركيب شده وتبديل به سولفات آهن مي شود كه يا برروي جدار دستگاهها رسوب مي كند و موجب خورندگي آنها مي شوند ويا به صورت ذرات سياه رنگ وارد جريان آب مي شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

کدورت و مواد معلق در تصفیه خانه آب
کدورت در آب عموما " توسط مواد معلقی مثل خاک و گل و لای ، مواد آلی و معدنی ریز، ترکیبات آلی رنگی محلول و پلانکتونها و سایر میکرواورگانیسمها ایجاد می شود .
کدورت سنج ، میزان پراکندگی و جذب نور حاصل از منبع نوری حین عبور از محلول  را اندازه می گیرد و با واحد Nephelometric Turbidity Unit(NTU) گزارش می کند. بعلت اندازه ، شکل، ضریب شکست نور مربوط به ذرات و ویژگی پراکندگی نور در سوسپانسیون ارتباط دادن کدورت با غلظت وزنی مواد معلق بسیار مشکل است .همچنین ذرات سیاه مثل کربن فعال می توانند نور را جذب و مقدار کدورت را به طور .{ موثر افزایش دهند{ 1
کدورت آب تصفیه شده بعنوان یک پارامتر مهم درتعیین کیفیت آب در کلیه تصفیه خانه ها اندازه گیری می شود ، اما در سا لهای اخیر با توجه به موارد فوق و اهمیت یافتن اندازه ذرات عبوری از فیلتر بدلیل رابطه آن با میزان عبور میکرو اورگانیسمهایی مثل ژیاردیا و کریپتوسپوریدیوم ؛ علاوه بر کدورت، شمارش ذرات(Particle Count)
نیز به عنوان یک پارامتر کیفی آب در کنار کدورت مطرح گردیده است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب