انواع تصفیه های شیرین سازی آب
سیستم پیش تصفیه و پس تصفیه با توجه به کیفیت و حتی کمیت آب ورودی، برای سیستم های متعدد شیرین سازی آب طراحی و نصب می گردد. روش ها و مدل هایی که در زیر به آن ها اشاره می کنیم گاهی به تنهایی و یا ترکیبی از چند روش به عنوان واحد پیش تصفیه در روش های متعدد شیرین سازی آب به کاری می رود.
روش های تصفیه اولیه آب به دو دسته تقسیم می شوند:
الف) تصفیه فیزیکی
حذف فیزیکی املاح معلق در آب با استفاده از میکرو فیلتر ها، فیلترهای شنی، حوضچه های سکون، توری های فلزی و…
ب) تصفیه شیمیایی
حذف املاح آب به روش شیمیایی مانند کلرزنی، هوازنی، اسید زنی، انعقاد سازی..
الف: تصفیه های فیزیکی
با توجه به منبع آب ورودی سیستم ، از روش های زیر به عنوان تصفیه مقدماتی استفاده می کنند.
1. توری مشبک فلزی ورودی
معمولا در محل ورودی آب ها سطحی، دریا و آب گیری های ساحلی این سیستم نصب می شود. در مکان هایی که خوردگی آب بالاست بالاست از فلزات مقاوم تر برای ساخت تور ها استفاده می شود. دانه های درشت همراه آب در عبور از این توری ها به دام افتاده و اغلب توسط اوپراتور به صورت دستی هر از گاهی تمیز می شود. ضمن این که تمیز کردن توری های فلزی را می توان به صورت ماشینی نیز انجام داد.
2. فیلتر های شنی آرام
فیلتر های شنی آرام از یک مخزن بتونی و یا فلزی با سیستم شست و شوی مهکوس و تخلیه انتهای ساخته می شود. برای مواد داخل مخزن عاوه بر شن و دانه های سیلیس ، می توان از سنگ، آجر و حتی از بامبو ( نوعی نی خیزان) نیز استفاده کرد. اندازه موثر دانه های سیلیس در این نوع فیلتر ها 0.2mm می باشد ولی در سایز های 0.15 تا 0.35mm نیز استفاده می شود و ضریب تراکم بین 1.5 تا 3 می باشد. املاح جامد همراه آب تا اندازه بالای میکرون در این نوع فیلتر ها جدا می شود به طوری که کدورت آب بعد از فیلتر شدن کاهش چشمگیری دارد.
بعد از مدتی قشری از جلبک ها، پلانکتون ها و باکتری ها روی سطح فیلتر شنی تشکیل می شود که پس از هر بار شست و شوی معکوس دفع می شوند.
زمانی که افت فشار آب در طرفین فیلتر به حدود 1m رسید می بایست شست و شوی معکوس انجام شود که در بعضی جاها این عمل اتوماتیک می باشد. ضمن اینکه برای احیای مجدد این فیلتر ها می توان 25-12 میلی متر از سطح رویی شن ها را در هر بار افت فشار از آن جدا کرد. دیواره های این فیلتر می تواند از بتون، سنگ و یا آهن ضد زنگ باشد.
در آمریکای لاتین مانند کشور های اکوادور، السالوادر و مکزیک اغلب از دیواره های بتونی در فیلتر های شنی آرام استفاده می کنند. ظرفیت این فیلتر ها متنوع بوده و تا 280 متر مکعب در ساعت نیز ساخته می شوند.
3. فیلترشنی سریع:
در فیلتر های شنی سریع دانه های سیلیس درشت تر است و اندازه دانه ها بین 0.35 تا 1 میلی متر انتخاب می شود که سایز متوسط 0.5 میلی متر با ضریب تراکم 1.3 تا 1.7 بیشتر مرسوم است. فشار آب ورودی در این فیلتر ها زیاد استو با هر بار افت فشار تا 2 متر شست و شوی معکوس به صورت دستی و یا خودکار انجام می شود.
