وبلاگ

سیستم تصفیه آب

آب و فاضلاب

از هر نه نفر یک نفر به آب آشامیدنی سالم دسترسی ندارد و بیش از 2.5 میلیون نفر بدون امکانات بهداشتی کافی زندگی می کنند. فن‌آوری‌های آب و بهداشتی مورد استفاده، تعداد مرگ و میر ناشی از بیماری‌های منتقله از طریق آب را کاهش می‌دهند، در حالی که زنان و دختران را از کار مورد نیاز برای حمل و نقل و ذخیره آب رها می‌کند و به آنها فرصت بیشتری برای تمرکز بر آموزش و فعالیت‌های درآمدزا می‌دهد.

بررسی اجمالی راه حل و مزایا

سیستم نمک زدایی Compact RO (اسمز معکوس) برای تامین آب آشامیدنی و مصرف روزانه ایمن و مطمئن طراحی شده است. این سیستم ها قادرند استخر، رودخانه، چاه و آب دریا را از باکتری ها، ویروس ها، آرسنیک و فلزات سنگین تصفیه کنند.اگر نمک‌زدایی ضروری نباشد، مدل‌های مخصوص غیر آب دریا نیز موجود است.پمپ ها یا دستی یا موتوری هستند و بنابراین نیازی به منبع برق ندارند.این سیستم ها می توانند آب مورد نیاز 2500-5000 نفر را در روز تامین کنند.
این سیستم ها به گونه ای طراحی شده اند که وزن سبک و قابل حمل (با چرخ) داشته باشند و برای استفاده از آنها نیاز به آموزش خاصی ندارند.سیستم‌های RO در مدل‌های مختلف (پمپ‌های دستی/بنزینی، اندازه‌ها و ظرفیت‌های مختلف تولید) به منظور مطابقت با نیازهای خاص ارائه می‌شوند.

از سوی دیگر، روش ته نشینی از نیروی گرانشی استفاده می کند که جامدات را برای تشکیل رسوب در انتهای لوله حاوی آب آلوده تعیین می کند، در حالی که تقطیر شامل تبدیل مایع (آب) به بخار است.فاز، فرآیندی که مبتنی بر تفاوت در فراریت ترکیبات است.

فیلترهای شنی آهسته نمونه ای از رویکردهای بیولوژیکی مورد استفاده در تصفیه آب را نشان می دهد که به معنای استفاده از لوله های عمیق 1 تا 2 متری پر از ماسه است که ناخالصی های موجود در آب فیلتر شده را حفظ می کند. کربن فعال (زغال چوب)، یکی دیگر از روش‌های مورد استفاده، کربن ریز متخلخل با سطح بالا و خواص جذب افزایش یافته است.

در اصطلاح علمی، لخته سازی فرآیندی است که در آن کلوئیدهای معلق پس از افزودن یک عامل شفاف کننده، بی ثبات می شوند. در مورد فرآیند تصفیه آب، پدیده لخته سازی می تواند به بی ثباتی و انعقاد آلاینده های موجود در آب اشاره داشته باشد. کلرزنی آب معمولاً در تصفیه آب مورد استفاده قرار می گیرد و شامل افزودن کلر یا هیپوکلریت برای کشتن میکروب ها و جلوگیری از گسترش بیماری های ناشی از آب است.

استفاده از نور الکترومغناطیسی به ویژه با طول موج کوتاه (در محدوده فرابنفش) به دلیل ایجاد شکاف در ساختار اسیدهای نوکلئیک میکروارگانیسم ها که عملکرد سلولی آنها را از کار می اندازد، معمولاً در ضد عفونی استفاده می شود. این روش اغلب در رفع آلودگی آب استفاده می شود.

 

تصفیه آب چیست:

تصفیه آب به فرآیندی گفته میشود که طی آن ترکیبات شیمیایی نامطلوب ، مواد آلی و معدنی و آلاینده‌های بیولوژیکی از آب حذف می‌شوند. یکی از اهداف اصلی تصفیه آب ، تامین آب آشامیدنی تمیز است.

تصفیه آب همچنین نیازهای کاربردهای پزشکی، دارویی، شیمیایی و صنعتی را برای آب تمیز و آشامیدنی برآورده می کند. فرآیند تصفیه غلظت آلاینده هایی مانند ذرات معلق، انگل ها، باکتری ها ، جلبک ها ، ویروس ها و قارچ ها را کاهش می دهد . تصفیه آب در مقیاس های بزرگ (مثلاً برای کل شهر) تا کوچک (مثلاً برای خانواده های فردی) انجام می شود.

