تصفیه آب

Image

تصفیه آب

تصفیه آب به عملیات بهبود کیفیت آب گفته می شود که با هدف استفاده از آب جهت نوشیدن، آبیاری، نگهداری جریان رودخانه، تأمین آب صنعتی و موارد دیگر صورت میگیرد. در فرآیند تصفیه آب، بخشها و اجزای نامطلوب و غیر قابل استفاده آب از آن جدا شده و جهت استفاده آماده میشود. در فرآیند تصفیه آب آشامیدنی، بخشهایی از آلاینده ها از جمله باکتریها، جلبک ها، ویروس ها، قارچ ها، جامدات معلق و مواد دیگر حذف شده و طی فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی، عملیات ته نشینی، فیلتراسیون، ضد عفونی، فیلتر شن و ماسه، آب تصفیه می شود. علاوه بر تصفیه آب آشامیدنی، آب فاضلاب نیز تصفیه می شود که شامل حوضچه هوادهی، لجن فعال، فیلترهای شن و ماسه آهسته می باشد. در فرآیند تصفیه فاضلاب، مواد جامد از مایع با روشهای رسوب گذاری از یکدیگر جدا می شود.

تاریخچه تصفیه آب

تاریخچه تصفیه آب و استفاده از روش هایی که موجب بهبود طعم و بوی آب میشود، به 4000 سال قبل از میلاد مربوط می شود. در آن زمان از زغال چوب جهت فیلتر آب استفاده می شد. 1500 سال قبل از میلاد، مصری ها از آلوم جهت تصفیه آب استفاده میکردند. در سال 460 تا 354 قبل از میلاد، بقراط جهت دسترسی به آب مناسب از فیلتر پارچه ای جهت عبور دادن آب جوشیده شده استفاده می کرده است. جابربن حیان که دانشمندی ایرانی است، از روش تقطیر جهت تصفیه آب در مصارف مختلف آزمایشگاهی بهره میبرده است. اولین تصفیه خانه آب شهری در شهر پیزلی در سال 1804 طراحی گردید که شامل یک اسب و یک گاری بود. در سال 1827، رابرت تام در اسکاتلند از فیلترهای ماسه ای کند جهت تصفیه آب استفاده نمود. در قرن 19 میلادی، فیلترهای شنی کند جهت تصفیه آب مورد استفاده قرار گرفتند. در آمریکا سال 1880 میلادی، فیلترهای شنی سریع ابداع شد. در اواخر دهه 1960 میلادی، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که ذرات معلق و پاتوژنها، تنها آلودگی های موجود در آب نمیباشد. به دلیل پیشرفتهای صنعتی و کشاورزی، مواد شیمیایی مصنوعی ایجاد شده بود که از طریق پساب کارخانجات، نشت مخازن مواد دور ریز صنایع به وفور دیده می شد. امروزه حکومتهای مختلف کشورهای صنعتی و پیشرفته، هزینه های زیادی صرف مدیریت پسابهای صنعتی میکنند. به همین دلیل نگهداری از آب در برابر آلودگی های آب به صورت پیشرفته تر و مدرنتر انجام می شود.

روش های تصفیه آب


تصفیه آب به عملیاتی گفته میشود که طی آن، گازهای معلق، فلزات سنگین، آلاینده های بیولوژیکی، مواد شیمیایی و مواد مضر دیگر از آب حذف میگردد. اشکال و روشهای متعددی که در فرآیند تصفیه آب صورت میگیرد به صورت تقطیر، زلال سازی، میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، اسمز معکوس، روش تصفیه غشایی، فیلتر تند ماسه ای و روش های دیگر می باشد.

اهمیت تصفیه آب

با توجه به اینکه سه چهارم سطح کره زمین از آب پوشیده شده است، تنها دو و هشت دهم درصد از آبها قابل نوشیدن و شرب می باشد. برخی از آبهای قابل نوشیدن در یخچالهای طبیعی قطب ها، رطوبت خاک و آب قرار دارد که به سختی قابل دسترس است. به همین دلیل، شصت و دو دهم درصد آبی که در دسترس است به صورت دریاچه های آب شیرین و منابع آب زیرزمینی و رودخانه های جاری شده وجود دارد. به دلیل قرار گیری آبهای قابل شرب در معرض آلودگیهای مختلف غیر از گل و لای و مواد دیگر ته نشین در آب، اهمیت تصفیه آب واضح تر می شود.