به طور کلی در بعضی از فیلتر های شنی آرام و سریع در لایه زیرین از نازل هایی جهت جلوگیری از عبور دانه های شن استفاده می شود و در نقاطی هم که نازل استفاده نمی شود، به ترتیب دانه های ریز تر در سطح رویی و در سطح پایین دانه های درشت شن و سیلیس قرار می گیرد.
4.حوضچه سکون
در حوضچه سکون علاوه بر ته نشینی ذرات با گذشت زمان و آرام شدن جریان، در بعضی تاسیسات به طور مکانیکی نیز توسط جاروبک هایی جلبک های سطحی آب جمع آوری می شود. در حوضچه های سکون برای از بین بردن جلبک ها تزریق کلر نیز انجام می گیرد.
5. میکرو فیلتر
میکروفیلترها نیز به صورت فیزیکی املاح غیر محلول همراه آب را جدا می کنند. میکروفیلتر ها براساس درجه منفذ خود به پنج دسته تقسیم می شوند.
1-5 فیلتر معمولی: در سایز های 1 تا 20 میکرونی
2-5 میکروفیلتر: برای جدا کردن ذرات از 0.5 تا 0.05 میکرون
3-5 اولترافیلتراسیون: برای جدا کردن ذرات از 0.005 تا 0.05 میکرون
4-5 نانو فیلتراسیون: برای جدا کردن ذرات از 0.0005 تا 0.001 میکرون
5-5 فیلتر غشای در محدود مولکولی تا حد MWCO 10 ( بسیار پایین تر از میکرون)
ممبران UF برای پیش تصفیه
یکی دیگر از روش های نو و کاربردی در سیستم پیش تصفیه استفاده از فیلترهای غشایی UF می باشد.اولین بار یک شرکت چینی با استفاده از این روش کدورت آب ورودی را به حد مجاز ورودی فیلتر غشایی RO رساند. در نمونه هایی که شرکت چینی ZENON ساخته است بیش از هزار عدد فیلتر غشایی مخصوص در یک مجموعه به کار رفته که با غوطه ور کردن این مجموعه در آب در آب از این غشاء ها، پیش تصفیه به صورت مطلوب انجام می شود.
با استفاده از این روش، به دلیل جدا کردن املاح معلق در آب و پایین آوردن کدورت، گرفتگی در فیلتر های غشایی کاهش یافته و رسوبات نیز کم می شود، لذا هزینه تولید آب کاهش می یابد.
از دیگر مزایای این روش گستردگی استفاده آن است که هم می توان در آب دریا و هم لب شور و حتی در تصفیه خانه های صنعتی استفاده کرد.
ب) تصفیه شیمیایی
1.واحد کلر زنی اولیه و کنترل جلبک
برای حذف جلبک های همراه آب (مخصوصا در آب دریا) و از بین بردن باکتری های همراه آب، کلر به آن تزریق می شود. میزان کلر در روش های متعدد شیرین سازی آب مختلف است به طوری که در روش اسمز معکوس (RO) به دلیل حساسیت غشاء ها به کلر و آسیب پذیر بودن آن ها، کلر در قبل از ورود آب به غشا می بایست آزاد شود که به این منظور از مواد شیمیایی مانند متا بی سولفیت سدیم استفاده می کنند و قبل از ورود آب به فیلتر غشایی به آن تزریق می شود.
2.انعقاد سازی
انعقاد سازی روشی شیمیایی است که با استفاده از مواد کلوئیدی مانند نمک های آلمینیوم و آهن به درشت تر شدن و در نهایت ته نشینی سریع ذرات و املاح همراه آب کمک می کنند. واکنش شیمیایی فوق در محدوده 7-6 PH انجام می شود. در این روش از نمک های آلمینیوم به صورت سولفات آلمینیوم و سدیم آلومینات بیشتر استفاده می شود. چون کنترل نمک های آهن کمی مشکل است، لذا کمتر استفاده می شود ولی کلرید آهن استفاده بیشتری دارد.