اکثر جوامع به منابع آب طبیعی به عنوان منابع جذبی برای تصفیه آب و برای استفاده روزمره متکی هستند. به طور کلی، این منابع را می توان به عنوان آب های زیرزمینی یا سطحی طبقه بندی کرد و معمولاً شامل سفره های زیرزمینی ، نهرها ، رودخانه ها و دریاچه ها می شود. با پیشرفت های تکنولوژیکی اخیر، اقیانوس ها و دریاهای آب شور نیز به عنوان منابع آب جایگزین برای آشامیدن و مصارف خانگی مورد استفاده قرار گرفته اند.

 

 

تعیین کیفیت آب:

شواهد تاریخی نشان می دهد که تصفیه آب توسط تمدن های باستانی به رسمیت شناخته شده و انجام می شده است. درمان‌های اولیه برای تصفیه آب در نوشته‌های یونانی و سانسکریت ثبت شده است و مصری‌ها از 1500 سال قبل از میلاد از زاج برای تمیزکردن آب حاصل از بارندگی استفاده می‌کردند .

در دوران مدرن، کیفیت تصفیه آب معمولاً توسط سازمان‌های دولتی تعیین می‌شود. استانداردهای دولتی چه در سطح محلی، چه در سطح بین‌المللی تنظیم میشوند، دولت ها معمولاً حداکثر غلظت آلاینده‌های مضر را تعیین می‌کنند که می‌توان آنها را در آب سالم مجاز دانست.

از آنجایی که بررسی ساده آب بر اساس ظاهر تقریباً غیرممکن است، فرآیندهای متعددی مانند آنالیزهای فیزیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی برای آزمایش سطوح آلودگی ایجاد شده است.

سطوح مواد شیمیایی آلی و معدنی مانند کلرید، مس ، منگنز ، سولفات ها و روی ، پاتوژن های میکروبی، مواد رادیواکتیو و جامدات محلول و معلق و همچنین pH ، بو، رنگ و طعم، برخی از پارامترهای رایجی هستند که برای ارزیابی کیفیت آب و سطوح آلودگی آنالیز می شوند.

روش‌های معمولی خانگی مانند جوشاندن آب یا استفاده از فیلتر کربن فعال می‌تواند برخی از آلاینده‌های آب را حذف کند. اگرچه این روش‌ها به دلیل استفاده گسترده و کم هزینه محبوب هستند، اما اغلب آلاینده‌های خطرناک‌تر را حذف نمی‌کنند.

مثلاً آب چشمه های طبیعی از نظر تاریخی برای همه اهداف عملی تمیز تلقی می‌شدند، اما در دهه اول قرن بیست و یکم به دلیل نگرانی‌ها در مورد آفت‌کش‌ها ، کودها و سایر مواد شیمیایی از سطح ورودی به چاه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. در نتیجه، چاه‌های طبیعی آب تحت درمان و آزمایش‌هایی قرار گرفتند، از جمله آزمایش‌هایی برای انگل .

همه مردم به آب آشامیدنی سالم دسترسی ندارند. بر اساس گزارش سال 2017 سازمان ملل متحد (UN)سازمان جهانی بهداشت (WHO)، 2.1 میلیارد نفر به نوشیدنی ایمن و قابل اعتماد دسترسی ندارند.

تامین آب در منزل هشتاد و هشت درصد از چهار میلیارد مورد سالانه ازاسهال گزارش شده در سراسر جهان به کمبود آب آشامیدنی بهداشتی نسبت داده شده است. هر ساله تقریباً 525000 کودک زیر پنج سال در اثر اسهال، دومین عامل مرگ و میر جان خود را از دست می دهند، و 1.7 میلیون نفر به دلیل بیماری های اسهالی ناشی از آب ناسالم، همراه با بهداشت نامناسب و بهداشت ناکافی، بیمار می شوند

 

روند:


بیشتر آب مورد استفاده در کشورهای صنعتی در تصفیه خانه های آب تصفیه می شود. اگرچه روش هایی که این گیاهان در پیش تصفیه استفاده می کنند به اندازه و شدت آلودگی بستگی دارد، اما این روش ها برای اطمینان از انطباق کلی با مقررات ملی و بین المللی استاندارد شده اند. بیشتر آبها پس از پمپاژ از منبع طبیعی خود یا هدایت آن از طریق خطوط لوله به مخازن نگهداری تصفیه می شود. پس از انتقال آب به یک مکان مرکزی، فرآیند تصفیه آغاز می شود.

