مراحل تصفیه آب در تصفیه خانه در هفت مرحله

در این مقاله قصد داریم تا درباره مراحل تصفیه آب در تصفیه خانه صحبت کنیم و 7 مرحله اصلی آن را شرح دهیم. تصفیه آب فرآیندی است که در آن تمامی مواد اعم از بیولوژیکی، شیمیایی یا فیزیکی که به طور بالقوه برای مصارف انسانی و خانگی مضر هستند، حذف می شوند. این فرآیند به تولید آبی ایمن، خوش طعم، شفاف، بی رنگ و بی بو کمک می کند. همچنین آب نباید خورنده باشد، به این معنی که به لوله کشی آسیب نرساند.

مراحل تصفیه آب چیست

هفت مرحله عمده در تصفیه آب در مقیاس بزرگ و برای تامین آب شهری وجود دارد. هر یک از مراحل، در این مقاله توضیح داده شده است. مراحل تصفیه فاضلاب نیز تا حدود زیادی با این مراحل مشابه است. گرچه تفاوت هایی نیز دارد.

برای آشنایی با مرحله های تصفیه فاضلاب به صفحه مراحل تصفیه فاضلاب مراجعه کنید.

1. غربالگری یا آشغالگیری

برای محافظت از واحدهای اصلی یک تصفیه خانه و کمک به عملکرد کارآمد آنها، حذف هر گونه مواد جامد شناور و معلق بزرگ موجود در جریان ورودی، ضروری است. برای این کار از غربال استفاده می شود. این مواد شناور و مزاحم، شامل برگ ها، شاخه ها، کاغذ، کهنه ها و سایر زباله هایی می باشد که می توانند مانع از جریان درست در سیستم یا آسیب رساندن به تجهیزات شوند. آشغالگیر درشت و ریز (ظریف) برای این کار وجود دارند.

آشغالگیر درشت از میله های فولادی مقاوم در برابر خوردگی با فاصله 5 تا 15 سانتی متر از یکدیگر ساخته شده اند که برای جلوگیری از ورود مواد درشت (مانند کنده ها و ماهی) به تصفیه خانه استفاده می شود. میله های آشغالگیر در زاویه 60 درجه قرار می گیرند تا حذف مواد جمع آوری شده توسط چنگک مکانیکی آسان شود.

آشغالگیر ریز که بعد از آشغالگیر درشت قرار می‌گیرند، موادی را که می‌توانند لوله‌کشی تصفیه خانه را مسدود کنند، پشت خود نگه می‌دارند. آنها از میله های فولادی تشکیل شده اند که با فاصله 5 تا 20 میلی متر از هم قرار دارند. یکی از انواع آشغالگیرهای ریز، صافی میکرو است که از یک درام چرخان از توری فولادی ضد زنگ با اندازه مش بسیار کوچک (از 15 میکرومتر تا 64 میکرومتر، یعنی 15 تا 64 میلیونیم متر) تشکیل شده است. مواد معلق کوچکی مانند جلبک و پلانکتون (جانداران میکروسکوپی که با جریان در آب شناور هستند) می توانند به دام بیفتند. مواد جامد به دام افتاده توسط جت های آب پرفشار تمیز از صافی خارج می شوند و برای دفع می روند.

در صفحه آشغالگیر فاضلاب درباره آشغالگیرها بیشتر توضیح داده ایم.

2. هوادهی دومین مرحله تصفیه آب

دومین مرحله تصفیه آب هوادهی است. در این مرحله با انجام یکی سری فرآیند ها، اکسیژن به آب وارد می شود که این مرحله هوادهی نام دارد. درباره مرحله هوادهی می توانید در مقاله هوادهی در تصفیه فاضلاب بیشتر بخوانید، که البته هدف از این مرحله در فرآیند تصفیه فاضلاب با تصفیه آب متفاوت می باشد اما نحوه اجرا تا حدود زیادی مشابه می باشد.

این فرآیند به دفع گازهای محلول مانند دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن (که هر دو اسیدی هستند و سبب خورنده شدن آب می شوند) کمک می کند و هر گونه ترکیب آلی گازی را که طعم نامطلوبی به آب می دهد دفع می کند. هوادهی همچنین باعث حذف آهن یا منگنز با اکسیداسیون این مواد به شکل نامحلول آنها می شود. آهن و منگنز می توانند مزه های بدی ایجاد کنند و لباس ها را لکه دار کنند. هنگامی که این مواد به شکل نامحلول در آمدند، می توان آنها را با فیلتراسیون حذف کرد.

در موارد خاص، جلبک‌های اضافی در آب تصفیه نشده می‌تواند منجر به رشد جلبک هایی شود که فیلتر شنی را در فرآیند تصفیه مسدود ‌کند. در چنین شرایطی از کلرزنی به جای هوادهی یا علاوه بر آن، برای از بین بردن جلبک ها استفاده می شود که به آن پیش کلرزنی می گویند. این فرآیند تصفیه آب قبل از مراحل اصلی تصفیه آب است. پیش کلرزنی همچنین ترکیبات ایجاد کننده طعم و بو را اکسید می کند.