3. فیلتر های زغال اکتیو
فیلتر های زغال اکتیو از نظر شکل و طرح همانند فیلتر های شنی هستند ( بعضی نقاط فیلتر شنی و زغال اکتیو مشترک است و روی لایه سیلیس زغال اکتیو را قرار می دهند) زغال اکتیو به سه صورت پودری، گرانولی، میله ای یافت می شود. زغال اکتیو قادر به جدا کردن مواد زیر از آب می باشد:
1. جذب مواد غیرقطبی و ارگانیکی مانند روغن معدنی BTE X هیدرو کربن های پلی آروماتیک (PAC) و کلراید ( فنل)
2. جذب مواد هالوژنی(مانند ید، بور،کلر، فلور و هیدروژن)
3.مزه آب ( همان طور که می دانید آب طبیعی بدون مزه است)
4.مخمرها
5. مواد غیر محلول در
نحوه کارکرد
آب خام (ورودی) به مخزن شامل زغال اکتیو پمپ می شود و از لایه های زغال اکتیو عبور کرده و از انتهای مخزن خارج می شود. عملکرد زغال اکتیو به دما و طبیعت مواد همراه آب نیز بستگی دارد. پس از مدتی در مخزن زغال اکتیو انباشتگی مواد بوجود می آید که می بایست احیا شود، به این منظور به صورت منظم این فیلتر ها با آب شست و شو معکوس می شود تا مواد ارگانیکی از طریق اکسید شدن آزاد شوند. در هر مرحله احیاء زغال اکتیو مقدار جزئی از آن از بین می رود که می بایست هر از چند گاهی زغال اکتیو تعویض شود.
4. آزاد کننده های کلر
مانند متابی سولفیت سدیم که با اضافه کردن به آب باقی مانده، کلر را از آب جدا می کنند.
5. ضد رسوب
مواد مختلفی با مارک های متعدد جهت جلوگیری از تشکیل زسوب در سطح فیلتر های غشایی و دیواره های مخزن تقطیر و بخار به آب اضافه می شود.
نکته قابل توجه این که میزان تزریق ضد رسوبها حتما باید با توجه به کیفیت آب و دستورالعمل سازنده تعیین شود زیرا تزریق بیش از حد مجاز خود می تواند باعث گرفتگی فیلتر های غشایی در سیستم RO شود.
6. اسید
جهت کاهش PH آب ورودی و در بعضی تاسیسات به جای ضد رسوب استفاده می شود. به این منظور اغلب از اسید سولفوریک استفاده می شود.
پس تصفیه
سیستم پس تصفیه نیز با توجه به کیفیت آب خروجی در اکثر تاسیسات طراحی و نصب می شود که شامل همه و یا تعدادی ا از موارد زیر می باشد.
1.کلر زنی
در مواردی که آب تولیدی مصارف غیر صنعتی و آشامیدنی دارد برای ضد عفونی کردن آب و جلوگیری از انتقال بیماری به آن کلر اضافه می شود
2. کنترل PH
کنترل خاصیت اسیدی و یا قلیائیت آب بسیار مهم است زیرا علاوه بر این که تنظیم نبودن PH باعث تغییر مزه آب و آسیب رساندن به معده انسان می شود، باعث افزایش خوردگی در خط انتقال و شبکه توزیع آب نیز خواهد شد.
3. افزودن فلور
فلوئور مورد نیاز بدن اغلب از طریق آب آشامیدنی تامین می شود و برای بدن مخصوصا دندان ها بسیار مفید است، لذا میزان فلوئور در آب آشامیدنی کنترل می شود ودر اکثر مواقع در سیستم پس تصفیه فلوئور به آب اضافه می شود.
4. کنترل املاح آب
بدن انسان اکثر مواد معدنی و املاح مورد نیاز را از طریق آب آشامیدنی تامین می کند. آب شیرین تولید شده در اکثر روش ها تقریبا عاری از هرگونه املاحی است، لذا برای بدن مفید نیست. برای جبران این کاستی با افزودن املاحی مانند کلسیم و منیزیم و یا بی کربنات سختی آب را به حد مجاز می رسانند و یا در تاسیسات لب شود درصدی از آب پیش تصفیه شده را به آب تولیدی اضافه
در این مقاله شما را با سیستم های پیش تصفیه و پس تصفیه اشنا کردیم.