 

 

پیش فرآوری:


در پیش تصفیه، آلاینده های بیولوژیکی، مواد شیمیایی و سایر مواد از آب حذف می شوند. اولین مرحله در این فرآیند غربالگری است که زباله های بزرگی مانند چوب و زباله را از آبی که قرار است تصفیه شود حذف می کند. غربالگری معمولاً هنگام تصفیه آب های سطحی مانند دریاچه ها و رودخانه ها استفاده می شود. آب های سطحی خطر بیشتری برای آلوده شدن دارند.

پیش آماده سازی، که در آن آب با محتوای معدنی بالا (آب سخت) با آن تصفیه می شود(کربنات سدیم خاکستر سودا) نیز بخشی از فرآیند پیش تصفیه است. در طی این مرحله، کربنات سدیم به آب اضافه می‌شود تا کربنات کلسیم را که یکی از اجزای اصلی پوسته‌های موجودات دریایی است و یک ماده فعال در آهک کشاورزی است، خارج کند

 

کلرزنی به آب:


پیش کلرزنی که اغلب آخرین مرحله پیش تصفیه و یک روش استاندارد در بسیاری از نقاط جهان است، توسط دانشمندان مورد سوال قرار گرفته است. در طول فرآیند پیش کلرزنی، کلر به آب خامی که ممکن است حاوی غلظت بالایی از مواد آلی طبیعی باشد، اعمال میشود.

این ماده آلی در طول فرآیند ضدعفونی با کلر واکنش می دهد و می تواند منجر به تشکیل (DBPs) شود. محصولات جانبی ضد عفونی کردن آب با کلر از قبیل ، تری هالومتان ها، اسیدهای هالواستیک، کلریت و برومات. قرار گرفتن در معرض DBP ها در آب آشامیدنی می تواند منجر به مشکلات سلامتی شود. نگرانی ها از ارتباط احتمالی این عمل بامعده و سرطان مثانه و خطرات رهاسازی کلر وارد محیط زیست شود.

 

 

سایر مراحل تصفیه:


پس از پیش تصفیه، عملیات شیمیایی و پالایش ممکن است رخ دهد. این فرآیند شامل انعقاد ، مرحله ای که در آن مواد شیمیایی اضافه میشود که باعث می شود ذرات کوچک معلق در آب به هم بچسبند.لخته سازی ، که آب را با پاروهای بزرگ مخلوط می کند تا ذرات منعقد شده را بتوان به صورت توده های بزرگتر (یا “لخته”) که به آرامی در کف مخزن یا حوض می نشیند، کنار هم قرار داد.

 

 

حوضه رسوبی:


پس از ته نشین شدن اکثر ذرات معلق، آب از حوضچه لخته سازی خارج شده و سپس وارد یک حوضچه دیگر میشود که به آن حوضه رسوبی گفته میشود . حوضه های رسوبی ، آب های تصفیه شده را در طول فرآیند تصفیه حرکت می دهند و در عین حال اجازه می دهند ذرات باقی مانده ته نشین شوند.

لجن هایی که در کف مخزن ظاهر می شوند حذف شده و تحت درمان قرار می گیرند. از آن حوضه، آب به مرحله بعدی یعنی فیلتراسیون منتقل می شود که ذرات معلق باقی مانده و لخته های ته نشین نشده و بسیاری از میکروارگانیسم ها و جلبک ها را حذف می کند.

 

 

گندزدایی در تصفیه آب:


گندزدایی آخرین مرحله در تصفیه آب است. در طی این مرحله، میکروب های مضر مانند باکتری ها ، ویروس ها و تک یاخته ها از طریق افزودن مواد شیمیایی ضدعفونی کننده از بین می روند. ضد عفونی معمولا شامل نوعی ازکلر ، به ویژه کلرامین ها یا دی اکسید کلر است. کلر یک گاز سمی است که در اثر انتشار ناشی از استفاده از آن خطراتی را به همراه دارد.

برای جلوگیری از این خطرات، برخی از تصفیه خانه های آب از گاز ازن استفاده می کنند، همچنین اشعه ماوراء بنفش ، یاضدعفونی پراکسید هیدروژن نیز به جای کلراستفاده میکنند. روش های دیگر تصفیه عبارتند از اولترافیلتراسیون برای مواد محلول خاص، تبادل یونی برای حذف یون های فلزی و فلوراید برای جلوگیری از پوسیدگی دندان هستند .