3. انعقاد و لخته سازی

سومین مرحله از مراحل تصفیه آب در تصفیه خانه انعقاد و لخته سازی است. مرحله انعقاد برای حذف ذرات ریز (با اندازه کمتر از 1 میکرومتر) معلق در آب انجام می شود. در این فرآیند یک ماده شیمیایی به نام منعقد کننده (با بار الکتریکی مثبت) به آب اضافه می شود که بار الکتریکی منفی ذرات ریز را خنثی می کند. دو منعقد کننده که معمولاً در تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرند سولفات آلومینیوم و کلرید آهن هستند. افزودن ماده منعقد کننده در یک مخزن مخلوط کن با سرعت بالا انجام می شود که در آن یک پروانه (میکسر) با سرعت بالا منعقد کننده را پخش می کند. از آنجایی که بارهای آنها اکنون خنثی شده است، ذرات ریز به هم می رسند و ذرات نرم و کرکی به نام “لخته” را تشکیل می دهند.

بعد از انعقاد، لخته سازی انجام می شود. در اینجا آب به آرامی توسط پاروها در یک حوضچه لخته سازی به هم زده می شود و لخته ها با یکدیگر تماس پیدا می کنند تا لخته های بزرگتری تشکیل دهند. حوضچه لخته سازی اغلب دارای تعدادی محفظه است که سرعت اختلاط در هر مرحله کاهش می یابد. این محفظه های تقسیم‌بندی شده با سرعت های متفاوت، اجازه می‌دهند تا لخته‌های بزرگ‌ توسط تیغه‌های مخلوط کن شکسته نشوند.

پیشنهاد می کنیم مقاله انعقاد الکتریکی در تصفیه فاضلاب را مطالعه کنید.

4. رسوب گذاری یا ته نشینی

چهارمین مرحله از مراحل تصفیه آب رسوب گذاری است. هنگامی که لخته های بزرگ تشکیل می شوند، باید ته نشین شوند، و این در فرآیندی به نام رسوب گذاری یا ته نشینی (زمانی که ذرات به کف مخزن ته نشینی می افتند) انجام می شود. آب (پس از انعقاد و لخته سازی) برای چند ساعت در مخزن نگهداری می شود تا ته نشینی انجام شود. مواد انباشته شده در کف مخزن لجن نامیده می شود که برای دفع، جدا می شود.

پیشنهاد می کنیم مقاله ته نشینی در تصفیه را مطالعه کنید.

5. فیلتراسیون پنجمین مرحله تصفیه آب

پنجمین مرحله از مراحل تصفیه اب فیلتراسیون است. فیلتراسیون فرآیندی است که در آن جامدات از مایع جدا می شوند. در تصفیه آب، جامداتی که در مخزن ته نشینی جدا نشده اند، با عبور آب از بسترهای شن و ماسه ای خارج می شوند. این مرحله معمولا با دبی 4 تا 8 متر مکعب در ساعت برای هر متر مربع سطح فیلتر انجام می شود. معمولا فیلترهای گرانشی سریع برای این کار استفاده می شوند.

هنگامی که فیلترها پر از مواد جامد به دام افتاده هستند، آنها را مجدداً شستشو داده می شوند. در این فرآیند، آب و هوای تمیز به سمت فیلتر پمپ می‌شوند تا ناخالصی‌های به دام افتاده را خارج کنند و آب حامل کثیفی (که به آن شستشوی معکوس گفته می‌شود) در صورت وجود به داخل سیستم فاضلاب پمپ می‌شود. در روشی دیگر، ممکن است این آب کثیف پس از یک مرحله نشست در مخزن رسوب، دوباره به رودخانه منبع تخلیه شود.

6. کلرزنی از مراحل تصفیه آب

ششمین مرحله از مراحل تصفیه اب کلر زنی است. آب ضد عفونی می شود تا میکروارگانیسم های بیماری زای باقیمانده از بین بروند. متداول ترین ضدعفونی کننده مورد استفاده کلر، به صورت مایع یا جامد (پودری) مانند هیپوکلریت سدیم یا به صورت گاز است. استفاده از آن نسبتاً ارزان و ساده است. هنگامی که کلر به آب اضافه می شود، با هر آلاینده موجود، از جمله میکروارگانیسم ها، در یک دوره زمانی معین (به نام زمان تماس)، واکنش نشان می دهد. مقداری کلر پس از آن باقی می ماند. این کلر باقیمانده از طریق سیستم توزیع در آب می ماند و از آن در برابر هرگونه میکروارگانیسمی که ممکن است وارد آب شود تا زمانی که آب به دست مصرف کنندگان برسد محافظت می کند.

دستورالعمل سازمان بهداشت جهانی (WHO، 2003) حداکثر کلر باقیمانده 5 میلی گرم در هر لیتر آب را پیشنهاد می کند. حداقل سطح کلر باقیمانده باید 0.5 میلی گرم در هر لیتر آب پس از 30 دقیقه زمان تماس باشد. راه های دیگری نیز برای ضد عفونی کردن آب وجود دارد (به عنوان مثال، استفاده از گاز ازن یا اشعه ماوراء بنفش). اما با این روش های جایگزین، پس از خروج از تصفیه خانه، آب در برابر آلودگی های میکروبی محافظت نمی شود. پس از ضد عفونی، آب تصفیه شده به سیستم توزیع پمپ می شود.

7. تصفیه تکمیلی

هفتمین مرحله از مراحل تصفیه آب تصفیه تکمیلی است. تصفیه تکمیلی ممکن است برای منفعت مصرف کنندگان مورد نیاز باشد. یکی از این موارد فلوراید کردن آب است که در آن فلوراید به آب اضافه می شود. سازمان بهداشت جهانی اعلام کرده است که فلورایده کردن منابع آب، در صورت امکان، مؤثرترین اقدام بهداشت عمومی برای پیشگیری از پوسیدگی دندان است. سطح بهینه فلوراید حدود 1 میلی گرم در هر لیتر آب (1 میلی گرم در لیتر) است.