مراحل تصفیه آب

فرآیند تصفیه آب شهری شامل مراحل و بخشهایی از جمله انعقاد، تجمع ذرات، ته نشینی، صاف کردن و گندزدایی میباشد. تصفیه آب مقدماتی مرحله ای است که جهت انجام صحیح و آسان تصفیه آب صورت میگیرد. تصفیه آب مقدماتی شامل آشغال گیری، تصفیه شیمیایی مقدماتی، ته نشینی مقدماتی و صافیهای مشبک سوراخ ریز میباشد.
1-انعقاد و تجمع ذرات
مرحله انعقاد و تجمع ذرات مرحله ای است که طی آن، گل و لای، میکروب، ویروس و کلوئیدها که با چشم غیر مسلح دیده نمیشوند از بین میروند. در فرآیند انعقاد، مکانیسمی صورت میگیرد که به صورت فشردگی لایه یونی، انعقاد جاروبی، جذب سطحی و خنثی شدن بار، پل زنی بین ذره ای مطرح میشود.
در مراحل بعدی تصفیه آب، شناورسازی و چربی گیری، سبک کردن آب در تصفیه آب، صاف کردن در تصفیه آب، مرحله جذب، فلوتوریداسیون، تثبیت در تصفیه آب و گند زدایی تصفیه آب صورت میگیرد. در مرحله گندزدای، سه دسته تصفیه حرارتی، تصفیه پرتو افکنی ماورا بنفش و تصفیه شیمیایی تعریف میشود.
2-رسوب گذاری
در فرآیند تصفیه آب، آبها با حرکت به سمت حوضچه های رسوبگذاری حرکت کرده و موجب انتقال ذرات سنگین به بخش پایین میشود. ذرات سنگین که لجن نامیده میشود به سمت لاگونها هدایت میگردد. در فیلتراسیون مستقیم، مرحله رسوب گنجانده نمیشود و لخته، تنها با فیلتراسیون حذف میشود.
3-فیلتراسیون
در مرحله فیلتراسیون، ناخالصیهای معلقی که در آب وجود دارد، جمع میشود. آب از طریق صافی جهت حذف ذرات موجود در آب جریان میابد. جنس فیلترها عموماً از شن و ماسه و آنتراسیت خرد شده میباشد. وظیفه و نقش فیلترها، جمع کردن ناخالصیهای معلق در آب است که اثرات ضد عفونی را افزایش میدهد. تمیز کردن فیلترها با شستشوی معکوس صورت میگیرد.
4-ضد عفونی
آب قبل از اینکه توزیع شود از باکتریها، انگلها و ویروسها پاک میشود. در این مرحله از ماده شیمیایی کلر جهت پاکسازی استفاده میگردد. آب ضد عفونی میشود و از ویروس و باکتری و انگل که موجب ایجاد بیماری میشوند، پاک میشود. دلیل استفاده از کلر، خاصیت این ماده شیمیایی است که به عنوان ضد عفونی کننده موثر، مورد استفاده قرار میگیرد.
5-خشک کردن لجن
در این مرحله، موادی که طی رسوب و فرآیندهایی از آب خارج میشود که به صورت لجن میباشد، به لاگون ها و تالاب های خشک کننده ارسال میشود. جامداتی که از طریق رسوبات و لجن ها از آب خارج میشوند، به مکانی دیگر در تالابهای خشک کننده منتقل میگردند.

کا ربردهای تصفیه آب

از کاربردهای تصفیه آب میتوان به تصفیه انواع آبهای زیرزمینی، تصفیه آبهای سطحی، تصفیه آب شیرین کن، تصفیه آب باران، استفاده مجدد از آب خاکستری و استفاده مجدد از فاضلاب اشاره نمود. با توجه به اینکه تصفیه آب ، موجب افزایش بهبود کیفیت آب میشود. در صورتی که آب تصفیه شود میتوان در بخشهای مختلفی از جمله آبیاری، تأمین آب صنعتی، نوشیدن، نگهداری آب رودخانه، تفریحات و موارد دیگر استفاده نمود.

فنآوری تصفیه آب

عملیات و فنآوریهایی که در زمینه تصفیه آب اعمال میشود شامل فرآیندهای غربالگری، فیلتراسیون، تبادل یونی، میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، اسمز معکوس، تصفیه بیولوژیکی و ضد عفونی آب میباشد.

تصفیه آب خانگی

تصفیه آب خانگی از راه های متداول تصفیه آب مصرفی میباشد که در خانه صورت میگیرد. روشهای تصفیه آب خانگی شامل رزینهای تبادل یون با هدف کاهش سختی آب، کربن اکتیو یا زغال فعال با هدف حذف کلر و رنگ و بو، زئولیت با هدف حذف فلزات سنگین و فیلترهای سرامیکی با هدف حذف مواد معلق و باکتری و انگل میباشد.