در مناطق خاصی از جهان که به تصفیه خانه‌های آب دسترسی ندارند، باید از روش‌های جایگزین تصفیه استفاده کرد. این روش ها شامل جوشاندن ، فیلتر کربن فعال دانه ای، تقطیر، اسمز معکوس و تقطیر غشایی تماس مستقیم است.

 

 

تصفیه آب صنعتی:


علاوه بر مصارف شرب و خانگی، صنایع نیز مقادیر قابل توجهی آب مصرف می کنند. به عنوان مثال، صنایع شیمیایی، نفت ، فرآوری مواد غذایی و نساجی به آب برای تولید، فرآوری، گرمایش، سرمایش، شستشو و سایر کاربردها نیاز دارند.

چنین سیستم های صنعتی به آب تصفیه شده نیاز دارند و عدم تصفیه مناسب می تواند منجر به مسائلی مانند پوسته پوسته شدن، خوردگی ، رسوب ، رشد باکتری در لوله کشی یا تجهیزات پردازش و کیفیت پایین محصول شود.

علاوه بر فرآیندهای تصفیه آب معمولی، تصفیه آب صنعتی ممکن است شامل تکنیک های تخصصی مانند الکترودیونیزاسیون، تبادل یونی، سیستم های غشایی، ازن نیز باشد.تصفیه، تبخیر و تابش اشعه ماوراء بنفش . انتخاب فناوری به کیفیت آب خام و کاربرد صنعتی مورد نظر بستگی دارد.

 

 

تصفیه آب شور:


اکثریت قریب به اتفاق جوامع برای تامین آب آشامیدنی و خانگی به منابع آب شیرین متکی هستند. با این حال، با کاهش ذخایر آب شیرین و افزایش تقاضای آب که توسط عوامل طبیعی مانند خشکسالی ، سیل و اثرات تغییرات آب و هوایی پیچیده شده است ، چندین کشور شروع به استفاده از اقیانوس ها و دریاهای داخلی به عنوان منابع آب جایگزین کرده اند.

فناوری‌های نمک‌زدایی که نمک‌ها و مواد معدنی را از آب دریا حذف می‌کنند، برای تولید آب آشامیدنی مناسب برای مصارف شرب و خانگی در حال ظهور هستند.اسمز معکوس ، تقطیر خلاء ، تقطیر چند مرحله ای، انجماد- ذوب، و الکترودیالیز برای تصفیه آب شور اهمیت بیشتری پیدا می کنند.

چنین فرآیندهایی معمولاً شامل مصرف انرژی بالاتر و نسبتاً گرانتر از فرآیندهای تصفیه آب شیرین معمولی هستند. تلاش‌های زیادی برای مقرون‌به‌صرفه و مقرون‌به‌صرفه کردن روش‌های نمک‌زدایی در حال انجام است

 

تنظیمات و بهبودهای سیستم:


اندازه و ظرفیت سیستم های تصفیه آب به طور گسترده ای متفاوت است، از واحدهای خانگی ساده گرفته تا تأسیسات کوچک که به صنایع تولیدی خدمات می دهند تا تصفیه خانه های متمرکز آب در مقیاس بزرگ که به شهرها و شهرک ها اختصاص داده شده است.

انتخاب فرآیندهای تصفیه خاص به عواملی مانند کیفیت آب مصرفی، درجه تصفیه مورد نیاز، مصرف آب مورد نظر، ظرفیت جریان مورد نیاز، مقررات دولتی، سرمایه موجود و هزینه های عملیاتی و نگهداری بستگی دارد. آب تصفیه‌شده از طریق سیستم‌های توزیع آب شامل لوله‌ها، پمپ‌ها، ایستگاه‌های تقویت‌کننده، مخازن ذخیره‌سازی و لوازم مرتبط به مصرف‌کنندگان توزیع می‌شود.

 

 

کارخانه تصفیه آب


در تلاش برای رعایت مقررات زیست محیطی سختگیرانه و برآوردن نیازهای رو به افزایش آب جمعیت در حال رشد، بسیاری از تصفیه خانه های آب از فناوری های هوشمند برای افزایش قابلیت اطمینان عملیات استفاده کرده اند.

بهبود پایداری آب، که می تواند کارایی انرژی یک نیروگاه را افزایش دهد و ردپای کربن آن را کاهش دهد ، اغلب شامل بهینه سازی استفاده از مواد شیمیایی، به حداقل رساندن تولید زباله و استفاده از انرژی خورشیدی یا بادی است

بازگشت به لیست